自动变速器工作原理

自动变速器工作原理第1页/共116页第一节概述第2页/共116页1.自动变速器的分类按控制原理分为液控液压式、电控液压式和电控机械式。按传动方式分为普通齿轮型、行星齿轮型和链条型自动变速器。按驱动方式分为FR车和FF车自动变速器。第3页/共116页1.自动变速器的分类FF车用自动变速器FR车用自动变速器第4页/共116页2.自动变速器的组成变矩器(或偶合器）行星齿轮机构液压控制系统电子控制系统第5页/共116页第二节液力变矩器第6页/共116页1.液力变矩器构造组成：泵轮、导轮、涡轮及外壳。材料：用铝合金精密铸造，或用钢板冲压而成。结构：泵轮与涡轮相对安装，导轮装于两者之间，三者之间都保持一定间隙，相互之间没有机械联系，并且装合后，轴向断面构成环状空腔，称为循环圆；泵轮随壳体固定在曲轴后端凸缘上，为主动部分，涡轮通过输出轴与传动系相连，为从动部分，导轮安装在固定套筒上，在导轮与固定套筒之间装有单向离合器，固定套筒与壳体刚性连为一体。第7页/共116页1.液力变矩器构造第8页/共116页1.液力变矩器构造第9页/共116页2.液力变矩器工作原理第10页/共116页2.液力变矩器工作原理涡轮的扭矩为什么得到了增加？Mw=Mb+Md第11页/共116页2.液力变矩器工作原理第12页/共116页2.液力变矩器工作原理第13页/共116页2.液力变矩器工作原理导轮何时起作用，何时不起作用？随涡轮转速的不断增大，涡轮出口处的液流的牵连速度相应的增大，液流冲击导轮叶片的作用逐渐减小，当达到某一数值时，液流不再对导轮叶片产生冲击作用，此时Mw=Mb

；若涡轮转速的进一步增大，液流对导轮叶片背部产生冲击作用，导轮开始自由转动。第14页/共116页3.液力变矩器性能指标转矩比（K）＝涡轮输出转矩泵轮输出转矩＝Mw/Mb转速比（i）＝涡轮转速/泵轮转速=nw/nB<1传动效率（η）＝涡轮轴输出功率/泵轮轴输出功率第15页/共116页4.单向离合器滚柱型单向离合器楔块型单向离合器第16页/共116页4.1滚柱型单向离合器第17页/共116页4.2楔块型单向离合器第18页/共116页5.锁止离合器由于进入偶合工况后，由于没有增扭作用，涡轮得到的扭矩应是曲轴的输出扭矩，但实际过程中，并没有100％传递动力，使燃油经济性下降。于是在液力变矩器中设置锁止离合器使其在高速工况下，用机械方式连接泵轮和涡轮。第19页/共116页5.1锁止离合器结构第20页/共116页5.2锁止离合器工作原理第21页/共116页

第三节齿轮变速系统第22页/共116页目录概述单排行星齿轮系统行星齿轮变速系统平行轴式齿轮变速系统换档执行器的结构与原理第23页/共116页1.概述分类：平行轴式和行星齿轮式。功能：速比可变、转向可逆、不传递动力。工作情况：由若干齿轮组（一般为常啮合齿轮）形成前进档和倒档，配之相应档位离合器及其执行机构等组成；液压操纵系统根据车速、负荷及驾驶员的意愿，利用各种液压控制阀及其执行机构来实现档位的变换。自动变速器与无极变速器的区别?第24页/共116页2.行星齿轮变速系统单排行星齿轮变速系统复合式行星齿轮变速系统典型自动变速器齿轮变速系统第25页/共116页2.1单排行星齿轮变速系统组成：太阳轮、行星轮、行星轮架和齿圈。第26页/共116页2.1单排行星齿轮变速系统第27页/共116页3.复合式行星齿轮变速系统辛普森式齿轮机构拉维纳式齿轮机构第28页/共116页3.1辛普森式齿轮机构第29页/共116页丰田A340E齿轮变速系统结构第30页/共116页丰田A340E齿轮变速系统结构第31页/共116页丰田A340E齿轮变速系统工作原理“D”或“2”位（一档）第32页/共116页丰田A340E齿轮变速系统工作原理第33页/共116页丰田A340E齿轮变速系统工作原理“D”或“2”位（一档）“1”位（一档）第34页/共116页丰田A340E齿轮变速系统工作原理第35页/共116页丰田A340E齿轮变速系统工作原理“D”或“2”位（一档）“1”位（一档）“D”位（二档）第36页/共116页丰田A340E齿轮变速系统工作原理第37页/共116页丰田A340E齿轮变速系统工作原理“D”或“2”位（一档）“1”位（一档）“D”位（二档）“2”位（二档）第38页/共116页丰田A340E齿轮变速系统工作原理第39页/共116页丰田A340E齿轮变速系统工作原理“D”或“2”位（一档）“1”位（一档）“D”位（二档）“2”位（二档）“D”位（三档）第40页/共116页丰田A340E齿轮变速系统工作原理第41页/共116页丰田A340E齿轮变速系统工作原理“D”或“2”位（一档）“1”位（一档）“D”位（二档）“2”位（二档）“D”位（三档）“D”位（四档）OD超速档第42页/共116页丰田A340E齿轮变速系统工作原理第43页/共116页丰田A340E齿轮变速系统工作原理“D”或“2”位（一档）“1”位（一档）“D”位（二档）“2”位（二档）“D”位（三档）“D”位（四档）OD超速档“R”位（倒档）第44页/共116页丰田A340E齿轮变速系统工作原理第45页/共116页丰田A340E齿轮变速系统工作原理“D”或“2”位（一档）“1”位（一档）“D”位（二档）“2”位（二档）“D”位（三档）“D”位（四档）OD超速档“R”位（倒档）“N”位和“P”位（空挡和停车档）第46页/共116页3.2拉维纳式齿轮机构第47页/共116页4.平行轴式齿轮变速系统第48页/共116页4.平行轴式齿轮变速系统工作原理一档：二档：三档：四档：倒档：第49页/共116页4.平行轴式齿轮变速系统第50页/共116页5.换档执行器的结构与原理片式离合器片式制动器带式制动器第51页/共116页5.1片式离合器结构由若干交错排列的离合器片和离合器盘组成；离合器片均为双面粘有摩擦片的钢片制成摩擦片由基体材料为经硬化处理的合成（纤维素或合成材料）物制成，为改善其摩擦系数，在浸渍处理后加入酚醛树脂作为添加剂，具有较高的摩擦系数，受压力和1、片式离合器温度变化影响很小；第52页/共116页5.1片式离合器第53页/共116页5.1片式离合器工作原理操作过程工作油路活塞单向阀：减小离合器脱开不良或阻滞。内外活塞外活塞操作，额定扭矩增大；那活塞操作，额定扭矩减小；额定扭矩摩擦表面区；离合器片外径；离合器片数；施加于活塞的油压；第54页/共116页5.1片式离合器第55页/共116页5.1片式离合器第56页/共116页5.1片式离合器第57页/共116页5.1片式离合器第58页/共116页5.1片式离合器第59页/共116页5.1片式离合器第60页/共116页5.1片式离合器特点摩擦区宽，额定扭矩大；采用增加或减少离合器片数量的方法能方便地改变扭矩；改变ATF油压改变扭矩；均为湿式摩擦状态，摩擦磨损小，无须经常间隙调整；第61页/共116页5.2.1片式制动器结构工作原理第62页/共116页5.2.1片式制动器第63页/共116页5.2.1片式制动器第64页/共116页5.2.2带式制动器直接动作式制动器杠杆式制动器连杆式制动器第65页/共116页5.2.2.1直接动作式制动器第66页/共116页5.2.2.2杠杆式制动器第67页/共116页5.2.2.3连杆式制动器第68页/共116页第三节自动变速器电控系统结构与原理第69页/共116页1.传感器结构与原理节气门位置传感器速度传感器 主速度传感器（输出轴）、辅助速度传感器（车速表）；换档规律选择开关 经济型（ECON）一般型（NORMAL）动力型（PWR）；空挡启动开关 控制启动继电器电路，同时把档位信号传给ECU；超速档开关停车制动开关和停车灯开关 ‘后座’控制（先二档再一档）；解除锁止信号，防车熄火；第70页/共116页2.液控式换档规律曲线第71页/共116页3.电控式换档规律曲线第72页/共116页4.ECU的功能换档正时控制超速行驶的控制锁止系统的控制畜压器背压控制发动机转矩控制失效防护功能第73页/共116页第四节液压控制系统第74页/共116页目录1.概述2.液力油泵3.基本阀门4.调压阀5.节流阀及止回阀6.节气门压力修正阀7.锁定信号阀8.锁定继动阀9.换档阀10.手控阀11.液压系统换档过程分析第75页/共116页1.概述作用：液压控制系统提供工作压力，通过电控实现换档离合器、制动器，阀体上的各种阀的接通、关闭或控制通过变速器的油流，把ATF的液力传递给相应的施力装置，从而达到自动变速器变速的目的。组成第76页/共116页1.概述第77页/共116页2.液力油泵作用：使ATF产生一定的压力和流量的动力源，供给液力变矩器和液压自动操纵系统所需的液压油，并保证各摩擦副的润滑的需要。分类：内啮合渐开线齿轮泵、摆线齿轮泵、叶片泵和齿轮泵。第78页/共116页2.1内啮合渐开线齿轮泵第79页/共116页2.2摆线齿轮泵（转子泵）第80页/共116页2.3叶片泵第81页/共116页3.基本阀门3.1调节阀3.2控制阀第82页/共116页3.1调节阀球阀活塞型阀滑阀型阀改进型滑阀第83页/共116页3.1调节阀第84页/共116页3.1调节阀第85页/共116页3.1调节阀第86页/共116页3.2控制阀手控阀液压和弹簧阀改进型液压和弹簧阀反向快出油阀缓冲阀第87页/共116页3.2控制阀第88页/共116页3.2控制阀第89页/共116页3.2控制阀第90页/共116页4.调压阀液压自动系统一般有主调压阀和第二调压阀两个调压阀。主调压阀是根据节气门开度和选档杆位置地变化，将油泵油压调节至规定值，形成稳定地工作液压（管路压力），它是自动变速器内最基本、最重要地压力，因为它用于操纵所有离合器、制动器的动作；同时它也是自动变速器内所有其他控制压力的压力源。若主调压阀工作异常，导致管路压力不定；管路压力过高，引起换档冲击和功率损失；管路压力过低，引起离合器、制动器打滑而烧蚀；第二调压阀作用蚀调节供给液力变矩器和摩擦副润滑的油压，且当发动机停止转动时，关闭液力变矩器的油路，防止大量ATF从液力变矩器外流，保证下次启动工作时正常工作。第91页/共116页4.调压阀第92页/共116页5.1节流阀作用：产生与节气门开度成正比的节气门信号，经节流阀压力修正阀修正后，作用与主调压阀的阀芯下端，使主调压阀所调节的管路压力随节气门开度增大而增大。结构工作原理第93页/共116页5.1节流阀第94页/共116页5.2止回阀作用：使当变速器排入二档以上，节气门开度稍大时，减少加速踏板的作用力，使加速踏板的操作变得滑快。结构工作原理第95页/共116页5.2止回阀第96页/共116页6.节气门压力修正阀作用：将作用于主调压阀下端得节气门压力转换成随节气门开度非线性变化得压力信号，以使管路压力在节气门开度较大时得增长速率减小。结构原理第97页/共116页6.节气门压力修正阀第98页/共116页6.节气门压力修正阀第99页/共116页7.锁定信号阀将来自B2得管路压力打开和闭合，然后作用至锁定继动阀。原理第100页/共116页7.锁定信号阀第101页/共116页8.锁定继动阀根据锁定信号阀的锁定信号，通过改变通往变矩器的ATF的流向，使液力变矩器内的锁止离合器适时地接合与分离。原理第102页/共116页8.锁定继动阀第103页/共116页9.换档阀9.11－2换档阀9.22－3换档阀9.33－4换档阀第104页/共116页9.11－2换档阀第105页/共116页9.22－3换档阀第106页/共116页9.33－4换档阀第107页/共116页10.手控阀第108页/共116页11.液压系统换档过程分析一档：离合器C0、C1单向离合器F0、F2工作。二档：离合器C0、C1单向离合器F0、F1，制动器B2工作。三档：离合器C0、C1、C2单向离合器F0、制动器B2工作。四档：离合器C1、C2、制动器B0、B2工作。第109页/共116页11.液压系统换档过程分析第110页/共116页11.液压系统换档过程分析电磁阀工作情况：1—2换档阀NO.22