自动变速器工作原理课件

自动变速器基础工作原理,杭州笛威欧亚 Tel主讲：吴 华,本课主题： 了解自动变速器维修的相关环境； 自动变速器维修的相关流程； 进行自动变速器原理培训的目的； 自动变速器培训的主要内容； 自动变速器的发展； 自动变速器的生产厂商介绍； 自动变速器的分类介绍,自动变速器基础工作原理,前 言,前 言,工作环境： 1：密封的房间； 2：工作间要清洁，没有其它的杂物及油污等； 3：一般工具有白盘、碟形板、6080cm高的工作台； 4：不能有汽油、黄油和棉沙等进入工作室； 5：闲人免进。,前 言,自动变速器维修中的特殊点： 一、结构上的特殊点： 合液压控制、机械传动、电脑控制系统为一体,三者相辅相成，导致故障范围广； 二、工作上的特殊点： 需要由发动机做为动力源，增加故障测试的难度。（必须在车上进行路式，台架实验可能达不到测试要求） 三、维修上的特殊点： 故障现象容易和其他系统混淆，增加判断故障的难度（如加速不良、踩刹车熄火、进入失效保护等故障。）,前 言,维修条件决定变速器的维修流程： 一、专业厂的维修流程： 优势：有专业的检测设备、专用工具、齐全的配件、资 料多，有二手总成，随时可以更换; 维修流程：变速器进厂 外表清洗 完全分解 彻底检查、清洗、确定换件 精确组装 实验台测试 出厂（翻新的过程）; 二、维修站的维修流程： 优势：有专用工具、有齐全的配件、资料全、整车厂支持，随时更换新总成; 流程：进厂、确定部位及部件、更换（非维修流程）;,前 言,自动变速器培训的目的： 了解工作过程-分析故障、判断故障部位，同时进行维修。 自动变速器的发展：AT-EAT-MAT-CVT 自动变速器生产厂商：（一）、日本的 AISIN （爱新）公司 （二）、德国的 ZF 公司： （三）、美国的 GM 公司： （四）、BENZ公司 （五）、HONDA公司 （六）、MITSUBISHI公司 （七）、其他,自动变速器的分类： 1、按照驱动方式分：前驱 后驱 四驱 2、按照齿轮结构分：行星齿轮、平行轴 3、按照档位分：三速、四速、五速,前 言,MAT 变速器介绍,自动变速器专题,MAT与EAT的区别； 1、档位设计上的区别 2、控制上的区别 3、结构上的区别？ MAT的特点，设计的思路； MAT的操作； MAT目前的应用 MAT之后,自动变速器专题,纯电子控制自动变速器介绍,关于 Steptronic: 操作介绍 控制特点介绍,自动变速器专题,自动变速器专题,自动变速器专题,自动变速器自动换档原理,车辆对自动变速器的技术要求 1、动力性动力性 2、经济性经济性 3、舒适性舒适性 4、 使用寿命耐久性 自动变速器自动换档的条件 1、发动机的负苛车速信号 2、车速发动机负载信号,自动变速器的基本组成,1：变矩器 2：行星排传动机构 3：用油元件 4：液压控制系统 （阀体） 5：电控系统,自动变速器的基本组成,第一章：变矩器工作原理,T：涡轮（从动、输入轴） P：泵轮（主动轮）发动机 16a:与外壳相连 16b:与涡轮相连 16c:离合器 16d: 离合器压板组件 17:变扭器外壳 L:定轮（导轮） 1: 输入轴 8:固定（定轮）,变矩器工作原理,液力变矩器工作原理,变矩器工作原理,耦合器工作原理：,变速器油液,泵轮,涡轮,变矩器工作原理,偶合器油流,偶合器叶片分解图,问： 液力偶合器能够传递扭矩，但是为何现在没有在自动变速器中采用？,变矩器工作原理,耦合器性能： 特点：靠ATF的流动来传递扭力 扭力传递平稳、柔和、有较好的舒适性 传递效率=1 起步时动力不足 高速时油温上升很快 动力性较差,甩出的液流,变速器箱,发动机,变矩器工作原理,耦合器,变矩器工作原理,涡轮,定轮锁定,泵轮,液流的改向,液流,变 矩 器,变矩器工作原理,导轮固定时 液体的流动,蜗轮,导轮,泵轮,变矩器工作原理,低速时：,变矩器工作原理,高速时：,变矩器工作原理,1：变扭器泵的叶片以发动机转速旋转，并将变速器油传导至涡轮叶片 2：汽车制动器松开后，流过叶片的变速器油使涡轮按照变扭器泵的方向开始旋转，随着车速提高，涡轮的速度开始接近泵的速度。在液力变扭器离合器啮合前，涡轮和泵之间会有一定的转速差。 3：当汽车停下来时，汽车制动器使涡轮停止转动。因为涡轮与变扭器泵之间没有机械连接，变扭器泵可以继续转动而不会使发动机失速。 4：失速速度就是在涡轮不转动时，发动机能够驱动变扭器泵的最大速度。,变矩器工作原理,定轮：,定轮自由旋转,定轮锁定,滚柱离合 器的挤靠,定轮总成,低速时： 定轮锁死 高速时： 定轮可以自由地转动,变矩器工作原理,定子用来提供起动车辆所需的巨大扭矩。 定子以下述方式工作： A：定子与一个滚柱式单向离合器相连。在低车速时滚柱式离合器阻止定子转动，而在较高车速时允许定子转动。 B：当定子保持静止时，它的弯曲的叶片使离开涡轮叶片的变速器油改变方向，流向变扭器泵的叶片，这样就增加了变速器油的压力。 C：当涡轮速度开始接近变扭器泵的转速时，滚柱或离合器允许定子与涡轮及变扭器泵一起旋转。,变矩器的性能参数,变矩器工作原理,变矩器中锁止离 合器识别，锁止离合器接合时的情况,变矩器中锁止离 合器识别，锁止离合器分开时的情况,变矩器工作原理,变矩器工作原理,变矩器工作原理,变矩器常见故障之一： A： 液力变扭器离合器没有啮合会造成过热和燃油经 济性不好。 B： 在停车或接近停车时发动机失速可能是液力变扭器 离合器没有分离的结果。 lC： 低速时加速不良可能是定子滚柱式离合器没有保持锁定的结果。 lD： 高速时加速不良可能是定子滚柱式离合器始终处于锁定状态的结果。这个故障也会导致过热，变速器,变矩器工作原理,变矩器常见故障之二： 油颜色变黑以及液力变扭器变蓝色 A：变速器内部液力耦合装置的故障会造成传动失效和/或功率损失。 B：液力变扭器离合器啮合时发生扭转振动可能是减振板或弹簧损坏的结果。 C：液力变扭器可能是产生噪声、震动和渗漏的原因。 震动的产生可能是丢失配重或发动机和变扭器不平衡等所造成： l D： 液力变扭器离合器采用纤维离合器片。如果离合器片损坏，会造成液力变扭器离合器啮合上的故障。 E：啮合颤动：发生在液力变扭器离合器啮合时的颤动。 F：急促颤动：发生在加速时的颤动。,变矩器工作原理,如果存在有下列之一的状况，变矩器只能被更换： 1：有铁屑进入，并有较明显的伤痕 ； 2：动平衡不能平衡； 3：内部叶片脱落； 4：过热以后产生变色；,如果下列之一的状况，变矩器不应被更换： A：机油变味，变色并且没有发现其中有金属屑。没有表明有内部部件损坏或前泵损坏。倾倒出变矩器中所有的油。仅需要更换在油底壳的滤清器。 B：出现在油泵驱动齿轮与其接合轴套上的微量的磨损(有时称之为浸蚀磨损)。对于轴套和油泵齿轮，这样一定程度的磨损是正常的。即不需要改换变矩器，也不需要更换泵总成。 C：变矩器上一个或更多螺栓孔的螺纹损坏。 注：不建议用冲洗的方法处置变矩器！,变矩器工作原理,以LEXUS 400为例： 1、用千分表测量，驱动盘的径向跳动应小于0.2mm 2、变矩器套管的径向跳动应小于0.3mm,变矩器工作原理,机械传 动机构,齿轮传动机构,执行元件,平行轴式传动机构,行星齿轮传动机构,辛普森,拉威娜,CR-CR,串联式,离合器,制动器,单向离合器,其他复合式,第二章：行星排工作原理,行星排工作原理,1档速比3:1,2档速比2:1,3档速比1:1,4档速比0.7:1,倒档速比3:1,左图为手动变速器传动比！,行星排工作原理,行星排的组成与结构：,行星齿轮总成,内齿轮,行星架,太阳齿轮,行星排工作原理,行星齿轮可以提供：,行星排工作原理,注：或是太阳轮锁定，内齿轮主动也是减速行驶！,行星排工作原理,行星排工作原理,拉威娜齿轮传动,行星排常见故障,噪声： 轴承 轴套 轮齿 大部分是由于 滚针轴承 润滑不良所至！ 烧毁,二级行星排工作原理,1. 变扭器2. 油泵3. 输入轴4. 制动带5. 倒档离合器6. 高档离合器7. 前太阳轮8. 前行星齿轮9. 前内齿圈10. 前行星架11. 后太阳轮12. 后行星齿圈13. 后内齿圈14. 后行星轮15. 前进档离合器16. 前进档单向离合器17. 超越档离合器18. 低档单向离合器19. 低倒档制动器20. 驻车爪21. 驻车齿22. 输出轴23. 输出轴惰轮24. 输出轴齿轮,传 动 图（SIMPSON）,传动图（A340E）,第三章：用油元件,用油元件的组成：离合器、蓄压器、伺服器及制动带,离合器：多片式离合器 单向离合器 制动带 多片式离合器：包括两种类型的盘，摩擦盘和钢盘。这些摩擦盘和钢盘交替叠加在一起。这种盘的叠加被称之为“离合器组盘总成”。,用油元件,摩擦盘 摩擦盘表面粘合有摩擦材料。齿牙的切口在内径侧。 钢盘 钢盘具有平整表面，而且非常光滑，所以它可以和摩擦盘进行充分的接合。钢盘的齿牙的切口是在外缘上。,用油元件,多盘驱动离合器总成 通过一组盘与输入源以花键方式接合，另一交替组盘与被驱动机件接合，一个盘式离合器可以做为一个驱动机件使用。 在这个例子中，钢盘与在输入轴上的离合器壳体花键接合，摩擦盘与齿轮部件花键接合，在它们接合的情况下，离合器壳体和齿轮可以自由转动，直至它们被液压挤靠在一起。,输入轴,离合器壳体 离合器盘 前内齿轮,用油元件,多盘锁定离合器 象可以驱动一样，多盘离合器也可以锁定齿轮组件中的一个齿轮。 在这种情况下，摩擦盘与在外缘的轴套花键接合，钢盘之间交替的与内圈的变速器箱体花键接合(图22)。只要在摩擦盘与钢盘之间有间隙，轴套就在任意方向上转动。 当离合器啮合后，在两组盘之间的摩擦盘将阻止轴套的转动。因而轴套被锁定在箱体上，直至离合器盘被释放。,变速器箱体,太阳齿轮,离合器轴套,离合器盘,后行星架总成 后内齿轮,用油元件,操作中的多盘离合器,离合器壳体,离合器已释放 离合器盘分开,作用活塞,油通道,离合器正被加压，所有 的离合器盘挤压在一起,油液压 迫活塞,为啮合离器 的加压油液,用油元件,离合器正被加压，所有的离合器盘挤压在一起,油液压 迫活塞,为啮合离合器的加压油液,离合主要故障： 密封不良、老化泄压 A：烧片打滑（油压低） B：不工作（没有油压）,油路堵塞,用油元件-离合器工作原理,用油元件-膜片弹簧的安装,用油元件单向离合器工作原理,用油元件,单向离合器：,滚柱锁定,滚柱自由转动,外座圈,内座圈,外座圈,自由转动,外座圈,锁定,座圈分开转动 内机件的顺时针转动将滚柱移动至斜槽的宽空间内，使外圈的机件可以自由转动。 座圈锁定在一起 内机件的逆时针转动迫使滚柱移动至斜槽窄的部位，这种作用将两个机件均锁定。,用油元件,楔块式单向离合器：,楔块式单向离合器运用与滚柱离合器同样的原理进行工作。内座圈向一个方向转动时，可以使楔块“脱离”内外座圈；内座圈向另一个方向转动时，可以使楔块锁定内外座圈。,楔块式单向离合器,内、外座圈均自由转动,内、外座圈均被锁定,自由转动动,TOYOTA 单向离合器检查,用油元件,变速器制动带及伺服装置：,制动带,装配齿轮的鼓,伺服装置,液流,阀体,用油元件,用油元件的常见故障： A：离合器片上的摩擦材料变得太热、变光滑、撕裂、剥离或磨损等引起压力不足或离合器片间隙过大等故障。 B：如果离合器片上的摩擦材料损坏或磨损，离合器片彼此之间就会打滑。这会造成发热，可能使液压油看起来象燃烧过。 C：多片式离合器由于活塞密封渗漏、活塞壳体损坏、挡圈与单向阀球总成有问题也会造成液压故障。 D：定位弹簧、波纹板、离合器花键等的损坏，以及离合器片间隙不够，都会造成在离合器分离时，离合器片部分结合。这会使摩擦材料过早磨损。 E：当伺服和制动带总成不能锁住鼓轮时就是失灵了。失灵的原因常常是由于制动带上的摩擦材料变得太热，变光滑、撕裂、剥离或磨损等。 F：伺服和制动带总成也会因活塞密封渗漏和伺服壳体损坏而造成液压故障。,液压控制系统工作原理,液压工作原理： A：液压装置的工作原理是：变速器油是不能压缩的，因此变速器油可以用来传递运动和力。 B：变速器内的压力由泵产生。从泵里出来的压力(操作压力)由一系列调节阀来调节。 C：变速器内所有液压管路都由操作压力管路馈送压力。液压管路的压力可以调节得低于操作压力，但不能超过操作压力。 D：当液压压力施加到一个部件(阀门、活塞等)上时，加到部件上的力的大小与部件的表面积成正比。 举例: 如果伺服活塞的表面积为2平方英寸，作用在活塞上的液体压强是100磅/平方英寸，那么加到活塞结合销上的力就是200磅。 E：阀门的运动通过施加到阀门工作面上的液压压力来控制。加在阀门上力的大小由阀门工作面的表面积决定。 F：节流装置(节流孔、恒温元件等)常常用来调节液压压力和流量。只要有液体流动，节流装置注入侧的压力就低于馈送侧的压力。一旦液体停止流动，节流装置的两侧的压力就相等。,油泵的组成：,液压控制系统工作原理,液压控制系统工作原理,油泵的工作原理： 当调节油压减小时，压力调节机械阀将向下端移动，主油压与减压油压的通路将增加。因此减压油压压力增加，作用在油泵可移动外壳左端的压力将增加使得外壳克服回位弹簧作用力向右端移动，主油压将减小。反之，调节油压增加，减压油压减小，油壳可移动外壳在弹簧的作用下向左端移动，主油压增加。,叶片泵,压力调节 电磁阀,回位弹簧,调 节 油 压,油泵轴,减压油压,主压,主压,液压控制系统工作原理,油泵的工作原理： 在油泵最大输出时，弹簧将滑块锁定在偏离转子中心的位置。当转子转动时，将会在泵叶片之间的空间产生空穴。空穴将运带着油液至管路压力通道。当空穴的体积减小后，于是产生了压力。,主压,主压,油泵轴,调 节 油 压,叶片泵,减压油压,压力调节 电磁阀,回位弹簧,BENZ 油泵间隙测量,0.076-0.1mm,0.013-0.05mm,液压控制系统工作原理,阀孔(阀在阀孔中移动),阀,定位销,阀孔螺堵,弹簧,阀的组成及特点： 1：阀面(与阀孔壁接触并分隔凹槽) 2：凹槽(用于连接通道) 3：工作面(液压压力用来推动阀的表面),液压控制系统工作原理,阀各组成部分的功能： 1：阀门的作用是把液压油导入通道，或者在某些情况下调节液压油压力。 2：阀门组中的弹簧用来控制阀的位置，并增加作用在阀的弹簧一侧的液体压力。,液压控制系统工作原理,阀的移动方式： 1：增压 2：端面面积,压力调节阀定义,该阀输入油压恒定（管道油压），但输出油压随着外部信号的变化而变化（外部信号可以是力、位置、转速或电流。例如节气门位置阀、速控阀、压力调节电磁阀等）,压力控制阀定义,该阀随着外部控制信号的变化，阀芯的位置发生状态变化，从而改变液体的流动方向。输入油压是恒定的，输出油压和输入油压相同，但流出的方向发生变化。,调 节 阀（球阀）,活塞形式调节阀,滑阀形式调节阀,滑阀形式调节阀,改良滑阀形式调节阀,改良滑阀的工作-1,液压弹簧式控制阀-1,液压弹簧式控制阀-2,其他阀门-1,其他阀门-2,主油压调整阀,1、管道油压调节的过程,2、发动机负载增大时油压升高的原因。,3、挂倒档时油压升高的原因。,工作压力调节阀,液压控制系统工作原理,自动变速器自动换档原理,自动变速器自动换档原理（液控） 换档的过程： 车速信号 调速器 速控液压 负载信号 节气门 节气门液压,自动变速器不会换档的原因？ 液压太低或没有 节气门液压太高 换档阀发卡 执行元件不工作,液压控制系统工作原理,节气门拉索的作用 调节节气门油压 产强制换档执行生,节气门拉索调整不当的后果 1车辆加速无力，换档过早。 2换档冲击大，换档过迟,液压控制系统工作原理,液压控制系统工作原理,ATF的流动方式：,AT电控制系统工作原理,AT电磁阀： 1：压力控制阀 PC阀是通过改变其线圈电流的大小来改变泵的输出油压。当通过PC阀线圈的电流增加时，线圈控制针阀也相应地增加油压释放口的开度。释放口开度变大将会减少调节油压压力，最终改变油压输出主油压。PCM将依靠节气门开度水温、进气油压，档位等信号来控制PC阀。,调节油压,限压油压,AT电控制系统工作原理,AT压力（PC）控制电磁阀原理： 占空比，频率和电流 PCM以固定的工作频率来控制PC阀，脉冲宽度的调节即占空比的调节将改变通过PC阀的电流，占空比值越小，通过的电流越小，主油压越高；占空比值越大，通过的电流越大，主油压越小 占空比 电流 主油压 +5% 0.02安培 最大205kPa +40% 1.1安培 最小55 kPa 4T65-E变速箱,AT电控制系统工作原理,液力变扭器离 合器控制油路：,接合油路,释放油路,TCC电磁阀,AT电控制系统工作原理,AT电控制系统工作原理,液力变扭器离合器 电磁阀（TCC阀）： 1：普通的TCC 当电磁阀断开，允许信号油液进入排放口， 防止在变矩器离合器换档阀处建立起油压， 闭合电磁阀将导致排放口关闭，从而在换档阀处建立起油压， 促使阀产生移动， 使得液力变矩器离合器接合。,AT电控制系统工作原理,液力变扭器离合器 电磁阀（TCC阀）： 2：脉宽调节的TCC TCC信号油液将控制调压阀，而调压阀控制液力变矩器离合器的施压和释放。,AT电控制系统工作原理,电子控制TCC阀：理论上，变矩器离合器(在下列状态时)应当接合： 1. 发动机达到可以处理少量额外载荷的热机状态。 2. 车辆速度达到许可平稳运行的高速， 并且车 辆不受发动机脉动的影响。 离合器(在下列状态)应当释放： 1. 需要在变矩器产生增大的扭矩2. 影响废气排放(例如在滑行状态时)。 3. 将要停车并且继续采用机械接合将会造成损伤。 在变速器的内外采用各种控制方式以获得所期望操作性能。施加制动时， 发动机采用一个制动释放开关来促使变矩器离合器释放。,AT电控制系统工作原理,TCC阀,AT电控制系统工作原理,变速感觉: 自动变速器的几个因素控制着变速感觉离合器工作质量或制动带的施加，它们是： 1: 由压力调节器控制的、施加给制动带或离合器的油压。 2:回路中节流孔控制的油液流动的速率。 3:在特定回路中的误操作或阀被节流孔旁通。 4:回路中蓄压器的作用被改变。,AT电控制系统工作原理,换档点 ：换档点是用来说明换档何时