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1、10.3 机械变速器,一、变速器的功用与分类,（1）在较大范围内改变汽车的行驶速度和汽车驱动轮上转矩数值； （2）在汽车发动机旋转方向不变的前提下，利用倒挡实现汽车倒向行驶； （3）在发动机不熄火的情况下，利用空挡中断动力传递，可以使驾驶员松开离合器踏板离开驾驶位置，且便于汽车起动、怠速、换挡和动力输出。,1、变速器的功用：,2、变速器的分类,（1）有级式变速器,采用齿轮传动，一般汽车采用35个前进档和一个倒档。,（2）无级式变速器,采用液力变矩器传动，传动比可在一定的数值范围内连续变化。,（3）综合式变速器,由液力变矩器和行星齿轮式变速器组成，传动比可在几个范围内连续变化。,二、普通齿轮变速
2、器,1、组成： 传动机构、操纵机构 2、分类： 三轴式变速器、二轴式变速器,3、两轴式变速器,应用：发动机前置前轮驱动，发动机后置后轮驱动的汽车。,特点：输入轴与输出轴平行，无中间轴。,组成：,输入轴、输出轴、倒档轴、轴承、变速齿轮。,输入轴,输出轴,变速器动力传递示意图,动力输入,动力输出,主动齿轮,从动齿轮,接合套齿圈,各挡位的传递路线,结构分析：,一轴：一、二档齿轮与轴一体；三、四档齿轮与轴通过轴承连接。 二轴：一、二档齿轮与通过轴承连接；三、四档齿轮与轴一体。,2、三轴式变速器,应用：发动机前置后轮驱动，多用于轿车以外的各 种车型。 结构：第一轴为输入轴，第二轴输出轴，第三轴中 间轴。
3、,基本原理,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2,三轴五挡位变速器结构,三轴式五挡位变速器实物图,（5）各档换档过程,一挡,二挡,三挡,四挡,五挡,倒挡,防止自动脱挡机构,挂档方向,跳档方向,传动方向,结合齿圈,结合套齿,花键毂,1）切薄齿式,2）斜面齿式,结合齿圈,结合套齿,花键毂,结合齿圈,传动方向,三、组合式变速器,用于重型汽车，使其具有良好的动力和经济性。常采用两个变速器串联的方式构成组合式变速器。,组 合 式 变 速 器,四、同步器,（一）、无同步器时变速器的换挡过程,1
4、.从低速挡换入高速挡,（4）当V3=V2时 接合套 左移挂入五档,（1）在四档时 V3=V4,（2）退入空档 V3=V4 V4V2 故V3V2,（3）空档停留片刻 V2下降快 V3下降慢,3,2.从高速挡换入低速挡,（1）在五档时 V3=V2,（2）退入空档 V3=V2 V4V4,（3）由于V4下降快 V3下降慢,（4）重新接合离合器， 同时加空油，使V4V3,（5）再分离离合器，等 到V4=V3，即可挂入 四挡。,3,2,4,（二）同步器,分类： 锁环式惯性同步器 锁销式惯性同步器,使结合套与待啮合齿圈迅速同步，缩短换挡时间，同时防止啮合时齿间冲击。,功用：,结构： 同步装置、锁止装置、结合
5、装置,1、锁环式惯性同步器,（1）组成：,细牙螺旋槽,滑 块,滑 块,锁 环,结合齿圈,（2）结构：,锁 环,0.5 齿 厚,结合齿圈,定位销、滑块,结合套,（3）原理,锁环,锁环,接合套,定位销,花键毂,滑块,2、锁销式惯性同步器,特点： 以锁销代替锁环，锁销中部和接合套上相应的销孔两个端面的倒角产生锁止。,五、变速器操纵机构,1、功用与要求 （1）功用：保证驾驶员能准确可靠地使变速器换入某个挡位。 （2）要求： 自锁功能：防止自动换挡、脱挡。 互锁功能：保证变速器不会同时换入两个挡位。 倒挡锁：防止误换倒挡。 2、构造分类 直接操纵式 远距离操纵式,多用于轿车上,直接操纵式变速器操纵机构的
6、构造,五、六档拨叉,三、四档拨叉,一、二档拨叉,倒档拨叉,变速杆,换档轴,叉形拨杆,倒档拨叉轴,一、二档拨叉轴,五、六档拨叉轴,自锁钢球,互锁销,五、六档拨块,变 速 器 操 纵 机 构 演 示,3、锁止机构,(1)自锁装置,(2)互锁装置,拨叉轴,互锁钢球,互锁销,(3)倒挡锁,驾驶员在换倒挡时要克服倒挡锁弹簧弹力，变大的换挡阻力，可提醒驾 驶员.,六、分动器,输入轴,中间轴,中桥输出轴,前桥输出轴,后桥输出轴,1、作用：,2、结构特点：,结构、原理与变速器大致相同，主要区别是，汽车有几个驱动桥，分动器就有几个输出轴。,将动力分配给各个驱动桥、变速变扭。,3、操纵机构,分动器操纵原则： 未先
7、接上前桥，不得换入低挡。 未先退出低挡，不得摘下前桥。,10.4 自动变速器,一、自动变速器的特点（与机械变速器相比）,1、汽车起步更加平稳，能吸收和衰减振动与冲击，提高乘坐的舒适性； 2、使汽车能以很低的速度稳定行驶，提高车辆的通过性； 3、可自动适应道路阻力的变化，提高汽车的平均速度及动力性； 4、便于实现自动换挡、减轻驾驶员体力消耗，提高汽车行驶安全性； 5、可把发动机转速限制在污染较小的转速范围内，从而减少发动机废气有害成分排出的数量，减少了空气的污染； 6、采用液力元件，消除了动力传动的动载荷，另外，自动换挡，避免了换挡中产生的冲击，可延长机件的使用寿命； 7、结构复杂，制造精度和成
8、本高，试制费用较高； 8、传动效率较机械变速器低（一般低8%12%）； 9、由于结构复杂，在使用、修理几故障排除等方面，要求技术水平要高。,二、自动变速器的分类,1、按操纵方式分,半自动变速器,全自动变速器,2、按变速控制方式分,液控液压自动变速器,电控液压自动变速器,三、自动变速器的组成,（一）、液力变矩器,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。,1、结构,2、液力变矩器组成,点此观看录像,3、工
9、作原理,变矩器工作时，工作液除有绕变矩器轴的圆周运动以外，还有在循环圆中的循环流动，在工作液循环流动的过程中，固定不动的导轮给涡轮一个反作用力矩，使涡轮不同于泵轮输入的转矩。,变矩器不仅能传递转矩，且能在泵轮转矩不变的情况下，随涡轮的转速（反映着汽车行驶速度）不同而改变涡轮输出的转矩的数值，即实现无级变速。,4、三元件液力变矩器,压力油经油道进入后，推动活塞右移，压紧从动盘，锁止离合器，使泵轮与涡轮接合成一体旋转，变矩器不起作用。,锁止离合器的接合取决于发动机转速和车速，并由液压自动操纵控制机构进行。,（二）、行星齿轮变速器,1、组成,作用于太阳轮上的力矩： M1=F1r1,作用于齿圈上的力矩
10、： M2=F2r2,作用于行星架上的力矩： M3=F3r3,齿圈与太阳轮的齿数比为： =Z2/Z1=r2/r1,r3=(r1+r2)/2=(1+)r1/2,2、单排行星齿轮机构的工作原理,3、行星齿轮变速器换挡执行元件,换挡离合器、换挡制动器和单向离合器及锁止离合器。,换挡离合器,作用：连接行星齿轮变速器的输入轴和行星排的某个基本 元件，或把行星排的某两个基本元件连接起来，成 为一个整体传递动力。,湿式多盘离合器结构：,换挡制动器,作用：用于把行星排的太阳轮、齿圈、行星三个基本元件 之一固定，使之不能转动。,类型：湿式多片制动器、外束带式制动器。,外束带式制动器结构：,（三）、液压操纵系统,组
11、成：供油、手动选挡、参数调节、换挡时刻控制、换 挡品质控制等。,1.供油部分：,可随节气门开度和选挡杆位置的变化，将油泵输出的油压调节至相应规定值。,用来调节供给液力变矩器和润滑油路油压的。,向液力变矩器和液控自动操纵系统压入所需的液压油，并满足行星齿轮变速器润滑的需要。,2.换挡时刻控制部分：,用于转换通向各换挡执行机构的油路。,根据驾驶员的意愿，将主油路压力油送至换挡阀或直接送至执行机构，进行换挡。,高速超车时强制接通低挡。,3.锁止信号阀、锁止继动阀：,锁止信号阀：受电磁阀的控制，可输出液压信号去控制锁 止继动阀。,4.换挡品质控制部分：,锁止继动阀：根据锁止信号阀的锁止信号改变通往变矩
12、器 工作液的流向，使变矩器内的锁止离合器适 时地接合与分离。,使换挡过程更加平稳柔和，一般包括液压通道上的蓄能减振器、缓冲阀、反向快出油阀、定时阀、执行力调节阀等。,（四）、电子控制系统,由传感器、电子控制单元、执行器三部分组成。,1、传感器,（1）节气门位置传感器： （2）车速传感器： （3）空挡起动开关： （4）制动灯开关： （5）模式选择开关： （6）发动机水温传感器： （7）O/D开关： （8）自动跳合开关：,检测节气门开启角度。,用于检测车速。,保证只有选挡手柄位于“P”或“N”位置时，发动机才能起动。,制动时接通制动灯电路，使锁止离合器处于分离状态。,功率方式、正常方式。,用于检测
13、发动机冷却液温度。,将其关断时，自动变速器不能进入超速挡。,用来检测加速踏板踩下时是否超过节气门全开位置。,2、执行器,主要由四个电磁阀组成。,1、2号电磁阀用来控制作用在每个换挡阀上的液压和定时；3号电磁阀用来控制作用在锁止离合器上的液压和锁定定时；4号电磁阀用来控制作用在蓄压器背腔的液压，使离合器和制动器接合柔和。,3、电控单元（ECU）,ECU根据换挡程序对传感器传来的信号进行比较计算，确定是否需要换挡和变矩器锁止离合器是否应闭锁。当需要改变挡位时，改变相应电磁阀电流的通断状态，再由电磁阀控制液动的换挡阀，换挡阀移动，切换换挡执行器的油路，实现自动换挡。,四、丰田轿车装用的辛普森行星变速
14、器介绍,1、结构特点,B0：超速挡制动器 F0：超速挡单向离合器 C0：超速挡离合器 B1：挡滑行制动器 F1：挡单向离合器 C1：前进挡离合器 B2：挡制动器 F2：低挡单向离合器 C2：高挡及倒挡离合器 B3：低挡及倒挡制动器,2、工作原理,丰田A340E型自动变速器换挡手柄有六个位置： P、R、N、D、2、L。,（1）换挡手柄位于“N”或“P”位时,C0工作，C2、C1都不工作，变速处于空挡或驻车挡。,（2）换挡手柄位于“R”位时,C2、C0、B3 、F0工作，变速器处于倒挡。,（3）换挡手柄位于“D”位时,1号电磁阀接通，2号电磁阀关断，变速器处于挡工况。,（4）换挡手柄位于“2”位时,变速器只能接通、挡。,（5）换挡手柄位于“L”位时,变速器只能接通、挡。,
