《《汽车构造》第16章自动变速器》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《汽车构造》第16章自动变速器（63页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、自动变速器自动变速器Automatic TransmissionAutomatic Transmission金立生3/27/20223/27/20221 13/27/20223/27/20222 2自动变速器概述l l自动变速器能够根据发动机负荷和车速等情况自动变换传动比，使人从选挡、踩离合器和换挡等复杂繁重的劳动下解放出来。使汽车获得良好的动力性和燃料经济性，并减少发动机排放污染。自动变速器操纵容易，在车辆拥挤时，可大大提高车辆行驶的安全性及舒适性。3/27/20223/27/20223 3自动变速器分类l l按传动比变化形式可分为：按传动比变化形式可分为：a.a.有级式有级式( (有级变速
2、的自动控制有级变速的自动控制) )例如例如: :液力自动变速器、电控机械式自动变速器等；液力自动变速器、电控机械式自动变速器等；b.b.无级式（全程无级变速）无级式（全程无级变速）c.c.综合式综合式 l l无级式（和综合式）中，按变速的种类可分为：无级式（和综合式）中，按变速的种类可分为： a.a.机械式无级变速器机械式无级变速器 例如：金属带式自动变速器例如：金属带式自动变速器CVTCVTb.b.液力变矩式无级变速器液力变矩式无级变速器 c.c.电力式无级变速电力式无级变速 l l 液力自动变速器中液力自动变速器中,按齿轮变速系统的控制方按齿轮变速系统的控制方式分为：式分为： a.a.液控
3、液动自动变速器液控液动自动变速器 b.b.电控液动自动变速器电控液动自动变速器3/27/20223/27/20224 4最常见三种自动变速器类型l l液力自动变速器液力自动变速器(AT)(AT)(AT-HMT:A(AT-HMT:AutomaticTransmission-utomaticTransmission-HydrodynamicMechanicalTransmissionHydrodynamicMechanicalTransmission) )液控液动自动变速器液控液动自动变速器; ;电控液动自动变速器电控液动自动变速器; ;l l电控机械自动变速器电控机械自动变速器(AMT:Auto
4、matedMechanicalTransmission)(AMT:AutomatedMechanicalTransmission)l l金属带式机械无级自动变速器金属带式机械无级自动变速器(CVT:ContinuouslyVariableTransmission)(CVT:ContinuouslyVariableTransmission)3/27/20223/27/20225 5液力自动变速器的一般组成由三大部分组成：1.液力传动装置(e.g.液力变矩器)2.齿轮式变速器(e.g.行星齿轮变速器)及液压执行机构。3.液力传动的自动控制系统:检测油门开度信号和车速信号，对执行机构发出换档指令。分
5、为液压控制和电子控制两种控制类型。3/27/20223/27/20226 6工作过程3/27/20223/27/20227 7液力传动装置液力传动装置l l功用：功用：利用液压油的流动来传递扭矩，将曲轴利用液压油的流动来传递扭矩，将曲轴输出的动力传给变速器。输出的动力传给变速器。l l分类：分类：液力偶合器液力偶合器：传递转矩，输出转矩与输入：传递转矩，输出转矩与输入转矩相等。转矩相等。液力变矩器液力变矩器：既能传递转矩又能增大转矩。：既能传递转矩又能增大转矩。3/27/20223/27/20228 8液力耦合器3/27/20223/27/20229 9变矩器的结构3/27/20223/27/
6、20221010液力变矩器l其中导轮固定在变矩器壳上，当流入导轮的油液方向与发动机其中导轮固定在变矩器壳上，当流入导轮的油液方向与发动机旋转方向相反时，它对油流起反作用，达到增扭目的旋转方向相反时，它对油流起反作用，达到增扭目的。3/27/20223/27/20221111液力变矩器工作当发动机工作时，带动泵轮旋转，泵轮叶片将进入变矩当发动机工作时，带动泵轮旋转，泵轮叶片将进入变矩器压力油甩向变矩器壳外壁，并使压力油产生环流。器压力油甩向变矩器壳外壁，并使压力油产生环流。旋转的压力油以大小为旋转的压力油以大小为MpMp的转矩冲击涡轮，在涡轮叶的转矩冲击涡轮，在涡轮叶片导向下，压力油形成涡流，同
7、时推动涡轮旋转。片导向下，压力油形成涡流，同时推动涡轮旋转。3/27/20223/27/20221212导轮的增矩作用导轮固定导轮固定液流改变方向液流改变方向-变矩器增扭变矩器增扭导轮自由旋转导轮自由旋转变矩器成为耦合器变矩器成为耦合器3/27/20223/27/20221313液力变矩器工作l当涡轮转速比较小时，从涡轮流出的工作液是向后的，工作液冲击导轮叶片的前面。因为导轮被单向离合器限定不能向后转动，所以导轮叶片将向后流动的工作液导向向前推动泵轮叶片，促进泵轮旋转，从而使作用于涡轮的转矩增大。l随着涡轮转速的增加，分速度u也变大，当与u的合速度v开始指向导轮叶片的背面时，变矩器到达临界点。
8、当涡轮转速进一步增加时，工作液将冲击导轮叶片的背面。因为单向离合器允许导轮与泵轮一同向前旋转，所以在工作液的带动下，导轮沿泵轮转动方向自由旋转，工作液顺利地回流到泵轮。当从涡轮流出的工作液正好与导轮叶片出口方向一致时，变矩器不产生增扭作用（这时液力变矩器的工况称为液力偶合工况）。3/27/20223/27/20221414泵轮转速一定泵轮转速一定nb=常数常数泵轮转速一定泵轮转速一定nb=常数常数涡轮不动涡轮不动涡轮转动涡轮转动导轮增扭导轮增扭导轮增扭作用减小导轮增扭作用减小 nw =0MdMdMbMbMwMw3 2 13 变矩器增扭作用变矩器增扭作用3/27/20223/27/2022151
9、5单向离合器l l常用的单向离合器有滚柱式和楔块式两种。当单向离合器的外座圈相对于内座圈向一个方向转动时，外座圈与内座圈间被卡死不动；当外座圈相对于内座圈向另一个方向转动时，外座圈可相对于内座圈转动。3/27/20223/27/20221616带锁止离合器的液力变矩器锁止离合器锁止离合器由发动机转速决定，在高速工况下，将变矩器泵轮和涡轮锁在由发动机转速决定，在高速工况下，将变矩器泵轮和涡轮锁在一起，实现动力直接传递，以提高传动效率一起，实现动力直接传递，以提高传动效率3/27/20223/27/20221717液力变矩器特点l l它既传递转矩，同时可以随汽车行驶阻力不同（反映出汽车车速不同）而
10、自动变矩变速的无级变速器。l l保证平稳起步l l衰减传动系统的扭转振动且防止传动系统过载等3/27/20223/27/20221818行星齿轮变速器l液力变矩器虽能传递和增大发动机转矩，但变矩比不大，变速范围不宽，远不能满足汽车使用工况的需要。为进一步增大扭矩，扩大其变速范围，提高汽车的适应能力，在液力变矩器后面又装一个辅助变速器有级式齿轮变速器。l该齿轮变速器多数是用行星齿轮变速的。l行星齿轮变速器是由行星齿轮机构及换档执行元件(包括换挡离合器、换挡制动器和单向离合器等元件)组成。行星齿轮机构通常由多个行星排组成行星排的多少与档数的多少有关，其基本结构和工作原理，可用最简单的单排行星齿轮机
11、构说明。3/27/20223/27/20221919单排行星齿轮传动机构单排行星齿轮机构的三个基本元件是：太阳齿轮、齿圈、行星齿轮及行星齿轮架。太阳齿轮位于中心位置；几个行星齿轮借助于滚针轴承和行星齿轮轴安装在行星齿轮架上，这些行星齿轮与太阳齿轮相啮合，并一般均匀布置在太阳齿轮周围；最外面是同行星齿轮相啮合的齿圈。3/27/20223/27/20222020C - 行星齿轮架行星齿轮架 A 太阳轮太阳轮 B - 齿齿圈圈 输入输入输出输出固定固定速比速比速比范围速比范围倒档倒档, 减减速速倒档倒档, 升速升速 升速升速 升速升速 减速减速 减速减速 行星齿轮的构成行星齿轮的构成i=1+ZB/Z
12、Ai=1+ZA/ZBi=- ZA/ZBi=- ZB/ZAi=1/(1+ZB/ZA)i=1/(1+ZA/ZB)3/27/20223/27/20222121单排行星齿轮机构不同传动状态l l a.a.齿圈被固定，太阳齿轮与行星齿轮架互为输入输出时，齿圈被固定，太阳齿轮与行星齿轮架互为输入输出时，太阳齿轮与行星齿轮架同方向转动，并且太阳齿轮比行星太阳齿轮与行星齿轮架同方向转动，并且太阳齿轮比行星齿轮架转得快。齿轮架转得快。l l b.b.太阳齿轮被固定，齿圈与行星齿轮架互为输入输出时，太阳齿轮被固定，齿圈与行星齿轮架互为输入输出时，齿圈与行星齿轮架同方向转动齿圈与行星齿轮架同方向转动, ,并且齿圈比
13、行星齿轮架转并且齿圈比行星齿轮架转得快。得快。 l lc.c.行星齿轮架被固定，太阳齿轮与齿圈互为输入输出时，太行星齿轮架被固定，太阳齿轮与齿圈互为输入输出时，太阳齿轮与齿圈反方向转动，阳齿轮与齿圈反方向转动， 并且太阳齿轮比齿圈转得快。并且太阳齿轮比齿圈转得快。l l d.d.当太阳齿轮、行星齿轮架与齿圈三者中任意两个元件连当太阳齿轮、行星齿轮架与齿圈三者中任意两个元件连成一体转动（即联锁）时，第三个元件必然与前两者转速成一体转动（即联锁）时，第三个元件必然与前两者转速相等，行星齿轮机构处于直接挡状态。相等，行星齿轮机构处于直接挡状态。 l le.e.当仅有一个主动件，并且两个其他元件未被固
14、定时，行星当仅有一个主动件，并且两个其他元件未被固定时，行星齿轮机构处于空挡状态。齿轮机构处于空挡状态。l用离合器和制动器可以改变行星齿轮机构不同元件相对运动关系或改变联锁关系，可实现不同档位的传动状态。3/27/20223/27/20222222行星齿轮的变速作用行星齿轮的变速作用3/27/20223/27/202223233/27/20223/27/20222424常见行星齿轮机构：辛普森常见行星齿轮机构：辛普森-行星齿轮机构行星齿轮机构b) 一档接一档接合合 C1 , F,Wc) 二档接合二档接合 C1 , B1d) 直接档接直接档接合合 C1 , C2e) 倒档接合倒档接合 C2 ,
15、B2a)3/27/20223/27/20222525 档档档档 位位位位直接档直接档直接档直接档离合器离合器离合器离合器中间档中间档中间档中间档制动带制动带制动带制动带前进档前进档前进档前进档离合器离合器离合器离合器低倒低倒低倒低倒档档档档制动器制动器制动器制动器 单向单向单向单向离合器离合器离合器离合器P-NP-NC2C2B1B1C1C1B2B2FWFWDD 1 1 1 1 档档档档 接合接合接合接合锁止锁止锁止锁止 2 2 2 2 档档档档制动制动制动制动接合接合接合接合 3 3 3 3 档档档档接合接合接合接合接合接合接合接合 11档档档档接合接合接合接合锁止锁止锁止锁止 22档档档档制
16、动制动制动制动接合接合接合接合 1 1 1 1档档档档接合接合接合接合制动制动制动制动锁止锁止锁止锁止 R R倒档倒档倒档倒档接合接合接合接合制动制动制动制动 2 换档控制换档控制3/27/20223/27/20222626行星齿轮机构传动特点l l同轴传动,尺寸小;l l带啮合传动,换挡快速无冲击;l l齿轮系统强度高,承载大,可得到多种传动比;3/27/20223/27/20222727液力自动变速器的控制液力自动变速器的控制l l液控液动式l l电控液动式3/27/20223/27/20222828液压液动式液压自动操纵系统通常由供油、手动选挡、参数调节、换挡时刻控制、换档品质液压自动操纵系统通常由供油、手动选挡、参数调节、换挡时刻控制、换档品质控制等部分组成。控制等部分组成。 供油部分包括滤清器、供油泵、主调压阀、第二调压阀、油冷却器等。其中，主供油部分包括滤清器、供油泵、主调压阀、第二调压阀、油冷却器等。其中，主调压阀是根据节气门开度和选挡杆位置的变化，将油泵输出油压调节至规定值，形成调压阀是根据节气门开度和选挡杆位置的变化，将油泵输出油压调节至规定值，形成稳定的工作液压。第
