自动变速器课件.ppt

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1、1,自动变速器,2,1自动变速器组成,1.液力变矩器；2.齿轮变速机构；3.控制系统；4.冷却、润滑系统,3,2、液力变矩器 基本构造,4,液力变矩器组成图,5,泵轮：泵轮与变矩器壳体连成一体，其内部径向装有许多扭曲的叶片，叶片内缘则装有让变速器油液平滑流过的导环。变矩器壳体与曲轴后端的驱动盘相连接。,6,涡轮：涡轮上也装有许多叶片。但涡轮叶片的扭曲方向与泵轮叶片的扭曲的方向相反。涡轮中心有花键孔与变速器输入轴相联。这是变速器输入轴，涡轮通过花键装在输入轴上，泵轮叶片与涡轮叶片相对安置，中间有34mm的间隙。,7,导轮：导轮位于泵轮与涡轮之间，通过单向自由轮安装在与变速器壳体连接的导管轴上。它

2、也是由许多扭曲叶片组成。,8,3、电风扇演示变矩器原理示意图,9,电风扇A通电，B不通电，电风扇A将以空气为介质带动电风扇B转动。,10,如果我们在电风扇A与B之间加一个导管，将电风扇B出来的空气引导到A的背面，对电风扇A来说起增益作用，是有利的。如果电风扇B出来的空气引导到A的正面，对电风扇A来说起阻尼做用，是有害的。,11,用空气传递动力会有能量损失，且电风扇B的转速永远小于A的转速。如果我们将电风扇A与B用一个轴连接在一起，此时电风扇A可直接带动B同速转动，就没有能量损失。此时的电风扇A相当于液力变矩器的泵轮，电风扇B相当于涡轮，导管相当于导环，空气相当于自动变速器油，连接轴相当于锁止离

3、合器。,12,5液力变矩器涡流与环流,当发动机曲轴带动泵轮旋转时，泵轮带动自动变速器油一起旋转，在离心力的作用下，自动变速器油从叶片的内缘向外缘流动。冲击涡轮的叶片，自动变速油沿着涡轮叶片由外向内流动，冲击到导轮叶片，然后沿着导轮叶片流动，回到泵轮进入下一个循环。,13,我们把从泵轮、涡轮、导轮又到泵轮的液体流动叫涡流。,14,自动变速器油在进行涡流的同时，又绕曲轴中心线旋转，我们把液体绕轴线旋转的流动，称为环流。,15,6.单向离合器的工作原理,1）单向离合器的组成：由外座圈，内座圈、保持架、楔块等组成。2）工作原理：当内座圈固定时，外座圈顺时针方向转动楔块不锁止，外座圈可自由转动；当外座圈

4、逆时针转动时，楔块锁止，外座圈不能转动。保持架的作用是使楔块总是朝着锁止外座圈的方向略微倾斜，以加强楔块的锁止功能。单向离合器.avi,16,7锁止离合器,锁止离合器的组成：减振盘：它与涡轮连接在一起，减振盘上装有减振弹簧，在离合器接合时，防止产生扭转振动。锁止离合器：通过凸起卡在减振盘上，可在油压的作用下轴向移动。离合器壳：它与泵轮连接在一起，前盖上粘有一层摩擦材料，以增加离合器接合时的摩擦力。,17,工作原理,1当车辆低速行驶时，自动变速器油由锁止离合器从动盘的前端流入，所以锁止离合器从动盘前端及后端的压力基本相等，使锁止离合器不起作用，分离。此时，变矩器起变速变扭作用。2当车辆高速行驶时

5、，信号阀中的滑阀向上移动，使继动阀中的滑阀也向上移动，改变油路，油液从锁止离合器的后端流入，锁止离合器与前盖之间的油液被排出，两面的压力不等，使其向前移动，锁止离合器接合。此时，动力传递路线为：前盖-锁止离合器-变速器输入轴。锁止离合器.gif,18,8行星齿轮机构的,它由太阳轮或称为中心轮、行星齿轮、行星齿轮架，通常简称为行星架、齿圈等组成。行星齿轮为轴转式齿轮系统，与定轴式齿轮系统一样，也可以变速、变矩。行星齿轮机构传动,19,9行星齿轮工作原理,20,1)齿圈固定，太阳轮主动，行星架被动,从演示中可以看出，此种组合为降速传动，通常传动比一般为2.55，转向相同。,21,2)齿圈固定，行星

6、架主动，太阳轮被动。,从演示中可以看出，此种组合为升速传动，传动比一般为0.20.4，转向相同。,22,3)太阳轮固定，齿圈主动，行星架被动。,从演示中可以看出，此种组合为降速传动，传动比一般为1.251.67，转向相同。,23,4)太阳轮固定，行星架主动，齿圈被动,从演示中可以看出，此种组合为升速传动，传动比一般为0.60.8，转向相同。,24,5)行星架固定，太阳轮主动，齿圈被动,从演示中可以看出此种组合为降速传动，传动比一般为1.54，转向相反。,25,6)行星架固定，齿圈主动，太阳轮被动,从演示中可以看出此种组合为升速传动，传动比一般为0.250.67，转向相反。,26,7)把三元件中

7、任意两元件结合为一体的情况,当把行星架和齿圈结合为一体作为主动件，太阳轮为被动件或者把太阳轮和行星架结合为一体作为主动件，齿圈作为被动件的运动情况。从演示中我们可以看出，行星齿轮间没有相对运动，作为一个整体运转，传动比为1，转向相同。汽车上常用此种组合方式组成直接档。,27,8)三元件中任一元件为主动，其余的两元件自由,从分析中可知，其余两元件无确定的转速输出。第六种组合方式，由于升速较大，主被动件的转向相反，在汽车上通常不用这种组合。其余的七种组合方式比较常用。,28,11离合器,1.离合器的组成卡环：它安装在输入轴转鼓的卡环槽内，限制活塞的行程。输出转鼓：其中心有齿形花键与输出轴相连，边缘

8、有键槽。钢片：是光板，外缘有矩形花键与输入轴转鼓内键槽相连。摩擦片：内圆有花键，与行星齿轮某一元件相连接，其表面有铜基粉末冶金层或合成纤维层，以增大摩擦力。钢片与摩擦片相间排列，可轴向移动。弹簧座卡环：安装在输入轴卡环槽内。许多个回位弹簧沿圆周方向均匀分布。,29,30,2.工作原理,当离合器结合时，控制油压通过输入轴中心孔进入活塞，克服回位弹簧力将钢片和摩擦片压紧，产生摩擦力。这时动力从输入轴经过离合器传到输出轴，当需要离合器分离时，控制油压通过原来的管路排出，由于回位弹簧的作用，活塞回到初始的位置，摩擦片和钢片分离，动力不能传递。,31,3.离合器动力传递路线,32,12带式制动器,1.带

9、式制动器组成：制动鼓：它与行星齿轮的某一元件相连接。制动带：围在转鼓的外圆上，它的外表面是钢带，内表面有摩擦材料，制动带的一端用锁销固定在自动变速器壳体上，另一端与液压油缸的推杆相接触。油缸：它固定在自动变速器壳体上，其内部有活塞和推杆相连接。,33,2.带式制动器的工作原理,当液压缸无油压时，制动带与鼓之间要有一定的间隙，制动鼓可随与它相连的行星排元件一同转动。当液压缸通油压时，作用在活塞上油压力推动活塞，使之克服回位弹簧的弹力而移动，活塞上的推杆随之向外伸出，将制动带压紧在制动鼓上，于是制动鼓被固定而不能转动，此时，制动器处于制动状态。Gif.,34,13片式制动器,1)片式制动器组成：,

10、动画,35,固定架，有许多槽，它通过螺钉与变速器壳体相连接，固定架上有控制油道孔。钢片外缘上有花键，与固定架上的槽或与变速器壳体上的花键槽相连接，是不动件。摩擦片内圆上有花键，与行星齿轮的某元件相连接。活塞安装在活塞缸内，回位弹簧作用在活塞上。,36,2)工作原理,当需要制动行星架时，控制油压进入活塞油缸，推动活塞压缩回位弹簧，将摩擦片、钢片压紧，由于钢片与自动变速器壳体相连接，所以行星架制动不转。制动器不起作用时，控制油液排出油缸，由于回位弹簧的作用，活塞回到原来位置。动画,37,14辛普森式行星齿轮变速机构工作原理,38,39,40,41,一、D-1挡工作原理1 在D-1挡时，控制系统使离

11、合器C0、C1接合，单向离合器F2参加工作。,D-1档工作原理,42,2 对超速行星排来说，离合器C0接合，将行星架与太阳轮连接在一起，超速行星齿轮排自锁，作为一体转动，传动比为1。,D-1档工作原理2,43,3 对三挡变速部分来说，前传动轴通过离合器C1带动后传动轴、后排齿圈转动，单独看后排行星齿轮机构，齿圈顺时针输入，带动太阳轮逆时针转动。D-1档工作原理3,44,4 再单独看前排行星齿轮机构，太阳轮将动力传到前排行星齿轮机构后，由于单向离合器不允许前排行星架逆时针转动，所以当太阳轮逆时针转动时，行星架不转，齿圈顺时针转动，带动输出轴转动，向外输出。D-1档工作原理4,45,5 在整个传动

12、过程中，经过两排行星齿轮降速，变速器处于一挡。D-1档工作原理5,46,二、L挡工作原理 1 L挡时离合器C0、C1接合、制动器B3制动。,二、L挡工作原理1,47,2 对超速行星排来说，离合器C0接合，将行星架与太阳轮连接在一起，超速行星齿轮排自锁，作为一体转动，传动比为1。二、L挡工作原理2,48,3 对三挡变速部分来说，前传动轴通过离合器C1带动后传动轴、后排齿圈转动，单独看后排行星齿轮机构，齿圈顺时针输入，带动太阳轮逆时针转动。二、L挡工作原理3,49,4 再单独看前排行星齿轮机构，太阳轮将动力传到前排行星齿轮机构后，由于制动器B3不允许前排行星架转动，所以当太阳轮逆时针转动时，行星架

13、不转，齿圈顺时针转动，带动输出轴转动，向外输出。二、L挡工作原理4,50,5 与D-1挡工作元件比较，L挡时，制动器B3制动前排行星架，所以在正向传动中，即由发动机向车轮传动时，L挡工作原理与D-1挡完全相同，但是在反向传动时，即由车轮向发动机传动时，由于B3制动了前排行星架，所以在L挡时反拖。而D-1挡不反拖。二、L挡工作原理5,51,三、2挡工作原理,1 2挡时离合器0、C1接合、制动器B2制动、单向离合器F1参加工作。三、2挡工作原理1,52,2 同D-1挡一样，C0接合时，超速行星排的传动比是1。三、2挡工作原理2,53,3 对三挡变速机构来说，C1接合，动力传到后排齿圈，这些同于一挡

14、。制动器B2和单向离合器F1工作，不允许太阳轮逆时针转动，允许顺时针转动。对于后排行星齿轮机构来说，齿圈顺时针输入，力图使太阳轮逆时针转动，而太阳轮不动，所以齿圈带动行星架转动，行星架带动输出轴转动而输出。对于前排行星齿轮机构来说，齿圈顺时针转动，行星架自由转动，不影响后排行星齿轮机构输出。三、2挡工作原理3,54,4 由于是齿圈带动行星架转动，所以是减速传动，变速器处于二挡。三、2挡工作原理4,55,四、2-2挡,1 2-2挡时离合器C0、C1接合、制动器B1制动。四、2-2挡1,56,2 当选挡手柄位于2位置时，自动变速器可以有1挡和2挡，2-1挡工作原理与D-1挡相同，这里不再赘述。四、

15、2-2挡2,57,3 与D-2挡工作元件比较，在D-2挡时，太阳轮由单向离合器F1、制动器B2控制不允许其逆时针转动，允许顺时针转动，而在2-2挡时，太阳轮由制动器B1控制既不能顺时针转动，也不能逆时针转动，所以在正向传动中，即由发动机向车轮传动时，2-2挡工作原理与D-2挡完全相同，但是在反向传动时，即由车轮向发动机传动时，由于B1制动了太阳轮，所以在2-2挡时反拖。四、2-2挡3,58,4 2-2挡动力传递线路与D-2挡相同。四、2-2挡4,59,五、3挡工作原理,1 3挡时离合器0、C1、C2接合。五、3挡工作原理1,60,2 同D-1挡一样，C0接合时，超速行星排1：1的输出。五、3挡

16、工作原理2,61,3 对三挡变速机构来说，C1接合，动力传到后排齿圈，这些也同于一挡。C2接合，动力传给太阳轮。对于后行星齿轮排来说，齿圈和行星架都与中间轴连接，所以后行星齿轮排自锁，由此也导致了整个前后排行星齿轮自锁，所以，前后行星齿轮作为一个整体转动向外输出。五、3挡工作原理3,62,4 由于超速行星排和三档齿轮排传动比均为1，所以整个传动的传动比为1，通常称为直接挡。五、3挡工作原理4,63,六、4挡工作原理,1 4挡时制动器B0制动、离合器C1、C2接合。六、4挡工作原理 1,64,2 对超速部分来说，B0制动，制动太阳轮，超速行星排中行星架输入，太阳轮固定，齿圈输出，传动比小于1，为

17、超速传动。六、4挡工作原理 2,65,3 对于三挡部分来说，传动同于D-3挡，即传动比为1。六、4挡工作原理 3,66,4 超速部分与三挡部分合起来整个传动为超速传动。变速器处于4挡。六、4挡工作原理 4,67,七、R挡工作原理,1 当选挡手柄在R位置时为倒挡，倒挡时离合器C0、C2接合，制动器B3制动。七、R挡工作原理1,68,2 同D-1挡一样，C0接合时，超速行星排1：1的输出。七、R挡工作原理2,69,3 C2接合时，动力传给太阳轮。当制动器B3制动时，制动前排行星架，对前排行星齿轮机构来说，太阳轮顺时针输入，行星架制动，齿圈逆时针减速输出。七、R挡工作原理3,70,4 自动变速器倒挡

18、传动。七、R挡工作原理4,71,15拉威娜式齿轮变速机构,15-11挡的工作原理 1）1挡时离合器C2接合、单向自由轮F参加工作。15-11挡的工作原理1,72,2）离合器C2结合，输入轴的动力通过它传给小太阳轮，单向自由轮F不允许行星架逆时针转动。小太阳轮顺时针转动，带动短行星齿轮逆时针转动，并力图使行星架逆时针转动，由于单向自由轮不允许行星架逆时针转动，所以绕行星架逆时针转动的短行星齿轮带动长行星齿轮顺时针转动，长行星齿轮带动齿圈顺时针转动。15-11挡的工作原理2,73,3）齿圈经过齿轮将动力传给主减速器主动锥齿轮。自动变速器处于1挡。15-11挡的工作原理3,74,15-22挡的工作原

19、理,1）2挡时离合器C2接合、制动器B1制动。15-22挡的工作原理1,75,2）离合器C2接合，输入轴的动力通过它传到小太阳轮，这些同于1挡传动。制动器B1制动大太阳轮，所以长行星齿轮连同行星架在小行星齿轮的带动下一起绕大太阳轮顺时针转动。长行星齿轮带动齿圈顺时针转动，15-22挡的工作原理2,76,3）齿圈经过齿轮将动力传给主减速器主动锥齿轮。自动变速器处于2挡15-22挡的工作原理3,77,15-33挡的工作原理,1）3挡时离合器C1、C2、C3接合。15-33挡的工作原理1,78,2）离合器C1、C2接合，输入轴的动力将通过它们传给大、小太阳轮，离合器C3接合，输入轴将动力通过它传给行

20、星架，此时行星架和小太阳轮均与输入轴连接，从行星齿轮传动原理我们已经知道，当此种工况行星齿轮机构自锁，元件间没有相对运动，传动比为1，输入轴的动力通过齿轮直接传给主减速器，自动变速器处于3挡。15-33挡的工作原理2,79,3）3挡传动 15-33挡的工作原理3,80,15-44挡的工作原理,1）4挡时制动器1制动、离合器C3接合。15-44挡的工作原理1,81,2）当制动器B1制动时，制动大太阳轮，当离合器C3接合时，输入轴的动力传给行星架，对于行星齿轮排来说，相当于太阳轮固定，行星架输入，齿圈输出，从行星齿轮传动原理我们已经知道，此为超速传动，自动变速器处于4挡。15-44挡的工作原理2,

21、82,3）4挡传动15-44挡的工作原理3,83,15-5R挡的工作原理,1）当选挡手柄位于R位置时，自动变速器处于倒挡。在R挡时离合器C1接合、制动器B2制动。15-5R挡的工作原理1,84,2）当离合器C1接合时，输入轴的动力将通过它传给大太阳轮，制动器B2制动行星架，对于行星齿轮排来说，大太阳轮通过长行星齿轮带动齿圈转动，从行星齿轮传动原理我们已经知道，此种传动输入输出转向相反，自动变速器处于倒挡。15-5R挡的工作原理2,85,3）倒挡传动15-5R挡的工作原理3,86,16液控系统原理示意图,节气门对应的节气门阀产生节气门油压，速控阀产生与车速相对应的速控油压，换挡阀控制换挡油路，控

22、制系统的工作油压在换挡阀的控制下通过高挡油路进入变速机构，使自动变速器挂上高挡，通过低挡油路进入变速机构，使自动变速器挂上低挡，当汽车负载大，节气门开度大，车速低时，节气门阀输出的节气门油压高，速控阀输出的速控油压低，换挡阀左侧大于右侧油压，阀芯右移，工作油压将通过换挡阀、低挡油路进入变速机构，使低挡离合器或制动器结合，自动变速器挂上低挡。当汽车负栽小，车速高时，节气门阀输出的节气门油压低，速控阀输出的速控油压高，换挡阀中左侧油压低于右侧油压，阀芯左移，工作油压将通过换挡阀、高挡油路进入变速机构，使高挡离合器或制动器结合，自动变速器挂上高挡；从上述分析可以看出，换挡阀的移动，主要取决于换挡阀左

23、右侧节气门油压和速控油压的油压差，阀芯移动，将使不同的离合器、制动器接合，从而使变速机构输出不同的挡位。,87,191-2挡换挡阀,1-2挡换挡阀组成：1-2挡换挡阀主要有低-倒挡柱塞、弹簧、1-2挡换挡阀阀芯、柱塞等组成。1-2挡换挡阀的原理：阀芯受到向下的力有节气门阀输出的节气门油压力、弹簧产生向下的弹力；阀芯受到向上的力有速控阀输出的速控油压力，当节气门开度大，车速低时，节气门阀输出的节气门油压力及弹簧弹力大于速控阀输出的速控油压力，阀芯下移，切断手控阀与制动器B2之间的油路，此时变速器处于1挡；当节气门开度小，车速高时，节气门阀输出的节气门油压力及弹簧弹力小于速控阀输出的速控油压力阀芯

24、上移，接通手控阀与制动器B2之间的油路，制动器B2工作，此时变速器处于2挡。当选挡手柄位于R和L位置时时，阀芯上腔又加一个控制油压，阀芯向下的油压力大于向上的油压力，则阀芯不能上移，同时接通了通向制动器B3的油路。,88,202-3挡换挡阀,工作原理阀芯受到向下的力有来自节气门阀的节气门油压力和弹簧弹力，向上的力有从速控阀来的速控油压力，当节气门开度大，车速低时，节气门油压力及弹簧弹力大于速控油压力时，阀芯下移，切断了通向离合器C2的油路，此时变速器具有2挡。当节气门开度小，车速高时，节气门油压力及弹簧弹力小于速控油压力阀芯上移，接通来自1-2挡换挡阀与离合器C2之间的油路，离合器C2工作，此

25、时变速器具有3挡。当挂倒挡时，来自手控阀R位置的油压将通过换挡阀进入离合器C2，离合器C2工作。当选挡手柄位于2位置时，来自挡顺序阀的油压将作用在阀芯上，使阀芯受到向下的油压力大于向上的油压力，阀芯不能上移，使变速器最高只有2挡，不能挂上3挡。另一路则到中间调节阀，当车速较高时，可通过挡换挡阀进入制动器B1。,89,21电液控自动变速器基本原理,下图为电液控自动变速器基本原理示意图。与液控自动变速器不同的是换挡阀左右侧的油压不再是节气门油压和速控油压，取而代之的是由换挡电磁阀控制的油压。节气门位置传感器感受节气门开度信号，车速传感器感受车速信号，这些信号送给自动变速器电脑ECTECU，电脑将这

26、些信号经过处理后发出指令，控制电磁阀A阀和B阀工作，例如节气门开度大，车速低时，节气门位置传感器和车速传感器将节气门开度大的信号和车速低的信号送给ECTECU，ECTECU发出指令，电磁阀B通电，打开换挡阀右侧油压的通道，让换挡阀右端泄压；电磁阀A不通电，工作油压加到换挡阀的左端，阀在油压以及弹簧的作用力下右移，接通了低挡油路，使变速机构的低挡离合器或制动器接合，变速机构挂上低挡。当车速高，节气门开度小时，ECTECU使电磁阀A通电，换挡阀左侧泄压，电磁阀B不通电，换挡阀右侧加控制油压，阀芯在油压差的作用下左移，接通了高挡油路，使变速机构的高挡离合器、制动器接合，变速机构挂上高挡。,90,22

27、电液控自动变速器基本规律,油泵为自动变速器提供工作油压，油泵泵出来的油经过主油路调压阀调节系统的工作油压，工作油压进入手控阀，由手控阀进行油路转换，经手控阀控制的油压可以进入换挡阀，换挡阀控制换挡油路，换挡阀控制进入离合器及蓄压缓冲器、制动器及其蓄压减振器的油路，不同的离合器、制动器工作就可以使自动变速器具有不同的挡位。有的自动变速器上，在蓄压缓冲器的油路中也运用了像锁止离合器背压调节中的PWM阀，以调节蓄压减振器的背压，从而减少换挡冲击。换挡阀由自动变速器电脑通过换挡电磁阀A、换挡电磁阀B控制，换挡电磁阀的数量因车而异，它有三种形式：1共控式两个换挡电磁阀（A、B），由电脑控制不同的通电、断

28、电组合，组成四种状态，控制三个换挡阀使自动变速器具有4个前进挡，一个倒挡。2分控式三个换挡电磁阀（A、B、C），每个电磁阀控制一个换挡阀，使自动变速器具有4个前进挡，一个倒挡。3连控式三个换挡电磁阀（A、B、C），联合控制着五个换挡阀，使自动变速器具有4个前进挡，一个倒挡，省去了若干顺序阀和截止阀。从手控阀出来的油压，由液力变矩器锁止离合器的锁止电磁阀TCC和锁止压力控制电磁阀PWM通过继动阀控制锁止离合器的背压，使锁止离合器具有锁止、半锁止和不锁止等工作状态。其中TCC电磁阀是开关阀，PWM阀是频率控制阀，占空比可从5%到95%进行变化，以调节油压。从手控阀出来的油压进入次调压阀，由次调压阀调节一个定压，分别进入液力变矩器、润滑油道和冷凝器。,91,带锁止离合器的液力变矩器由泵轮、涡轮、导轮、锁止离合器压盘和变矩器壳等组成。,92,锁止离合器的组成,减振盘：它与涡轮连接在一起，减振盘上装有减振弹簧，在离合器接合时，防止产生扭转振动。锁止离合器：通过凸起卡在减振盘上，可在油压的作用下轴向移动。离合器壳：它与泵轮连接在一起，前盖上粘有一层摩擦材料，以增加离合器接合时的摩擦力。,个人观点供参考，欢迎讨论！,