《汽车底盘构造与维修》教案：模块二 任务四自动变速器的认识

教学单位名称：不填设计人：刘育祥教案设计课程名称模块二汽车传动系统任课教师不填课题名称任务四自动变速器的认识学时4课型：口理论口实训□理实一体班级不填时间安排不填年月日第周星期第节备课时间年月日不填教学目标知识与能力知识(1)能叙述自动变速器的组成。(2)知道自动变速器的分类。(3)能叙述自动变速器的特点。(4)知道自动变速器结构与工作原理。能力(1)识别自动变速器总成的主要零配件。(2)能够叙述自动变速器排挡杆位置的意义。(3)懂得不同类型自动变速器的结构特点。过程与方法情感态度与价值观(1)养成自主学习，善于利用互联网、图书馆图书文献资料拓展知识水平。具体到本任务可通过互联网和图书文献资料了解其他类型的自动变速器原理，有兴趣者可更深入的了解自动变速器分解方面的内容。(2)能与同学密切配合，规范安全的完成学习1舌动。(3)在生产生活活动中养成归纳、整理、清洁的好习惯，遵循6S规范流程。教学重点(1)能叙述自动变速器的组成。(2)知道自动变速器的分类。教学难点知道自动变速器结构与工作原理。教法学法主讲法教学环境及资源描述PPT、多媒体。教学过程一、复习旧知如实在没有旧知，可不填

二、导入新课批注三、学习新课批注一、自动变速器的基本组成自动变速器的厂牌型号很多，外部形状和内部结构也有所不同，但它们的组成基本相同，都是由液力变矩器和齿轮式自动变速器组合起来的。常见的组成部分有液力变矩器、行星齿轮机构、离合器、制动器、油泵、滤清器、管道、控制阀体、速度调压器等，按照这些部件的功能，可将它们分成液力变矩器、变速齿轮机构、供油系统、自动换挡控制系统和换挡操纵机构五大部分。.液力变矩器液力变矩器位于自动变速器的最前端，安装在发动机的飞轮上，其作用与采用手动变速器的汽车中的离合器相似。它利用油液循环流动过程中动能的变化将发动机的动力传递到自动变速器的输入轴，并能根据汽车行驶阻力的变化，在一定范围内自动地、无级地改变传动比和转矩比，具有一定的减速增扭功能。.变速齿轮机构自动变速器中的变速齿轮机构所采用的形式有普通齿轮式和行星齿轮式两种。普通齿轮式的变速器由于尺寸较大，最大传动比较小，只有少数车型采用。目前绝大多数轿车自动变速器中的齿轮变速器采用的是行星齿轮式变速器。变速齿轮机构主要包括行星齿轮机构和换档执行机构两部分。行星齿轮机构是自动变速器的重要组成部分之一，主要由太阳轮（也称中心轮）、内齿圈、行星架和行星齿轮等元件组成。行星齿轮机构是实现变速的机构，速比的改变是通过以不同的元件做主动件和限制不同元件的运动而实现的。在速比改变的过程中，整个行星齿轮组还存在运动，动力传递没有中断，因而实现了动力换挡。换挡执行机构主要用来改变行星齿轮中的主动元件或限制某个元件的运动，改变动力传递的方向和速比，主要由多片式离合器、制动器和单向超越离合器等组成。离合器的作用是把动力传给行星齿轮机构的某个元件使之成为主动件。制动器的作用是将行星齿轮机构中的某个元件抱住，使之不动。单向超越离合器也是行星齿轮变速器的换挡元件之一，其作用和多片式离合器及制动器基本相同，也用于固定或连接几个行星排中的某些太阳轮、行星架、齿圈等基本元件，让行星齿轮变速器组成不同传动比的挡位。.供油系统自动变速器的供油系统主要由油泵、油箱、滤清器、调压阀及管道所组成。油泵是自动变速器最重要的总成之一，通常安装在变矩器的后方，由变矩器壳后端的轴套驱动。在发动机运转时，不论汽车是否行驶，油泵都在运转，为自动变速器中的变矩器、换挡执行机构、自动换挡控制系统部分提供一定油压的液压油。油压的调节由调压阀来实现。.自动换挡控制系统自动换挡控制系统能根据发动机的负荷（节气门开度）和汽车的行驶速度，按照设定的换挡规律，自动地接通或切断某些换挡离合器和制动器的供油油路，使离合器接合或分开、制动器制动或释放，以改变齿轮变速器的传动比，从而实现自动换挡。自动变速器的自动换挡控制系统有液压控制和电液压（电子）控制两种。液压控制系统是由阀体和各种控制阀及油路所组成的，阀门和汕路设置在一个板块内，称为阀体总成。不同型号的自动变速器阀体总成的安装位置有所不同，有的安装于上部，有的安装于侧面，纵置的自动变速器一般安装于下部。在液压控制系统中，增设控制某些液压油路的电磁阀，就成了电器控制的换挡控制系统，若这些电磁阀是由电子计算机控制的，则称为电子控制的换挡系统。5.换挡操纵机构自动变速器的换挡操纵机构包括手动选择阀的操纵机构和节气门阀的操纵机构等。驾驶员通过自动变速器的操纵手柄改变阀板内的手动阀位置，控制系统根据手动阀的位置及节气门开度、车速、控制开关的状态等因素，利用液压自动控制原理或电子自动控制原理，按照一定的规律控制齿轮变速器中的换挡执行机构的工作，实现自动换挡。二、自动变速器的分类.自动变速器按变矩器的类型分类按照液力变矩器的类型，自动变速器大致可分为普通液力变矩器式、综合液力变矩器式和带锁止离合器的液力变矩器式三种。普通液力变矩器是指由泵轮、涡轮和导轮三个元件组成的液力变矩器。综合液力变矩器是指在导轮与固定导轮的套管之间装有单向离合器的液力变矩器。新型轿车的自动变速器普遍采用带锁止离合器的液力变矩器。.自动变速器按内部换挡机构的不同分类自动变速器按照内部换挡机构的不同可分为行星齿轮式自动变速器、平行轴式自动变速器和无级变速器三类。（1）行星齿轮式自动变速器行星齿轮式自动变速器如图。在行星齿轮式自动变速器中，最常见的组合形式有辛普森式行星齿轮和拉维娜式行星齿轮两种。（2）辛普森式行星齿轮辛普森式行星齿轮机构是将两个单排单级行星齿轮机构组合起来形成的双排单级行星齿轮机构。其结构特点是：前后两个行星排的太阳轮连接为一个整体，称为共用太阳轮组件；前一个行星排的行星架和后一个行星排的齿圈连接为另一个整体，称为前行星架和后齿圈组件；输出轴通常与前行星架和后齿圈组件连接。典型的辛普森式自动变速器的结构。（3）拉威挪式行星齿轮拉威挪式行星齿轮机构将一个单排单级行星齿轮机构和一个单排双级行星齿轮机构按特定的方式组合起来：后太阳轮和长行星齿轮、行星架、齿圈共同组成一个单行星齿轮式行星排；前太阳轮、短行星排、长行星齿轮、行星架和齿圈共同组成一个双行星齿轮式行星排。两个行星排共用一个齿圈和一个行星架。典型的拉威挪式自动变速器的结构。（4）平行轴式自动变速器平行轴式自动变速器与行星齿轮式自动变速器一样，由机械传动部分和电控液压部分组成。平行轴式自动变速器是由三根相互平行的轴，即输入轴、输出轴、中间轴组成，轴上分别安装着几对常啮合的齿轮。平行轴式自动变速器又分二平行轴式和三平行轴式平行轴式自动变速器的特点平行轴式自动变速器的机械传动部分的最大特点是在变速器壳体上装着二或三根相互平行的轴，每根轴上都装着几个常啮合的齿轮，常啮合齿轮的动力传递是通过离合器完成的。①输入轴（主轴）。输入轴通过轴上的花键与涡轮键配合，液力变矩器的涡轮旋转时，输入轴便旋转，它是自动变速器的动力输入元件，轴上键配合着主动轴惰轮，它与输出轴上的惰轮常啮合。②输出轴（第二轴/副轴）。输出轴通过常啮合齿轮或通过主动轴驱动中间轴，再由中间轴通过常啮合齿轮把主动轴动力传递给输出轴，再由输出轴传递给驱动轮，该轴上套装着一个输入轴惰轮，它既与主动轴惰轮常啮合，又与中间轴上的惰轮常啮合，主动轴惰轮旋转，输出轴上的惰轮也一同旋转，于是便带动中间轴上的惰轮一同旋转，因中间轴与中间轴惰轮配合，于是中间轴便顺时针旋转。由此可知，只要主动轴旋转，中间轴便旋转。③中间轴（辅助轴）。中间轴上花键配合一中间惰轮。只要发动机运转，该齿轮便通过与之常啮合的输出轴惰轮在主动惰轮的带动下做与主动轴旋转方向相同的旋转运动，于是带动中间轴旋转。（5）无级变速器轿车无级变速器最核心的部分是无级变速装置。无级变速装置由两个带轮和钢带组成，钢带套在两个带轮上。带轮由两块呈八字形的轮壁组成，两片轮壁中间的凹槽形成一个V形，其中一边的轮壁由液压控制机构操纵。工作时发动机输出轴输出的动力首先传递到无级变速器的主动轮，然后通过V形传动钢带传递到从动轮，最后经减速器、差速器传递给车轮来驱动汽车。工作时通过主动轮与从动轮的可动盘做轴向移动来改变主动轮、从动轮锥面与V形传动带之间的啮合工作半径，从而达到改变传动比的目的。两个带轮可以实现反向调节，即当其中一个带轮凹槽逐渐变宽时，另一个带轮凹槽就会逐渐变窄。由于主动轮和从动轮的工作半径可以实现连续调节，从而实现了无级变速功能。无极变速器结构。.按控制方式来分（1）液力机械式自动变速器常见车型：丰田大霸王、日产蓝鸟V13、丰田佳美等液力自动变速器，无电脑，靠输出轴上的速控液压阀产生液压信号给阀板，阀板再根据节气门液压信号控制换挡阀换挡，速控液压信号是变速器换挡的主要信号，而节气门信号主要来调整升档时间。（2）电脑控制液力变速器行车时变速器ECU不断接收各传感器信号，如，SPD、VAT、THW、CKP等开关信号，通过换挡电磁阀来改变换挡阀油路，来控制自动变速器升档，由于汽车的换挡是电脑来决定的，所以更及时准确。其中SPD信号是换挡的主要信号。三、自动变速器的特点.自动变速器的优点：（1）操作简单、省力，提高了运行安全性和乘坐平稳性安装了自动变速器的汽车取消了离合器踏板。在变速过程中，通过变速杆（或称选挡杆）选择了换挡范围以后，在一般情况下，就不再需要任何换挡动作。手动换挡：驾驶员根据路况，操纵换挡杆，通过滑移齿轮达到换挡目的。自动换挡：电脑或自动控制系统，接受各种传感器的数值，根据预先设定的程序，当达到换挡条件时，电脑板自动发出控制指令，使自动变速器换挡。由于简化了操作，使得驾驶员可以把注意力从频繁的换挡操纵中解放出来,集中精力观察道路和交通情况,提高了行车的安全性和舒适性。(2)提高了汽车的适应性能和动力性能自动变速器中的液力变距器由于它本身既有的性能和它自身能自动根据路况连续地变速，从而提高了汽车的适应性能。由于自动变速器在换挡过程中传动系统传递的动力不中断，而且没有受到换挡过程中减少供油的操作，再加上自动换挡在时机的控制上能保证发动机功率得以充分利用，所以，自动换挡可以得到很好地加速性，而且提高了平均速度。(3)提高了汽车通过性能采用液力自动变速器的汽车，起步容易，且更加平稳，在特别困难路面行驶时，因换挡时没有功率间断，不会出现汽车停车，发动机熄火现象。(4)使发动机处于最佳工作状态，有利于控制汽车排放污染自动变速器，尤其是电控自动变速器，通过发动机电脑和自动变速器电脑的通讯使发动机的输出和自动变速器的换挡匹配，保持在理论最佳状态，有效的降低了污染。(5)防止系统过载，延长机件寿命自动变速器采用的液力变距器可以吸收和消除传动装置的动载荷。由于自动变速器的自动换挡避免了换挡时产生的冲击与动载，因此，一般可使传动零件的使用寿命延长。液力传动汽车的发动机与传动系统由液体工作介质做软性连接，液力传动对震动能起一定的吸收、衰减和缓冲的作用。.自动变速器的缺点(1)结构复杂、成本高、维修困难。(2)传动效率约82犷86虹四、自动变速器排挡杆位置介绍一般来说，自动挡汽车的自动变速器的挡位分为P、R、N、D、2(或S)、L(或1)等。P(Parking)停车挡，或称泊车挡P用作停车之用，它是利用机械装置去锁紧汽车的传动部分，使汽车不能移动。R(Reverse)倒挡R是倒车时使用。要注意的是：当车辆尚未完全停定时，绝对不可以强行转至“R”挡，否则变速器会受到严重损坏。N(Neutral)空挡N位是指空挡，可在起动时或拖车和暂时停车时(如红灯)，用此挡位。为防止车辆在斜坡上溜动，当挂空挡时一定要踩着刹车。D(Drive)前进挡，也称驱动挡d这个挡位下变速器会在r超速挡(相当于广4档)根据速度和油门情况自动切换，该档位用在一般道路行驶。S或2(SecondGear)2挡2挡为低速前进挡，也表示限制挡，此挡时，启动用1挡，启动后，变速器就在2挡上，用于湿滑路面起步，或者慢速前进时作为限制挡使用。S表示运动模式(sport)S表示运动模式(sport)在这个档位下变速器可以自由换挡，但是换挡时机会延迟，使在高转速上保持较长时间，使车辆动力加大。当然显然这个会造成油耗增加。L(Low)或1(FirstGear)低速挡，也称1挡L挡也是低前进档，在下山或者下长距离的斜坡时，把挡位挂在这里，可以限制汽车的档位只在最低档(相当于手动挡汽车的一档)上，可以使得汽车在下坡时使用发动机动力进行制动，驾驶员不必要长时间踩刹车导致刹车片过热而发生危险。S、L低挡位的使用自动变速器在S位或L位上处于低挡范围，可以在坡道等情况下使用。下坡时换入S位或L位能充分利用发动机制动，避免车轮制动器过热，导致制动效能下降。但是从D位换入S位或L位时，车速不能高于相应的升挡车速,否则发动机会强烈振动，使变速器油温急剧上升，甚至会损坏变速器。知识拓展一、自动变速器的基本组成液力变矩器变速齿轮机构供油系统/动换挡控制系统换挡操纵机构二、自动变速器的分类.自动变速器按变矩器的类型分类大致可分为普通液力变矩器式、综合液力变矩器式和带锁止离合器的液力变矩器式三种。.自动变速器按内部换挡机构的不同分类自动变速器按照内部换挡机构的不同可分为行星齿轮式自动变速器、平行轴式自动变速器和无级变速器三类。课堂小结.按控制方式来分课堂小结(1)液力机械式自动变速器(2)电脑控制液力变速器三、自动变速器的特点动变速器的优点：1)操作简单、省力，提高了运行安全性和乘坐平稳性2)提高了汽车的适应性能和动力性能3)提高了汽车通过性能4)使发动机处于最佳工作状态，有利于控制汽车排放污染5)防止系统过载，延长机件寿命3.自动变速器的缺点(1)结构复杂、成本高、维修困难。(2)传动效率约82Q86%。四、自动变速器排挡杆位置介绍般来说，自动挡汽车的自动变速器的挡位分为P、R、N、D、2(或S)