第九章自動變速器變速系統(tǒng)

1、汽車電子控制技術(shù)1第九章第九章 自動變速器變速系統(tǒng)自動變速器變速系統(tǒng)汽車電子控制技術(shù)2第一節(jié)第一節(jié) 液力變矩器液力變矩器一、液力變矩器的類型液力變矩器是一種典型的傳遞扭矩的液力傳動裝置，是自動變速器必不可少的動力傳遞部件?，F(xiàn)代汽車常用的液力變矩器有三元件液力變矩器、綜合式液力變矩器和鎖止式液力變矩器三種。汽車電子控制技術(shù)3二、普通液力變矩器（一）液力變矩器的結(jié)構(gòu) 普通液力變矩器的結(jié)構(gòu)如圖9-la所示，由渦輪2、泵輪3和導(dǎo)輪4組成。渦輪與泵輪均為圓盆狀，導(dǎo)輪為扇葉狀。這種液力變矩器具有渦輪、泵輪和導(dǎo)輪三個元件，稱為三元件液力變矩器或普通液力變矩器。這些輪統(tǒng)稱為工作輪或葉輪。葉輪由鋁合金精密鑄造而

2、成或由冷軋鋼板沖壓成形。沖壓成形的葉輪內(nèi)壁上的葉片采用鉚接（可拆式）或焊接（焊接式）工藝制成。 可拆式液力變矩器雖然維修方便，但是平衡精度不高，特別是拆修后平衡精度更難保證，因此僅適用于轉(zhuǎn)速較低、動平衡精度要求不高的載貨汽車。發(fā)動機轉(zhuǎn)速高、平衡精度要求高的小轎車，目前普遍采用焊接式液力變矩器傳遞扭矩。雖然焊接式液力變矩器不能分解檢修，一旦出現(xiàn)故障就需要換總成，但由于其零部件焊接牢固，實用證明極少出現(xiàn)故障。 三元件液力變矩器與液力偶合器的主要區(qū)別在于：在渦輪與泵輪內(nèi)部增設(shè)了一個引導(dǎo)液體流向且固定不動的導(dǎo)輪，從而能夠增大渦輪的輸出扭矩。汽車電子控制技術(shù)4汽車電子控制技術(shù)5（二）液力變矩器工作原理（

3、二）液力變矩器工作原理 液力變矩器是以自動變速器油液液力變矩器是以自動變速器油液ATF（Automatic Transmission Fluid，以下簡稱傳動液）為工作介質(zhì)來傳遞發(fā)動機扭矩的。以下簡稱傳動液）為工作介質(zhì)來傳遞發(fā)動機扭矩的。 （三）液力變矩器增扭原理（三）液力變矩器增扭原理 液力變矩器具有增大原始輸入扭矩的功能，即傳遞到變速器的扭矩可液力變矩器具有增大原始輸入扭矩的功能，即傳遞到變速器的扭矩可以大于發(fā)動機輸入液力變矩器的原始輸入扭矩。實現(xiàn)這一功能的關(guān)鍵以大于發(fā)動機輸入液力變矩器的原始輸入扭矩。實現(xiàn)這一功能的關(guān)鍵 在于在于液力變矩器比液力偶合器增設(shè)了固定不動的導(dǎo)輪。液力變矩器比液力

4、偶合器增設(shè)了固定不動的導(dǎo)輪。汽車電子控制技術(shù)6三、綜合式液力變矩器三、綜合式液力變矩器汽車電子控制技術(shù)7汽車電子控制技術(shù)8（二）綜合式液力變矩器工作原理（二）綜合式液力變矩器工作原理 當泵輪與渦輪的轉(zhuǎn)速差很大時，如圖當泵輪與渦輪的轉(zhuǎn)速差很大時，如圖9-6a）所示，由于泵輪葉片）所示，由于泵輪葉片外緣與渦輪葉片外緣的壓力差很大，因此沿渦輪葉片內(nèi)緣流出的液流外緣與渦輪葉片外緣的壓力差很大，因此沿渦輪葉片內(nèi)緣流出的液流速度速度A很高。速度很高。速度A在渦輪速度（即傳動液在渦輪速度（即傳動液ATF圓周運動速度）圓周運動速度）B的影的影響下，其方向發(fā)生偏移，使傳動液按合成速度響下，其方向發(fā)生偏移，使傳動

5、液按合成速度C方向流向?qū)л啿_擊方向流向?qū)л啿_擊導(dǎo)輪葉片前面（靠旋轉(zhuǎn)方向一面）。如果導(dǎo)輪不動，那么導(dǎo)輪葉片就導(dǎo)輪葉片前面（靠旋轉(zhuǎn)方向一面）。如果導(dǎo)輪不動，那么導(dǎo)輪葉片就會使液流改變方向沖擊泵輪葉片背面，促使泵輪旋轉(zhuǎn)，從而增大扭矩。會使液流改變方向沖擊泵輪葉片背面，促使泵輪旋轉(zhuǎn)，從而增大扭矩。 當泵輪與渦輪的轉(zhuǎn)速差小時，如圖當泵輪與渦輪的轉(zhuǎn)速差小時，如圖9-6b）所示，一方面是渦輪旋）所示，一方面是渦輪旋轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)速度B增大，另一方面由于泵輪葉片外緣與渦輪葉片外緣的壓力差增大，另一方面由于泵輪葉片外緣與渦輪葉片外緣的壓力差減小，因此沿渦輪葉片內(nèi)緣流出的液流速度減小，因此沿渦輪葉片內(nèi)緣流出的液流速

6、度A減小，傳動液將按合成減小，傳動液將按合成速度速度C方向流向?qū)л啿_擊導(dǎo)輪葉片前端的背面。如果導(dǎo)輪不動，那方向流向?qū)л啿_擊導(dǎo)輪葉片前端的背面。如果導(dǎo)輪不動，那么傳動液將產(chǎn)生渦流，阻礙傳動液順利流動，從而造成不必要的能量么傳動液將產(chǎn)生渦流，阻礙傳動液順利流動，從而造成不必要的能量損失，降低變矩器的傳動效率。如果此時導(dǎo)輪能夠自由旋轉(zhuǎn)，傳動液損失，降低變矩器的傳動效率。如果此時導(dǎo)輪能夠自由旋轉(zhuǎn)，傳動液ATF便能順利回流到泵輪，能量就不會損失。由此可見，將導(dǎo)輪通過便能順利回流到泵輪，能量就不會損失。由此可見，將導(dǎo)輪通過單向離合器固定在變速器殼體上，是提高液力變矩器的傳動效率的方單向離合器固定在變速

7、器殼體上，是提高液力變矩器的傳動效率的方法之一。法之一。汽車電子控制技術(shù)9汽車電子控制技術(shù)10第二節(jié)第二節(jié) 行星齒輪機構(gòu)行星齒輪機構(gòu) 汽車必須滿足從停止到起步、從低速行駛到高速行駛和倒退行駛的使用要求。液力變矩器雖然能在一定范圍內(nèi)自動無級地改變輸出扭矩和轉(zhuǎn)速，但是其變矩系數(shù)較?。ㄒ话銥?-3），難以滿足使用要求。因此，汽車必須設(shè)置變速器，且應(yīng)具有速比可變（即具有變速檔）、轉(zhuǎn)向可逆（即具有倒檔）和切斷動力（即具有空檔）的功能。 汽車上廣泛采用由液力變矩器與齒輪變速器組合而成的液力機械式變速器。齒輪式變速器可以是行星齒輪式變速器（又稱為旋轉(zhuǎn)軸線式齒輪變速器），也可以是平行軸式齒輪變速器（又稱為固定

8、軸線式齒輪變速器）。 汽車電子控制技術(shù)11 汽車電子控制技術(shù)12一、行星齒輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu) 在齒輪機構(gòu)中，至少有一個軸線可以繞共同的固定軸線轉(zhuǎn)動的齒輪機構(gòu)稱為行星齒輪機構(gòu)。最簡單的行星齒輪機構(gòu)由太陽輪1、內(nèi)齒圈2、行星架3、行星輪4和行星輪軸5組成. 二、行星齒輪機構(gòu)的運動規(guī)律 眾所周知，平行軸式齒輪變速機構(gòu)傳動比的計算公式為：i=主動輪轉(zhuǎn)速/從動輪轉(zhuǎn)速=從動輪齒數(shù)/主動輪齒數(shù)汽車電子控制技術(shù)13三、行星齒輪機構(gòu)變速原理由運動規(guī)律方程式N1+n2-(1+)n3=0可見，將太陽輪、內(nèi)齒圈和行星架三者中的任意元件與主動軸相連作為輸入主動件，第二元件與被動軸相連作為輸出從動件，再將第三元件強制固定（稱為

9、制動）使其轉(zhuǎn)速為零或約束其運動使其轉(zhuǎn)速為某一定值，則整個輪系就能以一定的傳動比傳遞動力，實現(xiàn)不同檔位速度的變化。汽車電子控制技術(shù)14第三節(jié)第三節(jié) 換檔執(zhí)行機構(gòu)換檔執(zhí)行機構(gòu)一、換檔執(zhí)行機構(gòu)的類型 自動變速器的換檔執(zhí)行機構(gòu)由離合器和制動器兩部分組成。目前采用的離合器有單向離合器與片式離合器兩種；制動器有片式制動器和帶式制動器兩種。單向離合器的類型以及結(jié)構(gòu)原理與液力變矩器使用的完全相同，故不贅敘。片式離合器（或制動器）是一種利用傳動液ATF壓力來推動活塞移動，從而使離合器片（或制動器片）接合的離合器（或制動器），故又稱為活塞式離合器（或制動器）。汽車電子控制技術(shù)15二、換檔離合器 在自動變速器中，換

10、檔離合器的功用是將行星齒輪變速機構(gòu)的輸入軸與行星排的某一個元件或?qū)⑿行桥诺哪硟蓚€元件連接成一體，用以實現(xiàn)變速傳動。（一）片式離合器的結(jié)構(gòu)（二）片式離合器工作情況（三）安全閥的作用 汽車電子控制技術(shù)16三、換檔制動器 制動器是換檔執(zhí)行機構(gòu)中的鎖止元件，其功用是鎖定行星排中的任意一個或兩個元件，以便實現(xiàn)變速傳動。（一）片式制動器 片式制動器的結(jié)構(gòu)原理與片式離合器基本相同，僅零部件的名稱有所不同。由制動器鼓制動器花鍵鼓、制動器片（主動鋼片、從動制動摩擦片）、活塞和復(fù)位彈簧等組成。 制動器鼓固定在變速器殼體上或直接以變速器殼體作為制動器鼓。制動器花鍵鼓與行星排的某一個元件連接。當液壓控制系統(tǒng)的傳動液使

11、活塞移動時，主動鋼片與從動摩擦片壓緊在一起，便將與花鍵鼓連接的行星排元件與變速器殼體鎖定，從而實現(xiàn)變速傳動。（二）帶式制動器的結(jié)構(gòu)原理 帶式制動器由制動帶及其伺服裝置（即控制油缸）組成。（三）帶式制動器間隙的調(diào)整 帶式制動器在解除制動后，制動帶與制動鼓之間應(yīng)有一定間隙，以便制動鼓旋轉(zhuǎn)，否則就會造成制動鼓與制動帶加劇磨損，影響行星齒輪機構(gòu)正常工作。制動帶與制動鼓間隙的調(diào)整方法有兩種：一是通過調(diào)節(jié)調(diào)整螺桿進行調(diào)整。四、停車鎖止機構(gòu)汽車電子控制技術(shù)17第四節(jié) 行星齒輪變速器 汽車自動變速器采用的行星齒輪變速機構(gòu)有辛普森（Simpson）式、拉維奈爾赫（Ravigneaux,又譯為納文腦）式和阿里森（Arnoldson）式等等?，F(xiàn)代汽車自動變速器使用的行星齒輪機構(gòu)大多數(shù)都是由辛普森式雙排行星齒輪機構(gòu)或拉維奈爾赫式復(fù)合行星齒輪機構(gòu)組成。 汽車電子控制技術(shù)18一、行星齒輪自動變速器的結(jié)構(gòu)