第十章2变速器

1、10.310.3 机械变速器机械变速器1 1、变速器的功用：、变速器的功用：2 2、变速器的分类、变速器的分类（1 1）有级式变速器）有级式变速器 采用齿轮传动，一般汽车采用采用齿轮传动，一般汽车采用3 35 5个前进档和个前进档和一个倒档。一个倒档。 （2 2）无级式变速器）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。范围内连续变化。 （3 3）综合式变速器）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。比可在几个范围内连续变化。应用：发动机前置前轮驱动

2、，发动机后置后轮驱应用：发动机前置前轮驱动，发动机后置后轮驱动的汽车。动的汽车。 特点：输入轴与输出轴平行，无中间轴特点：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、倒档轴、轴承、变速齿轮。输入轴输入轴输出轴输出轴动力输入动力输入动力输出动力输出主动主动齿轮齿轮从动齿从动齿轮轮接合套齿圈接合套齿圈各挡位的传递路线各挡位的传递路线 一轴：一、二档齿轮与轴一体；三、四档齿轮与轴通过一轴：一、二档齿轮与轴一体；三、四档齿轮与轴通过轴承连接。轴承连接。 二轴：一、二档齿轮与通过轴承连接；三、四档齿轮与二轴：一、二档齿轮与通过轴承连接；三、四档齿轮与轴一体。轴一体

3、。 第一轴第一轴中间轴中间轴第二轴第二轴主动轮主动轮1 1z z1 1 ，n n1 1 ， MM1 1为主动齿轮为主动齿轮的参数。的参数。 z z2 2 ，n n2 2 ， MM2 2为为从动齿轮的参数。从动齿轮的参数。 从动轮从动轮2 2i=主动齿轮齿数主动齿轮齿数从动齿轮齿数从动齿轮齿数1 1）切薄齿式）切薄齿式结合齿圈结合齿圈结合套齿结合套齿花键毂花键毂结合齿圈结合齿圈传传动动方方向向三、组合式变速器三、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。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。常采用两个变速器串联的方式构成组合式变速器。

4、组组合合式式变变速速器器倒挡轴倒挡轴第二中间轴第二中间轴动力输出轴动力输出轴输出轴输出轴副变速器输入轴副变速器输入轴第一中间轴第一中间轴输入轴输入轴（一）、无同步器时变速器的换挡过程（一）、无同步器时变速器的换挡过程1.1.从低速挡换入高速挡从低速挡换入高速挡（4 4）当）当V V3 3=V=V2 2时时 接合套接合套 左移挂入五档左移挂入五档（1 1）在四档时）在四档时 V V3 3=V=V4 4（2 2）退入空档）退入空档 V V3 3=V=V4 4 V V4 4VV2 2 故故V V3 3VV2 2（3 3）空档停留片刻）空档停留片刻 V V2 2下降快下降快 V V3 3下降慢下降慢2

5、 24 432.2.从高速挡换入低速挡从高速挡换入低速挡（1 1）在五档时）在五档时 V V3 3=V=V2 2（2 2）退入空档）退入空档 V V3 3=V=V2 2 V V4 4VVV4 4（3 3）由于）由于V V4 4下降快下降快 V V3 3下降慢下降慢（4 4）重新接合离合器，）重新接合离合器， 同时加空油，使同时加空油，使V V4 4VV3 3（5 5）再分离离合器，等）再分离离合器，等 到到V V4 4=V=V3 3，即可挂入，即可挂入 四挡。四挡。324 使结合套与待啮合齿圈迅速同步，缩短换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。挡时间，同时防止啮

6、合时齿间冲击。 功用：功用：结构：结构： 同步装置、锁止装置、结合装置同步装置、锁止装置、结合装置细牙螺旋槽细牙螺旋槽滑滑 块块滑滑 块块锁锁 环环结合齿圈结合齿圈锁锁 环环0.50.5齿齿厚厚结合齿圈结合齿圈定位销、滑块定位销、滑块结合套结合套锁环锁环锁环锁环接合套接合套定位销定位销花键毂花键毂滑块滑块2 2、锁销式惯性同步器、锁销式惯性同步器特点：特点： 以锁销代替以锁销代替锁环，锁销锁环，锁销中部和接合中部和接合套上相应的套上相应的销孔两个端销孔两个端面的倒角产面的倒角产生锁止。生锁止。锁销锁销摩擦锥盘摩擦锥盘摩擦锥环摩擦锥环定位销定位销多用于轿多用于轿车上车上五、六档拨叉五、六档拨叉三

7、、四档拨叉三、四档拨叉一、二档拨叉一、二档拨叉倒档拨叉倒档拨叉变速杆变速杆换档轴换档轴叉形拨杆叉形拨杆倒档拨叉轴倒档拨叉轴一、二档一、二档拨叉轴拨叉轴五、六档拨五、六档拨叉轴叉轴自锁钢球自锁钢球互锁销互锁销五、六档拨块五、六档拨块拔叉轴拔叉轴自锁钢球自锁钢球自锁弹簧自锁弹簧互锁互锁钢球钢球互锁互锁销销拨叉轴拨叉轴互锁钢球互锁钢球互锁销互锁销驾驶员在换倒挡驾驶员在换倒挡时要克服倒挡锁时要克服倒挡锁弹簧弹力，变大弹簧弹力，变大的换挡阻力，可的换挡阻力，可提醒驾提醒驾 驶员驶员.变速杆变速杆倒挡锁弹簧倒挡锁弹簧倒挡锁销倒挡锁销输入轴输入轴中间轴中间轴中桥输出轴中桥输出轴前桥输出轴前桥输出轴后桥输出轴

8、后桥输出轴1 1、作用：、作用：2 2、结构特点：、结构特点： 结构、原理与变速器大致相结构、原理与变速器大致相同，主要区别是，汽车有几个驱动同，主要区别是，汽车有几个驱动桥，分动器就有几个输出轴。桥，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。将动力分配给各个驱动桥、变速变扭。前桥操纵杆前桥操纵杆换挡操纵杆换挡操纵杆10.4 10.4 自动变速器自动变速器一、自动变速器的特点（与机械变速器相比）一、自动变速器的特点（与机械变速器相比）1 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；、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 2、使汽车能以

9、很低的速度稳定行驶，提高车辆的通过性；、使汽车能以很低的速度稳定行驶，提高车辆的通过性；3 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；、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 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；、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 5、可把发动机转速限制在污染较小的转速范围内，从而减少发动机废气、可把发动机转速限制在污染较小的转速范围内，从而减少发动机废气有害成分排出的数量，减少了空气的污染；有害成分排出的数量，减少了空气的污染；6 6、采用液力元件，消除了动力传动的动载荷，另外，自动换挡，

10、避免了、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；换挡中产生的冲击，可延长机件的使用寿命；7 7、结构复杂，制造精度和成本高，试制费用较高；、结构复杂，制造精度和成本高，试制费用较高；8 8、传动效率较机械变速器低（一般低、传动效率较机械变速器低（一般低8%8%12%12%）；）；9 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。、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、自动变速器的分类二、自动变速器的分类1 1、按操纵方式分、按操纵方式分半自动变速器半自动变速器全自动变速器全自动变速器2

11、2、按变速控制方式分、按变速控制方式分液控液压自动变速器液控液压自动变速器电控液压自动变速器电控液压自动变速器三、自动变速器的组成三、自动变速器的组成（一）、液力变矩器（一）、液力变矩器壳壳壳壳泵轮泵轮涡轮涡轮导轮导轮起动起动齿圈齿圈 泵轮与壳连成一体为主泵轮与壳连成一体为主动元件；动元件； 壳体做成两半，用螺栓壳体做成两半，用螺栓连接，壳外有起动齿圈连接，壳外有起动齿圈 涡轮悬浮在变矩器内涡轮悬浮在变矩器内与从动轴相连；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固定套固定在变速

12、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。针方向转动，而不能逆时针方向转动。1 1、结构、结构2、液力变矩器组成液力变矩器组成点此观看录像点此观看录像3 3、工作原理、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。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变矩器不仅能传递

13、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。轮输出的转矩的数值，即实现无级变速。4 4、三元件液力变矩器、三元件液力变矩器压盘压盘从动盘从动盘传力盘传力盘涡轮涡轮泵轮泵轮导轮导轮涡轮涡轮轮毂轮毂 压力油经油道进入压力油经油道进入后，推动活塞右移，压紧后，推动活塞右移，压紧从动盘，锁止离合器，使从动盘，锁止离合器，使泵轮与涡轮接合成一体旋泵轮与涡轮接合成一体旋转，变矩器不起作用。转，变矩器不起作用。 锁止离合器的接合取决于锁止离合器的接合取决于发动机转速和车速，并由液压发动机

14、转速和车速，并由液压自动操纵控制机构进行。自动操纵控制机构进行。（二）、行星齿轮变速器（二）、行星齿轮变速器1 1、组成、组成行星轮行星轮太阳轮太阳轮齿圈齿圈行星架行星架行星架行星架F3r3F2F1r1r2作用于太阳轮上的力矩：作用于太阳轮上的力矩：M M1 1=F=F1 1r r1 1作用于齿圈上的力矩：作用于齿圈上的力矩：M M2 2=F=F2 2r r2 2作用于行星架上的力矩：作用于行星架上的力矩：M M3 3=F=F3 3r r3 3齿圈与太阳轮的齿数比为齿圈与太阳轮的齿数比为 ： =Z=Z2 2/Z/Z1 1=r=r2 2/r/r1 1r r3 3=(r=(r1 1+r+r2 2)

15、/2=(1+)/2=(1+ )r)r1 1/2/22 2、单排行星齿轮机构的工作原理、单排行星齿轮机构的工作原理行星轮行星轮太阳轮太阳轮齿圈齿圈行星架行星架行星架行星架F3r3F2F1r1r23 3、行星齿轮变速器换挡执行元件、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、换挡制动器和单向离合器及锁止离合器。换挡离合器换挡离合器作用：作用：连接行星齿轮变速器的输入轴和行星排的某个基本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。为一个整体传递动力

16、。湿式多盘离合器结构：湿式多盘离合器结构：花键毂花键毂输入轴输入轴弹簧弹簧活塞活塞壳体壳体主动盘主动盘压盘压盘从动盘从动盘卡环卡环换挡制动器换挡制动器作用：作用：用于把行星排的太阳轮、齿圈、行星三个基本元件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。之一固定，使之不能转动。类型：类型：湿式多片制动器、外束带式制动器。湿式多片制动器、外束带式制动器。外束带式制动器结构：外束带式制动器结构：调整螺钉调整螺钉制动带制动带工作油路工作油路活塞杆活塞杆活塞活塞制动鼓制动鼓（三）、液压操纵系统（三）、液压操纵系统组成：组成：供油、手动选挡、参数调节、换挡时刻控制、换供油、手动选挡

17、、参数调节、换挡时刻控制、换 挡品质控制等。挡品质控制等。1.1.供油部分：供油部分：滤清器滤清器主调压阀主调压阀副调压阀副调压阀供油泵供油泵油冷却器油冷却器 可随节气门开度和选挡杆位置的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变化，将油泵输出的油压调节至相应规定值。规定值。 用来调节供给液力变矩器和用来调节供给液力变矩器和润滑油路油压的。润滑油路油压的。 向液力变矩器和液控自动操纵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。星齿轮变速器润滑的需要。内齿泵内齿泵转子泵转子泵叶片泵叶片泵从动齿轮从动齿轮主动齿轮

18、主动齿轮月牙形凸台月牙形凸台吸油区吸油区外转子外转子内转子内转子吸油区吸油区腔室腔室转子转子定子定子叶片叶片2.2.换挡时刻控制部分：换挡时刻控制部分：用于转换通向各换挡执行机构的油路。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。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。高速超车时强制接通低挡。换挡阀：换挡阀：手控阀：手控阀：强制低挡阀：强制低挡阀：3.3.锁止信号阀、锁止继动阀：锁止信号阀、锁止继动阀：锁止信号阀：锁止信号阀：受电磁阀的控制，可输出液压信号去控制锁受电磁阀的控制

19、，可输出液压信号去控制锁 止继动阀。止继动阀。4.4.换挡品质控制部分：换挡品质控制部分：锁止继动阀：锁止继动阀：根据锁止信号阀的锁止信号改变通往变矩器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。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、执行力调节能减振器、缓冲阀、反向快出油阀、定时阀、执行力调节阀等。阀等。（四）、电子控制系统（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。由传感器、

20、电子控制单元、执行器三部分组成。1 1、传感器、传感器（1 1）节气门位置传感器：）节气门位置传感器：（2 2）车速传感器：）车速传感器：（3 3）空挡起动开关：）空挡起动开关：（4 4）制动灯开关：）制动灯开关：（5 5）模式选择开关：）模式选择开关：（6 6）发动机水温传感器：）发动机水温传感器：（7 7）O/DO/D开关：开关：（8 8）自动跳合开关：）自动跳合开关：检测节气门开启角度。检测节气门开启角度。用于检测车速。用于检测车速。保证只有选挡手柄位于保证只有选挡手柄位于“P”P”或或“N”N”位置时位置时，发动机才能起动。，发动机才能起动。制动时接通制动灯电路，使锁止离合器处于制动时

21、接通制动灯电路，使锁止离合器处于分离状态。分离状态。功率方式、正常方式。功率方式、正常方式。用于检测发动机冷却液温度。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。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用来检测加速踏板踩下时是否超过节气门全开位置。开位置。2 2、执行器、执行器主要由四个电磁阀组成。主要由四个电磁阀组成。 1 1、2 2号电磁阀用来控制作用在每个换挡阀上的液压和号电磁阀用来控制作用在每个换挡阀上的液压和定时；定时；3 3号电磁阀用来控制作用在锁止离合器上的液压和锁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；定定时；

22、4 4号电磁阀用来控制作用在蓄压器背腔的液压，使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。离合器和制动器接合柔和。3 3、电控单元（、电控单元（ECUECU） ECU ECU根据换挡程序对传感器传来的信号进行比较计算，根据换挡程序对传感器传来的信号进行比较计算，确定是否需要换挡和变矩器锁止离合器是否应闭锁。当需确定是否需要换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

23、换挡。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四、丰田轿车装用的辛普森行星变速器介绍超速挡行星架超速挡行星架前行星架前行星架后行星架后行星架中间轴中间轴输入轴输入轴输出轴输出轴超速挡太阳轮超速挡太阳轮超速挡齿圈超速挡齿圈前行星齿圈前行星齿圈太阳轮太阳轮后行星齿圈后行星齿圈1 1、结构特点、结构特点B B0 0：超速挡制动器：超速挡制动器 F F0 0：超速挡单向离合器：超速挡单向离合器 C C0 0：超速挡离合器：超速挡离合器 B B1 1：挡滑行制动器挡滑行制动器 F F1 1：挡单向离合器挡单向离合器 C C1 1：前进挡离合器：前进挡离合器 B B2 2：挡制动器挡制动器 F F2 2：低挡单