認識自動變速器課件

主講人：日期認識自動變速器

小李是某品牌汽車4S店的銷售經(jīng)理。一天，小李接待了前來買車的王先生，王先生向小李表示打算購入一輛手動擋汽車用于平時通勤。他覺得手動擋汽車比自動擋汽車更省油、更安全，希望小李能根據(jù)其購買意向推薦幾款手動擋汽車。王先生聽后恍然大悟，最后在小李的推薦下試駕了某款自動擋汽車，駕駛體驗果然不錯。不久之后，王先生便與小李愉快地簽了購車合同。本任務(wù)要求學(xué)生從自動變速器的特點、分類、構(gòu)造等方面來認識自動變速器。任務(wù)引入4.1.1自動變速器的特點1．操作簡便且安全性高2．提高發(fā)動機和傳動系統(tǒng)的使用壽命3．提升汽車的起步、加速性能4．提升汽車的通過性能5．減少排氣污染4.1.2自動變速器的分類

根據(jù)汽車驅(qū)動方式的不同，自動變速器可分為后驅(qū)自動變速器和前驅(qū)自動變速器，其布置形式如圖4-1所示。1．按汽車驅(qū)動方式不同分類（b）前驅(qū)（a）前驅(qū)

采用液壓控制系統(tǒng)，通過機械手段將車速等參數(shù)轉(zhuǎn)化為液壓控制信號，再使各控制閥控制換擋機構(gòu)實現(xiàn)換擋。液控自動變速器

采用電子控制系統(tǒng)，通過各種傳感器和開關(guān)將車速等參數(shù)轉(zhuǎn)化為電信號輸入電控單元，電控單元根據(jù)這些電信號確定換擋時刻，控制相應(yīng)的電磁閥工作，通過液壓控制使換擋機構(gòu)實現(xiàn)換擋。電控自動變速器2．按控制方式不同分類通過液力變矩器和齒輪傳動機構(gòu)來實現(xiàn)傳動和變速。自動液力變速器（AT）3．按構(gòu)造和工作原理不同分類通過傳動帶和帶輪的變化實現(xiàn)無級變速。機械無級變速器（CVT）既可以手動換擋也可以自動換擋，因此也是手動/自動一體變速器。雙離合器變速器（DCT）在手動變速器（普通齒輪變速器）的基礎(chǔ)上，加裝電子控制系統(tǒng)。機械式自動變速器（AMT）4.1.3自動變速器的構(gòu)造

液力變矩器通常由泵輪、導(dǎo)輪、單向離合器、渦輪、鎖止離合器、殼體等部分組成，如圖4-3所示。1．液力變矩器1）液力變矩器的構(gòu)造圖4-3液力變矩器（a）外觀

（b）構(gòu)造圖4-4液力變矩器的工作原理

液力變矩器的工作腔一般是密閉的，且能承受一定壓力，它以自動變速器油（ATF）為工作介質(zhì)，油液在工作腔內(nèi)循環(huán)流動。

發(fā)動機轉(zhuǎn)動時，液力變矩器隨曲軸轉(zhuǎn)動，其內(nèi)部的油液受離心力的作用從泵輪甩出，依次沖擊導(dǎo)輪、渦輪，再返回泵輪。如圖4-4所示。2）液力變矩器的工作原理

最簡單的行星齒輪機構(gòu)是單排單級行星齒輪機構(gòu)，如圖4-5所示。2．齒輪傳動機構(gòu)圖4-5單排單級行星齒輪機構(gòu)1）行星齒輪機構(gòu)的構(gòu)造

在行星齒輪機構(gòu)的三個基本元件中，選擇讓一個元件固定，另外兩個元件分別作為主動件和從動件，主動件的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動方向確定后，從動件的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動方向也就得以確定。2）行星齒輪機構(gòu)的工作原理

以不同元件作為固定件、主動件和從動件而得到的組合方式，能使行星齒輪機構(gòu)實現(xiàn)不同傳動結(jié)果，具體如表4-1所示。表4-1行星齒輪機構(gòu)不同元件的組合方式及傳動結(jié)果固定件主動件從動件轉(zhuǎn)動方向輸出轉(zhuǎn)速齒圈太陽輪行星架同向（前進擋）減速行星架太陽輪增速太陽輪齒圈行星架同向（前進擋）減速行星架齒圈增速行星架太陽輪齒圈反向（倒擋）減速齒圈太陽輪增速任意連接兩個元件同向（前進擋）同速無固定件不傳遞動力（空擋）無

作為換擋執(zhí)行元件的離合器一般為多片濕式離合器，它是用于連接自動變速器的輸入軸和行星齒輪機構(gòu)的元件，通常由離合器鼓、離合器活塞、回位彈簧、離合器鋼片、離合器摩擦片、離合器轂等零件組成，其構(gòu)造如圖4-7所示。1）離合器3．換擋執(zhí)行元件圖4-7多片濕式離合器的構(gòu)造

內(nèi)、外座圈之間夾有一個不規(guī)則的楔塊。2）單向離合器圖4-9楔塊式單向離合器的構(gòu)造楔塊式單向離合器：

內(nèi)、外座圈之間夾有滾柱，安裝滾柱的空間為楔形。滾柱式單向離合器：圖4-10滾柱式單向離合器的構(gòu)造

其制動帶纏于制動鼓外緣，一端用銷釘固定在自動變速器殼體上，另一端與活塞連桿接觸。如圖4-11（b）所示3）制動器帶式制動器：（a）構(gòu)造（b）工作原理圖4-11帶式制動器

由制動器活塞、回位彈簧、制動器鼓、制動器摩擦片、制動器鋼片等組成。

其工作原理與多片濕式離合器基本相同，只是制動器鋼片安裝在自動變速器殼體上，制動器摩擦片則和制動器鼓連接。多片濕式制動器：（a）外觀（b）構(gòu)造圖4-12多片濕式制動器

液壓控制系統(tǒng)是自動液力變速器的控制中心，主要由油泵、調(diào)壓裝置和輔助裝置組成，具體如圖4-13所示。1）液壓控制系統(tǒng)4．控制系統(tǒng)圖4-13液壓控制系統(tǒng)1—加速踏板；2—直接擋離合器；3—低速擋制動器；4—調(diào)速閥；5—強制降擋閥；6—節(jié)氣門閥；7—節(jié)氣門；8—變速桿；9—止回閥；10—空擋啟動開關(guān)；11—手控閥；12—油泵；13—進油濾網(wǎng)；14—主調(diào)壓閥；15—倒擋制動器。

每種自動變速器電子控制系統(tǒng)基本都由傳感器、電控單元（ECU）和執(zhí)行器三部分組成。電子控制系統(tǒng)的基本工作原理如圖4-14所示。2）電子控制系統(tǒng)圖4-14電子控制系統(tǒng)的基本工作原理5．辛普森行星齒輪機構(gòu)

汽車自動變速器多采用雙排或多排行星齒輪機構(gòu)連接在一起的形式，用于滿足汽車行駛過程中需要的多種傳動比。

其中比較典型的行星齒輪機構(gòu)為辛普森行星齒輪機構(gòu)。1）辛普森行星齒輪機構(gòu)的構(gòu)造及主要換擋執(zhí)行元件雙排辛普森行星齒輪機構(gòu)的構(gòu)造如圖4-15

所示。表4-2雙排辛普森行星齒輪機構(gòu)換擋執(zhí)行元件的功用雙排辛普森行星齒輪機構(gòu)換擋執(zhí)行元件的功用如表4-2所示。元件代號元件名稱元件功用C1倒擋離合器使動力由輸入軸傳給前太陽輪C2高速擋離合器使動力由輸入軸傳給前行星架C3前進擋離合器將前行星架與F1的外圈連接在一起C4前進擋強制離合器將前行星架與后齒圈連接在一起B(yǎng)12擋、4擋制動器固定前太陽輪B2低速擋、倒擋制動器固定前行星架F1前進擋單向離合器當(dāng)C3起作用時，防止后齒圈逆時針轉(zhuǎn)動F2低速擋單向離合器防止前行星架逆時針轉(zhuǎn)動圖4-16三排辛普森行星齒輪機構(gòu)的構(gòu)造三排辛普森行星齒輪機構(gòu)的構(gòu)造如圖4-16所示。表4-3三排辛普森行星齒輪機構(gòu)換擋執(zhí)行元件的功用三排辛普森行星齒輪機構(gòu)換擋執(zhí)行元件的功用如表4-3所示。元件代號元件名稱元件功用C0超速擋離合器可將動力從超速行星架傳給超速太陽輪，在直接擋時不工作C1前進擋離合器可將動力由輸入軸傳給前齒圈，在所有前進擋都工作C2直接（高、倒）擋離合器可將動力由輸入軸傳給前、后太陽輪，在高速擋和倒擋時工作B0超速擋制動器制動超速太陽輪，僅在直接擋時工作B12擋滑行制動器制動前、后太陽輪，僅在2擋時工作B22擋制動器鎖止F1的外圈，在D1擋升入D2擋時工作B3低速擋、倒擋制動器鎖止后行星架，在倒擋、L擋時工作F0超速擋單向離合器防止超速行星架相對超速太陽輪逆時針轉(zhuǎn)動F12擋單向離合器在B2起作用時，防止前、后太陽輪逆時針轉(zhuǎn)動F21擋單向離合器防止后行星架逆時針轉(zhuǎn)動2）辛普森行星齒輪機構(gòu)的傳動原理

各換擋執(zhí)行元件的工作情況如表4-4所示。變速桿擋位內(nèi)部擋位元件工作情況C0C1C2B0B1B2B3F0F1F2P無○

R無○

○

○

N無○

D1○○

○

○2○○

○

○○

3○○○

○

○

4

○○○

○

21○○

○

○2○○

○○

○○

3*○○○

○

○

L1○○

○○

○2○○

○○

○○

三排辛普森行星齒輪機構(gòu)各擋位的傳動路線如表4-5所示。表4-5三排辛普森行星齒輪機構(gòu)各擋位的傳動路線變速桿擋位內(nèi)部擋位傳動路線21與D1擋相同2輸入軸→前齒圈→前行星輪→前行星架→超速行星齒輪機構(gòu)→中間軸從動齒輪3與D3擋相同L1（1）輸入軸→前齒圈→前行星輪→前、后太陽輪→后行星輪→后齒圈→超速行星齒輪機構(gòu)（2）輸入軸→前齒圈→前行星輪→前行星架→超速行星齒輪機構(gòu)2與22擋相同（續(xù)表）6．拉維奈爾赫行星齒輪機構(gòu)

拉維奈爾赫行星齒輪機構(gòu)有兩個太陽輪，在一個行星架上安裝有互相嚙合的兩套行星輪。

拉維奈爾赫行星齒輪機構(gòu)的大、小太陽輪都為動力輸入元件。

其構(gòu)造如圖4-17所示。圖4-17拉維奈爾赫行星齒輪機構(gòu)的構(gòu)造各編號代表的結(jié)構(gòu)圖詳見教材

機械無級變速器主要由液力變矩器、傳動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成。其中，傳動系統(tǒng)主要由輸入帶輪（主動帶輪）、輸出帶輪（從動帶輪）、傳動帶、輸入軸、輸出軸、行星齒輪機構(gòu)和換擋執(zhí)行元件等組成，如圖4-18所示。4.1.4機械無級變速器1—行星齒輪機構(gòu)；2—輸入軸；3—換擋執(zhí)行元件；4—傳動帶；5—輸入帶輪；6—輸出軸；7—輸出帶輪。1．機械無級變速器的構(gòu)造圖4-18機械無級變速器的傳動系統(tǒng)低速擋。2

輸入帶輪的V形凹槽寬度變寬，輸出帶輪的V形凹槽寬度變窄，輸入帶輪處傳動帶到軸心的半徑減小，輸出帶輪處傳動帶到軸心的半徑增大，傳動比減小，車速下降，如圖4-19（a）所示。2．機械無級變速器的變速原理高速擋。3

輸入帶輪的V形凹槽寬度變窄，輸出帶輪的V形凹槽寬度變寬，輸入帶輪處傳動帶到軸心的半徑增大，輸出帶輪傳動帶到軸心的半徑減小，傳動比增大，車速上升，如圖4-19（b）所示。（a）低速擋（b）高速擋圖4-19機械無級變速器的變速原理1—輸入軸；2—輸入帶輪；3—傳動帶；4—輸出帶輪；5—輸出軸。動力輸出是連續(xù)的，因此駕駛過程非常平順。1）機械無級變速器的優(yōu)點3．機械無級變速器的優(yōu)、缺點1擋位設(shè)定更為自由，更容易取得傳動比、行駛性能、油耗、廢氣排放的平衡。2機械效率、燃油經(jīng)濟性大大優(yōu)于一般的自動變速器，因此非常適合小排量轎車。3成本較高。2）機械無級變速器的缺點1傳動帶無法承受較大的載荷，因此不能用于高輸出發(fā)動機。2傳動帶容易損壞，因此故障率較高。3

雙離合器變速器主要由雙離合器、齒輪傳動機構(gòu)、電子控制系統(tǒng)等部分組成，如圖4-20所示。4.1.5雙離合器變速器1．雙離合器變速器的構(gòu)造圖4-20雙離合器變速器濕式離合器1

由于自動變速器油具有潤滑和吸收熱量的雙重作用，所以濕式離合器在應(yīng)對低速工況和頻繁起步時可以表現(xiàn)得更穩(wěn)定，是雙離合器變速器中普遍采用的一種。干式離合器2

即用空氣冷卻的離合器，其離合片直接置于空氣中，通過齒輪嚙合直接進行傳動。其優(yōu)點是傳動效率高，缺點是容易發(fā)熱，使用壽命較短。換擋速度