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1、汽车拖拉机学讲授内容讲授内容：第：第7 7课课 液力机械式自动变速器（液力机械式自动变速器（2 2） （第二章（第二章 汽车拖拉机的传动系统）汽车拖拉机的传动系统）主主 讲讲 人人：鲁植雄：鲁植雄 教授教授*汽车拖拉机学课件1第二章第二章 汽车拖拉机的传动系统汽车拖拉机的传动系统第第1 1课课 传动系统的功用和组成传动系统的功用和组成第第2 2课课 离合器（离合器（1 1）第第3 3课课 离合器（离合器（2 2）第第4 4课课 机械式变速器（机械式变速器（1 1）第第5 5课课 机械式变速器（机械式变速器（2 2）第第6 6课课 液力机械式自动变速器（液力机械式自动变速器（1 1）第第7 7课
2、课 液力机械式自动变速器（液力机械式自动变速器（2 2）第第8 8课课 液力机械式自动变速器（液力机械式自动变速器（3 3）第第9 9课课 联轴器联轴器第第1010课课 驱动桥驱动桥第第1111课课 实验一：离合器的拆装与调整实验一：离合器的拆装与调整第第1212课课 实验二：手动变速器的拆装与调整实验二：手动变速器的拆装与调整第第1313课课 实验三：自动变速器的拆装与调整实验三：自动变速器的拆装与调整第第1414课课 实验四：中央传动、驱动桥的拆装与调整实验四：中央传动、驱动桥的拆装与调整本章内容安排*汽车拖拉机学课件2本节课的主要内容第二章 汽车拖拉机的传动系统第7课液力机械式自动变速器
3、（2）一、自动变速器的类型和特点一、自动变速器的类型和特点二、自动变速器的组成及工作原理二、自动变速器的组成及工作原理三、三、液力变矩器液力变矩器四四、行星齿轮变速机构、行星齿轮变速机构五、换档执行元件五、换档执行元件六、油路系统六、油路系统七、电子控制系统七、电子控制系统八、自动变速器新技术八、自动变速器新技术*汽车拖拉机学课件3四、行星齿轮变速机构第二章 汽车拖拉机的传动系统第7课液力机械式自动变速器（2）*汽车拖拉机学课件4l液力变矩器虽能在一定范围内自动地、液力变矩器虽能在一定范围内自动地、无级地改变传动比和转矩比，但变速无级地改变传动比和转矩比，但变速范围不宽，变矩比不大，且存在传动
4、范围不宽，变矩比不大，且存在传动能力与传动效率之间的矛盾，难以满能力与传动效率之间的矛盾，难以满足车辆所需工况的使用要求。足车辆所需工况的使用要求。l对此，紧接液力变矩器之后串联一个对此，紧接液力变矩器之后串联一个行星齿轮传动变速器，已成为当今自行星齿轮传动变速器，已成为当今自动变速器的主要特征。动变速器的主要特征。四、行星齿轮变速机构第二章 汽车拖拉机的传动系统第7课液力机械式自动变速器（2）*汽车拖拉机学课件51.作用作用l使扭矩增大使扭矩增大24倍，提高汽车的适应倍，提高汽车的适应能力。能力。l同向、同轴减速增扭，结构紧凑。同向、同轴减速增扭，结构紧凑。l常啮合传动、无冲击、啮合量大、动
5、常啮合传动、无冲击、啮合量大、动力不间断、加速性好、简化了操作。力不间断、加速性好、简化了操作。l提供几种传动比以获取适当的扭矩和提供几种传动比以获取适当的扭矩和旋转速度。旋转速度。l为倒挡行驶提供倒车挡。为倒挡行驶提供倒车挡。l提供空挡位置以使发动机在车辆停车提供空挡位置以使发动机在车辆停车时怠速运转。时怠速运转。四、行星齿轮变速机构第二章 汽车拖拉机的传动系统第7课液力机械式自动变速器（2）*汽车拖拉机学课件62.单排行星齿轮机构单排行星齿轮机构（1）组成：太阳轮、齿）组成：太阳轮、齿 圈、圈、行星齿轮架、行星齿轮行星齿轮架、行星齿轮四、行星齿轮变速机构第二章 汽车拖拉机的传动系统第7课液
6、力机械式自动变速器（2）*汽车拖拉机学课件72.单排行星齿轮机构单排行星齿轮机构（2）特性方程式）特性方程式行星机构的动力学和运行星机构的动力学和运动学特性方程式如下：动学特性方程式如下：M11+M22+M33=0n1+n2-(1+)n3=0=Z2/Z1（齿数比、结构（齿数比、结构参数）参数）四、行星齿轮变速机构第二章 汽车拖拉机的传动系统第7课液力机械式自动变速器（2）*汽车拖拉机学课件82.单排行星齿轮机构单排行星齿轮机构（3）传动方案）传动方案方案一：方案一：太阳轮太阳轮1为主动件，行星架为主动件，行星架3为从动件，齿圈为从动件，齿圈2固定固定i13=n1/n3=1+方案二：方案二：太阳
7、轮太阳轮1为主动件，齿圈为主动件，齿圈2为从动件，行星架为从动件，行星架3固定固定i12=n1/n2=-方案三：方案三：齿圈齿圈2为主动件，行星架为主动件，行星架3为从动件，太阳轮为从动件，太阳轮1固定固定i23=n2/n3=(1+)/方案四：齿圈方案四：齿圈2为主动件，太阳轮为主动件，太阳轮1为从动件，行星架为从动件，行星架3固定固定i21=n2/n1=-1/n1+n2-(1+)n3=0四、行星齿轮变速机构第二章 汽车拖拉机的传动系统第7课液力机械式自动变速器（2）*汽车拖拉机学课件92.单排行星齿轮机构单排行星齿轮机构（3）传动方案）传动方案方案五：行星架方案五：行星架3为主动件，太阳轮为
8、主动件，太阳轮1为从动件，齿圈为从动件，齿圈2固定固定i31=n3/n1=1/（1+）方案六方案六：行星架：行星架3为主动件，齿圈为主动件，齿圈2为从动件，太阳轮为从动件，太阳轮1固定固定i32=n3/n2=/(1+)方案七方案七 ：如果太阳轮和齿圈连为一体，：如果太阳轮和齿圈连为一体，n1=n2，n1=n2=n3 i=1方案八方案八 ：如果所有元件均不约束，即没有固定件，：如果所有元件均不约束，即没有固定件， 则可自由转动，失去传动功能。则可自由转动，失去传动功能。 i=0（空档）（空档）n1+n2-(1+)n3=0四、行星齿轮变速机构第二章 汽车拖拉机的传动系统第7课液力机械式自动变速器（
9、2）*汽车拖拉机学课件102.单排行星齿轮机构单排行星齿轮机构（3）传动方案）传动方案四、行星齿轮变速机构第二章 汽车拖拉机的传动系统第7课液力机械式自动变速器（2）*汽车拖拉机学课件113.辛普森式行星齿轮机构（复合排）辛普森式行星齿轮机构（复合排）（1）结构特点）结构特点l前后两个行星排的太阳轮连接为前后两个行星排的太阳轮连接为一个整体，即前后太阳轮组件；一个整体，即前后太阳轮组件；l前行星架和后齿圈连接为另一个前行星架和后齿圈连接为另一个整体，即前行星架和后齿圈组件；整体，即前行星架和后齿圈组件；l输出轴通常与前行星架和后齿圈输出轴通常与前行星架和后齿圈组件连接。组件连接。l可以获得可以
10、获得3个前进档和个前进档和1个倒档个倒档四、行星齿轮变速机构第二章 汽车拖拉机的传动系统第7课液力机械式自动变速器（2）*汽车拖拉机学课件123.辛普森式行星齿轮机构（复合排）辛普森式行星齿轮机构（复合排）（2）换挡执行元件的布置）换挡执行元件的布置四、行星齿轮变速机构第二章 汽车拖拉机的传动系统第7课液力机械式自动变速器（2）*汽车拖拉机学课件133.辛普森式行星齿轮机构（复合排）辛普森式行星齿轮机构（复合排）（3）换挡执行元件的工作规律）换挡执行元件的工作规律操操纵手柄位置手柄位置挡位位换挡执行元件行元件D1挡-D2挡-D3挡-倒倒挡-、或、或、S1挡-S2挡-注：接合、制动或锁止四、行星
11、齿轮变速机构第二章 汽车拖拉机的传动系统第7课液力机械式自动变速器（2）*汽车拖拉机学课件144.改进型辛普森改进型辛普森3速行星齿轮变速系统速行星齿轮变速系统（1）换挡执行元件的布置）换挡执行元件的布置四、行星齿轮变速机构第二章 汽车拖拉机的传动系统第7课液力机械式自动变速器（2）*汽车拖拉机学课件154.改进型辛普森改进型辛普森3速行星齿轮变速系统速行星齿轮变速系统（2）换挡执行元件的工作规律）换挡执行元件的工作规律操操纵手柄位置手柄位置挡位位换挡执行元件行元件D1挡挡-D2挡挡-D3挡挡-倒挡倒挡-、或、或、S1挡挡-S2挡挡-四、行星齿轮变速机构第二章 汽车拖拉机的传动系统第7课液力机
12、械式自动变速器（2）*汽车拖拉机学课件165.三行星排辛普森式三行星排辛普森式4速行星齿变速系统速行星齿变速系统（1）换挡执行元件的布置）换挡执行元件的布置四、行星齿轮变速机构第二章 汽车拖拉机的传动系统第7课液力机械式自动变速器（2）*汽车拖拉机学课件175.三行星排辛普森式三行星排辛普森式4速行星齿变速系统速行星齿变速系统（2）换挡执行元件的工作规律）换挡执行元件的工作规律操操纵手柄位手柄位置置挡位位换挡执行元件行元件C1C2B1B2B3F1F2C0B0F0DD1挡-D2挡-D3挡-D4挡-P停停车-R倒倒挡- -N空空挡-S、L或或2、1S1挡-S2挡-L1挡-四、行星齿轮变速机构第二章
13、 汽车拖拉机的传动系统第7课液力机械式自动变速器（2）*汽车拖拉机学课件186.双行星排辛普森式双行星排辛普森式4速齿轮变速系统速齿轮变速系统（1）换挡执行元件的布置）换挡执行元件的布置四、行星齿轮变速机构第二章 汽车拖拉机的传动系统第7课液力机械式自动变速器（2）*汽车拖拉机学课件196.双行星排辛普森式双行星排辛普森式4速齿轮变速系统速齿轮变速系统（2）换挡执行元件的工作规律）换挡执行元件的工作规律操操纵手柄位手柄位置置挡位位换挡执行元件行元件C1C2C3C4B1B2F1F2DD1挡-D2挡-D3挡-D4挡-R倒倒挡-S或或2S1挡-S2挡-S3挡-四、行星齿轮变速机构第二章 汽车拖拉机的
14、传动系统第7课液力机械式自动变速器（2）*汽车拖拉机学课件207.拉维娜式拉维娜式3速行星齿轮变速系统速行星齿轮变速系统（1）结构特点）结构特点 是一种复合式行星齿轮机构；是一种复合式行星齿轮机构；由一个单行星轮式行星和一个双行星轮由一个单行星轮式行星和一个双行星轮式行星排组合而成；式行星排组合而成；前太阳轮和长行星轮、行星架、齿圈共前太阳轮和长行星轮、行星架、齿圈共同组成一个单行星式行星排；同组成一个单行星式行星排；前太阳轮、短行星轮、长行星轮、行星前太阳轮、短行星轮、长行星轮、行星架和齿圈共同组成一个双行星轮式行星排；架和齿圈共同组成一个双行星轮式行星排；2个行星排共用一个齿圈和一个行星架
15、。个行星排共用一个齿圈和一个行星架。四、行星齿轮变速机构第二章 汽车拖拉机的传动系统第7课液力机械式自动变速器（2）*汽车拖拉机学课件217.拉维娜式拉维娜式3速行星齿轮变速系统速行星齿轮变速系统（2）换挡执行元件的布置）换挡执行元件的布置其特点是两排行星齿轮机构共用一其特点是两排行星齿轮机构共用一个齿圈和一个行星架。行星架上的个齿圈和一个行星架。行星架上的长行星轮与前排行星齿轮机构的大长行星轮与前排行星齿轮机构的大太阳轮啮合，同时还与后排行星齿太阳轮啮合，同时还与后排行星齿轮机构的短行星轮相啮合。短行星轮机构的短行星轮相啮合。短行星轮还与小太阳轮啮合。可以组成轮还与小太阳轮啮合。可以组成3个
16、个前进档和前进档和1个倒档的行星齿轮变速器。个倒档的行星齿轮变速器。拉威挪式行星齿轮机构的结构拉威挪式行星齿轮机构的结构紧凑，所用构件少，相互啮合的齿紧凑，所用构件少，相互啮合的齿较多，可传递较大转矩，但结构较较多，可传递较大转矩，但结构较复杂，传动效率略低。复杂，传动效率略低。四、行星齿轮变速机构第二章 汽车拖拉机的传动系统第7课液力机械式自动变速器（2）*汽车拖拉机学课件227.拉维娜式拉维娜式3速行星齿轮变速系统速行星齿轮变速系统（3）换挡执行元件的工作规律）换挡执行元件的工作规律操操纵手柄位置手柄位置挡位位换挡挡执行元件行元件C1C2B1B2F1DD1挡-D2挡-D3挡-R倒倒挡-S或
17、或2S1挡 -S2挡-四、行星齿轮变速机构第二章 汽车拖拉机的传动系统第7课液力机械式自动变速器（2）*汽车拖拉机学课件237.拉维娜式拉维娜式3速行星齿轮变速系统速行星齿轮变速系统（8）应用）应用拉维娜式行星齿轮机构具有结构简单、尺寸拉维娜式行星齿轮机构具有结构简单、尺寸小、传动比变换范围大、灵活多边的特点。小、传动比变换范围大、灵活多边的特点。奥迪、大众（捷达、宝来轿车的奥迪、大众（捷达、宝来轿车的01M和和01N型自动变速器）和福特、塞欧、马自达等前型自动变速器）和福特、塞欧、马自达等前驱动轿车的自动变速器均采用此种类型。驱动轿车的自动变速器均采用此种类型。五、换挡执行元件第二章 汽车拖
18、拉机的传动系统第7课液力机械式自动变速器（2）*汽车拖拉机学课件24类型：离合器、制动器、单向超越离合器类型：离合器、制动器、单向超越离合器1. 离合器离合器（1）作用）作用离合器连接、脱开液力变矩器和行星齿轮、离合器连接、脱开液力变矩器和行星齿轮、传递或脱开其到达或来自输出轴的扭矩。传递或脱开其到达或来自输出轴的扭矩。五、换挡执行元件第二章 汽车拖拉机的传动系统第7课液力机械式自动变速器（2）*汽车拖拉机学课件25类型：离合器、制动器、单向超越离合器类型：离合器、制动器、单向超越离合器1. 离合器离合器（2）结构）结构五、换挡执行元件第二章 汽车拖拉机的传动系统第7课液力机械式自动变速器（2
19、）*汽车拖拉机学课件26类型：离合器、制动器、单向超越离合器类型：离合器、制动器、单向超越离合器1. 离合器离合器（3）工作原理）工作原理离合器接合：离合器接合：当控制油液流至活塞缸时，推动单向阀当控制油液流至活塞缸时，推动单向阀刚球，使其关闭单向阀。活塞克服回位弹簧力的作用刚球，使其关闭单向阀。活塞克服回位弹簧力的作用将摩擦片与刚片压紧，产生摩擦力，动力从输入轴传将摩擦片与刚片压紧，产生摩擦力，动力从输入轴传递到输出轴。递到输出轴。离合器分离：离合器分离：当控制油压减小时，活塞缸内的油压就当控制油压减小时，活塞缸内的油压就下降，使单向阀刚球在离心力的作用下离开阀座，活下降，使单向阀刚球在离心
20、力的作用下离开阀座，活塞缸外缘的油液经单向阀流出。这样由于回位弹簧的塞缸外缘的油液经单向阀流出。这样由于回位弹簧的作用，活塞返回到原来位置，离合器分离。作用，活塞返回到原来位置，离合器分离。五、换挡执行元件第二章 汽车拖拉机的传动系统第7课液力机械式自动变速器（2）*汽车拖拉机学课件272. 制动器制动器（1）作用）作用 制动器夹持行星齿轮部件之一（太阳齿轮、内点圈制动器夹持行星齿轮部件之一（太阳齿轮、内点圈或齿轮架）使其不能转动，以便获得必需的传动比。或齿轮架）使其不能转动，以便获得必需的传动比。制动器用液压操作。制动器用液压操作。（2）类型）类型u换档制动器最常见的结构形式有片式和带式两种
21、。换档制动器最常见的结构形式有片式和带式两种。u片式换档制动器的工作原理与多片湿式换档离合片式换档制动器的工作原理与多片湿式换档离合器基本相同。器基本相同。u由于片式制动器较带式制动器工作平顺，故目前由于片式制动器较带式制动器工作平顺，故目前在轿车自动变速器中应用较多。在轿车自动变速器中应用较多。五、换挡执行元件第二章 汽车拖拉机的传动系统第7课液力机械式自动变速器（2）*汽车拖拉机学课件282. 制动器制动器（3）带式制动器）带式制动器u带式换档制动器是将内侧粘有摩擦材带式换档制动器是将内侧粘有摩擦材料的钢带卷绕在制动鼓外表面上，故料的钢带卷绕在制动鼓外表面上，故又称外束带式制动器。它由制动
22、鼓、又称外束带式制动器。它由制动鼓、制动带、推杆、活塞等元件组成。制动带、推杆、活塞等元件组成。u制动带的一端固定在自动变速器壳体制动带的一端固定在自动变速器壳体上，另一端与控制油缸的推杆相连接。上，另一端与控制油缸的推杆相连接。u不制动时制动带与制动鼓之间有一定不制动时制动带与制动鼓之间有一定间隙，此间隙可用调整螺钉调整。间隙，此间隙可用调整螺钉调整。 五、换挡执行元件第二章 汽车拖拉机的传动系统第7课液力机械式自动变速器（2）*汽车拖拉机学课件292. 制动器制动器（3）带式制动器）带式制动器u当控制油压加在活塞上时，活塞向左移，当控制油压加在活塞上时，活塞向左移，压缩回位弹簧，推杆推动制
23、动带的一端，压缩回位弹簧，推杆推动制动带的一端，由于制动带的另一端固定在变速器壳体上，由于制动带的另一端固定在变速器壳体上，制动带的直径变小，箍紧在制动鼓上，在制动带的直径变小，箍紧在制动鼓上，在制动带与制动鼓之间产生很大的摩擦力，制动带与制动鼓之间产生很大的摩擦力，使之无法转动。使之无法转动。u当活塞缸中没有控制油压时，活塞和推杆当活塞缸中没有控制油压时，活塞和推杆在回位弹簧作用下被推回，制动带松开，在回位弹簧作用下被推回，制动带松开，制动鼓解除制动。制动鼓解除制动。五、换挡执行元件第二章 汽车拖拉机的传动系统第7课液力机械式自动变速器（2）*汽车拖拉机学课件302. 制动器制动器（4）片式
24、制动器）片式制动器当制动器不工作时，钢片与摩擦片之间没当制动器不工作时，钢片与摩擦片之间没有压力，制动毂可自由转动。当制动器工有压力，制动毂可自由转动。当制动器工作时，来自液压控制系统的自动变速器油作时，来自液压控制系统的自动变速器油液进入制动器鼓内油腔中，其油压作用在液进入制动器鼓内油腔中，其油压作用在制动器活塞上，推动活塞将制动器摩擦片制动器活塞上，推动活塞将制动器摩擦片和钢片压紧在一起，制动器毂以及与其相和钢片压紧在一起，制动器毂以及与其相连的行星齿轮机构的某一元件被固定住。连的行星齿轮机构的某一元件被固定住。当压力油从油腔排出时，活塞在回位弹簧当压力油从油腔排出时，活塞在回位弹簧作用下
25、回到原始位置，即解除制动。作用下回到原始位置，即解除制动。五、换挡执行元件第二章 汽车拖拉机的传动系统第7课液力机械式自动变速器（2）*汽车拖拉机学课件312. 制动器制动器（4）片式制动器）片式制动器五、换挡执行元件第二章 汽车拖拉机的传动系统第7课液力机械式自动变速器（2）*汽车拖拉机学课件323.单向超越离合器单向超越离合器（1）作用）作用用于固定或连接某些太阳轮、行星架、齿圈等基本元件，让行星齿轮变速用于固定或连接某些太阳轮、行星架、齿圈等基本元件，让行星齿轮变速器组成不同转动比的挡位器组成不同转动比的挡位执行装置的单向离合器与液力变矩器的单向离合器相同，有滚柱式和楔块执行装置的单向离
26、合器与液力变矩器的单向离合器相同，有滚柱式和楔块式两种式两种五、换挡执行元件第二章 汽车拖拉机的传动系统第7课液力机械式自动变速器（2）*汽车拖拉机学课件333.单向超越离合器单向超越离合器（2）滚柱斜槽式单向离合器）滚柱斜槽式单向离合器u自由状态：自由状态：内环（内座圈）固定，外内环（内座圈）固定，外环（外座圈）逆时针方向旋转时，滚环（外座圈）逆时针方向旋转时，滚柱在回位弹簧作用力下移向楔形槽较柱在回位弹簧作用力下移向楔形槽较宽一端，内、外环脱开，单向离合器宽一端，内、外环脱开，单向离合器处于自由状态。处于自由状态。u锁止状态：锁止状态：外环顺时针方向旋转时，外环顺时针方向旋转时，由于滚柱被
27、推到楔形槽较窄一端，外由于滚柱被推到楔形槽较窄一端，外环与内环卡紧在一起而固定不动，单环与内环卡紧在一起而固定不动，单向离合器处于锁止状态。向离合器处于锁止状态。五、换挡执行元件第二章 汽车拖拉机的传动系统第7课液力机械式自动变速器（2）*汽车拖拉机学课件343.单向超越离合器单向超越离合器（3）楔块式单向离合器）楔块式单向离合器u自由状态：自由状态：当外环逆时针转动时，外当外环逆时针转动时，外环推动楔块转动，由于环推动楔块转动，由于CB，楔块起到，楔块起到楔子的作用，锁住了外环，使其无法楔子的作用，锁住了外环，使其无法转动，单向离合器处于锁止状态。转动，单向离合器处于锁止状态。第二章 汽车拖
28、拉机的传动系统第7课液力机械式自动变速器（2）*汽车拖拉机学课件35小 结1.1.介绍了单排行星齿轮变速机构的变速原理介绍了单排行星齿轮变速机构的变速原理2.2.介绍了辛普森行星齿轮变速机构的变速原理介绍了辛普森行星齿轮变速机构的变速原理3.3.介绍了离合器、执行器、超越离合器介绍了离合器、执行器、超越离合器3 3种换档执行元件种换档执行元件的工作原理的工作原理第二章 汽车拖拉机的传动系统第7课液力机械式自动变速器（2）*汽车拖拉机学课件36思考题1.1.分析单排行星齿轮变速机构的运动学特性方程式，有分析单排行星齿轮变速机构的运动学特性方程式，有哪哪8 8种组合方案种组合方案2.2.分析分析3 3速辛普森行星齿轮变速器的动力传递路线速辛普森行星齿轮变速器的动力传递路线3.3.自动变速器的滑行功能、发动机制动功能如何实现？自动变速器的滑行功能、发动机制动功能如何实现？第二章 汽车拖拉机的传动系统第7课液力机械式自动变速器（2）*汽车拖拉机学课件37本节课内容结束下一讲第第8课课 液力机械式自动变速器（液力机械式自动变速器（3）
