自動變速器原理及工藝性介紹

自動變速器

工作原理及工藝性

內(nèi)容提要自動變速器概述

自動變速器結(jié)構(gòu)與工作原理

自動變速器與整車的聯(lián)系

自動變速器的工藝性

一、自動變速器概述

1、變速器的定義：改變轉(zhuǎn)速比和傳動扭矩比的裝置。

2、變速器的作用：（1）擴(kuò)大發(fā)動機(jī)傳給驅(qū)動車輪上的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的變化范圍。（2）在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)向不變的情況下，實現(xiàn)倒車。（3）利用空擋，中斷動力傳輸，實現(xiàn)發(fā)動機(jī)怠速。

3、自動變速器的優(yōu)點(diǎn)：（1）優(yōu)異的駕駛性能。（2）良好的行駛性能。（3）高度的行車安全性。（4）低污染的廢氣排放。4、自動變速器的分類：按變速方式分：有級和無級自動變速器；按汽車驅(qū)動方式分：后驅(qū)動自動變速器和前驅(qū)動自動變速器；按齒輪變速器的類型分：普通齒輪式和行星齒輪式；按控制方式分可分為：液力控制和電子控制自動變速器。5、自動變速器的組成：主要由液力變矩器、齒輪變速器、液壓供油系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。自動變速器傳動部分剖面圖一、自動變速器概述

6、自動變速器的工作過程：自動變速器之所以能夠?qū)崿F(xiàn)自動換擋是因為工作中駕駛員踏下油門的位置或發(fā)動機(jī)進(jìn)氣歧管的真空度和汽車的行駛速度能指揮自動換擋系統(tǒng)工作，自動換擋系統(tǒng)中各控制閥不同的工作狀態(tài)將控制變速齒輪機(jī)構(gòu)中離合器的分離與結(jié)合和制動器的制動與釋放，并改變變速齒輪機(jī)構(gòu)的動力傳遞路線，實現(xiàn)變速器擋位的變換。下面分別說明液控自動變速器和電控自動變速器的換檔原理。（1）液控自動變速器根據(jù)汽車的行駛速度和節(jié)氣門開度的變化，自動變換擋位。其換擋控制方式是通過機(jī)械方式將車速和節(jié)氣門開度信號轉(zhuǎn)換成控制油壓，并將該油壓加到換擋閥的兩端，以控制換擋閥的位置，從而改變換擋執(zhí)行元件（制動器和離合器）的油路。這樣，工作液壓油進(jìn)入相應(yīng)的執(zhí)行元件，使離合器結(jié)合或分離，制動器制動或松開，控制行星齒輪變速器的升擋或降擋，從而實現(xiàn)自動變速。液控自動變速器換擋原理示意圖一、自動變速器概述

（2）電控液力自動變速器是在液力自動變速器基礎(chǔ)上增設(shè)電子控制系統(tǒng)而形成的。它通過傳感器和開關(guān)監(jiān)測汽車和發(fā)動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，接受駕駛員的指令，并將所獲得的信息轉(zhuǎn)換成電信號輸入到電控單元。電控單元根據(jù)這些信號，通過電磁閥控制液壓控制裝置的換擋閥，使其打開或關(guān)閉通往換擋離合器和制動器的油路，從而控制換擋時刻和擋位的變換，以實現(xiàn)自動變速。電控自動變速器換擋原理示意圖二、自動變速器結(jié)構(gòu)與工作原理

1、液力變矩器的結(jié)構(gòu)與工作原理：液力變矩器位于變速器的最前端，安裝在發(fā)動機(jī)的飛輪上，作用與離合器相似，傳遞動力并根據(jù)汽車行駛阻力的變化，在一定范圍內(nèi)自動地、無級地改變傳動比和轉(zhuǎn)矩比，具有一定的減速增矩功能。常見的液力變矩器由泵輪、渦輪和導(dǎo)輪三個元件組成。液力變矩器組成泵輪渦輪導(dǎo)輪單向離合器液力變矩器動力傳遞原理演示圖液力變矩器渦流液力變矩器環(huán)流與變矩器渦流軌跡變矩原理（低速）變矩原理（中速）變矩原理（高速）液力變矩器特性曲線鎖止離合器（分離）鎖止離合器（接合）二、自動變速器結(jié)構(gòu)與工作原理

2、變速齒輪機(jī)構(gòu)組成及變速原理：行星齒輪機(jī)構(gòu)由太陽輪、內(nèi)齒圈、行星架和行星齒輪組成。行星齒輪機(jī)構(gòu)是實現(xiàn)變速的機(jī)構(gòu)，速比的改變是通過以不同的元件作主動件和限制不同的元件的運(yùn)動實現(xiàn)的。在速比改變的過程中整個行星齒輪動力傳遞沒有中斷。行星齒輪機(jī)構(gòu)組成變速原理（加）變速原理（減）二、自動變速器結(jié)構(gòu)與工作原理單排行星齒輪的特性方程：（α=Z2/Z1）n1+αn2=（1+α）n3式中:n1————————太陽輪轉(zhuǎn)速

n2————————齒圈轉(zhuǎn)速

n3—————————行星架轉(zhuǎn)速變速原理（倒）和傳動比的計算二、自動變速器結(jié)構(gòu)與工作原理

3、換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成及結(jié)構(gòu)原理：換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作用是改變行星齒輪的主動件或限制某個元件的運(yùn)動改變動力的傳遞路線和速比。由多片式離合器、制動器和單向超越離合器等組成。

離合器C0與超速行星排超速行星排齒圈和制動器B0離合器C1離合器C2制動器B1、B2及單向離合器F1制動器B3、前行星齒輪排及單向離合器F2制動器B3的活塞及殼體后行星排及輸出軸軸承位置離合器（一）離合器（二）片式制動器二、自動變速器結(jié)構(gòu)與工作原理

下面以辛普森齒輪變速機(jī)構(gòu)為例來說明自動變速器的變速原理：

選擋手柄辛普森式變速機(jī)構(gòu)組成D-1D-2D-3D-42-1、2-2、LR二、自動變速器結(jié)構(gòu)與工作原理

4、

供油系統(tǒng)：主要由油泵、濾清器、調(diào)壓閥及管道組成。油泵通常安裝在變矩器的后方，由變矩器泵輪驅(qū)動。油泵二、自動變速器結(jié)構(gòu)與工作原理

5、自動變速器用液壓閥：手動控制閥、主調(diào)節(jié)閥、第二調(diào)節(jié)閥：節(jié)氣門閥、速控壓力閥、速控壓力調(diào)節(jié)閥、閉鎖壓力調(diào)節(jié)閥、變速閥等。主油路調(diào)壓閥手控閥節(jié)氣門閥速控閥1-2換擋閥2-3換擋閥3-4換擋閥三、自動變速器與整車的聯(lián)系

1、動力輸入：啟動齒圈與液力變矩器殼體通過托盤以螺栓相連，托盤則通過分布不均的螺栓連接在曲軸凸緣上。2、動力輸出：自動變速器輸出軸凸緣與傳動軸凸緣用螺栓連接傳遞動力到驅(qū)動橋。3、控制信號：液控自動變速器通過機(jī)械方式將車速和節(jié)氣門開度信號轉(zhuǎn)化成控制油壓。電控自動變速器通過節(jié)氣門傳感器和車速傳感器把信號傳給ECU，由ECU給電磁閥發(fā)出指令，通過電磁閥的開關(guān)控制換擋閥油壓。4、手動控制閥：是自動變速器中唯一的由人工操縱的閥，其用于將油液人為的進(jìn)行管路轉(zhuǎn)換（管路選擇與分配）。手控閥通過桿件與換擋手柄相連，根據(jù)換擋手柄的指示（即駕駛員的選擇指令），接入P、R、N、D、S、L等管路，從而規(guī)定或限制了液流及相應(yīng)閥件的分配、調(diào)節(jié)及控制動作元件（離合器與制動器）的工作范圍。5、自動變速器在車架上的安裝與支承。（略）四、自動變速器的工藝性

自動變速器是一個集液力傳動、機(jī)械傳動、液壓動力及控制、電子控制技術(shù)于一身的綜合體。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、布局緊湊，制造難度高。單個企業(yè)獨(dú)立完成自動變速器的設(shè)計和制造是不現(xiàn)實的。針對我廠目前的實際情況在自動變速器中以下幾類零部件不應(yīng)考慮自行設(shè)計制造：1、齒輪、軸承及軸類零件（自動變速器的軸類均有花鍵或齒形）。2、油泵、閥體及液壓閥。3、ECU、電磁閥及傳感器。4、離合器、制動器及單向離合器。四、自動變速器的工藝性

以下兩類零部件可考慮自行設(shè)計及制造：

1、變速器殼體件：此類零件為鑄造毛坯后進(jìn)行機(jī)加工，我廠在此方面的人員及設(shè)備都較為成熟。

2、液力變矩器：此件為鋼板沖壓焊接結(jié)構(gòu)，此方面我廠具有一定的設(shè)計制造條件。工藝難點(diǎn)如下：

1）泵輪與發(fā)動機(jī)曲軸相連，因此要保證其良好的動平衡。

2）液力變矩器內(nèi)充滿ATF油液并有一定的補(bǔ)償壓力，因此，必須保證殼體的焊接質(zhì)量。

3）泵輪與渦輪間保證有3-4mm的