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1、1,第十四章 汽车自动变速器,第一节 概述 第二节 液力变矩器 第三节 液力机械变速器 第四节 自动变速器的操纵和控系统 第五节 机械式无级自动变速器,教学目的和要求： 1、掌握液力机械变速器组成、特点。 2、掌握液力变矩器构造、原理、液力机械变速器、机械式无级自动变速器构造、工作原理。 3、掌握换挡执行机构构造、工作原理。 4、理解自动换档操纵系统的构造、工作原理。 本章重点： 液力变矩器、液力机械变速器、机械式无级自动变速器 本章难点： 液力机械变速器各档动力传递、自动换档操纵系统的构造、工作原理。 教学内容要点：,3,第一节 概述,一、自动变速器的类型 二、自动变速器的型号 二、自动变速
2、器的组成,4,一、自动变速器的类型（AT） 1.按汽车驱动方式分类,5,后驱自动变速器,6,前驱自动变速器,2.按齿轮变速器的类型分类 （普通齿轮固定轴式、行星齿轮式） 3.按控制方式分类（液控、电液控）,8,液力控制自动变速器： 是通过机械的手段，将汽车行驶的车速及节气门开度这两个参数转变为液压控制信号；阀体中的各个控制阀根据这些液压控制信号的大小，按照设定的换档规律，通过控制换档执行机构的动作，实现自动换档。,9,电液控制自动变速器： 通过各种传感器，将发动机转速、节气门开度、车速、发动机冷却液温度、自动变速器油温度等参数转变为电信号，并输入电脑；电脑根据这些信号，按照设定的换档规律，向换
3、档电磁阀、油压电磁阀等发出电子控制信号；换档电磁阀和油压电磁阀再将电脑的电子控制信号转变为液压控制信号，阀体中的各个控制阀根据这些液压控制信号，控制换档执行机构的动作，从而实现自动换档。,二、自动变速器的型号,1.自动变速器型号的编制方法 （1）变速器类型，一般用字母“A”表示自动变速器，“M”表 示手动变速器。 （2）自动变速器的生产厂家，例如，德国ZF公司生产的自 动变速器，其型号前面大多为“ZF”字样。 （3）驱动方式，一般用字母“F”表示前驱动，“R”表示后驱 动。但也有特别情况，如丰田公司用数字表示驱动方式，部分四轮驱动车辆在型号后面附字母“H”或“F”表示 （4）前进变速挡位数，用
4、数字表示。 （5）控制类型电控，一般用字母“E”表示，液控一般用“H”表示，电液控制用“EH”表示。 （6）改进序号。 （7）额定驱动转矩，在通用与宝马等公司自动变速器型号中有此参数。,10,2.常见自动变速器型号识别 （1）丰田自动变速器型号识别 分为两大类： 一类为型号中除字母外有2位阿拉伯数字的；另一类为型号中除字母外有3位阿拉伯数字的。 1）型号中有两位阿拉伯数字，如A40、A41、A55、A55F、A40D、A42DL等。 字母“A”代表自动变速器。若左起第一位阿拉伯数字为“1”、“2”或“5”，表示该自动变速器为前驱动车辆用；若左起第一位阿拉伯数字为“3”或“4”，表示该自动变速器
5、为后驱动车辆用。左起第二位阿拉伯数字代表生产序号。 后附字母的含义如下：“H”或“F”表示该自动变速器用于四轮驱动车辆；“D”表示该自动变速器有超速挡；“L”表示该自动变速器有锁止离合器；“E”表示该自动变速器为电控式，同时带有锁止离合器。若无“E”，则表示为全液压控制自动变速器。,11,2）型号中有3位阿拉伯数字，如A130L、A241L、A440F、A340E、A340H、A540H等。 字母“A”表示自动变速器，左起第一位阿拉伯数字及后附字母的解释同上。左起第二位阿拉伯数字代表该自动变速器前进挡的个数。左起第三位阿拉伯数字代表生产序号。 特别说明：上述各型自动变速器中，A340H、A34
6、0F、A540H型自动变速器，其后面均省略了“E”，均为电控自动变速器，带锁止离合器；A241H、A440F型自动变速器，其后均省略了“L”，但均带有锁止离合器。,12,（2）克莱斯勒自动变速器型号识别,13,（3）通用自动变速器型号识别 通用公司自动变速器的型号主要有4T60E、4L60E等，从型号上可以知道此变速器的一些特点。 第一位阿拉伯数字表示前进挡传动比的个数，如上面的4表示四速，即有4个前进传动比。第二位字母表示驱动方式，上面的“T”表示变速器为横置（Transverse），“L”表示变速器为后置后驱动式。第三、四位数字表示变速器的额定驱动转矩。第五位字母表示控制类型，“E”表示变
7、速器为电子控制。,14,15,三、自动变速器(电液控制)的组成,1.液力变矩器 2.行星齿轮变速器 3.液压控制系统 4.电子控制系统 5.油冷却系统,16,自动变速器特点：,自动变速器优点： 1）操纵简单，提高了行车安全性； 2）自动适应行驶阻力变化，在一定范围内进行无级变速，提高了汽车的动力性和经济性； 3）汽车起步、加速更加平稳，提高乘坐的舒适性； 4）液力传动使传动系的动载荷减小，延长有关零件的使用寿命； 5）可避免因外界负荷突增而造成发动机熄火现象，提高燃油经济性，降低排放污染。 缺点: 结构较复杂，维护修理困难，效率低。,17,第二节 液力变矩器,一、液力耦合器： 传递转矩，输出转
8、矩与输入转矩相等。 二、综合式液力变矩器： 既能传递转矩又能增大转矩。 三、带锁止离合器的综合式液力变矩器：,18,一、液力耦合器,组成：泵轮、涡轮。 工作原理： nBnw，传递扭矩。 nB=nw，停止工作。 特性： = Nw / NB = Mw*nw / MB*nB = nw / nB = i（不同于机械变速器） 液力耦合器的缺点： 1、只能传递扭矩； 2、传动效率低。,19,二、综合式液力变矩器,1. 组成： 泵轮6、涡轮7、导轮5及单向离合器4。,20,假想：将循环圆的中间流线展成一直线，从而使各工作轮叶片断面清晰可见。,2.液力变矩器工作原理,21,1）低速行驶： 涡轮转速低于泵轮转速
9、，从涡轮流入导轮的液流方向冲击导轮叶片的正面，单向离合器锁止导轮固定不动，导轮对液流起的反作用，达到对涡轮增扭的作用，克服增大的阻力。 Mw = MB + MD (变矩) 2）中、高速行驶： 涡轮转速增大到某一数值时，从涡轮流入导轮的液流方向与导轮叶片相切，导轮对液流的反作用力矩为零。 Mw = MB （耦合） 涡轮转速增大到与泵轮转速接近时，液流方向冲击导轮背面，单向离合器解除锁止，导轮随之自由转动。 Mw = MB （耦合）,22,指当泵轮的转速 (nb)和转矩(Mb)一定时，涡轮与泵轮之间的变矩比(K)、转速比(i)和传动效率()的变化规律。 变矩系数：K=Mw/MB 转速比：i=nw/
10、nB （不同于机械变速器） 效率： = Nw/NB =Mw*nw/ MB*nB = K * i 特性曲线：OAB曲线。,3.液力变矩器的特性,23,三、带锁止离合器的综合式液力变矩器,作用： 三相，即变矩、耦合、锁止。 组成： 泵轮(B)、涡轮(W)、导轮(D)及单向离合器,还有锁止离合器。 原理： 特性：,24,工作原理： 当车辆低速行驶时，锁止离合器处于分离状态。实现增扭。 当车辆以中高速（60km/h）行驶时，锁止离合器接合。可以提高传动效率，能节油5%左右。,25,特性曲线：,26,第三节 液力机械变速器,一、单排行星齿轮机构： 二、辛普森式行星齿轮机构 三、拉威娜式行星齿轮机构 四、
11、本田非行星齿轮机构 五、换档执行机构,27,一、单排行星齿轮机构,组成： 太阳轮、齿圈、行星齿轮与行星架三个元件。 工作原理： 传动路线：,28,工作原理：,单排行星齿轮机构的运动特性方程式： n1+n2(1)n3=0 式中n1太阳轮转速；n2齿圈转速；n3行星架的转速； Z2 / Z1，即齿圈齿数Z2与中心轮齿数Z1之比。 传动比 ： i = n主 / n从,29,传动规律小结：,30,二、辛普森式行星齿轮机构,结构特点： 双排行星齿轮机构； 前后太阳轮连为一体，称为太阳轮组件； 前行星架与后齿圈连为一体，称为前行星架和后齿圈组件； 该机构有4个独立运动元件。即前齿圈、太阳轮组件、前行星架和
12、后齿圈组件、后行星架。,31,丰田A340E型自动变速器,主要由带锁止离合器的液力变矩器、超速档行星排、辛普森式双行星排3档行星齿轮机构、电子液压控制系统等组成；有三个行星排和十个换档执行元件(三个单向离合器三个离合器四个制动器)，四根传动轴；装于皇冠(CROWN)3.0L等车型上。,1-超速输入轴 2-超速太阳轮 3-超速齿圈 4-输入轴 5-前齿圈 6-太阳轮 7-后齿圈 8-输出轴 9-后行星架 10-前行星架 11-超速行星架 C0-超速离合器 C1-前进离合器 C2-直接离合器 B0-超速制动器 B1-2档滑行制动器 B2-2档制动器 B3-低档倒档制动器 F0-超速单向离合器 F1
13、-1号单向离合器 F2-2号单向离,32,三个离合器的功能： 超速离合器C0用于连接超速行星排太阳轮和行星架; 离合器C1用于连接中间轴和前齿圈 ； 离合器 C2用于连接中间轴和太阳轮。,33,四个制动器的功能： 超速制动器B0用于固定超速太阳轮； 制动器B1用于固定共用太阳轮； 制动器B2用于固定单向离合器F1的外圈以防止共用太阳轮逆时针转动； 制动器B3用于固定后行星架。,34,单向离合器的作用： 使换档的过程柔和，减小换档冲击； 有发动机制动效果的档位不使用单向离合器。,35,D位一挡C0、C1、F0、F2工作,C0、F0超速挡行星排直接传动。 C1前齿圈输入；汽车尚未起步，输出-前行星
14、架-后齿圈暂时不动；共用太阳轮逆时针方向转动。 F2对后行星架在逆时针方向具有锁止作用，后行星架固定不动，后齿圈在后行星轮的驱动下顺时针方向转动，动力输出，汽车得以起步。 起步后，输出轴转动，促使前行星架转动；前、后行星排共同将动力传至输出轴，满足汽车行驶阻力较大的需要。,36,D位二挡C0、C1、F0、F1、B2工作 C0、F0超速挡行星排直接传动。 C1前齿圈输入。 B2和F1共用太阳轮无法逆时针转动，前行星轮在自转的同时还将沿前齿圈内侧顺时针行走，带动前行星架和输出轴转动输出。后行星排因无执行元件工作，处于空转状态。,37,D位三挡（直接挡）C0、C1、 C2 、F0、B2工作 C0、F
15、0超速挡行星排直接传动。 C2和C1动力分别传至前齿圈和共用太阳轮，虽然B2工作，但由于F1的缘故，无法阻止共用太阳轮与齿圈一道顺时针转动。后行星排空转。,38,D位超速挡C1、 C2 、B0、B2工作,B0制动超速档行星排太阳轮，行星架输入，齿圈输出。 前行星排直接传动，后行星排空转。,39,2位2挡C0、 C1 、B1、B2、 F0、 F1工作,“2”位1、3档与“D”位1、3档相同。 “2”位2档与“D”位2档工作情形基本上相同；只不过是为实现发动机制动的要求，执行机构参与工作的元件多了一个B1。,40,L位1挡C0、 C1 、B3、 F0、 F2工作 L位1、2档与“2”位1、2档相同
16、。 L位1档需要发动机制动时，B3和F2的协同作用，后行星架静止不动，共用太阳轮发生逆时针旋转。前行星架随输出轴8顺时针转动，而共用太阳轮却逆时针转动，前行星轮带动前齿圈顺时针旋转，将动力经C1向前传至发动机，实现发动机制动。,41,倒挡C0、 C2 、B3、F0工作 C0、F0超速挡行星排直接传动。 C2共用太阳轮顺时针旋转输入，前行星排因无固定元件而处于空转状态，后行星架被B3固定，所以后行星轮只能原地自转，同时带动后齿圈随其一道逆时针转动，输出轴与后齿圈相连，形成倒档。,42,N位只有C0工作。,43,P位输出轴固定。,44,三、拉威娜式行星齿轮机构,1.结构特点： 四个前进档（有超速档）、一个倒档。 两排行星齿轮机构，具有公共的行星架2和齿圈5。 四个独立运动元件，前太阳轮
