第3篇 底盘及传动系控制篇

汽车电器与电子控制技术哈尔滨工业大学（威海）汽车工程学院规格严格功夫到家（威海）HARBININSTITUTEOFTECHNOLOGYSCHOOLOFAUTOMOBILEENGINEERING汽车工程学院课程主要内容及章节安排第1篇辅助知识篇第1章汽车电子技术概述第2章汽车供电系统与常见传感器第2篇发动机控制篇第3章电控喷油系统第4章电控点火系统第5章发动机综合控制系统第3篇底盘与传动系控制篇第6章自动变速器第7章汽车防滑控制系统第8章行驶安全及舒适性控制系统第9章电动助力转向系统第4篇附属设备篇第10章附属设备及新型电子控制技术2023/2/3第2页第3篇底盘与传动系控制篇2023/2/3第3页第6章自动变速器自动变速器(AutomaticTransmission，AT)是指汽车驾驶中离合器和变速器的操纵都实现了自动化，即可以实现自动换挡的变速器。2023/2/3第4页6.1概述6.1.1自动变速器的发展历程6.1.2自动变速器主要特点6.1.3自动变速器分类6.1.4自动变速器的发展趋势2023/2/3第5页6.1.1自动变速器的发展历程

AT：1939年GM公司ECT：1982年toyato丰田AMT（AST）CVT2023/2/3第6页6.1.2自动变速器的主要特点

优点：(1)取消了离合器与换档操作，驾驶作方便、简单、提高了行车安全。(2)自动适应阻力变化，在一定范围内无级变速，提高了动力性与平均车速。(3)起步、加速更加平稳，避免换档时振动和冲击，搞了乘坐舒适性。(4)采用液力传动，减轻传动系负担、提高了零件寿命。(5)避免发动机因负荷突增熄火，提高经济性，降低排放。(6)可以通过选择适当的行驶模式，使汽车按照获得最佳油耗的行驶规律自动换挡，有利于提高汽车的燃油经济性。缺点：自动变速器结构复杂，生产成本较高，传动效率低，变速器的维修理麻烦。

2023/2/3第7页6.1.3自动变速器的分类

分类：按控制方式：可分为液控、电控液动式和电控电动式。

按工作原理：可分为液力自动变速器（AT）、电控液动式自动变速器（ECT）、电控机械变速器（AMT）、机械无级变速器（CVT）。

2023/2/3第8页6.1.3自动变速器的分类(1)液力自动变速器(AutomaticTransmission，简称AT)以液力变矩器和行星齿轮变速器串联为特征，具有结构紧凑、传动平稳、换档冲击小等特点。AT诞生于20世纪30年代，一直是汽车自动变速器产品中的主流结构，国内捷达“都市先锋”、富康988“领导者”等自动变速车采用的都是AT传动系统。(2)机械式自动变速器(AutomaticMechanicalTransmission，简称AMT)由普通齿轮式机械变速器组成的有级式机械自动变速器。主要有三个部分：自动离合器、齿轮式机械变速器和电子控制系统。不仅保留了原手动变速器传动效率高、成本低的优点，而且还具有液力自动变速器自动换档所带来的全部优点，AMT成为各国研究开发的热点，装车率不断上升。2023/2/3第9页6.1.3自动变速器的分类(3)机械无级式自动变速器(ContinuouslyVariableTransmission，简称CVT)克服了前面两种自动变速器固有的齿轮传动比不连续和零件数量过多的缺点，具有传动比连续、传递动力平稳、操纵方便等特点，真正实现了无级变速，从理论上说，CVT可以使发动机始终在其经济转速区域内运行，从而大幅度改善燃油经济性。但由于CVT是摩擦传动，与齿轮传动相比效率并不高，从目前的情况来看，节省燃油10%～20%是可能实现的。此外，CVT在加速时不需切断动力，乘坐舒适，超车加速性能好。2023/2/3第10页6.1.4自动变速器的发展趋势

(1)控制系统智能化现在对车辆的主观评价越来越受重视，车辆对人的适应也是“智能车辆”的重要标志，所以自动变速器控制系统对驾驶员特征的识别、对其意图的适应是体现“人机工程”指标和人机协调优化的重要组成部分。随着各种自动变速器使用中问题的出现和人们对车辆性能要求的不断提高，人们采用了各种新的检测、控制技术用于改善自动变速车辆的性能，在控制方法和策略中，越来越多的应用了模糊控制技术和神经网络技术。使得换档控制系统对车辆负载状态、车辆使用参数和使用环境变化的适应更具智能化特征。2023/2/3第11页6.1.4自动变速器的发展趋势(2)车辆电子一体化从最早20世纪60年代的电子点火系统到后来的电控燃油喷射系统、电控自动变速器、车辆巡航控制、电控制动防抱死系统、电控悬架等，车辆电子技术已有了极大的发展，将各个相对独立的车辆电子控制单元合为一体已成为一种趋势，如图2为车辆动力传动系统电子控制一体化趋势。有以下优点：可以充分利用各部件对车辆的观测参数，使用尽量少的传感器。采用CAN总线技术，实现汽车内部控制系统与各检测、执行机构间的数据通讯，为车辆的轻量化提供可能。实现传动系联合控制可以使系统获得更多的改善换档品质的控制手段，并可以实现变油门的换档规律，实现比自动变速器独立控制具有更优越的性能。2023/2/3第12页6.1.4自动变速器的发展趋势2023/2/3第13页6.2液力自动变速器6.2.1液力自动变速器概述6.2.2液力变矩器6.2.3变速齿轮机构6.2.4行星轮系6.2.5换挡执行元件6.2.6供油机构6.2.7操纵系统2023/2/3第14页6.2.1液力自动变速器概述典型的轿车用液控自动变速器主要由液力变矩器、变速齿轮机构、液压系统、操纵机构和壳体等部分组成。电控液压式还包括电子控制系统。变矩器构造、工作原理行星轮系变速原理主要执行机构AT基本工作原理2023/2/3第15页液力变矩器主要由泵轮、涡轮与导轮等元件组成，称为三元件变矩器。泵轮与外壳焊接一体，外圈装有齿圈，相当于飞轮。由发动机驱动，变矩器内部的自动变速器油由于离心力的作用向外侧甩出，形成驱动力。涡轮是一个具有很多叶片的圆盘，与变速器输入轴相连，可以在变矩器内自由转动。相当于离合器的从动盘。导轮装在涡轮与泵轮之间，通过单向离合器安装在变速器壳体上；工作液（ATF）在各工作轮组成的闭合循环道内流动，通过动能的变化来传递扭矩。为提高变矩器在高速工况下的效率，采用锁止离合器。6.2.2液力变矩器2023/2/3第16页6.2.2液力变矩器—结构2023/2/3第17页6.2.2液力变矩器—结构2023/2/3第18页6.2.2液力变矩器—结构2023/2/3第19页6.2.2液力变矩器—原理2023/2/3第20页6.2.2液力变矩器—原理2023/2/3第21页6.2.2液力变矩器—特性2023/2/3第22页6.2.2液力变矩器—特性⑴变矩比随涡轮转速的增大而减小，随行驶阻力矩的增大而增大。⑵传动效率随涡轮转速的增大而增大，i=0.8、k=0.85时最高，转折点在耦合点附近。由于导轮的存在，特性曲线呈线性折线形状，超过耦合点（k=0.95）时才迅速下降。高效范围宽度是指效率不低于80％时所对应的速比范围。⑶低速区能自动变扭，高速区传动效率降低，即出现液力损失和功率损失，两轮的转速差可达4％~5％。2023/2/3第23页6.2.2液力变矩器—特性2023/2/3第24页6.2.3变速齿轮机构行星齿轮机构结构紧凑、承载大、传动效率高、齿间负荷小、结构刚性好、输入输出同轴、便于行驶中自动换档。轿车皆用，有单排、双排和多排之分。2023/2/3第25页6.2.3变速齿轮机构—原理设太阳轮齿数、内齿圈齿数、太阳轮、齿圈和行星轮转速分别为：则有2023/2/3第26页6.2.4行星轮系—原理应用在汽车上的行星齿轮自动变速器由多排行星齿轮机构组成速比=输入轴转速/输出轴转速固定主动件从动件速比状态档位内齿圈ｎ2=0太阳轮行星架i13=1+α减速传动I行星架太阳轮i31=1/(1+α)超速传动(不用)太阳轮n1=0内齿圈行星架i23=(1+α)/α减速传动高档II行星架内齿圈i32=α/(1+α)超速传动OD行星架n3=0太阳轮内齿圈i12=-α倒档减速传动-I内齿圈太阳轮i21=-1/α倒档升速传动(不用)联锁任意2个元件i=1直接档传动无空档2023/2/3第27页6.2.4行星轮系—实例(1)辛普森式行星齿轮传动机构四个独立元件：前后两个行星排的太阳轮连为一个整体，称为太阳轮组件；前排的行星架和后排的齿圈连接成一体，称为前行星架和后齿圈组件，输出轴通常与该组件相连。前排齿圈\后排行星架输入轴：太阳轮或前排齿圈。2023/2/3第28页6.2.4行星轮系—实例2023/2/3第29页6.2.4行星轮系—辛普森式2023/2/3第30页6.2.4行星轮系—实例(2)拉维娜式行星齿轮变速器从70年代起，被奥迪、福特、马自达等公司使用于其轿车自动变速器中，持别是前轮驱动车型。四个独立元件：前太阳轮、后太阳轮、行星架和齿圈。两行星排具有公共行星架和齿圈。输入轴：前、后太阳轮；行星架。输出轴：后齿圈。2023/2/3第31页6.2.5换档执行元件换档执行机构主要由离台器、制动器和单向离合器等三种执行元件组成。行星齿轮变速器中的所有齿轮都是处于常啮合状态，档位变换通过对行星齿轮机构的基本元件进行约束(即固定或连接某些基本元件)来实现。离合器和制动器是以液压方式控制行星齿轮机构元件的旋转单向离合器则是以机械方式对行星齿轮机构的元件进行锁止。2023/2/3第32页6.2.5换档执行元件换档执行机构主要由离台器、制动器和单向离合器等三种执行元件组成。行星齿轮变速器中的所有齿轮都是处于常啮合状态，档位变换通过对行星齿轮机构的基本元件进行约束(即固定或连接某些基本元件)来实现。离合器和制动器是以液压方式控制行星齿轮机构元件的旋转单向离合器则是以机械方式对行星齿轮机构的元件进行锁止。2023/2/3第33页6.2.5换档执行元件(1)离合器自动变速器中所用的离合器为湿式多片离合器。它通常由离合器鼓、离合器活塞、回位弹簧、钢片、摩擦片、花键等组成。2023/2/3第34页6.2.5换档执行元件2023/2/3第35页6.2.5换档执行元件(2)制动器片式制动器由制动器活塞、回位弹簧、钢片、擦片及制动器毂等组成。它的结构和工作原理与湿式多片离合器基本相同。片式制动器的工作平顺性较好，还能通过增减摩擦片的片数来满足不同排量发动机的要求。近年来在轿车自动变速器中使用得越来越多。带式制动器由制动鼓、制动带、液压缸及活塞等组成。2023/2/3第36页6.2.5换档执行元件2023/2/3第37页6.2.5换档执行元件2023/2/3第38页6.2.6供油机构由液压泵、单向阀和过滤器及辅助装置组成，提供一定压力和流量的工作油。向控制机构、执行机构供给压力油以实现换档，给液力变矩器提供冷却补偿油，给行星齿轮变速器供应润滑油。液压泵通常装在变矩器后端，由变矩器的泵轮通过一轴套驱动。常见的液压泵有内啮合齿轮泵、转子泵和叶片泵等定量泵，也有少数车型采用变量叶片泵。2023/2/3第39页6.2.6供油机构—液压系统主油路调压阀、速控调压阀、节气门调压阀、手动阀、自动换档阀、强制换档阀、超速换档阀。2023/2/3第40页6.2.6供油机构—液压系统2023/2/3第41页6.2.7操纵系统分为人工人工操纵机构、自动操纵机构两种，EC-AT还有电子控制系统。人工操纵机构：换档杆(手动阀)、节气门踏板(节气门阀)。驾驶员操纵选挡手柄通过连杆机构或钢索与液压系统控制元件的手控制阀相连，为液压系统提供操纵信号。选档操纵手柄位置的意义:P：停车挡Parking；R：倒挡Reverse；N：空挡Neutral；D：前进挡Drive；2：高速发动机制动挡；L：低速发动机制动挡。发动机只有在选挡操纵手柄位于N应或P位时才能启动。这种功能是靠空挡启动开关实现的。自动操纵机构：根据档位、负荷、车速及控制开关，按预先设定的控制策略通过电磁阀控制油压操纵离合器、制动器，改变齿轮机构传动比，实现换档。2023/2/3第42页6.2.7操纵系统2023/2/3第43页6.2.7操纵系统2023/2/3第44页6.2.7操纵系统2023/2/3第45页6.2.7操纵系统2023/2/3第46页6.2.7操纵系统2023/2/3第47页6.3电控自动变速器6.3.1EC-AT6.3.2EC-AT电控系统组成6.3.3EC-AT结构图2023/2/3第48页6.3.1EC-AT由电子控制装置、液压阀及相应的液压执行元件两大部分组成。微电脑通过传感器采集汽车工况与驾驶员意图，自动选择换档点，控制换档信号，通过电磁阀操纵相关执行元件。车速、加速度、节气门、选档范围等控制换档的信号变为相应的电信号。2023/2/3第49页6.3.1EC-AT2023/2/3第50页6.3.1EC-AT2023/2/3第51页6.3.1EC-AT2023/2/3第52页6.3.1EC-AT2023/2/3第53页6.3.1EC-AT2023/2/3第54页6.3.2EC-AT电控系统组成电子控制装置由传感器、控制开关、ECU等多个部件组成。微电脑是控制系统的核心，根据各种传感器所测得的节气门开度、汽车车速、变速器油温等运行参数，以及各种控制开关传来的当前状态信号，进行运算比较和分析，然后调用微电脑内没定的控制程序，向各个执行器件发出指令，以使各液压控制阀动作，从而实现对自动变速器的控制。传感器节气门位置传感器、发动机转速传感器、车速传感器、输入轴转速传感器和油温传感器。变速器油温开关：变速器油温开关是为一些装有电子制动/牵引控制模块的自动变速器提供输入信号的。2023/2/3第55页6.3.2EC-AT电控系统组成—控制开关主要有超速挡开关、模式开关、多功能开关、主档起动开关等。(1)超速档开关超速档开关通常安装在自动变速器操纵手柄上，用于控制变速器的超速档。当该开关打开时，超速档电磁阀通电打开。2023/2/3第56页6.3.2EC-AT电控系统组成—控制开关(2)多功能开关也被称为档位开关。①指示选档操纵手柄位置：利用多功能开关的几条编码线路将信息传给变速器控制系统。②倒档信号灯的开启：当选档手柄置于R位时，接通倒车灯继电器，挡信号灯开启。③空档起动：发动机只有当选挡手柄在位置P或N时才能起动。多功能开关在这里的作用就是探测到选档杆位置处于P或N时，将信号传给起动机继电器，使点火开关能工作。同时，在挂前进档时中断起动机，即制止起动机在汽车进入行驶状态后啮合，并锁住变速杆。空档起动开关：在没有多功能开关的自动变速器上，也装有空档起动开关，其作用与上述的“空挡起动”相同。2023/2/3第57页6.3.2EC-AT电控系统组成—控制开关(3)模式开关又称程序开关，用于选择自动变速器的控制模式，即选择自动变速器的换档规律，以满足不同的使用要求。①经济模式(Economy)：以获得最佳燃油经济性为目标设计换档规律。发动机经常在经济转速范围内运行，提前升档。②动力模式(Power)：以获得最大动力性为目标设计换挡规律。发动机经常处在大转矩、大功率范围内运行，从而提高了汽车的动力性能和爬坡能力，延迟升档。③普通模式(Normal)：兼顾经济模式与动力模式，偏向燃油经济性。2023/2/3第58页6.3.2EC-AT电控系统组成—控制开关(3)模式开关④手动模式(ManMal)：以手动方式选择合适的档位（无踩离台器踏板）。⑤雪地模式(Snow)：适用于在雪地上行驶的方式。减少发动机的输出功率，以减轻驱动轮打滑。当选档手柄置于“2”位时，自动变速器保持在2档工作；而选档手柄置于“1”位时，自动变速器保持在1档工作；如初始位置在2档的话，则当车速降至1档后，不再升档。2023/2/3第59页6.3.2EC-AT电控系统组成—主要元件2023/2/3第60页6.3.2EC-AT电控系统组成—主要元件2023/2/3第61页6.3.2EC-AT电控系统组成—主要元件2023/2/3第62页6.3.2EC-AT电控系统组成—主要元件2023/2/3第63页6.3.2EC-AT电控系统组成—电磁阀电磁阀根据电控单元的命令接通或切断液压回路。电磁阀按其作用不同分为：换档电磁阀的作用是控制换档油压、位置和时刻。直接控制式换档电磁阀位于行星齿轮系统执行机构的油路中间接控制式换档电磁阀则通过换档阀控制执行元件的工作。锁止电磁阀用以控制锁止离合器的工作时间。2023/2/3第64页6.3.2EC-AT电控系统组成—电磁阀电磁阀分类：调压电磁阀的作用是调节作用在执行元件上的液压，使换档过程更加平稳。①开关式电磁阀：作用是开启和关闭变速器油路，可用于控制换挡阀及液力变距器的闭锁离合器锁止阀。它只有两种工作状态；全开或全关。②脉冲式电磁阀：结构与开关式电磁阀基本相似，通过改变占空比来控制油路中油压的大小。一般安装在主油路或减损器背压油路中，通过电脑控制，在变速器自动升档及降档瞬间、或者在闭锁离合器闭锁及解锁动作开始时使油压下降，以减少换档和闭解锁冲击，使车辆行驶更平稳。2023/2/3第65页6.3.2EC-AT电控系统组成—控制开关2023/2/3第66页ECU根据汽车行驶状态和发动机的工况，精确控制换档时刻、锁止时刻、行星轮系统执行机构的液压及换档时发动机扭矩；具有自我诊断功能，能监测和识别电控元件故障，并通过超速关断指示灯以故障代码信息输出；故障时执行失效保护功能保证车辆继续行驶。(1)换档控制换档控制是根据电控单元ＥＡＴ发出的换档指令，通过控制换档电磁阀的开、关，驱动执行机构动作，实现自动升档或降档的过程控制。选择最佳的时刻换档，可使汽车的动力性和经济性最佳。6.3.2EC-AT电控系统组成—ECU的功能2023/2/3第67页(2)油压控制电控变速器微机主要根据节气门的开度、档位、液压油温及换档等信号，计算出相应的主油路油压值，并通过输出相应的占空比脉冲信号来控制油压，调整电磁阀的开、关比率，实现对油压的控制。(3)自动模式选择控制电控变速器采用微机自动模式变换控制。微机根据各个传感器的信号测得汽车的行驶状态和驾驶员的操作方式，经过判断后自动选择经济模式、正常模式或动力模式进行换档控制，以满足不同行车条件的驾车要求。6.3.2EC-AT电控系统组成—ECU的功能2023/2/3第68页(4)锁止离合器控制电控变速器的微机中储存有不同工作条件下的最佳锁止离合器控制程序。工作中微机根据档位、换档模式等工作条件，选择相应的最佳锁止离合器控制程序，并与当前的车速和节气门开度进行比较，当车速及其他因素都满足变扭器锁止条件时，微机就向锁止离合器电磁阀输出控制信号，使锁止离合器接合，实现变扭器的锁止。6.3.2EC-AT电控系统组成—ECU的功能2023/2/3第69页(5)发动机控制电控变速器的微机根据变速器操纵手柄、车速、节气门开度信号，判断汽车的行驶状态，是否需要制动，当这些参数达到了设定值，微机便向制动电磁阀输出控制信号，使其通电工作，使变速器能逆向传递动力，通过发动机的转动阻力制动滑行的汽车。(6)发动机转速与转矩控制电控变速器的微机根据实际换档要求发出相应点火时间或喷油量控制的信号来改变发动机的转速和转矩，此时可减小换档冲击和输出轴的波动。6.3.2EC-AT电控系统组成—ECU的功能2023/2/3第70页6.3.3EC-AT结构图2023/2/3第71页6.3.3EC-AT结构图2023/2/3第72页6.3.3EC-AT结构图2023/2/3第73页6.3.3EC-AT结构图2023/2/3第74页6.4自动换档规律—2参数换挡该图所示是按发动机节气门开度a与车速v两参数控制的实例，实线为升档，虚线为降档。自动换档规律（自动换档图）是指两排档间自动换档时刻与控制参数的关系。它是自动变速器电控系统的核心，关系到动力传动系统各种总成整体潜力的发掘与发挥。2023/2/3第75页6.4自动换档规律—2参数换挡2023/2/3第76页6.4自动换档规律—3参数换挡由于汽车起步、换档时为非稳定状态，即不是加速就是减速，应使用反应动态过程的三参数（加速度dv/dt、v、a）控制换档，这种以换档前后相邻档位的加速度相等为条件获得的规律，比以稳态牵引力相等为条件的两参数控制能进一步提高汽车加速性、燃料经济性和乘坐舒适性，并可延长动力传动系统零部件寿命。两参数控制实际上仅是动态三参数换档在dv/dt=0的一个特例。2023/2/3第77页6.4自动换档规律—3参数换挡2023/2/3第78页6.4自动换档策略自动变速器电控单元的运算与控制功能的提高，可以自动选择换档规律。将车速和节气门开度的组合分成一定数量的区域，每个区域有不同的节气门开启速率设定值。当实际值大于设定值时，即自动变为动力性换档规律，反之，为经济性换档规律，其设定规律是：车速越低或节气门开度越大，其值越小，越容易进入动力性换档规律；而且当节气门开度低于1/8时，动力性换档规律立即变为经济性换档规律。在前进(Ｄ)档，当加速踏板踩下的速率超过设定的速率时，TCU自动地由经济性换档规律变为动力性换档规律。另一方面，为了使驾驶员体会自己开车的乐趣，或希望保持该档通过特定的路面，近来手动－自动可转换变速器越来越多的装置在的中、高档轿车上。2023/2/3第79页6.4自动换档策略2023/2/3第80页6.5故障诊断故障自诊断电路在汽车行驶过程中不停地监测自动变速器电子控制装置中所有传感器和电动执行器的工作情况。自动变速控制系统一旦出现故障，首先由第一套应急系统，即电控式应急系统处理，如该系统也失灵，则第二套应急系统，机械式应急系统进入工作，整个变速控制系统恢复至手操纵状态，发动机、离合器、变速器等均可由人工进行操纵，汽车可维持基本行定能力。同时：⑴仪表盘上的自动变速器故障灯闪亮，以提醒驾驶员。⑵将检测到的故障内容以故障代码的形式储存。⑶ECU按设定的失效保护程序控制自动变速器的工作，保持汽车的基本行驶能力。2023/2/3第81页6.6故障保护①传感器出现故障：节气门位置传感器：怠速开关的状态进行控制：当怠速开关断开时(加速踏板被踩下)，按节气门开度为1/2进行控制，节气门油压按最大值输出；当怠速开关接通时(加速踏板完全放松)，按节气门处全闭状态进行控制，节气门油压按最小值输出。车速传感器：档位可由选档手柄的位置决定。许多车型的自动变速器有两个车速传感器，其中一个用于自动变速器的换档控制(常称第二车速传感器)，另一个为仪表盘上车速表用的传感器(常称为第一车速传感器)。当用于换档控制的车速传感器损坏时，微电脑可利用车速表传感器的信号来控制校档。输入轴转速传感器出现故障时，微电脑停止转矩控制。液压油温度传感器：按液压油温度为80℃进行控制。2023/2/3第82页6.6故障保护②执行器故障保护功能。换档电磁阀：停止所有换档电磁阀的工作，档位由选档手柄的位置决定；强制离合器或强制制动器电磁阀：让强制离合器或强制制动器始终处于接合状态，使汽车减速时总可以利用发动机的制动作用。锁止电磁阀：停止闭锁离合器控制．使闭锁离合器始终处于分离状态。2023/2/3第83页6.7ECT实例—A340E6.7.1A340简介6.7.2丰田A340E电控变速箱结构6.7.3丰田A340E型变速器传动分析2023/2/3第84页6.7.1A340E简介由液力变矩器、行星齿轮装置、液压控制系统和电子控制系统组成。(1)液力变矩器：锁止离合器由3号电磁阀控制。(2)行星齿轮装置：4档3套行星齿轮组、3个离合器、4个制动器、3个单向离合器以及超速输入轴、输入轴、输出轴。(3)液压控制系统：12档变速阀；23档变速阀；超速档变速阀；锁止中继阀。2023/2/3第85页6.7.2丰田A340E电控变速箱结构2023/2/3第86页6.7.2丰田A340E电控变速箱结构①超速输入轴与超速行星齿轮架直接离合器毂为旋转件；②超速太阳轮、超速直接离合器毂和超速制动器毂连成一体；③超速单向离合器外圈与超速行星轮齿架啮合，而内圈则与超速太阳轮成一体；④输入轴与超速成行星内齿圈花键相连，并与直接离合器毂和前进离合器毂一体旋转；2023/2/3第87页6.7.2丰田A340E电控变速箱结构⑤前进离合器毂与前行星齿轮一体旋转；⑥前后太阳轮为一体，且与直接离合器鼓啮合；⑦二档制动器也是一号单向离合器的外圈，一号单向离合器的内圈与前后太阳轮组合成一体；⑧二号单向离合器的内圈固定在变速器壳体上，外圈与后行星齿轮架成一体旋转；⑨前行星齿轮、后行星内齿圈与输出轴一体旋转。2023/2/3第88页6.7.2丰田A340E电控变速箱结构液压控制系统由液压泵、阀体、电磁阀、离合器和制动器以及连接所有这些元件的液压通道组成。液压控制系统以液压泵产生的液压为基础，根据车辆的行驶工况来控制作用在液力变矩器、各离合器和制动器上的液压。由三个电磁阀根据ECU的信号操纵各变速阀。变速阀对各油道进行轮换，使工作液通向液力变矩器以及各离合器和制动器，以控制液力变矩器和行星齿轮装置。12档变速阀；23档变速阀；超速档变速阀；锁止中继阀。电控液力变速器的变速阀和锁止中继阀上只作用有管路压力，阀的位置（即变速器所处的档位与锁止离合器是否接合）只由管路压力的通断决定；而管路压力的通断又由3个电磁阀的开闭决定，电磁阀的开闭是由ECU控制。2023/2/3第89页6.7.3丰田A340E型变速器传动分析2023/2/3第90页6.7.3丰田A340E型变速器传动分析2023/2/3第91页6.7.3丰田A340E型变速器传动分析—倒档2023/2/3第92页6.7.3丰田A340E型变速器传动分析—D1档2023/2/3第93页6.7.3丰田A340E型变速器传动分析—D2档2023/2/3第94页6.7.3丰田A340E型变速器传动分析—D3档2023/2/3第95页6.7.3丰田A340E型变速器传动分析—D4档2023/2/3第96页6.7.3丰田A340E型变速器传动分析—2-2档发动机制动2023/2/3第97页丰田CAMRY电气元件布置图

2023/2/3第98页大众096型变速器电脑控制元件

2023/2/3第99页6.8机械无级变速器CVT6.8.1机械无级变速器6.8.2机械无级变速器结构6.8.3机械无级变速器电控6.8.4机械无级变速器特性2023/2/3第100页6.8.1机械无级变速器CVT：ContinuouslyVariableTransmission2023/2/3第101页6.8.1机械无级变速器无级式自动变速器，简称CVT(ContinuouslyVariableTransmission），指这种自动变速器的速比在一定范围内可连续变化，可提高汽车的动力性、燃料经济性、驾驶方便性和行驶平顺性。电控的CVT可实现动力传动系统的综合控制，充分发挥发动机特性。无级变速器的型式很多

：(1)液力式无级变速器：液力式无级变速器即液力变矩器。(2)液压式无级变速器：即采用液压泵和液压马达的无级变速器，它是依靠液体压能的变化来传动或变换能量，是依靠工作腔的容积变化来进行工作的。(3)电动式无级变速器：这种无级自动变速器由电动机驱动具有无污染和低噪声的优点，适用于电动汽车。(4)机械式无级变速器：机械式无级自动变速器通常为摩擦带式无级自动变速器，即采用挠性带或链来传递动力，这是一种最常见的无级变速器。2023/2/3第102页6.8.1机械无级变速器—分类无级变速器机械式液体式带传动牵引传动胶带式金属带式链带式圆环曲面和圆锥环式圆板式行星滚筒式滚珠式2023/2/3第103页6.8.1机械无级变速器无级变速传动的主要优点是：(1)最好的燃油经济性和最低的排放污染，这是因为发动机工作在较高的效率区，较有级式变速传动没有动力的中断，传动比变化非常的平滑，动力传动系统冲击小，从而使乘坐舒适性得到了进一步提高。据资料介绍，装备无级变速器传动装置的汽车与五挡手动变速器的汽车在道路上作对比试验时，装有无级变速装置汽车的燃油消耗少了11.5%，碳氢化合物的排放量少了33%，CO的排放量少了20%。(2)无极变速传动和其它传动相比，操作方便性和乘坐舒适性均可与电子控制的有级式自动变速器相比美，其传动效率却远高于带有液力传动的有级式自动变速器。在变速过程中，由于没有动力的中断，因而提高了行驶的动力性能。这些都是有级式变速器无法相比的。与装备四挡自动变速器的汽车相比，0~100km/h的加速性能可提高10%。2023/2/3第104页6.8.1机械无级变速器(3)无级变速系统可以控制发动机的转速在最小的范围内变化，而使车速在较宽的范围内变化（目前传动比可达5.0以上）。有级式变速器只能一挡一挡的升或降，而发动机的转速随着每个相应的档位不断地交替变化，造成发动机的工作状态不稳定。(4)能最好的协调汽车的外界行驶条件与发动机负荷，充分发挥发动机的功率潜力，提高整车燃油经济性。2023/2/3第105页6.8.2机械无级变速器结构2023/2/3第106页6.8.2机械无级变速器结构2023/2/3第107页6.8.2机械无级变速器结构2023/2/3第108页6.8.2机械无级变速器结构2023/2/3第109页6.8.2机械无级变速器结构2023/2/3第110页6.8.1机械无级变速器目前无极变速传动的关键部件V带主要是采用钢带，由一层层带有V形斜面的金属片通过柔性的钢带所组成，靠V形金属片传递动力，而柔性钢带则只起支撑与保护作用。和普通的带传动不一样，上边的带为紧边，下边的带为松边，相当于主动齿轮通过钢带推着从动轮旋转来传递动力。一般钢带总长约为600mm，由300块金属片组成，每片约厚2mm，宽约25mm，高约12mm。每条带包含柔性的钢带2~11条，每条厚约为0.18mm。生产出能够传递高转矩和高转速的V形钢带，是当前无级传动的主要研究问题之一。2023/2/3第111页6.8.2机械无级变速器结构2023/2/3第112页6.8.2机械无级变速器结构2023/2/3第113页6.8.2机械无级变速器结构2023/2/3第114页6.8.2机械无级变速器结构2023/2/3第115页6.8.2机械无级变速器结构2023/2/3第116页6.8.2机械无级变速器结构2023/2/3第117页6.8.2机械无级变速器结构传动比仅受节气门开度和主动轮转速控制2023/2/3第118页6.8.3机械无级变速器电控2023/2/3第119页6.8.3机械无级变速器电控2023/2/3第120页6.8.3机械无级变速器电控2023/2/3第121页6.8.3机械无级变速器电控2023/2/3第122页6.8.3机械无级变速器电控2023/2/3第123页6.8.3机械无级变速器电控2023/2/3第124页6.8.3机械无级变速器电控2023/2/3第125页6.8.4机械无级变速器特性2023/2/3第126页6.8.4机械无级变速器特性无级变速传动的工作特点。无级变速传动的工作特点如下图所示。当换挡控制器在“D”位置，发动机属于怠速工况，前进挡离合器刚刚结合产生较小的牵引力(1)点，开汽车属于蠕动状态。轻轻使油门开启，离合器全部结合，汽车开始以较小的速度向前行驶(2)点。如果进一步踩下油门踏板，电子控制系统根据发动机的转速、车速和驾驶员的选择，控制带轮得到不同的转速比而使汽车加速。最小的发动机固定油门开度时传动比最大（抵挡），对应于发动机转速约为1700r/min(3)点，车速约为65km/h。2023/2/3第127页6.8.4机械无级变速器特性如果油门开度再增大(4)点时，发动机转速增高，传动比减小。若全部踩下油门，可以快速加速，发动机转速达到4500r/min(5)点，并保持该发动机转速直到获得较高的车速。如果发动机转速仍然增加，变速系统将继续减小传动比（升档）到最高档，直到获得最大车速(6)点，此时发动机转速约为5000r/min，车速约140km/h。部分的减小油门开度，传动比变化到小于1，发动机转速有所下降，接近与汽车巡航时的转速(7)点。再进一步减小油门时，控制系统使传动比达到最小，可使发动机处于制动状态(8)点。2023/2/3第128页6.8.4机械无级变速器特性再次增大油门则引起降挡(9)点，以便得到更大的牵引力来加速，实现超车。当行驶在下坡或弯曲道路上时，通过控制传动比可以最大限度的利用发动机进行制动(10)点，此时发动机的转速变化范围为3000~4000r/min，而车速约在25~135km/h范围内变化。下图所示电控无级变速传动系统具有理想的恒功率输出，输出转矩与车速成反比。2023/2/3第129页6.8.4机械无级变速器特性2023/2/3第130页6.9双离合变速器6.9.1DSG双离合器变速器简介(DCT）6.9.2双离合器变速器结构6.9.3

工作原理6.9.4DSG变速器的特点2023/2/3第131页6.9.1DSG双离合器变速器简介(DCT）DSG：Direct-ShiftGearbox，中文意思为“直接换挡变速器”，又叫双离合系统变速器(DCT)。优点：装配DSG的目的是可以比自动变速器更加平顺地换档，不会有迟滞现象。2023/2/3第132页6.9.1DSG双离合器变速器简介(DCT）采用技术的主要车型：新奥迪TT和新奥迪A3，布加迪EB16.4Veyron（威龙）2023/2/3第133页6.9.2双离合器变速器结构DSG变速器主要由多片湿式双离合器、三轴式齿轮变速器、自动换档机构、电子控制液压控制系统组成。输入轴1装在空心输入轴2里，与离合器1相连，轴上齿轮与1、3、5档齿轮相啮合；输入轴2与离合器2相连，轴上齿轮与2、4、6档齿相啮合；倒档齿轮通过中间轴齿轮和输入轴1的齿轮啮合；离合器采用灵敏的电液控制。无变