汽車液力自動變速器

關(guān)于汽車液力自動變速器第1頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五第二講汽車自動變速汽車自動變速的種類：（1）有級式機械自動變速（AMT)：傳統(tǒng)有級變速器加自動換檔變速（2）液力機械傳動自動變速(AT)：液力變矩器、有級行星齒輪傳動、液壓或電子控制自動換檔操縱機構(gòu)（3）機械式無級自動變速(CVT)：變節(jié)圓傳動（帶式和鏈式傳動）、摩擦傳動（4）全液壓自動無級傳動（5）電氣傳動變速第2頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五第二講汽車自動變速（1）有級式機械自動變速(AMT)：傳統(tǒng)有級變速器、自動離合器、選檔和換檔液壓操縱機構(gòu)、電子控制裝置。既有自動變速的優(yōu)點，又有普通齒輪傳動變速器的價格低和效率高的優(yōu)點。目前不普遍，但有發(fā)展?jié)摿Φ?頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五傳統(tǒng)的變速器第4頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五手動換檔操縱機構(gòu)第5頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五液壓變擋執(zhí)行機構(gòu)第6頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五第二講汽車自動變速汽車自動變速的種類：（2）液力機械傳動自動變速(AT)：液力變矩器、有級行星齒輪傳動、液壓或電子控制自動換檔操縱機構(gòu)。行星齒輪借助摩擦離合器和制動器等換檔變速，液力變矩器在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)無級變速和消除換檔變速沖擊。變速器總傳動比為液力變矩器的變矩系數(shù)和機械變速器傳動比的乘積，部分無級變速。傳動效率低、結(jié)構(gòu)復雜和成本高第7頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五第8頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五第二講汽車自動變速汽車自動變速的種類：（3）機械式無級自動變速(CVT)：從變速范圍、比功率、使用壽命和可靠性以及制造成本等方面看，變節(jié)圓傳動（帶式和鏈式傳動）是現(xiàn)代轎車的最佳。最具代表性：v形金屬傳動帶。

Ford和FiaT裝備于1.1~1.6L轎車；HondaCivic1.6L和AudiA6（金屬鏈）也裝備這類裝置。第9頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五第10頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五第二講汽車自動變速汽車自動變速的種類：（4）全液壓自動無級傳動：采用液壓容積調(diào)速的原理，利用液壓泵和液壓馬達構(gòu)成的無級調(diào)速。變速范圍大，變速平穩(wěn)、減少沖擊和振動，適用于工程機械，傳動效率低，一般汽車上應(yīng)用少。第11頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五第二講汽車自動變速汽車自動變速的種類：（5）電氣傳動變速：沒有機械傳動機構(gòu)，可實現(xiàn)無級變速。有多種方案：直流發(fā)電機—直流驅(qū)動；交流發(fā)電機—直流變頻（整流、逆變）—交流驅(qū)動第12頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五第二講汽車自動變速汽車自動變速的不足：（1)普遍存在結(jié)構(gòu)復雜，制造難度和成本高，維修難度大。（2）效率不夠高第13頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五第四章液力機械傳動自動變速(AT)液力機械傳動自動變速(AT)：液力變矩器、有級行星齒輪傳動、液壓或電子控制自動換檔操縱機構(gòu)。行星齒輪借助摩擦離合器和制動器等換檔變速，液力變矩器在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)無級變速和消除換檔變速沖擊。變速器總傳動比為液力變矩器的變矩系數(shù)和機械變速器傳動比的乘積，部分無級變速。傳動效率低、結(jié)構(gòu)復雜和成本高第14頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五第15頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五第四章液力機械傳動自動變速(AT)4.1液力偶合器

1、結(jié)構(gòu)原理第16頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五第17頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.1液力偶合器2、特性曲線

渦輪與泵輪的轉(zhuǎn)速比等于偶合器的傳動效率。

渦輪轉(zhuǎn)速總是小于泵輪轉(zhuǎn)速。第18頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.1液力偶合器3、應(yīng)用特點

偶合器只傳遞轉(zhuǎn)矩，不改變轉(zhuǎn)矩的大小。相當一個聯(lián)軸器。沒有變速功能。

第19頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.1液力偶合器4、優(yōu)點起步和加速平穩(wěn)，衰減傳動系統(tǒng)振動，防止系統(tǒng)過載。

5、缺點及改進停車時需要完全制動，否則會爬行。換檔還需要換檔離合器；沒有變速功能傳遞載荷大時，有較大的滑動損失。增加鎖止機構(gòu)提高傳動效率。第20頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五第21頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.2液力變矩器1、結(jié)構(gòu)及工作原理

可動渦輪和泵輪、固定不動的導輪等三個基本元件第22頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五第23頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.2液力變矩器渦輪轉(zhuǎn)矩等于泵輪轉(zhuǎn)矩加導輪轉(zhuǎn)矩之和第24頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.2液力變矩器2、特性曲線渦輪轉(zhuǎn)矩隨渦輪轉(zhuǎn)速變化自動改變，轉(zhuǎn)速低輸出轉(zhuǎn)矩增加（比泵輪輸入轉(zhuǎn)矩大）；最高效率為90%

第25頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.2液力變矩器3、三元件綜合式液力變矩器（導輪帶單向超越離合器）渦輪轉(zhuǎn)速足夠高后，三元液力變矩器退化為兩元液力耦合器。

第26頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五第27頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.2液力變矩器3、三元件綜合式液力變矩器圖中K為液力變矩器的輸出轉(zhuǎn)矩與輸入轉(zhuǎn)矩之比，也叫變矩系數(shù)。K=1點以后綜合式變矩器進入偶合器工況。第28頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.2液力變矩器4、閉鎖式液力變矩器為提高效率，結(jié)合液力和機械各自的優(yōu)點。如在平坦的高速公路上液力變矩器的效率低，可鎖止液力變矩器，直接機械傳動。第29頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.2液力變矩器

閉鎖式液力變矩器的操作

第30頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.3行星齒輪變速機構(gòu)1、行星齒輪機構(gòu)原理第31頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.3行星齒輪變速機構(gòu)1、行星齒輪機構(gòu)原理

n1,z1和R1為太陽輪的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑；n2,z2和R2為齒圈的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑；N3為行星輪的轉(zhuǎn)速。第32頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.3行星齒輪變速機構(gòu)1、行星齒輪機構(gòu)原理

n1,z1和R1為太陽輪的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑；n2,z2和R2為齒圈的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑；N3為行星輪的轉(zhuǎn)速。（1）減速擋：第33頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.3行星齒輪變速機構(gòu)1、行星齒輪機構(gòu)原理

n1,z1和R1為太陽輪的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑；n2,z2和R2為齒圈的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑；N3為行星輪的轉(zhuǎn)速。（2）超速擋：第34頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.3行星齒輪變速機構(gòu)1、行星齒輪機構(gòu)原理

n1,z1和R1為太陽輪的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑；n2,z2和R2為齒圈的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑；N3為行星輪的轉(zhuǎn)速。（3）倒檔：第35頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.3行星齒輪變速機構(gòu)1、行星齒輪機構(gòu)原理

n1,z1和R1為太陽輪的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑；n2,z2和R2為齒圈的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑；N3為行星輪的轉(zhuǎn)速。（4）直接擋：任意鎖定行星機構(gòu)中兩個元件即構(gòu)成直接檔（i=1)第36頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.3行星齒輪變速機構(gòu)1、行星齒輪機構(gòu)原理

n1,z1和R1為太陽輪的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑；n2,z2和R2為齒圈的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑；N3為行星輪的轉(zhuǎn)速。（5）空擋：全部放松行星機構(gòu)中各元件即構(gòu)成空檔（i=0)第37頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.3行星齒輪變速機構(gòu)2、換檔執(zhí)行機構(gòu)第38頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.3行星齒輪變速機構(gòu)2、換檔執(zhí)行機構(gòu)第39頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.3行星齒輪變速機構(gòu)2、換檔執(zhí)行機構(gòu)第40頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.3行星齒輪變速機構(gòu)3、行星齒輪變速器變速原理第41頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五第42頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.3行星齒輪變速機構(gòu)3、行星齒輪變速器變速原理從50年代到70年代：行星變速從兩檔增至三檔；從80年代：行星變速從三檔增至四檔；液力變矩器閉鎖從90年代：實現(xiàn)從液壓控制到電子液壓控制轉(zhuǎn)變第43頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.3行星齒輪變速機構(gòu)4、典型行星齒輪變速器變速原理辛普森式的特點：兩太陽輪連為一體，前排行星架和后排的齒圈連成一體。

第44頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4、典型行星齒輪變速器變速原理（三檔辛普森）第45頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4、典型行星齒輪變速器變速原理（四檔辛普森）第46頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4、典型行星齒輪變速器變速原理（拉維奈爾赫）拉維奈爾赫式特點：前后齒圈共用前后行星架共用第47頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4、典型行星齒輪變速器變速原理（拉維奈爾赫三檔）第48頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4、典型行星齒輪變速器變速原理（拉維奈爾赫四檔）第49頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五第50頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.4發(fā)動機的輸出特性及換檔規(guī)律第51頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.4發(fā)動機的輸出特性及換檔規(guī)律第52頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五第53頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五第54頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五第55頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.5液壓控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理液壓控制自動變速器控制原理：（1）變速器輸出軸轉(zhuǎn)速作為控制輸出量，通過離心調(diào)速閥把變速器輸出軸轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫π盘柗答佒翐Q檔閥的一端（2）節(jié)氣門開度的大小（負荷大?。┳鰹榭刂戚斎胄盘柾ㄟ^節(jié)氣門閥轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫π盘栔翐Q檔閥的另一端，兩壓力信號比較使換檔閥動作。（3）換檔控制規(guī)律完全由換檔閥的結(jié)構(gòu)尺寸、各換檔閥的彈簧剛度、節(jié)氣門閥和車速調(diào)速閥等決定。第56頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.5液壓控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理液壓控制的自動變速器的液壓系統(tǒng)組成：（1）動力源：即被變矩器驅(qū)動的液壓泵。汽車液壓泵常用內(nèi)嚙合齒輪泵和葉片泵。向換檔控制和執(zhí)行機構(gòu)供油，同時還有液力變矩器閉鎖、冷卻補油，行星齒輪潤滑油。（2）執(zhí)行機構(gòu)：即行星齒輪變檔執(zhí)行機構(gòu)（3）控制機構(gòu)：主油路、換檔信號系統(tǒng)（節(jié)氣門閥和離心調(diào)速閥）、換檔閥系統(tǒng)和緩沖安全系統(tǒng)，以及液力變矩器的控制裝置第57頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.5液壓控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理1、自動變速器實例

第58頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.5液壓控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理2、自動變速器換檔系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第59頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.5液壓控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理3、主油路系統(tǒng)

主油路的構(gòu)成：油泵、壓力調(diào)節(jié)裝置（一次壓力調(diào)節(jié)、二次壓力調(diào)節(jié)、節(jié)流閥和安全閥）壓力調(diào)節(jié)裝置：避免車速對系統(tǒng)壓力的影響，根據(jù)不同的工況調(diào)節(jié)不同的控制壓力。（1）油門開度小，變速器傳遞的轉(zhuǎn)矩小，油壓低，反之則高；（2）低速檔行駛，傳遞的轉(zhuǎn)矩大，油壓要高，反之則低（3）倒檔機構(gòu)尺寸小需要高的操縱壓力第60頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.5液壓控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理4、換檔信號系統(tǒng)a節(jié)氣門閥：節(jié)氣門閥受發(fā)動機加速踏板的控制，隨節(jié)氣門開度大?。窗l(fā)動機負荷大?。┑淖兓淖兤漭敵鲇蛪簤毫Φ囊簤洪y。輸出油壓壓力的高低作為換檔信號的一種。有兩種節(jié)氣門液壓閥：機械式節(jié)氣門閥和真空式節(jié)氣門閥第61頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.5液壓控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理4、換檔信號系統(tǒng)a節(jié)氣門閥：節(jié)氣門閥受發(fā)動機加速踏板的控制，隨節(jié)氣門開度大小（即發(fā)動機負荷大?。┑淖兓淖兤漭敵鲇蛪簤毫Φ囊簤洪y。輸出油壓壓力的高低作為換檔信號的一種。有兩種節(jié)氣門液壓閥：機械式節(jié)氣門閥和真空式節(jié)氣門閥第62頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.5液壓控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理b離心調(diào)速閥：安裝在變速器輸出軸上，為換檔閥提供一個隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化的油壓壓力。有兩種離心調(diào)速閥：普通復合式雙級調(diào)速閥中間傳動復合式雙級調(diào)速閥第63頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.5液壓控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理b離心調(diào)速閥：安裝在變速器輸出軸上，為換檔閥提供一個隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化的油壓壓力。有兩種離心調(diào)速閥：普通復合式雙級調(diào)速閥中間傳動復合式雙級調(diào)速閥第64頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.5液壓控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理5、換檔閥組換檔閥組根據(jù)換檔信號系統(tǒng)發(fā)出的信號產(chǎn)生相應(yīng)的動作，來控制自動變速器中液壓操縱油路的流動方向，而完成換檔動作。換檔閥組主要包括有：手動閥和換檔閥第65頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.5液壓控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理

自動變速器手動閥換檔手柄所處的位置不對應(yīng)檔位。一般有P、R、N、D、2（S）、L（1）等位置。以四檔變速器為例：

P（停車檔）、R（倒車擋）、N（空檔）、D（前進高檔）、2（S）（前進低2檔）、L（1）（前進低1檔）第66頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.5液壓控制AT結(jié)構(gòu)原理換檔閥：第67頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.5液壓控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理5、自動變速器的換檔過程（1檔）第68頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.5液壓控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理5、自動變速器的換檔過程（4檔）第69頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五第70頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.6電子控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理1、電子控制自動變速器實例第71頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.6電子控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理2、電子控制自動變速器結(jié)構(gòu)框圖第72頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.6電子控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理3、電子控制自動變速器結(jié)構(gòu)第73頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.6電子控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理4、電子控制裝置傳感器：節(jié)氣門位置傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、車速傳感器、控制開關(guān)：超速檔開關(guān)、模式開關(guān)和多功能開關(guān)電磁閥：開關(guān)電磁閥和脈沖電磁閥微電腦及其控制電路：第74頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.6電子控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理4、電子控制裝置控制開關(guān)：超速檔開關(guān)

第75頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.6電子控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理4、電子控制裝置控制開關(guān)：模式開關(guān)經(jīng)濟模式動力模式普通模式手動模式第76頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.6電子控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理4、電子控制裝置控制開關(guān)：多功能開關(guān)

第77頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.6電子控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理4、電子控制裝置電磁閥：開關(guān)電磁閥和脈沖電磁閥

第78頁，共88頁，2022年，5月20日，5點26分，星期五4.6電子控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理5、控制功能換檔控制油壓控制自動模式選擇控制閉鎖離合器控制改善換檔感覺控制