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1、12.3 机械变速器 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。 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。 输入轴、输出轴、倒档轴、轴承、变速齿轮 。 输入轴 输出轴 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 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：
2、一、二档齿轮与通过轴承连接；三、四档齿轮与 轴一体。 第一轴 中间轴 第二轴 主动轮1 z1 ，n1 ， M1为为主动齿轮动齿轮 的参数。 z2 ，n2 ， M2 为为从动齿轮动齿轮 的参数。 从动轮2 i = 主动齿轮齿动齿轮齿 数 从动齿轮齿动齿轮齿 数 挂档方向挂档方向跳档方向跳档方向 传传 动动 方方 向向 结合齿圈结合齿圈 结合套齿结合套齿花键毂花键毂 1）切薄齿式 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 倒挡轴 第二中间轴 动力输出轴 输出
3、轴 副变速器输入轴 第一中间轴 输入轴 （一）、无同步器时变速器的换挡过程 1.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V3V3 （5）再分离离合器，等 到V4=V3，即可挂入 四挡。 3 2 4 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、结合装置 细牙螺旋槽 滑 块 滑 块 锁 环 结合齿圈 锁 环 0.5 齿 厚 结合齿圈 定位销、滑块 结合套 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，
4、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。 锁销 摩擦锥盘 摩擦锥环 定位销 多用于轿 车上 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 拔叉轴 自锁钢球 自锁弹簧 互锁 钢球 互锁 销 拨叉轴 互锁钢球 互锁销 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. 变速杆 倒挡锁弹簧 倒挡锁销 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，
5、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。 前桥操纵杆 换挡操纵杆 分动器操纵原则：分动器操纵原则： 未先接上前桥，不未先接上前桥，不 得换入低挡。得换入低挡。 未先退出低挡，不未先退出低挡，不 得摘下前桥。得摘下前桥。 12.4 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
6、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 壳 壳 泵轮 涡轮 导轮 起动 齿圈 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
7、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 压盘 从动盘 传力盘
8、涡轮 泵轮 导轮 涡轮 轮毂 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 行星轮 太阳轮 齿圈 行星架 行星架 F3 r3 F2 F1 r1 r2 作用于太阳轮上的力矩： M1=F1r1 作用于齿圈上的力矩： 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 行星轮 太阳轮 齿圈 行星架
9、 行星架 F3 r3 F2 F1 r1 r2 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： 花键毂 输入轴 弹簧 活塞 壳体 主动盘 压盘 从动盘 卡环 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： 调整螺钉 制动带 工作油路 活塞杆 活塞 制动鼓 （三）、液压操纵系统 组成：供油、手动选挡、参数调节、
10、换挡时刻控制、换 挡品质控制等。 1.供油部分： 滤清器 主调压阀 副调压阀 供油泵 油冷却器 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。 内齿泵 转子泵 叶片泵 从动齿轮 主动齿轮 月牙形凸台 吸油区 外转子 内转子 吸油区 腔室 转子 定子 叶片 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。 换挡阀： 手控阀： 强制低
11、挡阀： 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：
12、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
13、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器介绍 超速挡行星架 前行星架 后行星架 中间轴 输入轴 输出轴 超速挡太阳轮 超速挡齿圈 前行星齿圈 太阳轮 后行星齿圈 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
14、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。 超速挡行星架 前行星架 后行星架 中间轴 输入轴 输出轴 超速挡太阳轮 超速挡齿圈 前行星齿圈 太阳轮 后行星齿圈 （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。 超速挡行星架 前行星架 后行星架 中间轴 输入轴 输出轴 超速挡太阳轮 超速挡齿圈 前行星齿圈 太阳轮 后行星齿圈 （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。 超速挡行星架 前行星架 后行星架 中间轴 输入轴 输出轴 超速挡太阳轮 超速挡齿圈 前行星齿圈 太阳轮 后行星齿圈
