汽车自动变速器

1、 第四章 汽车自动变速器自动变速器概述液力传动装置结构原理行星齿轮变速机构的结构原理 自动变速器的执行机构液力机械变速器自动变速器的液压操纵与控制系统无级变速器自动变速器由哪几部分组成？有何特点？液力变矩器的组成元件有哪些？它和液力偶合器有何区别？分析自动变速器执行机构的工作原理。分析行星齿轮变速机构的组成和工作原一排行星齿轮机构可以组合出几种变速比？业精于勤！业精于勤！思考题第一节 自动变速器概述 自动变速器的分类自动变速器的组成及原理自动变速器的特点桑塔纳桑塔纳20002000变速器变速器 五前进档和一倒档五前进档和一倒档一、自动变速器的分类按变速控制方式分按变速控制方式分液控液压式液控液

2、压式电控液压式电控液压式按传动比变化方式分按传动比变化方式分有级式自动变速器有级式自动变速器无级式自动变速器无级式自动变速器综合式自动变速器综合式自动变速器 1.液力机械自动变速器二、自动变速器的组成及原理 液液力力机机械械自自动动变变速速器器冷却系统冷却系统电子控制系统电子控制系统行星齿轮变速机构行星齿轮变速机构液力变矩器液力变矩器液压控制系统液压控制系统保持正常油温保持正常油温由传感器、由传感器、ECU、执行器、执行器组成组成实现与发动机实现与发动机的软联接的软联接核心部分核心部分实现变速实现变速（1）自动变速器的整体外观（2）自动变速器的内部组成自动变速器的内部组成（3）发动机前置后轮驱

3、动 1发动机2自动变速器3传动轴4主减速器和差速器 注：图中箭头方向为前（4）电子控制自动变速器原理2.电控无级自动变速器组成原理电磁离合器电磁离合器主动带轮主动带轮从动带轮从动带轮金属金属带带控制单元控制单元三、自动变速器的特点三、自动变速器的特点 1. 1.自动变速器除倒档由手控制外，其他各前进档自动变速器除倒档由手控制外，其他各前进档都可根据都可根据发动机工况和车速发动机工况和车速进行自动换档进行自动换档 2.2.安装了液力变矩器，提高了汽车行驶安装了液力变矩器，提高了汽车行驶安全性安全性，汽车起步、加速更加汽车起步、加速更加平稳平稳，还能避免，还能避免发动机过载发动机过载 3.3.自动

4、变速器自动变速器结构复杂结构复杂，零部件较多，维修要有，零部件较多，维修要有针对性针对性 4.4.自动变速器造价比较自动变速器造价比较昂贵昂贵 5.5.电控自动变速器有电控自动变速器有模式选择、自我诊断、失效模式选择、自我诊断、失效保护保护等功能等功能第二节 液力传动装置 液力偶合器结构原理液力变矩器结构原理液力变矩器特性典型液力变矩器结构介绍一、液力耦合器结构原理1.1.液力耦合器结液力耦合器结构构3mm间隙间隙涡轮涡轮泵轮泵轮（1）泵轮结构 1 驱动盘 2叶片3导环 注： 泵轮与变矩器壳体连成一体 内部径向装有许多扭曲的叶片 叶片内缘则装有让变速器油液平滑流过的导环泵轮结构（2）涡轮结构

5、涡轮叶片的扭曲 方向与泵轮叶片的扭曲的方向相反。 涡轮中心有花键孔与输入轴相连 泵轮叶片与涡 轮叶片相对安置，中间有3-4 mm间隙2.液力耦合器动力传递原理液力耦合器内液流运动液流方向是涡流与环流的合成呈螺旋状液流方向是涡流与环流的合成呈螺旋状泵泵轮轮蜗蜗轮轮优点优点汽车平稳起步、加速汽车平稳起步、加速防止传动系过载；减少换档次数防止传动系过载；减少换档次数缺点缺点只传递而不改变转矩只传递而不改变转矩须加装离合器质量大，尺寸增加须加装离合器质量大，尺寸增加液流损失，传动效率低液流损失，传动效率低3.液力耦合器的特点液力耦合器的特点1. 液力变矩器结构二二 液力变矩器结构原理液力变矩器结构原理

6、 （1）液力变矩器的零件 1前盖 2锁止离合 器片 3减振器 4涡轮 5导轮 6推力轴承 7泵轮（2）导轮结构 导轮位于泵轮与涡 轮之间，通过单向 离合器安装在与油 泵连接在一起的导 轮轴上，油泵安装 在变速器壳体。导 轮也是由许多扭曲 叶片组成。自动变速器自动变速器汽车构造汽车构造第四章第四章 自动变速器自动变速器 25 （3）单向离合器构造）单向离合器构造单向离合器工作原理图 1外座圈2内座圈单向离合器工作原理图 当外座圈按图示方向 顺时针转动时，外座 圈推动楔快转动，由 于L1L楔快不能锁 止外座圈，外座圈可 以自由转动。（注：1 外座圈2内座圈）单向离合器工作原理图 当外座圈按图示方向

7、逆时针转动时，外座圈推动楔快转动，由于 L2L楔快起到楔子作用，锁住外座圈，使其无法转动。（注：1外座圈2内座圈）其它形式的单向离合器2.液力变矩器工作原理（1）液力变矩器涡流 由泵轮到涡轮 在到导轮，然 后回到泵轮的 液流称为涡流泵轮泵轮导轮导轮（2）液力变矩器动力传递原理演示自动变速器自动变速器汽车构造汽车构造第四章第四章 自动变速器自动变速器 33 (3)变变矩矩原原理理低速行驶变矩原理中速行驶变矩原理液流沿导轮切线流出，泵轮和涡轮扭矩相等相当于耦合器高速行驶变矩原理三、液力变矩器特性变矩比：是涡轮输出转矩与泵轮输入转矩之比。转速比：是涡轮转速与泵轮转速之比 传动效率：是涡轮输出功率与泵

8、轮输入功率之比。1.液力变矩器变矩比特性曲线变矩比变矩比变矩比随变矩比随着涡轮转着涡轮转速的减小速的减小而增大而增大阻力大阻力大转矩也转矩也会变大会变大2.液力变矩器传动效率曲线偶合点后偶合点后传动效率传动效率急剧下降急剧下降低速时低速时随涡轮随涡轮转速增转速增大而增大而增大大3.液力变矩器特性曲线耦合点 K=1时，涡轮转矩等于泵轮转矩，此时称为偶合点。偶合偶合点点4.综合式液力变矩器特性曲线四、几种液力变矩器的结构三元件综合式液力变矩器带锁止机构的液力变矩器1.三元件综合式液力变矩器涡轮涡轮泵轮泵轮导轮导轮单向离单向离合器合器输入轴输入轴曲轴曲轴起动起动齿圈齿圈2.带锁止机构的液力变矩器当离

9、合器接合时液力变矩器传动效率等于1摩擦盘和涡轮同步旋转摩擦盘摩擦盘涡轮涡轮泵轮泵轮 第三节 行星齿轮变速机构 行星齿轮变速器的结构组成 行星齿轮变速器的工作原理行星齿轮机构在自动变速器上的应用一、行星齿轮机构行星行星齿轮齿轮中心中心齿轮齿轮行星行星架架齿圈齿圈组装组装图图行星齿轮机构动画汽车底盘构造汽车底盘构造第四章第四章 自动变速器自动变速器 48 行星齿轮机构的组成行星齿轮机构的组成二、行星齿轮变速原理 F1=F2 F3=-2F2 M1=F1r1 M2=iF1r1 M3=-(i+1)F1r1 M1w1+Mw2+Mw3=0r1.行星齿轮机构变速比计算 传动比i=从动件齿 数/主动件齿数 n1

10、+in2-(1+i)n3=02.变速原理（加速） 当太阳轮固 定，行星架输 入，齿圈输出 时为超速传动 传动比为：0.60.8 行星架和齿圈 转向相同。汽车底盘构造汽车底盘构造第四章第四章 自动变速器自动变速器 52 3.变速原理（加速）变速原理（加速） 当齿圈固定，当齿圈固定， 行星架输入，行星架输入， 太阳轮输出时太阳轮输出时 为超速传动，为超速传动， 传动比为：传动比为：0.20.4 行星架和太阳行星架和太阳 轮转向相同。轮转向相同。4.变速原理（减速） 当齿圈固定， 太阳轮输入， 行星架输出时 为减速传动， 传动比为：2.55 行星架和太阳 轮转向相同。5.变速原理（减速） 当太阳轮固

11、 定齿圈输入， 行星架输出时 为减速传动， 传动比为：1.251.67 齿圈和行星架 转向相同。6.变速原理（倒挡） 当行星架固定， 太阳轮输入， 齿圈输出时， 为减速传动， 传动比为：1.54 太阳轮和齿圈 转向相反。7.转速及旋转方向固定件主动件 从动件 转速旋转方向齿圈太阳轮 行星架 减速与主动件同向行星架 太阳轮 加速太阳轮齿圈行星架 减速与主动件同向行星架齿圈加速行星架太阳轮齿圈减速与主动件反向齿圈太阳轮 加速 三、行星齿轮机构在自动变速器上的应用有三个行星排，可组合出四个档位不同行星排有的元件是公用的固定元件的动作由制动器和单向离合器完成第四节 自动变速器执行部件结构自动变速器执行

12、部件组成离合器构造制动器构造单向离合器构造 一、自动变速器执行部件组成分类 自动变速器执行部件离合器离合器制动器制动器片式制动器片式制动器带式制动器带式制动器离合器离合器C1离合器离合器C2单向离合器单向离合器二、离合器构造 1回位弹簧 2输出轴 4摩擦片 5钢片 7活塞 8输入轴 9密封圈 10单向阀1.离合器接合 当控制油液流至活塞缸时，推动单向阀钢球，使其关闭单向阀。活塞克服回位弹簧力的作用将摩擦片与钢片压紧，产生摩擦力。动力从输入轴传递到输出轴。2.离合器分离 当控制油压减小时，使单向阀 在离心力的作用下离开阀座，活塞缸缘的油液经单向阀流出。这样由于回位弹簧的作用，活塞返回到原来的位置

13、，离合器分离。3.离合器的组合应用（1）离合器C1的接合 离合器C1起作 用时，动力从 输入轴传递到 齿圈。离合器C1结构组成（1） 1前传动轴与离合 器C1鼓2活塞3外 密封圈5弹簧6弹 簧座7卡环8钢片9 摩擦片10卡环11 推力轴承12离合 器C1毂13离合器 C2毂14卡环15推 力轴承离合器C1结构组成（2） 1前传动轴与离合器 C1鼓2活塞3外密封 圈5弹簧6弹簧座7卡 环8钢片9摩擦片10 卡环11推力轴承12 离合器C1毂13离合 器C2毂14卡环15推 力轴承（2）离合器C2的接合 离合器C2起作用时，动力从输 入轴传递到太阳轮。离合器C2构造 1 卡环 2钢片 3 摩擦片

14、4卡环 5 弹簧座 6弹簧 7 活塞 8 O形密封圈 9 离合器C2鼓离合器的安装离合器的安装离合器的安装必须保持正常的间隙（3）离合器C1及C2同时接合 动力从输 入轴同时传至齿圈及太阳轮，这是直接挡。三、制动器结构原理 1太阳轮 2行星齿轮 3行星架 4齿圈 5钢片 6摩擦片 8活塞 9回位弹簧1.片式制动器工作原理 当活塞受到控制油压的作用时，在每个摩擦片与钢片之间产生很大的摩擦力，使行星架锁定在变速器壳体上；片式制动器工作原理 当控制油压降低时，活塞回至原位，使制动解除，行星架又可以转动。制动器活塞构造制动器1 1卡环卡环2 2钢片钢片3 3摩擦片摩擦片4 4密封环密封环5 5卡环卡环

15、6 6弹簧座弹簧座7 7弹簧弹簧8B18B1活塞活塞9 9活塞外密封圈活塞外密封圈1010活塞内密封圈活塞内密封圈1111壳体壳体1212活塞内密封圈活塞内密封圈13B213B2活塞活塞1414活塞外密封圈活塞外密封圈1515弹弹簧簧1616弹簧座弹簧座1717卡环卡环超速行星排齿圈和制动器B0 1卡环2钢片3摩擦片4弹性压盘5超速行星排齿圈6推力轴承7卡环8弹簧座9弹簧10活塞11内外O形密封圈12壳体制动器B3的活塞及壳体 1卡环 2弹簧座 3弹簧 4大活塞 5 O形密封圈 6活塞套 8小活塞 10壳体2.带式制动器简图 1内弹簧 2回位弹簧 3活塞 4推杆 5转鼓 6制动带 7壳体 8调

16、整螺钉带式制动器工作原理 当控制油压加在活塞上时，活塞向左移，制动带的直径变小，在制动带与转鼓之间产生很大摩擦力，使之无法转动。四、单向离合器构造 18钢片 19摩擦片 20卡环 21垫片 22单向离合器外座圈 23单向离合器 27公用太阳轮前行星齿轮排及单向离合器F2 2 F1内座圈 3摩擦片4钢片 5套筒 7单向离合器 9前排行星架及行星齿轮 11前排齿圈单向离合器的应用第五节 液力机械自动变速器工作原理 自动变速器汽车的变速控制辛普森式齿轮变速机构的组成丰田A340各档动力传递路线红旗7560自动变速器前置前轮驱动的自动变速器一、自动变速器汽车控制档位有P、N、R、D、3、2、L电控自动

17、变速器还有正常模式、经济模式、运动模式等。能够对超速档控制1.选挡控制2.手自动一体自动变速器手柄在此位手柄在此位置时前推增置时前推增档，后拉减档，后拉减档档3. 液压控制自动变速器原理二、辛普森式齿轮变速机构的组成 由离合器、制动器和行星齿轮机构组成辛普森式齿轮变速机构的组成1.离合器（一） 1回位弹簧2输出轴3卡环4摩擦片5钢片6密封圈7活塞8输入轴9密封圈10单向阀离合器接合 当控制油液流至活塞缸时，推动单向阀钢球，使其关闭单向阀。活塞克服回位弹簧力的作用将摩擦片与钢片压紧，产生摩擦力。动力从输入轴传递到输出轴。2.带式制动器 1内弹簧 2回位弹簧 3活塞 4推杆 5转鼓 6制动带 7壳

18、体 8调整螺钉 9活塞总成三、丰田A340各档动力传递路线三个离合器，2个单向离合器，四个制动器前后排是一个中心轮C1C2同时接合是直接档C0接合时超速行星排不起变速作用动力动力输入输入动力动力输出输出1.D-1挡2.D-2挡输入轴输入轴超速排超速排行星架行星架 后排行后排行星架星架后排行后排行星轮星轮后排后排齿圈齿圈后传后传动轴动轴前传前传动轴动轴 超速排超速排齿圈齿圈离合离合器器C1输出轴输出轴3.D-3挡4.2-1挡自动变速器自动变速器汽车构造汽车构造第四章第四章 自动变速器自动变速器 99 5.2-2挡挡输入轴输入轴超速排超速排 行星架行星架 后排行后排行 星架星架后排行后排行 星轮星轮后排后排 齿圈齿圈后传后传 动轴动轴前传前传 动轴动轴 超速排超速排 齿圈齿圈离合离合 器器C1输出轴输出轴6.L挡7.辛普森式齿轮变速机构R挡输入轴输入轴超速排超速排行星架行星架 前排前排齿圈齿圈前排行前排行星齿轮星齿轮离合离合器器C2 超速排超速排齿圈齿圈太阳轮太阳轮输出轴输出轴四、红旗7560自动变速器五、前置前轮驱动的自动变速器 前驱的将超速行星排安置在中间轴一侧，通过一对齿轮或链条传递动力，超速行星排为输出。 第六节 自动变速器的液压操纵及其