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1、第二章 电控液力自动变速器,第一节 概述 第二节 电控液力自动变速器的结构与工作原理 第三节 典型轿车电控液力自动变速 第四节 电控液力自动变速器的使用与检修,第一节 概述,一、电控液力变速器的优缺点 二、电控液力自动变速器的组成 三、电控液力自动变速器的控制原理 四、电控液力自动变速器的分类 五、电控液力自动变速器挡位介绍,一、电控液力变速器的优缺点,1优点 （1） 整车具有更好的驾驶性能。 （2） 良好的行驶性能。 （3） 较好的行车安全性。 （4） 降低废气排放。 2缺点 （1） 结构较复杂。 （2） 传动效率低。,二、电控液力自动变速器的组成,1液力变矩器 2齿轮变速机构 3. 换挡执
2、行机构 4液压控制系统 5电子控制系统,液力机械自动变速器,液力变矩器位于自动变速器的最前端，安装在发动机的飞轮上。利用液力传递动力。具有一定的减速增扭功能，并能实现无级变速。 行星齿轮变速器包括行星齿轮变速机构（太阳轮、齿圈、行星齿轮、行星齿轮架）和换档执行机构（离合器、制动器、单向离合器）。变速机构有34个前进档和1个倒档。换档执行机构可以使变速机构处于不同档位，实现不同的传动比输出。 液压操纵系统包括油泵、阀体、电磁阀、及液压管路用于控制自动变速器升降档。 电子或液压控制系统包括电控单元（ECU）、传感器、执行器及控制电路等，可按照设定的换档规律实现自动换档。 油冷却和滤清装置包括冷油器
3、和滤油器，用于控制油温和分离杂质。 壳体,液力变矩器,液力变矩器,辛普森式行星齿轮机构,电控液力自动变速器的换档执行元件 离合器,电控液力自动变速器的换档执行元件 制动器,电控液力自动变速器的换档执行元件 单向离合器,液压操纵系统(阀体),液压操纵系统(油泵),壳体,控制原理,四、电控液力自动变速器的分类,1按驱动方式分类 2按前进挡的挡位数不同分类 3齿轮变速器的类型分类 4按控制方式分类,五、电控液力自动变速器挡位介绍,1.自动变速器换挡元件的类型有 按钮式和拉杆式 2换挡操纵手柄通常有47个位置，并举例说明。 P位：停车位 R位：倒挡位 N位：空挡位 D（D4）位：前进位 3（D3）位：
4、高速发动机制动挡 2（S或称为闭锁挡位）位：中速发动机制动挡 L位（1位或称为闭锁挡位）低速发动机制动挡,返回目录,第二节 电控液力自动变速器 的结构与工作原理 一、液力变矩器,1液力偶合器 2液力变矩器的结构与工作原理 3液力变矩器的工作特性 4液力变矩器的种类 5液力变矩器的锁止机构,1.液力偶合器,液力偶合器的组成： 主动元件： 泵轮：泵轮刚性连接在外壳上，与曲轴一起旋转。 从动元件： 涡轮：涡轮连接在从动轴上。 在泵轮与涡轮上，均径向焊接带有一定弯度的叶片，用来传递动力。 泵轮与涡轮叶片内圆有导流环，装合后构成循环圆，可促进油液循环。,液力偶合器工作原理： （1）“涡流”的产生 当泵轮
5、随飞轮转动时，由于离心力的作用，液体沿泵轮叶片间的通道向外缘流动，外缘油压高于内缘油压，油液从泵轮外缘冲向涡轮外缘，又从涡轮内缘流入泵轮内缘，可见在轴向断面（循环圆）内，液体流动形成循环流，称为“涡流”。,（2）环流的产生 因涡流的产生，液体冲向涡轮使两轮间产生牵连运动，涡轮产生绕轴旋转的扭矩。可见，循环圆内的液体绕轴旋转形成“环流”。 上述两种油流的合成，形成一条首尾相接的螺旋流。只有当涡轮的扭矩大于汽车的行驶阻力矩时，汽车才能行驶。,液力偶合器涡流、环流的产生,液力偶合器工作特性： 涡轮的扭矩(Mw)和泵轮的扭矩(Mb)的关系式为： Mw Mb 液力耦合器的传动效率=Nw/N=Mwnw/M
6、n =nw/n=i(M=Mw) 当i=1时=100%,但最高效率只可达97%左右。,液力偶合器的缺点： 液力偶合器不能使输出扭矩增大，只起液力联轴离合器的作用。因此，汽车上很少采用。 它不能使发动机与传动系彻底分离，为解决换挡问题，在液力偶合器和机械变速器之间还需安装一个换挡用变速器，从而增加了传动系重量及纵向尺寸，所以换用液力变矩器。,.液力变矩器的结构与工作原理 （1）变矩器安装的位置识别,自动变速驱动桥,自动变速器,（2）液力变矩器的组成,主要由泵轮（b)、涡轮(w)、导轮(d)组成。 在液力偶合器的基础上，增设导轮。导轮介于泵轮和涡轮之间，通过单向离合器，单向固定在输出轴上。 （可顺转
7、，不能逆转）,泵轮与壳连成一体为主动元件； 壳体做成两半，用螺栓连接，壳外有起动齿圈 涡轮悬浮在变矩器内与从动轴相连； 导轮悬浮在泵轮与涡轮之间，通过单向离合器及导轮固定套固定在变速器外壳上，单向离合器使导轮可以顺时针方向转动，而不能逆时针方向转动。,液力变矩器的实物图,液力变矩器结构示意图,1）泵轮,泵轮在变矩器壳体内，许多曲面叶片径向安装在内。在叶片的内缘上安装有导环，提供一通道使ATF流动畅通。变矩器通过驱动端盖与曲轴连接。当发动机运转时，将带动泵轮一同旋转，泵轮内的ATF依靠离心力向外冲出。发动机转速升高时泵轮产生的离心力亦随着升高，由泵轮向外喷射的ATF的速度也随着升高。,2）涡轮,
8、涡轮同样也是有许多曲面叶片的圆盘，其叶片的曲线方向不同于泵轮的叶片。涡轮通过花键与变速器的输入轴相啮合，涡轮的叶片与泵轮的叶片相对而设，相互间保持非常小的间隙。,3）导轮,导轮是有叶片的小圆盘，位于泵轮和涡轮之间。它安装于导轮轴上，通过单向离合器固定于变速器壳体上。 导轮上的单向离合器可以锁住导轮以防止反向转动。这样，导轮根据工作液冲击叶片的方向进行旋转或锁住。,液力变矩器中三个元件的功用：,泵轮：将发动机的机械能转变为自动变速器油的动能； 涡轮：将自动变速器油的动能转变为涡轮轴上的机械能； 导轮：改变自动变速器油的流动方向，从而达到增矩的作用。,液力变矩器涡流与环流,液力变矩器的工作原理 增
9、矩过程：MW=MB+MD,液力变矩器的工作原理 偶合点：MW=MB,液力变矩器的的工作原理 减矩过程：MT=MP-MS （导轮不转） MT=MP(加装单向离合器后 ，导轮转动),.液力变矩器的工作特性,定义：当发动机的转速和转矩一定，泵轮的转速和转矩也一定时，涡轮与泵轮之间的转矩比、转速比、和传动效率三者的变化规律。 转矩比=涡轮输出转矩/泵轮输出转矩 转速比=涡轮转速/泵轮转速 传动比=输入轴转速/输出轴转速,分析：变矩器工作时，作用在涡轮上的扭矩（ Mw ）不仅有泵轮施加给涡轮的扭矩(Mb)，还有导轮的反作用力矩(Md)，即：MwMb+Md。 a.当nw=0.85 nb时，此时nbnw，油
10、液速度Vc流向导轮的正面， Md 0， MwMb+Md ，可见Mw Mb ，起变扭作用。 b当nw=0.85 nb 时，油液速度Vc 与导轮叶片相切， Md =0，Mw= Mb ，为偶合器(液力联轴器)。此转速称为“偶合工作点”。,液力变矩器的工作特性分析,液力变矩器的工作特性分析,c当nwnb时，油液速度Vc流向导轮的背面， Md为负值，导轮欲随泵轮同向旋转，导轮对油液的反作用力冲向泵轮正面，故Mw = Mb-Md 。 d.当nw=nb时，循环圆内的液体停止流动，停止扭矩的传递。故nw的增大是有限度的，它与nb的比值不可能达到1，一般小于0.9。 为提高传动效率，需设锁止离合器。,液力传动的
11、特性,变扭比（K）=MW/Mb，一般为24倍。 转速比（i）=nw/nb1 传动效率（）=输出功率/输入功率 =Nw/Nb1,（1）怠速时，Mw很小，汽车不能行使。 （2）起步时， Mw最大。 （3）逐渐加速时， Mw减小。 （4）偶合点时，k=1, Mw = Mb 为提高变矩器在偶合区工作的性能，需加装单向离合器和锁止离合器，以提高传动效率，降低燃料消耗。,变矩器的性能参数,变矩器的性能参数,4、液力变矩器的种类,（1）三元件液力变矩器 其工作轮数目为三个： 泵轮、涡轮、导轮 （2）四元件液力变矩器 其工作轮数目为四个： 泵轮、涡轮、双导轮,.液力变矩器的锁止机构,锁止离合器锁止的液力变矩器
12、 变矩器的锁止离合器与外壳相连，也就是与泵轮相接，而锁止离合器片与涡轮相接，带锁止离合器的液力变矩器的活塞在油压的作用下，可以将多片式锁止离合器的盘与摩擦片压紧成为一体，这就使涡轮与泵轮连接成体，此时液力传动变为离合器传动，相当于为刚性连接，这样提高了传动效率，接近100%。同时还避免变矩器的油温升高。,锁止离合器摩擦片、减震弹簧,锁止离合器的工作原理,1）锁止离合器分离状态,当车辆低速行驶时，油液流至锁止离合器片的前端。锁止离合器片前端与后端的压力相同，使锁止离合器分离；,2 ）锁止离合器接合状态,当车速以中速至高速行驶时，油液流至锁止离合器的后端。这样，锁止离合器处于接合状态，使锁止离合器
13、片与前盖一起转动。,带锁止离合器的液力变矩器既利用的了液力变矩器在涡轮转速较低时具有的增扭特性，又利用了液力偶合器在涡轮转速较高时所具有的高传动效率的特性。,.平行轴式齿轮变速机构 （）基本变速机构的组成：,输入轴、 输出轴、 倒档轴、 轴承、 变速齿轮。,二、齿轮变速机构,（）变速原理,i12=n1/n2= z2/z1= M2/M1,主动轮1,z1 ，n1 ， M1为主动齿轮的参数。 z2 ，n2 ， M2为从动齿轮的参数。,从动轮2,、行星齿轮变速机构,多数自动变速器是采用多排行星齿轮机构提供不同的传动比。传动比可以由驾驶员手动选择，也可以由电控系统或液压控制系统通过接合和释放换档离合器和
14、制动器自动选择。,（）单行星排,单排行星齿轮机构是由一个太阳轮、一个带有两个和多个行星齿轮的行星架和一个齿圈组成的。,1-太阳轮；2-齿圈；3-行星架；4-行星齿轮,设太阳轮、齿圈和行星架的转速分别为n1、n2和n3，齿数分别为zl、z2和z3，齿圈与太阳轮的齿数比为。根据能量守恒定律，可得单排行星齿轮机构一般运动规律的特性方程式:,其中：=Z2/Z11,n1+n2-(1+)n3=0,单排行星齿轮机构的传动原理,行星齿轮机构工作时将太阳轮、齿圈和行星架这三者中的任一元件作为主动件，使它与输入轴联结，将另一元件作为被动件与输出轴联结，再将第三个元件加以约束制动。这样整个行星齿轮机构即以一定的传动
15、比传递动力。,1）齿圈固定，太阳轮主动，行星架被动,太阳轮带动行星齿轮沿静止的齿圈旋转，从而带动行星架以较慢的速度与太阳轮同向旋转，传动比为： i13=1 + 为前进降速档， 减速相对较大。,2）齿圈固定，行星架主动，太阳轮被动,传动比为 ： i31=1/(1 +) 为前进超速档，增速相对较大。,3 ）太阳轮固定，齿圈主动，行星架被动,传动比为： i23=1+z2/z1 =1+1/ 为前进降速档，减速相对较小。,4）太阳轮固定，行星架主动，齿圈被动,传动比为： i32=z2/(z1+z2) = /(1+ ) 为前进超速档， 增速相对较小。,5）行星架固定，太阳轮主动，齿圈被动,行星架固定，行星
16、齿轮只能自转，太阳轮经行星齿轮带动齿圈旋转输出动力。齿圈的旋转方向与太阳轮相反。传动比为： i12=z2/z1=- 为倒档，减速档。,6）行星架固定，齿圈主动，太阳轮被动,行星架固定，行星齿轮只能自转，齿圈经行星齿轮带动太阳轮旋转输出动力。太阳轮的旋转方向与齿圈相反，传动比为： i21=-z1/z2 =-1/ 为倒档，超速档。,7）直接传动 若三元件中的任两元件被连接在一起，则第三元件必然与这两者以相同的转速、相同的方向转动。 8）自由转动 若所有元件均不受约束，则行星齿轮机构失去传动作用。此种状态相当于空档。,行星齿轮机构的工作情况,行星齿轮机构与外啮合齿轮机构相比具有以下优点： 1）所有行星齿轮均参与工作，都承受载荷，行星齿轮工作更安静，强度更大。 2）行星齿轮工作时，齿轮间产生的作用力由齿轮系统内部承受，不传递到变速器壳体，变速器可以设计得更薄、更轻。 3）行星齿轮机构采用内啮合与外啮合相
