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1、现代汽车自动变速器技术现代汽车自动变速器技术第四章第四章1现代汽车自动变速器技术课件汽车传动系统的组成2现代汽车自动变速器技术课件概述概述 液力自动变速器（AT，automatic transmission） 有级式机械自动变速器(AMT，automated mechanical transmission)， 电控无级变速器 (CVT，continuously variable transmission)3现代汽车自动变速器技术课件电子控制电子控制与液压控制液压控制相比，具有明显的优势： 电子控制可实现以前由液压控制难以实现的更复杂多样的控制功能，使变速器性能得到提高。 电子控制可简化液压控制
2、结构，减少生产投资等. 电子控制功能借助于软硬件结合才能实现，由于软件易于修改，可使产品具有适应结构参数变化的特性. 4现代汽车自动变速器技术课件自动变速器的组成自动变速器的组成 电控自动变速器主要有液力变矩器液力变矩器行星齿轮机构行星齿轮机构液压控制系统液压控制系统 电控系统电控系统5现代汽车自动变速器技术课件液力耦合器液力耦合器只传递转矩，但不改变转矩大小。循环圆，存有工作液。6现代汽车自动变速器技术课件7现代汽车自动变速器技术课件液力变矩器液力变矩器液力变矩器不仅能传递转矩，而且能随涡论转速（汽车速度）不同改变转矩。8现代汽车自动变速器技术课件9现代汽车自动变速器技术课件五、自动变速器的
3、优缺点五、自动变速器的优缺点(一)优点 1整车具有更好的驾驶性能 2良好的行驶性能 3高行车安全性 4降低废气排放 (二)缺点 1结构较复杂 2传动效率低10现代汽车自动变速器技术课件第三节 电控液力自动变速器的结构与工作原理电控液力自动变速器由以下组成液力变矩器、液力变矩器、行星齿轮系统、行星齿轮系统、液压控制系统液压控制系统电控系统电控系统11现代汽车自动变速器技术课件一、液力变矩器一、液力变矩器(一)液力变矩器的组成 液力变矩器安装在发动机和变速器之间，以液压油为工作介质，起传递转矩、起传递转矩、变矩变速及离合的作用变矩变速及离合的作用。 典型的液力变矩器是由泵轮、涡轮和泵轮、涡轮和导轮
4、导轮组成。它们都是由铝合金精密铸造或用钢板冲压而成，在它们的环状壳体中径向排列着许多叶片。12现代汽车自动变速器技术课件13现代汽车自动变速器技术课件 (二)液力变矩器的工作原理 变矩器工作时，壳体内充满液压油，发动机带动泵轮旋转，泵轮叶片间的液压油在离心力的作用下，从内缘流向外缘。当泵轮转速大于涡轮转速时，泵轮叶片外缘的液压大于涡轮外缘的液压，油液在绕着泵轮轴线作圆周运动的同时，在上述压差的作用下由泵轮流向涡轮。泵轮顺时针旋转，油液带动涡轮同样按倾时针方向旋转。如果涡轮静止或涡轮的转速比泵轮的转速小得多，则由液体传递给涡轮的动能就很小，大部分能量在油液从涡轮返回泵轮的过程中损失了，油液在从涡
5、轮叶片外缘流向内缘的过程中，圆周速度和动能逐渐减小。当油液回到泵轮后，泵轮对油液做功，使之在泵轮叶片内线流向外缘的过程中动能和圆周速度逐次增大，再流向涡轮。14现代汽车自动变速器技术课件(三)液力变矩器的工作特性1转矩放大特性15现代汽车自动变速器技术课件 将变矩器三个工作轮假想地展开，得到泵轮、涡轮和导轮的环形平面图，设发动机转速及负荷不变，即变矩器泵轮的转速及转矩为常数。 当发动机运转面汽车还未起步时，涡轮转速为零。变速器油在泵轮叶片的带动下，以一定的绝对速度沿图中箭头1的方向冲向涡轮叶片，对涡轮有一作用力，产生绕涡轮轴的转矩。因此时涡轮静止不动，液流则沿着叶片流出涡轮并冲向导轮，其方向见
6、图中箭头2所示。该液流对导轮产生作用力矩。然后液流再从固定不动的导轮叶片沿箭头3的方向流回到泵轮中。当液流过叶片时，对叶片作用有冲击力矩，液流此时也受到叶片的反作用力短，其大小与作用力矩相等，方向相反。16现代汽车自动变速器技术课件作用力矩与反作用力矩的方向及大小与液流进出工作轮的方向有关。设泵轮、涡轮和导轮对液流的作用力矩分别为MB ,MW和MD，方向见图中箭头所示。根据液流受力平衡条件，三者在数值上满足关系式MW=MB+MD，即涡轮转矩等于泵轮转矩与导轮转矩之和。显然，此时涡轮转矩MW大于泵轮转矩MB，即液力变矩器起了增大转矩的作用。17现代汽车自动变速器技术课件2偶合工作特性18现代汽车
7、自动变速器技术课件 当涡轮转速增大到泵轮转速的90时，由涡轮流出的液流正好沿导轮出口方向冲向导轮，由于液体流经导轮时方向不变，故导轮转矩此为零，即涡轮转矩与泵轮转矩相等，MW=MB，处于偶合工作状态。 若涡轮转速继续增大，液流绝对速度方向继续向左倾斜，冲击导轮叶片的反面，导轮转矩方向与泵轮转矩方向相反；若导轮仍然固定不动，则涡轮转短MW=MB-MD，即变矩器输出转矩反而比输入转矩小。为此绝大多数液力变矩器在导轮机构中增设了单向离合器，也称自由轮机构。19现代汽车自动变速器技术课件单向离合器在液力变矩器中起单向导通的作用，当涡轮与泵轮转速差较大时，单向离合器处于锁止状态，导轮不能转动。涡轮转速升
8、高到一定程度后，单向离合器导通，即导轮空转，变矩器不能改变输出转矩，液力变矩器进入偶合工作区。20现代汽车自动变速器技术课件 3失速特性 液力变矩器失速状态是指祸轮因负荷过大液力变矩器失速状态是指祸轮因负荷过大而停止转动，但泵轮仍保持旋转的现象。而停止转动，但泵轮仍保持旋转的现象。此时液力变矩器只有动力输入而没有输出，全部输入能量都转化成热能，因此变矩器中的油浓温度急剧上升、会对变矩器造成严重危害。失速点转速是指涡轮停止转动时的液力变矩器输入转速。该转速大小取决于发动机转矩、变矩器的尺寸和导轮、涡轮的叶片角防。21现代汽车自动变速器技术课件(四)液力变矩器类型目前自动变速器应用较多的有三元件液
9、力变短器和四元件液力变矩器两类。1三元件液力变矩器三元件是指其工作轮三元件是指其工作轮的数目为三个，主要由的数目为三个，主要由泵轮、涡轮和导轮组成泵轮、涡轮和导轮组成。22现代汽车自动变速器技术课件2四元件液力变矩器 为使液力变矩器工作效率在进入偶合区之前不会显著下降，可采用两个导轮，分别装在各自的单向离合器上，形成双导轮，即四元件液力变矩器.23现代汽车自动变速器技术课件(五)液力变矩器的锁止机构1由锁止离合器锁止的液力变矩器24现代汽车自动变速器技术课件 2由离心式离合器锁止的液力变矩器由离心式离合器锁止的液力变矩器25现代汽车自动变速器技术课件3由行星齿轮机构锁止的液力变矩器由行星齿轮机
10、构锁止的液力变矩器26现代汽车自动变速器技术课件以上3种带有锁止机构的液力变矩器的共同特点是： 当汽车在良好路而上行驶时，变矩器的输入轴和输出轴刚性连接，此时变矩比为l，变矩器效率达到100，提高了汽车的行驶速度和燃油经济性。若汽车在坏路而行驶或起步时，锁止机构解除锁止，变矩器发挥变矩作用，自动适应行驶阻力的变化，保证汽车正常行驶。因此，目前采用自动变速器的汽车越来越多的使用带有锁止机构的液力变短器。27现代汽车自动变速器技术课件 (六)液力变矩器的冷却补偿系统 液力变矩器工作时总存在些能量损失，这些损失的能量大都被变矩器内的油液以内部摩擦的形式转变为热量。如果热量不能及时散出，变矩器内的油液
11、温度就会急剧升高，使变矩器不能工作，所以必须对变短器内的油液进行强制冷却。28现代汽车自动变速器技术课件二、行星齿轮系统(一)行星齿轮变速机构1单行星排29现代汽车自动变速器技术课件 2双行星排 双行星排齿轮机构见图 。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Z1、Z2和Z3，齿圈与太阳轮的齿数比为a，其运动规律为: n1an2十(a1)n30 对双行星排齿轮机构的运动分析同单行星排。30现代汽车自动变速器技术课件(二)自动变速器各档传动比总的分析方法 目前采用行星齿轮变速机构的自动变速器均是通过单、双行星排的组合关系实现其传动。分析各挡传动比总的方法是：不论单、双行星排
12、如何组合，有几个行星排，就相应列出几个运动方程；另外又通过单、双行星排之间的连接关系，列出相应运动件之间的关系式，共同形成一个方程组，求解各挡传动比。31现代汽车自动变速器技术课件(3)执行机构 能对这些基本元件实施约束的机构，就是行星齿轮变速器的换挡执行机构。 执行机构主要由离合器、制动器和单向离合器三种执行元件组成。离合器和制动器是以液压方式控制行星齿轮机构元件的旋转，而单向离合器则是以机械方式对行星齿轮机构的元件进行锁止。32现代汽车自动变速器技术课件1多片离合器 离合器的作用是将变速器的输入轴和行星排的某个基本元件连接，或将行星排的某两个基本元件连接在一起，使之成为一个整体转动。 自动
13、变速器中所用的离合器为湿式多片离合器，通常由离合器鼓、离合器活塞、回位弹簧、钢片、摩擦片、花键毂等组成。其结构见图。33现代汽车自动变速器技术课件 离合器鼓通过花键与主动元件相连或与其制成一体，钢片通过外缘键齿与离合器鼓的内花键槽配合，与主动元件同步旋转。离合器花键毂与行星齿轮机构主动元件制成一体，摩擦片通过内缘键齿与花键毂相连，钢片和摩擦片均可以轴向移动，压盘固定于离合器鼓键槽中，用以限制钢片、摩擦片的位移量。其外侧安装了限位卡环，活塞装于离合器鼓内，回位弹簧一端抵于活塞端面，另一端支撑在保持座上。回位弹簧有周置螺旋弹簧、中央布置螺旋弹簧和中央布置碟形弹簧3种不同形式。34现代汽车自动变速器
14、技术课件2制动器制动器 制动器的作用是固定行星齿轮机构中的基本元件，阻止其旋转。在自动变速器中常用的制动器有片式制动器和带式制动器两种。(1)片式制动器 片式制动器由制动器活塞、制动器活塞、 回位弹簧、钢片、摩擦回位弹簧、钢片、摩擦 片及制动器毂片及制动器毂等组成.35现代汽车自动变速器技术课件 (2)带式制动器 带式制动器由制动带及其伺服装置制动带及其伺服装置(控制油缸)组成。制动器伺服装置有直接作用式直接作用式和间接作用式间接作用式两种类型。36现代汽车自动变速器技术课件 间接作用式伺服装置间接作用式伺服装置。它与上述结构的区别在于制动带开口的一端支承于推杆的端部，活塞杆通过杠杆控制推杆的
15、动作，由于采用扛杆结构将活塞作用力放大，制动力矩进一步增加。37现代汽车自动变速器技术课件 制动解除后，制动带与制动鼓之间应存在一定间隙，否则会造成制动带过度磨损和制动鼓的滑磨，影响行星齿轮系统的正常工作。调整该间隙的常见结构有以下3种： 长度可调整的支承销；长度可调整的支承销； 长度可调的活塞杆长度可调的活塞杆(或推杆或推杆)；通过调整螺钉调整长度的扛杆。通过调整螺钉调整长度的扛杆。38现代汽车自动变速器技术课件3单向离合器单向离合器 单向离合器的作用是使某元件只能按一定单向离合器的作用是使某元件只能按一定方向旋转，在另一个方向上锁止。方向旋转，在另一个方向上锁止。在行星齿轮系统中有若干个单
16、向离合器，其工作性能对变速器的换挡品质有很大影响。执行机构的灵敏性直接影响换挡的平顺性。单向离合器具有灵敏度高的优点，可瞬间锁止(或解除锁止)，提高了换挡时机的准确性。另外，单向离合器不需要附加液压或机械操纵装置，结构简单，不易发生故障。单向离合器有滚子式滚子式和楔块式楔块式两种类型。39现代汽车自动变速器技术课件（1）滚子式单向离合器 滚子式单向离合器见图。它由滚子、弹簧、弹簧保滚子、弹簧、弹簧保持座和内、外座圈持座和内、外座圈组成。外座圈的内表面制有若干偏心的弧形该道。因此，由光滑的内座圈和外座圈构成的滚于该道的宽度不均匀，滚子被弹簧压向小端。在外座圈固定的情况下，内座圈可沿顺时针方向旋转
17、，带动滚子压缩弹簧，使其落入滚道大端。若内座圈沿逆时针方向旋转，滚子被带向该道小端，内座圈卡住不能转动，单向离合器锁止。40现代汽车自动变速器技术课件（2）楔块式单向离合器 内、外座圈组成的该道的宽度是均匀的，采用不均匀形状的楔块，楔块大端长度大于滚道宽度，在外座圈固定的情况下，内座圈可沿逆时针方向旋转，带动楔块顺时针方向转动。若楔块沿顺时针方向转动，楔块将被卡在内、外座圈之间，单向离合器内座圈锁止。41现代汽车自动变速器技术课件四)组合式行星齿轮系统1辛普森行星齿轮系统其结构特点是：前后两个行星齿轮机构共用一个太阳轮。42现代汽车自动变速器技术课件 2拉维娜行星齿轮系统其结构特点是：两行星排
18、共用行星架和齿圈，小太阳轮1、短行星轮4、长行星轮5、行星架3及齿轮6组成一个双行星轮式行星排，大太阳轮2、长行星轮5、行星架3及齿圈6组成一个单行星轮式行星排。43现代汽车自动变速器技术课件3带有超速挡的行星齿轮系统 为进一步提高汽车的动力性和燃油经济性、安装有自动变速器的汽车越来越多地采用可提供超速挡的行星齿轮系统。提供超速挡的行星齿轮系统有两种典型结构：一种是在辛普森(或拉维娜)行星齿轮系统的基础上增加一个单排行星齿轮机构超速行星机构；另一种是采用两排简单的行星齿轮机构，通过执行元件的工作得到超速挡44现代汽车自动变速器技术课件三、电控系统 电控液力自动变速器(ECTElectronic
19、 Controlled Automatic Transmission)采用电液式控制系统，由电子控制系统和液压控制系统组成。 电子控制系统由信号输入装置、电控单元(ECU)和执行器组成。45现代汽车自动变速器技术课件 (一)信号输入装置 信号输入装置包括传感器和信号开关装置。其中，常用的传感器有节气门位置传感器、发动机转速传感节气门位置传感器、发动机转速传感器、车速传感器、输入轴转速传感器和油温传感器器、车速传感器、输入轴转速传感器和油温传感器;常用的升关装置有超速挡开关、模式选择开关、多功能开关、空挡启动开关等。(二)执行器 电磁阀是电子控制系统的执行元件，按其作用可分为换挡电磁阀、锁止电磁
20、阀和调压电磁阀换挡电磁阀、锁止电磁阀和调压电磁阀。按其工作方式可分为开关式电磁阀和脉冲式电磁阀。开关式电磁阀和脉冲式电磁阀。46现代汽车自动变速器技术课件 (三)电控单元(ECU) 电子控制自动变速器可与发动机电子燃油喷射系统共用1个ECU，也可使用独立的ECU。ECU是电子控制系统的核心，由接收器、控制由接收器、控制器和输出装置器和输出装置3部分组成。接收器接收备输入装置的输出信号，并对其放大或调制；控制器将这些信号与内存中的数据进行对比，根据对比结果做出是否换挡等决定，再由输出装置将控制信号输送给电磁阀。47现代汽车自动变速器技术课件ECU具有以下几个功能具有以下几个功能:1控制换档时刻2
21、控制主油路油压3控制锁止离合器4控制换档品质5自动模式选择控制6发动机制动作用控制7使用输入输转速传感器的控制8. 超速行驶控制9. 自诊断与失效保护功能48现代汽车自动变速器技术课件 四、液压控制系统 自动变速器的自动控制是靠液压控制系统来完成的。液压控制系统由动力源、执行动力源、执行机构和控制机构机构和控制机构三部分组成。 动力源动力源是由液力变矩器系轮驱动的液压泵。它除了向控制机构、执行机构供给压力油以实现换挡外，还给液力变矩器提供冷却补偿油，向行星齿轮变速器供应润滑油。 执行机构执行机构包括各离合器、制动器的液压缸。49现代汽车自动变速器技术课件 控制机构控制机构包括主油路调压阀、手动
22、阀、主油路调压阀、手动阀、换挡阀及锁止离台器控制阀换挡阀及锁止离台器控制阀等，集中安装在自动变速器的阀体上。50现代汽车自动变速器技术课件(一)液压泵 3种泵的共同特点是：内部元件(转子)由液力变矩器花键强或驱动轴驱动，外部元件与内部元件之间有一定的偏心矩。51现代汽车自动变速器技术课件(二)主油路调压阀主油路调压阀通常采用阶梯型滑阀。52现代汽车自动变速器技术课件 (三三)手动阀手动阀其作用是根据选挡杆位置的不同依次将管路压力导人相应各挡油路。图丰田自动变速器手动阀。53现代汽车自动变速器技术课件(四四)换档阀换档阀其控制方式有两种:一种是加压控制，另一种是泄压控制54现代汽车自动变速器技术
23、课件 (五五)锁止离合器控制阀锁止离合器控制阀 目前在一些新型的电控自动变速器上，锁止电磁阀采用脉冲式电磁阀ECU可利用脉冲电信号占空比大小来调节锁止电磁阀的开度，以控制作用在锁止离合器控制阀右端的油压，由此调节锁止离合器控制阀左移时排油孔的开度，从而控制锁止离台器活塞右侧油压的大小。55现代汽车自动变速器技术课件56现代汽车自动变速器技术课件 电控机械无级自动变速器电控机械无级自动变速器一 概述 为评价变速器速比对汽车油耗的影响，画出了等比油耗曲线，也即发动机的万有特性图。它绘出了平均有效压力(与发动机转矩成正比)对发动机转速的关系。从图中汽车在平坦路面上以前四个档位等速行驶时的阻力曲线可以
24、看到，汽车的运行工况点往往远离发动机最佳效率区域。 57现代汽车自动变速器技术课件CVT是英文Continuously Variable Transmission的缩写，意即无级变速器。 58现代汽车自动变速器技术课件CVTCVT则是由两组变速轮盘和一条传动带组成的。则是由两组变速轮盘和一条传动带组成的。CVT采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合传递动力CVT可以自动改变传动速比，实现传动速比的全程无级连续改变没有传统变速器换档时那种“停顿”的感觉，从而得到传动系统与发动机工况的最佳匹配提高车辆的燃油经济性和动力性改善驾驶者的操纵方便性及乘坐舒适性因此它是一种比较理想的汽车动力传动装置。
25、59现代汽车自动变速器技术课件CVT技术的发展已有100多年的历史德国奔驰汽车公司早在1886年就将V形橡胶带式CVT安装到该公司生产的汽油机汽车上1958年，荷兰的DAF公司研制出Variomatic双V形橡胶带式CVT，并装备于其制造的Daffodil轿车上但是由于橡胶带式CVT存在功率有限（转矩局限于135 Nm以下），离合器工作不稳定，液压泵、传动带和夹紧机构的能量损失较大等一系列的缺陷，因而没有被汽车行业普遍关注然而提高传动带性能和CVT传递功率的研究一直在进行。 60现代汽车自动变速器技术课件橡胶带传动的CVT功率有限离合器工作不稳定液压泵、传动带和夹紧机构的能量损失较大61现代汽
26、车自动变速器技术课件后来，汽车研究人员将：液力变矩器集成到CVT系统中主、从动轮的夹紧力由电子装置进行控制在CVT中采用节能泵传动带使用金属带代替传统的橡胶带汽车新技术的进步克服了CVT原有的技术缺陷传递转矩容量更大、性能更优良的第二代CVT面世进入20世纪90年代，汽车界对CVT技术的研究开发日益重视，再加上全球科技的迅猛发展，使得新的电子技术与自动控制技术不断被采用到CVT中到目前为止，世界著名的汽车公司都逐渐将CVT用到自己新推出的车型上，完成了自动变速器的技术革命。62现代汽车自动变速器技术课件CVTCVT的结构特点的结构特点目前，奥迪A4、A6轿车，广本飞度轿车，东南菱帅轿车，南京菲
27、亚特轿车等已经大量采用CVT无级自动变速器各种型号CVT的主要差别集中在：发动机动力传递到主动带轮的过程以及带轮半径和夹紧力的控制方法上。63现代汽车自动变速器技术课件目前，CVT的控制一般都采用电子控制模式，即可以在自动状态下运行，也可以选择特定的控制程序，增加驾驶的便利性。CVT自动变速器除了标准档位外，换档操纵手柄也可以移至另一个平行的档位，在“+”或“-”之间变换。Tiptronic开关3个霍尔传感器换档杆护板换档杆护板鱼鳞板4个霍尔传感器用于换档杆位置64现代汽车自动变速器技术课件以奥迪Multitronic系统为例介绍CVT结构特点。 CVT（Continuously Variab
28、le Transmission)-无级变速无级变速01J 无级无级自动变速箱型号自动变速箱型号DZN 无级自动变速箱代码无级自动变速箱代码Multitronic R 代表代表Audi Audi 公司的无级自动变速器公司的无级自动变速器 CVT在奥迪轿车上的装备种类65现代汽车自动变速器技术课件1、Mutitronic 01J变速箱的结构图飞轮减振装置倒档离合器辅助减速齿轮档传动链变速器行星齿轮系液压控制单元前进档离合器变速箱控制单元66现代汽车自动变速器技术课件Mutitronic 01J变速箱的剖视图变速箱控制单元液压控制单元机械传动67现代汽车自动变速器技术课件01J行星齿轮系结构变速箱输
29、入轴齿圈行星齿轮行星齿轮支架前进档离合器太阳轮倒档离合器68现代汽车自动变速器技术课件输入轴太阳轮行星齿轮行星齿轮行星齿轮支架行星齿轮支架行星齿轮行星齿轮齿圈齿圈输出轴倒档离合器前进档离合器前进档离合器倒档离合器壳体壳体69现代汽车自动变速器技术课件无无级级变变速速机机构构CVT无级变速器的关键部件奥迪Multitronic系统为无级变速机构其作用是使变速器在起始转矩和终结转矩多种速比之间连续调整，最终自动选用最佳速比，使发动机始终处于最佳速比范围之内，无需再考虑工作性能和燃油经济性。 70现代汽车自动变速器技术课件主动锥形轮发动机辅助减速机构钢制链条被动锥形轮无级变速机构由两组锥形轮组成包括
30、一对主动锥形轮和一对被动锥形轮同时有一根链条运行在两对锥形轮V形沟槽中间主动锥形轮由发动机的辅助减速机构驱动发动机的动力通过链条传递给被动锥形轮直至终端驱动71现代汽车自动变速器技术课件在每组锥形轮中有一个锥形轮可以轴向移动两组锥形轮必须保持协调相同的调整，以保证链条始终处于张紧状态。 72现代汽车自动变速器技术课件链条采用多片式钢制链条在主动锥形轮相对被动锥形轮工作直径较小时，主动锥形轮可以传递给被动锥形轮较大的牵引转矩，部分轿车的牵引转矩可高达300 Nm。 73现代汽车自动变速器技术课件变速器锥面链轮转动压块链节转动压块转动节传动链的转动节采用双转动压块，在传动链转曲过程中，转动压块之间
31、形成滚动摩擦，动力损失和磨损降低至最小。传动链的转动节采用不等长链节，可防止共振并降低转动噪音。74现代汽车自动变速器技术课件双联活塞双联活塞 CVT的速比变化依靠两组锥形轮不断改变工作直径即每组锥形轮均有一个可轴向移动的锥形轮其轴向移动由发动机驱动的液压泵提供。为减少发动机功率消耗，根据“双联活塞”原理，奥迪Multitronic系统采用两个液压油泵独立驱动的液压系统分别负责提供改变传动速比的锥形轮轴间移动力和保持锥形轮与链条之间摩擦力的推力。 75现代汽车自动变速器技术课件机构中大截面活塞负责向锥形轮和链条提供推力保持摩擦力小截面活塞负责向锥形轮轴向移动提供推力改变速比。该系统的设计特点是
32、：单纯改变速比时用小截面活塞和低油压，大截面活塞仅提供一定压力保持摩擦力。当锥形轮轴向移动改变速比时，液压系统可使用小功率液压油泵，减小液压系统损耗和发动机功率损耗，功能分流可使速比响应迅速，大截面活塞油压无需变化。 76现代汽车自动变速器技术课件另外在奥迪Multitronic系统中还设置了一个扭矩力传感器该传感器一旦检测到锥形轮打滑或牵引阻力改变时即通知电控单元改变大截面活塞油压，进行增压或减压例如车轮在湿滑路面上打滑或在粗糙路面上牵引阻力加大时，电控单元便会根据牵引力传感器传来的信息改变大截面活塞油压。 77现代汽车自动变速器技术课件扭矩传感器腔2扭矩传感器-接触压力控制滑轨架1滑轨架2
33、链轮1链轮2滑轨架1滑轨架2扭矩传感器腔1扭矩传感器活塞（1）、结构和功能78现代汽车自动变速器技术课件传递扭矩压力低，传动链打滑压力高，效率降低扭矩传感器速比压力调整扭矩大扭矩小速比相同扭矩相同速比大速比小接触压力（2）、接触压力控制因素79现代汽车自动变速器技术课件压力缸扭力传感器1排油孔控制凸缘扭矩提高状态小扭矩状态（3）、工作模式-扭矩80现代汽车自动变速器技术课件大扭矩状态81现代汽车自动变速器技术课件工作模式-速比低档变速比1:1扭矩传感器腔2十字孔变速器链轮横向孔关闭，扭矩传感器腔2不工作，接触压力大高档横向孔打开，扭矩传感器腔2工作，接触压力小扭矩传感器腔2孔孔扭矩传感器活塞8
34、2现代汽车自动变速器技术课件动力连接 为消除发动机与变速器之间的摩擦损耗发动机与CVT之间以飞轮减振装置代替一般液力自动变速器的液力变矩器以刚性连接代替柔性连接83现代汽车自动变速器技术课件2 2、飞轮减振装置、飞轮减振装置飞轮减振装置双质量飞轮6缸4缸6缸（TDI）84现代汽车自动变速器技术课件注：在怠速区内发动机和变速器振动刚性连接飞轮减振装置飞轮减振装置85现代汽车自动变速器技术课件注：在怠速区内发动机和变速器振动减振连接飞轮减振装置飞轮减振装置86现代汽车自动变速器技术课件变速箱输入轴齿圈行星齿轮行星齿轮支架前进档离合器太阳轮倒档离合器其动力输出采用行星齿轮系统及两组湿式可变压力油冷式
35、离合器压力可随发动机输出转矩大小而改变。可变压力油冷式离合器具有软连接的功能，能满足车辆起步、停车和换档的需要。87现代汽车自动变速器技术课件可变压力油冷式离合器的电子液压控制过程：电控单元连续采集传感器的输入信号（包括发动机转速、变速器的输入转速、加速踏板的位置、发动机的转矩、行驶阻力和变速器的油温等）经过比较、运算决定相应的油压值，如果实际值与标定值的偏差太大，变速器自动执行关断88现代汽车自动变速器技术课件离合器液压控制ATF卸压输导控制压力控制压力油底壳离合器压力供油压力5bar常压SIV:安全阀KSV:离合器控制阀VSTV:输导压力阀HS:手动换档阀N215:离合器压力调节阀89现代
36、汽车自动变速器技术课件离合器电子控制压力调节阀N215离合器控制阀KSV前进档离合器倒档离合器离合器压力传感器变速箱控制单元计算离合器额定压力控制电流离合器控制参数发动机扭矩制动力变速箱油温发动机转速变速箱输入转速加速踏板位置90现代汽车自动变速器技术课件离合器的过载保护过程与其相似，当电控单元检测到油压过高时（离合器过载）会及时发出控制信号使发动机的转矩降低，离合器冷却后，在很短的时间内发动机的转矩即恢复到原有转矩值。安全切断过载保护离合器系统保护离合器油压过高离合器传递扭矩负荷过高上坡时带挂车行驶频繁起车和制动离合器温度91现代汽车自动变速器技术课件01J行星齿轮系结构行星齿轮架行星齿轮1
37、 行星齿轮2齿圈太阳轮动力输出动力输出动力输入动力输入92现代汽车自动变速器技术课件前进档倒 档1、太阳轮主动旋转2、行星齿轮支架架与太阳轮同速度旋转整体同步旋转1、太阳轮主动旋转2、齿圈固定行星齿轮支架反向旋转01J行星齿轮系工作状态说明93现代汽车自动变速器技术课件变速原理 94现代汽车自动变速器技术课件95现代汽车自动变速器技术课件前进档扭矩传动路径输入轴太阳轮行星齿轮行星齿轮行星齿轮支架行星齿轮支架输出轴前进档离合器前进档离合器96现代汽车自动变速器技术课件当前进离合器结合时，行星齿轮系统太阳轮的钢片与行星架的摩擦片结合成一体，与发动机同步，由行星架将动力输出至辅助减速机构；当倒车离合
38、器结合时，齿圈的摩擦片与变速器壳体的钢片结合，齿圈被固定，太阳轮将动力传递给行星架； 由于行星架的行星轮有另一中间行星轮，当齿圈被固定时，迫使行星架反向旋转将动力输出至辅助减速机构。 97现代汽车自动变速器技术课件倒档扭矩传动路径98现代汽车自动变速器技术课件输入轴太阳轮行星齿轮行星齿轮行星齿轮支架行星齿轮支架行星齿轮行星齿轮齿圈齿圈输出轴倒档离合器倒档离合器壳体壳体99现代汽车自动变速器技术课件奥迪奥迪MultitronicMultitronic系统的换档系统的换档杆设置有锁钮和杆设置有锁钮和4 4个档位，并个档位，并以程控方式设置以程控方式设置6 6个档位；对个档位；对应在转向盘上设置手动
39、升降顺应在转向盘上设置手动升降顺序档按钮，可根据情况自由设序档按钮，可根据情况自由设置档位置档位。 100现代汽车自动变速器技术课件日产汽车公司的日产汽车公司的CVTCVT1997年上半年，日产汽车公司开发了在2.0 L汽车上使用的CVT。在此基础上，日产汽车公司1998年开发了一种为中型轿车设计的包含一个手动换档模式的CVT。新型CVT采用最新研制的高强度宽钢带和高液压控制系统，而且获得了较大的转矩传递能力。日产汽车公司研制开发了CVT电子控制技术，传动速比实行全档电子控制，汽车在下坡时可以根据车速控制发动机制动，而且在湿滑路面上能够平顺地增加速比来防止打滑。101现代汽车自动变速器技术课件
40、日产汽车公司2003年2月上市的新款TEANA车中采用了该公司最新开发的面向大型车的XTRONIC CVT。该公司在全世界首次使可用于排气量3.5 L级发动机的金属传动带式CVT达到了实用水平。这种CVT最引人注目的是，尽管增大了转矩，但金属传动带被控制在了宽30 mm，满足了转矩增大的要求。102现代汽车自动变速器技术课件三菱汽车公司的三菱汽车公司的CVTCVT日本三菱汽车公司已选择了CVT无能量损失传递直喷式发动机（GDI）动力来驱动汽车。V形带/传动轮机构可以保证在所有速率下发动机动力平顺无间断地传递。其CVT根除了传统的自动变速器通过齿轮换档时的打齿现象，从而获得更满意的响应特性和控制
41、特性。我国福建东南汽车公司生产的东南菱帅（LIONCEL）轿车便采用了三菱汽车公司的CVT。 103现代汽车自动变速器技术课件日本富士重工的日本富士重工的CVTCVT日本富士重工拥有15年开发CVT的经验。1997年日本富士重工为其Vistro微型车装配了全计算机控制的E-CVT（含有6档手动换档模式的CVT）。驾驶员无须操作离合器就可以进行6档变速。日本富士重工在Pleo微型车上采用一种有锁止装置液力变矩器的电控式CVT 通过小范围锁止可以使液力变矩器的滑动保持在最小值，行星齿轮用来切换前进档/倒档传动速比范围为1105.51。104现代汽车自动变速器技术课件日本富士重工CVT的电子控制系统
42、由电磁离合器系统、电控单元（ECU）、传感元件和电磁阀等组成。传感元件包括换档操纵手柄位置传感器、节气门位置传感器、发动机转速传感器、车速传感器和制动踏板位置传感器它们为ECU提供汽车行驶的信号，ECU根据传感器的信号作出判断，并将控制信号送至电磁阀，控制电磁阀与液压系统的工作。105现代汽车自动变速器技术课件美国福特汽车公司的美国福特汽车公司的CVTCVT1999年，美国福特汽车公司和德国ZF公司合作为美国福特汽车公司的轿车和轻型载货车生产CVT，在巴达维亚和俄亥俄州新建的合资企业从2001年开始生产为福特汽车公司设计的、带有电子管理功能的CFT23型CVT。德国ZF公司设计的CVT是一种液
43、力变矩器式CVT德国ZF公司称：与4档自动变速器相比，CVT系统能够将加速性能提高10%，燃油经济性提高10%15%；与锁止式液力变矩器相比，CVT系统在不漏油的前提下效率更高。美国福特汽车公司正在设计一种与公司内所有轻型载货车匹配的牵引驱动式CVT，包括后轮驱动和全轮驱动载货车，牵引驱动使用可移动滑件代替传动带和传动轮，滑动部分的相对位置决定传动比，由部件间非常薄的一层油来传递动力。 106现代汽车自动变速器技术课件德国德国ZFZF公司的公司的CVTCVT德国ZF公司从1999年开始为Rover 216型汽车提供钢带驱动的VT1型CVT这种CVT包括螺旋齿轮变速器、液压系统及湿式离合器在系统
44、中集成的电控单元（ECU）可以允许机械、液力和电子系统进一步组合，从而更好地利用了各种系统的独特特点。 107现代汽车自动变速器技术课件日本本田公司日本本田公司CVTCVT无级自动变速器(CVT)是一种采用主动与从动带轮以及钢带的电控自动变速器，它具有无级前进档变速和二级倒档变速功能，装置总成与发动机直列布置。 无级自动变速器(CVT)是一种采用主动与从动带轮以及钢带的电控自动变速器，它具有无级前进档变速和二级倒档变速功能，装置总成与发动机直列布置。 108现代汽车自动变速器技术课件此型号的无级变速器在D和S档位下具有7档模式，7档模式又分为2种：7档自动模式和7档手动模式。7档自动模式下，变
45、速器可以自动在7种带轮速比范围内上下变换,此时，转向换档开关随时可以被激活，而此开关被激活后，7档自动模式即被取消，且进入7档手动换档模式.在7档手动模式下，驾驶员可以通过转向换档开关，以手动方式在7档速比范围内加减换档，这与手动变速器的情形相似。 109现代汽车自动变速器技术课件 目前正在发展的一种双离合器式自动变速器(Dual Clutch Transmission，简称DCT)综合了AMT的优势和AT动力换挡的优点，具有很好的换挡品质和车辆动力性、经济性，所以非常适合于目前以手动变速器占主导地位的国家。双离合器的原理双离合器的原理110现代汽车自动变速器技术课件DCT工作原理图: 其主要
46、组成部分有C1,C2两个湿式离合器，以及按奇、偶数挡位分别与两个离合器布置连接的变速器齿轮组。I,III,V挡与离合器C1连接在一起，I,II挡连接在离合器C2上，当车辆以某一个挡位运行时，下一个即将进人运行的挡位可以始终处于啮合状态;当达到下一个挡位的换挡点时，只需将正处于接合状态的离合器分离，将处于分离状态的离合器接合，即切换两个离合器的工作状态，就可以完成换挡动作.111现代汽车自动变速器技术课件发动机变速器管理系统。 Kl是发动机和变速器之间的标准离分器。它是由伺服马达来驱动的，因而可以不用离合器踏板而自动起动汽车。K2是附加离合器。它可以使飞轮与发动机曲轴分离。这个离合器也用一个伺服
47、执行机构功作。 当驾驶员松开油门踏板时，Kl和K2同时分离，发动机供油同时被切断。由于发动机不带飞轮质量，故能立即停机。但飞轮还在继续转动。旦驾驶员重新踩下加速踏板还在转动的飞轮就与曲轴重新连接，飞轮的动能快速地起动发动机而没产生多少排放污染。 发动机一旦起动、伺服执行机构通过离合器K1使发动机与汽车相连。这一动作非常柔和，使乘客没有急冲的感觉。112现代汽车自动变速器技术课件113现代汽车自动变速器技术课件目前出现的涉及汽车变速相关技术目前出现的涉及汽车变速相关技术ACT液力控制自动变速器液力控制自动变速器EMT电子控制自动变速器电子控制自动变速器AMT机械式自动变速器CVT机械式无级变速器DCT双离合器式自动变速器114现代汽车自动变速器技术课件
