汽車底盤構造與維修 第5章

(汽車運用與維修專業(yè))

汽車底盤構造

與維修

孔令來

主編

機械工業(yè)出版社CHINAMACHINEPRESS1概述2傳動系概述3離合器

4手動變速器5自動變速器6萬向驅(qū)動裝置7驅(qū)動橋8汽車行駛系9懸架10汽車轉(zhuǎn)向系11汽車制動系12汽車防滑控制系統(tǒng)目錄概述液力變矩器

行星齒輪機構

自動變速器的控制系統(tǒng)

自動變速器的拆裝

自動變速器的使用與故障檢修123456第五章自動變速器1）自動變速器的發(fā)展、應用、分類、功用、組成及優(yōu)缺點2）液力偶合器和液力變矩器的結構、工作原理和特性3）行星齒輪系統(tǒng)的構造、工作原理、傳動比的計算4）辛普森和拉維奈爾赫式行星齒輪變速器的結構特點及工作原理學習目標5）自動變速器中的離合器、制動器和單向離合器的結構及工作原理6)自動變速器中液控液壓式、電控液壓式兩種控制系統(tǒng)的組成和各組成部分的構造與工作原理7)掌握自動變速器的拆裝順序和各部件的拆裝方法8)自動變速器的使用、檢查和排除常見故障的方法學習目標一、自動變速器的發(fā)展及應用以往汽車速度控制均采用機械式變速器，駕駛員通過操縱變速桿使變速器中的齒輪進行不同的組合，以增大或減小發(fā)動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，從而適應各種行駛條件的需要。

在換檔時，駕駛員除了操縱變速桿外，還要交替踩離合器踏板和加速踏板，一旦路況復雜，駕駛員極易疲勞或發(fā)動機熄火。第一節(jié)

概述自動變速器優(yōu)點：實現(xiàn)自動變速和連續(xù)變矩，換檔時不中斷動力傳動，并具有操作輕便、換檔平穩(wěn)、過載保護，降低駕駛員勞動強度，提高了汽車的安全性和機動性。20世紀60年代后期，在美國生產(chǎn)的小轎車上，自動變速器基本取代了手動變速器。50年代末，日本從西方引進并研制自動變速器，很快就批量生產(chǎn)，其發(fā)展勢頭迅猛異常。近20年來美國、法國、意大利、德國和日本等國家都已建成了一批自動變速器生產(chǎn)廠家，其中比較著名的有:美國的Allison、英國的Borg-Warner、德國的ZF、意大利Fiat的和日本的TOYOTA等。近十年來，隨著電子技術和電子計算機技術的迅速發(fā)展，由微型計算機控制的液力自動變速器已普遍推廣。

它使液力自動變速器按照最低油耗及最佳換檔理論進行自動換檔，使汽車液力自動變速器的各項性能指標均達到最佳綜合優(yōu)化水準。在我國，汽車上應用液力傳動裝置始于20世紀60年代，當時成功地研制了紅旗牌高級轎車液力自動變速器，并小批量生產(chǎn)。

近幾年來，許多國產(chǎn)新型轎車都采用了自動變速器，如上海別克、帕薩特、廣州雅閣、一汽捷達和神龍富康等。

自動變速器正在汽車工業(yè)的發(fā)展中扮演著越來越重要的角色。

自動變速器因驅(qū)動方式、檔位數(shù)、變速齒輪結構形式、變矩器的結構及換檔控制形式的不同，而有不同的分類。二、自動變速器的分類變速器換檔操作的自動化程度半自動式全自動式自動換檔控制方式液控式

(液力式)電控式

(電液式)汽車驅(qū)動方式自動

變速器自動變速驅(qū)動橋齒輪變速機構行星

齒輪式定軸

齒輪式變矩器類型有鎖止離合器無鎖止離合器前進檔位2檔3檔4檔5檔動力傳遞方式液力式氣壓式電磁式機械式全自動變速器：汽車行駛中離合器操作和換檔操作均實現(xiàn)自動化半自動變速器：其中之一未實現(xiàn)自動化液控式自動變速器：由液力變矩器與帶有換檔執(zhí)行元件的輔助變速器裝置組合而成，并通過控制裝置使換檔執(zhí)行元件工作。電控式自動變速器：根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度和檔位開關等電信號，由電控單元ECU(或動力控制模塊PCM)通過電磁閥控制液壓系統(tǒng)的工作，從而確定最佳的換檔時機與換檔檔位。自動變速器：適用于前置發(fā)動機、后輪驅(qū)動的車輛自動變速驅(qū)動橋：適用于前置發(fā)動機、前輪驅(qū)動的車輛行星齒輪式機構：目前，日產(chǎn)、豐田及絕大多數(shù)歐美汽車自動變速器均采用定軸齒輪式變速機構：本田汽車公司生產(chǎn)的雅閣(ACCORD)、里程(LEGEND)和市民(CIVIC)系列轎車采用自動變速器的結構

1—發(fā)動機2—主減速器和差速器3—傳動軸4—自動變速器1—發(fā)動機2—前驅(qū)動軸3—自動變速驅(qū)動橋

自動變速驅(qū)動橋的結構

1.功用三、自動變速器的功用和組成根據(jù)發(fā)動機負荷和車速等情況自動變換傳動比，使汽車獲得良好的動力性和燃料經(jīng)濟性，并可以減少發(fā)動機排氣污染。易于操作，可大大提高汽車行駛的安全性。2.組成電子控制液力自動變速器由液力變矩器、齒輪變速器、油泵、液壓控制系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)、油冷卻系統(tǒng)等幾部分組成(1)液力變矩器液力變矩器位于自動變速器的最前端，它通過螺栓與發(fā)動機的飛輪相連，利用液力傳動的原理，將發(fā)動機的動力傳給自動變速器的齒輪變速器。此外，它還具有一定的自動變速和自動變矩功能。(2)齒輪變速器自動變速器的主要組成部分，它包括齒輪變速機構和換檔執(zhí)行機構。

齒輪變速機構可以使變速器實現(xiàn)不同的傳動比，使之處于不同的檔位。

大部分汽車的齒輪變速機構有3~4個前進檔和1個倒檔，這些檔位與液力變矩器配合，就可獲得由起步到最高車速的整個范圍內(nèi)的自動變速。換檔執(zhí)行機構有離合器、制動器和單向離合器，可以固定、接合、分離或放松行星齒輪系統(tǒng)的齒圈、行星架和太陽輪，從而進行自動控制，實現(xiàn)各檔的傳動。(3)油泵油泵通常安裝在液力變矩器后面，由飛輪通過液力變矩器殼直接驅(qū)動，為液力變矩器、液壓控制系統(tǒng)、換檔執(zhí)行元件提供一定壓力的液壓油。(4)液壓控制系統(tǒng)包括由許多控制閥組成的閥板總成和液壓管路，閥板總成通常安裝在齒輪變速器下方的油底殼內(nèi)。

駕駛員通過自動變速器的選檔桿改變閥板內(nèi)手控閥的位置，液壓控制系統(tǒng)接受節(jié)氣門開度和車速信號，利用液壓自動控制原理，按照一定的規(guī)律控制齒輪變速器中換檔執(zhí)行元件的工作，實現(xiàn)自動換檔。(5)電子控制系統(tǒng)比液壓式自動變速器更加先進。

除了閥板及液壓管路之外，還包括電腦、傳感器、執(zhí)行器及控制電路等。

傳感器將發(fā)動機和汽車的工作參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，然后送給自動變速器的電腦，電腦接收到這些信號后，根據(jù)既定的換檔規(guī)律向換檔電磁閥和油壓電磁閥發(fā)出指令，使它們動作。這樣，閥板中的各種閥就使換檔執(zhí)行元件動作，從而實現(xiàn)自動變速。(6)冷卻系統(tǒng)在自動變速器的外部還設有一個液壓油散熱器(有的裝在水箱處，有的裝在自動變速器上)，通過管路與閥板連接，用于散發(fā)自動變速器內(nèi)液壓油在工作中產(chǎn)生的熱量。

1.自動變速器的優(yōu)點1)操作簡單、省力。2)行車安全性得到提高。3)行駛平穩(wěn)性和乘坐舒適性好。4)機件的使用壽命長。5)改善了車輛動力性能。6)改善了車輛的通過性。7)減輕了空氣污染。四、自動變速器的優(yōu)缺點2.自動變速器的缺點1)結構比較復雜、制造精度要求較高、重量也有增加，因此其成本較高，試制費用較大。2)傳動效率低(主要由液力傳動所造成)。一般液力傳動效率最高可達82%~86%，比機械傳動效率低8%~12%。3)由于結構復雜，其使用、修理、故障分析與處理等要求有較高的技術水平。概述液力變矩器

行星齒輪機構

自動變速器的控制系統(tǒng)

自動變速器的拆裝

自動變速器的使用與故障檢修123456第五章自動變速器一、液力偶合器1.構造液力傳動裝置。

若忽略其機械損失，則輸出轉(zhuǎn)矩與輸入轉(zhuǎn)矩相等。第二節(jié)液力變矩器a)結構示意圖b)主要零件結構圖1—發(fā)動機曲軸2—偶合器外殼3—泵輪4—渦輪5—輸出軸6—擋板7—軸承8—油封9—輸出軸凸緣盤一、液力偶合器結構：

主要由泵輪3和渦輪4兩個工作輪組成，這兩個工作輪是能量轉(zhuǎn)換和動力傳遞的基本元件。

泵輪3和渦輪4：

具有相同內(nèi)外徑，都安裝有徑向排列的葉片。

相對安裝，兩者的端面留有3~4mm的間隙。

裝合后為一整體，其軸線斷面一般為圓形，內(nèi)腔有工作液。一、液力偶合器2.工作原理當工作輪旋轉(zhuǎn)時，液力偶合器中的工作液被葉片帶動一起旋轉(zhuǎn)。

在離心力的作用下，工作液從葉片內(nèi)緣向外緣流動，其外緣壓力最高，內(nèi)緣壓力最低。

由于泵輪3與渦輪4的半徑是相等的，當泵輪3的轉(zhuǎn)速大于渦輪4的轉(zhuǎn)速時，泵輪葉片外緣的壓力大于渦輪葉片外緣的壓力。一、液力偶合器工作液不僅隨著工作輪繞發(fā)動機曲軸1和輸出軸5的軸線做圓周運動，并且在上述壓力差的作用下，沿循環(huán)圓依箭頭所示方向作循環(huán)流動，形成一個首尾相連的環(huán)形螺旋線。一、液力偶合器傳動過程:

泵輪接受發(fā)動機傳來的機械能傳給工作液，使其動能提高，再由工作液將動能傳給渦輪。

實現(xiàn)傳動的必要條件：

工作液在泵輪與渦輪之間有循環(huán)的流動，而這種循環(huán)流動的產(chǎn)生是由于兩個工作輪轉(zhuǎn)速不相等(離心力也就不相等)，使兩輪葉片的外緣處產(chǎn)生液壓差所致。

偶合器正常工作時，泵輪3的轉(zhuǎn)速大于渦輪4的轉(zhuǎn)速;若兩工作輪的轉(zhuǎn)速相等，偶合器不起傳動作用。一、液力偶合器汽車起步時，起動發(fā)動機驅(qū)動泵輪旋轉(zhuǎn)，而與整車牽連著的渦輪仍處于靜止狀態(tài)，工作液則立即產(chǎn)生繞工作輪軸線的圓周運動和循環(huán)流動。

當液流沖到渦輪葉片上時，對渦輪葉片造成一個沖擊力，使渦輪受到一個繞其軸線作用的力矩，使渦輪產(chǎn)生與泵輪同向旋轉(zhuǎn)的趨勢。

發(fā)動機轉(zhuǎn)速越大，其作用力矩也越大，當大于汽車起步阻力時，汽車將起步，隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的繼續(xù)提高，渦輪連同汽車也不斷加速。一、液力偶合器5-1液力偶合器工作原理缺點：

只能傳遞轉(zhuǎn)矩，而不能改變轉(zhuǎn)矩的大小，必須有變速機構與其配合使用。

不能使發(fā)動機與傳動系統(tǒng)徹底分離，用于普通齒輪式變速器時還必須加裝離合器，使得傳動系結構更為復雜。

液力偶合器在汽車上已基本不使用了。

一、液力偶合器1.液力變矩器的結構相比液力偶合器：

液力變矩器在泵輪和渦輪之間加了個導輪。

1—渦輪2—導輪3—泵輪二、液力變矩器1—凸緣2—曲軸3—單向離合器4—渦輪5—變矩器殼6—泵輪7—導輪8—變速器輸入軸9—變速器殼液力變矩器安裝位置安裝：

泵輪6與變矩器殼5連成一體，用螺栓固定在發(fā)動機曲軸后端的凸緣1上(或飛輪上)。

渦輪4通過花鍵與變速器輸入軸8相連。

導輪7則通過導輪軸與變速器的固定殼體相連，導輪和導輪軸之間裝有單向離合器3。

所有的工作輪在裝配后，形成斷面為循環(huán)圓的環(huán)狀體。二、液力變矩器2.液力變矩器的工作原理泵輪：將發(fā)動機的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣幼兯倨饔偷膭幽堋u輪：將自動變速器油的動能轉(zhuǎn)變?yōu)闇u輪軸上的機械能。導輪：改變自動變速器油的流動方向，進而起到變矩的作用。二、液力變矩器液力偶合器內(nèi)自動變速器油的流動方向當從泵輪傳向渦輪的油液再回到泵輪時，其作用方向與泵輪轉(zhuǎn)動方向相反，有阻止泵輪正常運轉(zhuǎn)的傾向，即泵輪的運動受到了渦輪回油阻礙。

這是液力偶合器的缺點，也是液力偶合器無法增大轉(zhuǎn)矩的原因。B—泵輪W—渦輪D—導輪液力變矩器中油液流動的方向自動變速器油從渦輪流入導輪后，由于導輪軸上裝有單向離合器，使得導輪在受到來自渦輪的油液沖擊時，能保持鎖止不動，改變經(jīng)過它的油流動方向，進而達到增加扭矩的作用。這也是液力變矩器可以增大扭矩的原理。以上的油流方向都是在泵輪已經(jīng)轉(zhuǎn)動而渦輪還沒有轉(zhuǎn)動時(即汽車還未起步)的情況，如果渦輪開始轉(zhuǎn)動后(即汽車起動后)，情況將有所改變。

由于渦輪開始轉(zhuǎn)動，使得從渦輪流入導輪的油流方向有所改變。

二、液力變矩器在渦輪轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的離心力作用下，油流不再直接流向?qū)л?，而是越過導輪流回泵輪。

流回泵輪的油流方向不再與泵輪轉(zhuǎn)動方向相同，因而失去了加強泵輪轉(zhuǎn)矩的作用，此時液力變矩器又變成液力偶合器，不再具有增扭的作用。二、液力變矩器渦輪轉(zhuǎn)速繼續(xù)增加，使得從渦輪進入導輪的油沖擊到了導輪的葉片背面，此時，單向離合器開始分離，進而使導輪開始與渦輪和泵輪以相同方向轉(zhuǎn)動。二、液力變矩器綜上所述，液力變矩器的變矩效率是隨渦輪轉(zhuǎn)速的變化而變化的。1)渦輪轉(zhuǎn)速為零時，變矩器輸出轉(zhuǎn)矩最大，約為發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩的2.6倍。2)當渦輪轉(zhuǎn)速從零開始逐漸增大時，液力變矩器的輸出轉(zhuǎn)矩逐漸減少。二、液力變矩器5-2液力變矩器工作原理3)當渦輪轉(zhuǎn)速達到一定值時，渦輪出油不再流向?qū)л?，而是直接流向?qū)л喅隹谔?，此時液力變矩器變?yōu)橐毫ε己掀鳌?)當渦輪轉(zhuǎn)速進一步提高時，渦輪出口油液開始沖擊導輪葉片的背面，此時液力變矩器的輸出轉(zhuǎn)矩開始小于輸入轉(zhuǎn)矩。5)當渦輪轉(zhuǎn)速與泵輪相同時，液力變矩器已經(jīng)沒有了環(huán)流運動，液力變矩器將失去傳遞動力的功能。二、液力變矩器3.有關液力變矩器的概念(1)液力變矩器的轉(zhuǎn)矩比(t)

a)轉(zhuǎn)矩比變化規(guī)律b)效率變化規(guī)律二、液力變矩器二、液力變矩器轉(zhuǎn)矩比：輸出轉(zhuǎn)矩與輸入轉(zhuǎn)矩之比，速比：渦輪轉(zhuǎn)速與泵輪轉(zhuǎn)速之比。失速點：當渦輪轉(zhuǎn)速為零時，此時變矩器輸出轉(zhuǎn)矩最大。一般在1.7~2.6之間。變矩區(qū)：隨著渦輪轉(zhuǎn)速的升高，速比增大，轉(zhuǎn)矩比減小。偶合區(qū)：當速比升為0.85時，轉(zhuǎn)矩比為1，即輸入轉(zhuǎn)矩等于輸出轉(zhuǎn)矩。此時液力變矩器開始從變矩區(qū)進入偶合區(qū)(2)液力變矩器效率(η)當速比為零時(失速點)，泵輪旋轉(zhuǎn)而渦輪不轉(zhuǎn)，最大轉(zhuǎn)矩傳遞到渦輪，但因渦輪沒有轉(zhuǎn)，故效率為零。

當渦輪開始轉(zhuǎn)動后，渦輪轉(zhuǎn)矩成正比上升，效率上升，在偶合點稍前一點時達到最大值，然后開始下降(因為部分油流開始沖擊導輪葉片的背面)。導輪開始旋轉(zhuǎn)后，可以防止效率進一步下降。

液力變矩器開始變?yōu)榕己掀?，因為轉(zhuǎn)矩比約為1，在偶合區(qū)內(nèi)效率與速比成正比例直線上升。二、液力變矩器當效率接近到100%(還不到100%)時，渦輪與泵輪的轉(zhuǎn)速幾乎相等，液力變矩器中的環(huán)流停止，此時無法傳遞動力。

另外由于自動變速器油的升溫，消耗了動能，因此液力變矩器效率無法達到100%，正常約為95%。二、液力變矩器(3)帶鎖止離合器的液力變矩器由于泵輪與渦輪之間的轉(zhuǎn)速差最少為4%~5%，相當于泵輪與渦輪之間存在有滑移現(xiàn)象，因而無法達到100%的效率，所以采用帶鎖止離合器的液力變矩器可以解決泵輪與渦輪的轉(zhuǎn)速差問題，進而提高液力變矩器的效率，使其達到100%。二、液力變矩器結構：

鎖止離合器的主動部分是傳力盤8和操縱油缸活塞(壓盤)6，它們與泵輪11一起旋轉(zhuǎn)。

從動部分是裝在渦輪輪轂14花鍵上的離合器從動盤7。

二、液力變矩器壓力油經(jīng)油道5進入后，推動活塞右移，壓緊從動盤(即鎖止離合器接合)，于是泵輪與渦輪接合成一體旋轉(zhuǎn)，變矩器不起作用。

當撤除油壓時，二者分離，變矩器恢復正常工作。二、液力變矩器當汽車起步或在壞路面上行駛時，可將鎖止離合器分離，使變矩器起作用，以充分發(fā)揮液力傳動自動適應行駛阻力劇烈變化的優(yōu)點。

當汽車在良好路面上行駛時，應接合鎖止離合器，使變矩器的輸入軸和輸出軸成為剛性連接(即轉(zhuǎn)為直接機械傳動)。此時，變矩器效率η=1，這就提高了汽車行駛速度和燃油經(jīng)濟性，同時還使得油溫不再升高。二、液力變矩器概述液力變矩器

行星齒輪機構

自動變速器的控制系統(tǒng)

自動變速器的拆裝

自動變速器的使用與故障檢修123456第五章自動變速器變矩器雖能傳遞和增大發(fā)動機轉(zhuǎn)矩，但變矩比不大，變速范圍不寬。為進一步增大轉(zhuǎn)矩，擴大變速范圍，變矩器后還要再加裝一個齒輪變速裝置——機械變速器。在液力自動變速器中，齒輪變速裝置有兩種類型:

平行軸式齒輪變速機構和行星齒輪變速機構。

目前絕大多數(shù)轎車的自動變速器采用行星齒輪機構。

第三節(jié)行星齒輪機構1.行星齒輪機構和類型(1)行星齒輪機構行星齒輪機構有很多類型，其中最簡單的行星齒輪機構是由1個太陽輪、1個齒圈、1個行星架和支承在行星架上的4個行星齒輪組成的(稱為單個行星排)。一、行星齒輪機構與工作原理一、行星齒輪機構與工作原理太陽輪、齒圈及行星架有一個共同的固定軸線，行星齒輪支承在固定于行星架的行星齒輪軸上，并同時與太陽輪和齒圈嚙合。

當行星齒輪機構運轉(zhuǎn)時，空套在行星架行星齒輪軸上的幾個行星齒輪可以繞自己的軸線進行自轉(zhuǎn)，同時又可以隨著行星架一起繞著太陽輪公轉(zhuǎn)。

在行星排中，具有固定軸線的太陽輪、齒圈和行星架稱為行星排的3個基本獨立元件。一、行星齒輪機構與工作原理(2)行星齒輪機構的類型行星齒輪機構可以按不同的方式進行分類。1)按齒輪的排數(shù)不同，行星齒輪機構可以分為:

單排行星齒輪機構和雙排行星齒輪機構一、行星齒輪機構與工作原理a)單排行星齒輪機構b)雙排行星齒輪機構1—行星齒輪2—行星架3—齒圈4—太陽輪5—前齒圈6—前行星輪7—前后太陽輪8—前行星輪架后齒圈組件9—后排行星齒輪10—后齒圈一、行星齒輪機構與工作原理a)b)單行星齒輪式c)雙行星齒輪式1—行星齒輪2—行星架3—齒圈4—太陽輪5—前齒圈6—前行星輪7—前后太陽輪8—前行星輪架后齒圈組件9—后排行星齒輪10—后齒圈11—內(nèi)行星齒輪12—外行星齒輪2)按太陽輪和齒圈之間的行星齒輪組數(shù)：

單行星齒輪式和雙行星齒輪式一、行星齒輪機構與工作原理雙行星齒輪機構在太陽輪和齒圈之間有兩組互相嚙合的行星齒輪，其中外面一組行星齒輪和齒圈嚙合，里面一組行星齒輪和太陽輪嚙合。

與單行星齒輪機構在其他條件相同的情況下相比，雙行星齒輪機構的齒圈可以得到反向傳動。一、行星齒輪機構與工作原理行星齒輪機構優(yōu)點：

由于有多個行星齒輪同時傳遞動力，而且常采用內(nèi)嚙合方式，充分利用了齒圈內(nèi)部的空間。

在傳遞同樣功率的條件下，可以大大減小變速機構的尺寸和重量，并可實現(xiàn)同向、同軸減速傳動。

由于雙行星齒輪機構采用常嚙合傳動，動力不間斷，加速性好，工作也更可靠。一、行星齒輪機構與工作原理2.行星齒輪機構的變速原理將單排行星齒輪機構中的太陽輪、齒圈和行星架這3個基本元件任選兩個，分別作為主動件和從動件，而使另一個固定不動或轉(zhuǎn)速為某一定值時，整個輪系即以一定的傳動比傳遞動力。一、行星齒輪機構與工作原理(1)各種行星齒輪機構傳動比的計算原理

在單排行星齒輪機構中，行星齒輪只起惰輪的作用。

單排行星齒輪機構的傳動比取決于太陽輪齒數(shù)z1和齒圈齒數(shù)z2，與行星齒輪的齒數(shù)無關。

根據(jù)分析推導得出，單排行星齒輪的運動特性方程為n1+αn2-(1+α)n3=0式中，n1為太陽輪轉(zhuǎn)速;n2為齒圈轉(zhuǎn)速;n3為行星架轉(zhuǎn)速;α為z2/z1，z2為齒圈齒數(shù)，z1為太陽輪齒數(shù)。一、行星齒輪機構與工作原理

一、行星齒輪機構與工作原理

一、行星齒輪機構與工作原理

一、行星齒輪機構與工作原理

一、行星齒輪機構與工作原理5)若3個基本元件都沒有被固定，各個基本元件都可以自由轉(zhuǎn)動，則此時該機構具有兩個自由度，因此不論以哪兩個基本元件為輸入件、輸出件，都不能獲得動力傳遞，即此時該機構失去傳動作用而處于空檔狀態(tài)。一、行星齒輪機構與工作原理6)若將任意兩個基本元件互相連接起來，則由行星排的運動方程可知，第三個基本元件的轉(zhuǎn)速必與前兩個基本元件的轉(zhuǎn)速相同，即3個基本元件將以同樣的轉(zhuǎn)速一同旋轉(zhuǎn)。

此時不論以哪兩個基本元件為輸入件、輸出件，其傳動比都是1，相當于直接檔。一、行星齒輪機構與工作原理5-3行星齒輪工作原理

行星齒輪機構的工作情況

狀態(tài)檔位固定部件輸入部件輸出部件旋轉(zhuǎn)方向1降速檔齒圈太陽輪行星架相同方向2超速檔齒圈行星架太陽輪相同方向3降速檔太陽輪齒圈行星架相同方向4超速檔太陽輪行星架齒圈相同方向5倒檔位（降速）行星架太陽輪齒圈相反方向6倒檔位（超速）行星架齒圈太陽輪相反方向7直接檔沒有任意兩個第三元件同向同速8空檔位沒有不定不定不轉(zhuǎn)動

多行星排齒輪機構：

僅靠單排行星齒輪機構是不能滿足汽車在不同運行工況下對傳動比的要求的，用于汽車自動變速器的行星齒輪機構通常是由2~3個單排行星齒輪機構組成的，通?？梢杂?~4個不同傳動比的前進檔和1個倒檔。當所有的基本元件都沒有被固定時，即可得到空檔。

只要該機構經(jīng)約束后的自由度為1，其傳動比都可以通過解由各個單排行星齒輪機構的運動特性方程組成的聯(lián)立方程組來得到。一、行星齒輪機構與工作原理兩個以上的行星排進行組合，選取不同的基本元件作為輸入或輸出，以及采取執(zhí)行元件不同的工作方式，可得到不同類型的行星齒輪變速器。

但考慮到效率的高低、行星齒輪的復雜程度，真正能用于汽車自動變速器的行星齒輪變速器就不多了。

目前常用于轎車自動變速器的兩種行星齒輪變速器有:

辛普森(Simpon)式行星齒輪變速器；

拉維奈爾赫(Ravigneaux)式行星齒輪變速器。

一、行星齒輪機構與工作原理辛普森式行星齒輪變速器從20世紀70年代開始，被通用、福特、克萊斯勒、豐田、日產(chǎn)等多家公司應用于汽車自動變速器上。二、辛普森式行星齒輪變速器1.結構組成：辛普森行星齒輪機構及相應的換檔執(zhí)行元件

辛普森行星齒輪機構：

共用一個太陽輪的兩組行星齒輪、兩個行星架和兩個內(nèi)齒圈，

四個獨立元件：前排齒圈、前、后太陽輪組件、后排行星架、前行星架和后齒圈二、辛普森式行星齒輪變速器辛普森行星輪系1—前齒圈2—前、后太陽輪組件3—前行星齒輪4—后排行星齒輪5—后排行星架6—前行星架和后齒圈組件

二、辛普森式行星齒輪變速器1—輸入軸2—Ⅰ號離合器3—Ⅰ號制動器4、10—公共太陽輪5—后排行星齒輪架6—Ⅱ號制動器7—單向離合器8—輸出軸停車齒輪9—后排內(nèi)齒圈11—前排內(nèi)齒圈12—前排行星齒輪架13—Ⅱ號離合器辛普森行星齒輪變速器的結構簡圖單向離合器F1與制動器B2并聯(lián)，F(xiàn)1的作用是單向鎖定后排行星齒輪架。用F1鎖定后排行星齒輪架與制動器B2鎖定后排行星齒輪架的區(qū)別在于F1是單向鎖定。

此時自動變速器只能由輸入軸帶動輸出軸轉(zhuǎn)動，當?shù)妆P轉(zhuǎn)速高于發(fā)動機轉(zhuǎn)速時，自動變速器的輸出軸與輸入軸自動分離，這樣發(fā)動機對車輪不產(chǎn)生制動作用。用B2鎖定后排行星齒輪架時，發(fā)動機可以起到1檔制動作用。因此，當自動變速器變速桿置于前進檔D檔時(即D1)，1檔沒有制動效果。當變速桿置于1檔時(即11)，就有制動效果了。停車鎖P是在變速桿置于停車檔P檔時，鎖定輸出軸，起到停車制動器的作用。檔位C1C2B1B2F1P停車檔P

●倒檔R●

●

空檔N

前進檔D1

●

●

D2

●●

D3●●

2檔

●●

1檔12

●●

11

●

●

注:●為接合、制動或鎖止。各檔位時離合器和制動器的工作情況2.工作原理(1)空檔N空檔時所有執(zhí)行元件均不動作，輸入軸空轉(zhuǎn)。(2)停車檔P檔位處于停車檔時，停車鎖與輸出軸上停車齒輪鎖合，輸出軸被固定，其他執(zhí)行元件不動作，輸入軸空轉(zhuǎn)。二、辛普森式行星齒輪變速器(3)1檔1檔有兩種狀況：

一種是變速桿處在前進檔D位置時的1檔D1;

另一種是變速桿在1檔位置時的1檔11。

這兩種狀況的不同點僅在于后排行星齒輪架由哪個執(zhí)行元件來鎖定。

由單向離合器F1鎖定時為D1，此時動力只能單向傳輸，即由輸入軸傳向輸出軸。二、辛普森式行星齒輪變速器

二、辛普森式行星齒輪變速器

二、辛普森式行星齒輪變速器(5)3檔3檔時離合器C1、C2都接合，輸入軸與前排內(nèi)齒圈和公共太陽輪連接在一起，前排行星齒輪組形成直接檔傳遞動力。3檔的傳動比為:i3=1二、辛普森式行星齒輪變速器(6)倒檔倒檔時離合器C1接合，輸入軸連接在公共太陽輪上，制動器B2動作，后排行星齒輪架被鎖定。

動力由輸入軸通過公共太陽輪、后排行星齒輪、后排內(nèi)齒圈傳遞到輸出軸。倒檔的傳動比為:iR=-α

二、辛普森式行星齒輪變速器拉維奈爾赫式行星齒輪變速器采用的是拉維奈爾赫式行星齒輪機構。

三、拉維奈爾赫式行星齒輪變速器結構：一大一小兩個太陽輪、三個長行星齒輪、三個短行星組成，兩組行星齒輪共用一個行星架和一個齒圈。

2個行星排共用一個齒圈和一個行星架，因此它只有4個獨立元件，即前太陽輪、后太陽輪、公共行星架和公共內(nèi)齒圈。三、拉維奈爾赫式行星齒輪變速器特點：

結構簡單、尺寸小、傳動比變化范圍大、靈活多變，

可以組成有3個前進檔或4個前進檔的齒輪變速器。

自20世紀70年代開始，它應用于許多轎車自動變速器，特別是前輪驅(qū)動式轎車的自動變速器，如奧迪、大眾、福特、馬自達等車型的自動變速器。三、拉維奈爾赫式行星齒輪變速器1.三檔拉維奈爾赫式行星齒輪變速器的結構在三檔拉維奈爾赫式行星齒輪機構中設置有7個換檔元件(3個離合器、2個制動器

和2個單向超越離合器)，可使其成為一個具有3個前進檔和1個倒檔的3檔行星齒輪變速器。

采用這種變速器的有福特汽車公司生產(chǎn)的FORDFMX自動變速器等。三、拉維奈爾赫式行星齒輪變速器拉維奈爾赫式3檔行星齒輪變速器1—輸入軸2—離合器C2

3—制動器B1

4—單向離合器F1

5—制動器B2

6—長行星齒輪7—短行星齒輪8—公共行星架9—輸出軸10—公共內(nèi)齒圈11—后太陽輪12—前太陽輪13—單向離合器F2

14—離合器C3

15—離合器C1前行星排：前太陽輪、長行星齒輪、行星架和齒圈組成一個單行星齒輪式行星排

后排行星排：后太陽輪、短行星齒輪、長行星齒輪、行星架和齒圈組成一個雙行星齒輪式行星排。三、拉維奈爾赫式行星齒輪變速器在7個換檔執(zhí)行元件中：離合器C1與單向離合器F2用于聯(lián)接輸入軸和后太陽輪;離合器C3單獨聯(lián)接輸入軸和后太陽輪;離合器C2用于聯(lián)接輸入軸和前太陽輪;制動器B1用于固定前排太陽輪;制動器B2用于固定公共行星架;單向離合器F1逆時針方向?qū)残行羌苡墟i止作用，并只在1檔工作;單向離合器F2逆時針方向鎖止，動力只能單向傳遞。2.三檔拉維奈爾赫式行星齒輪變速器的工作原理

各檔位離合器和制動器的工作情況

注:●為接合、制動或鎖止。三、拉維奈爾赫式行星齒輪變速器操縱手柄位置檔位換檔執(zhí)行元件C1C2C3B1B2F1F2DD1檔●

●●D2檔●

●

●D3檔●●

●R倒檔

●

●

S、L或2、11檔

●

●

2檔

●●

(1)空檔空檔時所有執(zhí)行元件均不工作，輸入軸空轉(zhuǎn)。三、拉維奈爾赫式行星齒輪變速器(2)D1檔D1檔時，離合器C1接合，單向離合器F1、F2工作，輸入軸經(jīng)離合器C1和單向離合器F2與后排太陽輪連接，使后太陽輪朝順時針方向傳動，并通過短行星齒輪和長行星齒輪帶動公共內(nèi)齒圈順時針方向旋轉(zhuǎn)。三、拉維奈爾赫式行星齒輪變速器長行星齒輪在帶動公共內(nèi)齒圈朝順時針方向轉(zhuǎn)動時，對公共行星齒輪架產(chǎn)生一個逆時針方向的力矩，而公共行星架在單向離合器F1逆時針方向的鎖止作用下鎖定不動，從而使發(fā)動機動力經(jīng)輸入軸、后排太陽輪、短行星齒輪、長行星齒輪傳給公共內(nèi)齒圈和輸出軸。三、拉維奈爾赫式行星齒輪變速器

三、拉維奈爾赫式行星齒輪變速器(3)1檔1檔時，離合器C3接合，制動器B2工作，動力可以雙向傳遞，因而發(fā)動機可以對車輪產(chǎn)生制動效能，

1檔的傳動比同D1檔的傳動比。三、拉維奈爾赫式行星齒輪變速器(4)D2檔D2檔時，離合器C1、單向離合器F2和制動器B1一起工作。發(fā)動機動力經(jīng)輸入軸和離合器C1、單向離合器F2傳至后太陽輪，使后太陽輪朝順時針方向轉(zhuǎn)動，并通過短行星齒輪帶動長行星齒輪朝順時針方向轉(zhuǎn)動。三、拉維奈爾赫式行星齒輪變速器

三、拉維奈爾赫式行星齒輪變速器(5)2檔2檔時，離合器C3接合、制動器B1動作。

動力可以雙向傳遞，

2檔的傳動比同D2檔的傳動比。三、拉維奈爾赫式行星齒輪變速器(6)D3檔D3檔時，離合器C1和C2同時接合，單向離合器F2工作，使輸入軸同時和前、后太陽輪連接。

由于前、后太陽輪成為一個整體，兩者以相同的轉(zhuǎn)速隨輸入軸傳動，因此短行星齒輪和長行星齒輪不能自轉(zhuǎn)，只能同前、后太陽輪一起作公轉(zhuǎn)。三、拉維奈爾赫式行星齒輪變速器同時帶動公共行星架以相同的轉(zhuǎn)速隨前、后太陽輪轉(zhuǎn)動，從而導致公共內(nèi)齒圈及前、后太陽輪等所有元件作為一個整體一同轉(zhuǎn)動。

發(fā)動機動力由前、后排太陽輪經(jīng)后排行星齒輪傳至公共內(nèi)齒圈，此時傳動比等于1，因此3檔是直接檔。三、拉維奈爾赫式行星齒輪變速器D1檔、D2檔和D3檔時，F(xiàn)2都參加了工作，而F2是單向離合器，起的作用就是單向鎖定，所以自動變速器在這三個檔位工作時，只能由輸入軸帶動輸出軸轉(zhuǎn)動，即當?shù)妆P轉(zhuǎn)速高于發(fā)動機轉(zhuǎn)速時，自動變速器的輸出軸與輸入軸自動分離，這樣發(fā)動機對車輪不產(chǎn)生制動作用。三、拉維奈爾赫式行星齒輪變速器(7)倒檔倒檔時，離合器C2接合，使輸入軸同前太陽輪連接，同時制動器B2產(chǎn)生制動，將公共行星架鎖定。發(fā)動機動力經(jīng)輸入軸傳給前太陽輪，使前太陽輪朝順時針方向轉(zhuǎn)動，并帶動長行星齒輪朝逆時針方向轉(zhuǎn)動。

三、拉維奈爾赫式行星齒輪變速器

三、拉維奈爾赫式行星齒輪變速器自動變速器換檔執(zhí)行機構與普通手動變速器換擋執(zhí)行元件不同，自動變速器的離合器、制動器、單向離合器代替了普通手動變速器中的同步器，而且完全由電液系統(tǒng)實現(xiàn)自動控制。四、自動變速器換檔執(zhí)行元件1.離合器(1)離合器的作用離合器有兩個作用:1)連接作用。將行星齒輪機構中某一元件與輸入部分相連，使該元件成為主動元件。2)連鎖作用。將行星齒輪機構中任意二元件連鎖為一體，使三個元件具有相同的轉(zhuǎn)速。這時行星齒輪機構作為一個整體，實現(xiàn)直接傳動。四、自動變速器換檔執(zhí)行元件(2)離合器的組成離合器由摩擦片、壓板、活塞、離合器鼓和缸體、密封圈、碟形彈簧和擋圈組成。四、自動變速器換檔執(zhí)行元件(3)離合器的工作原理離合器在工作時分兩個過程:1)接合過程。

當需要某一離合器接合工作時，自動變速器液壓控制系統(tǒng)將液壓油通過離合器鼓的進油道送到活塞后方，給活塞施以壓力，同時壓力油將止回閥關閉，活塞受力后克服回位彈簧的彈力，逐漸將壓板與摩擦片壓緊產(chǎn)生摩擦力。

離合器的接合過程要求平穩(wěn)、柔和。四、自動變速器換檔執(zhí)行元件2)分離過程。

當離合器分離時，缸體內(nèi)主要油壓由原油道泄出，同時止回閥打開，

幫助泄出殘余油液，活塞在回位彈簧的作用下迅速回位，離合器摩擦片與壓板分離。

離合器的分離過程要求迅速、徹底。四、自動變速器換檔執(zhí)行元件5-4離合器的工作原理2.制動器(1)制動器的作用作用：將行星齒輪機構中某一元件與變速器殼相連，使該元件受約束而固定。

制動器有盤式制動器和帶式制動器。

盤式制動器連接運動元件與變速器殼體，而離合器連接的是兩個運動件。四、自動變速器換檔執(zhí)行元件(2)帶式制動器的組成和工作原理主要組成部件：

制動帶、液壓缸和推桿等，制動鼓通常就是離合器的外殼。

當壓力油從活塞右端進入時，作用在活塞上的油壓克服彈簧力及活塞左端的殘余油壓，活塞被推向左端，通過推桿使制動帶抱緊離合器的外殼，起制動作用。

當需要解除制動時，壓力油從活塞左端進入，而活塞的右端卸壓，活塞在油壓和彈簧力作用下迅速右移，制動帶釋放。四、自動變速器換檔執(zhí)行元件1—變速器殼體2—制動帶3—制動鼓4—回位彈簧5—活塞6—液壓缸施壓腔7—液壓缸端蓋8—液壓缸釋放腔9—推桿10—調(diào)整螺釘

帶式制動器3.單向離合器(1)單向離合器的作用和種類限制一些運動元件只能作單方向的轉(zhuǎn)動，

限制兩個元件在某一方向自由轉(zhuǎn)動，在相反的方向相互制約。

分類：滾柱式、楔塊式。四、自動變速器換檔執(zhí)行元件(2)滾柱式單向離合器的組成和工作原理外圈、內(nèi)圈、彈簧和滾柱。外圈內(nèi)表面制有若干偏心的弧形滾道。由光滑的內(nèi)圈和外圈構成的滾子滾道寬度不均勻。在彈簧的作用下，滾子處于滾道的小端。若外圈固定，則內(nèi)圈能沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，帶動滾子壓縮彈簧，使?jié)L子進入滾道大端。反之，若內(nèi)圈沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，滾子被帶回滾道小端，內(nèi)圈卡住不能轉(zhuǎn)動，單向離合器鎖止。同理，若內(nèi)圈固定則外圈逆時針轉(zhuǎn)動時自由，順時針轉(zhuǎn)動時鎖止。(3)楔塊式單向離合器的組成和工作原理楔塊、內(nèi)圈和外圈單向離合器內(nèi)外圈之間所形成的滾道寬度均勻，其間設有若干沿圓周均勻布置的楔塊。楔塊的兩端呈圓弧形，其彎曲方向互相偏置不對稱。楔塊的長度大于滾道的寬度，楔塊之間由保持彈簧牽制，保持彈簧有穩(wěn)定楔塊工作位置的作用。單向離合器的內(nèi)圈與固定件連接，外圈與旋轉(zhuǎn)件連接并可與旋轉(zhuǎn)件一同轉(zhuǎn)動。

當單向離合器的外圈逆時針方向轉(zhuǎn)動時，在內(nèi)圈不動的情況下，外圈將推動楔塊的頂端。

因C<B，故楔塊傾倒，外圈可以轉(zhuǎn)動。四、自動變速器換檔執(zhí)行元件自由狀態(tài)1—楔塊2—外圈3—內(nèi)圈4—保持彈簧當單向離合器的外圈順時針方向轉(zhuǎn)動時，在內(nèi)圈固定不動的情況下，摩擦力將促使楔塊保持直立。

因A>B，故楔塊阻止外圈，使其不能轉(zhuǎn)動。四、自動變速器換檔執(zhí)行元件鎖止狀態(tài)概述液力變矩器

行星齒輪機構

自動變速器的控制系統(tǒng)

自動變速器的拆裝

自動變速器的使用與故障檢修123456第五章自動變速器組成：動力源、執(zhí)行機構和控制機構

前兩部分均為液壓式

整個操縱系統(tǒng)：液控液壓式、電控液壓式和電子控制式。

第四節(jié)自動變速器的控制系統(tǒng)一、液控液壓式控制系統(tǒng)1.液壓控制系統(tǒng)的組成(1)供油系統(tǒng)油泵、濾油器、油底殼、工作液、冷卻器和單向閥(2)執(zhí)行機構換檔離合器和制動器一、液控液壓式控制系統(tǒng)(3)控制機構主油路系統(tǒng)、換檔信號系統(tǒng)、換檔閥系統(tǒng)、緩沖安全系統(tǒng)和濾清冷卻系統(tǒng)。一、液控液壓式控制系統(tǒng)主油路系統(tǒng)：主油路調(diào)壓閥換檔信號系統(tǒng)：節(jié)氣門閥和調(diào)速閥換檔閥系統(tǒng)：換檔閥、手控制閥、強制低檔閥;緩沖安全系統(tǒng)：緩沖閥、低檔限流閥、單向閥;濾清系統(tǒng)：冷卻器和濾清器2.各組成部分的構造與原理(1)液壓油泵作用：

向控制機構、執(zhí)行機構供應液壓油，實現(xiàn)換檔；

向液力變矩器供應工作油，

向行星齒輪機構供應潤滑油。一、液控液壓式控制系統(tǒng)油泵的使用條件是:

常用壓力0.5~1MPa，

最大使用壓力1.5~2MPa，

轉(zhuǎn)速為1000r/min時排量約為10~15L/min，

使用轉(zhuǎn)速約為500~6000r/min。

該油泵為小型泵，

適合于較高轉(zhuǎn)速而易于制造的定量齒輪泵。一、液控液壓式控制系統(tǒng)變量葉片泵1—泵殼2—反饋油道3—銷軸4—出油口5—泄油口6—回位彈簧7—濾網(wǎng)8—進油口9—葉片10—轉(zhuǎn)子11—定子

一、液控液壓式控制系統(tǒng)內(nèi)嚙合式齒輪泵1—月牙形隔板2—內(nèi)齒輪3—小齒輪

4—壓油腔

5—出油腔

6—吸油路

7—進油路

一、液控液壓式控制系統(tǒng)擺線轉(zhuǎn)子泵1—驅(qū)動軸

2—內(nèi)轉(zhuǎn)子

3—外轉(zhuǎn)子

4—泵殼

5—進油腔6—出油腔

e—偏心距

一、液控液壓式控制系統(tǒng)(2)調(diào)速閥作用：

產(chǎn)生與車速成正比的油壓，與節(jié)氣門閥產(chǎn)生的油壓共同控制換檔，實現(xiàn)自動換檔。

安裝：

變速器的輸出軸上，利用節(jié)流原理，產(chǎn)生速控油壓(即車速信號)。

作用原理：

利用隨轉(zhuǎn)速變化的離心力來代替滑閥的彈簧力，來獲得與輸出軸的轉(zhuǎn)速相對應的節(jié)流壓力。一、液控液壓式控制系統(tǒng)雙級式調(diào)速器：

包含有兩個重塊，利用大小兩個重塊離心力的不同，使油壓變化有一個轉(zhuǎn)折點，以提高其在低車速時的換檔性能。一、液控液壓式控制系統(tǒng)1—泄油口2—離心錘Ⅱ3—離心錘Ⅰ4—擋塊一、液控液壓式控制系統(tǒng)雙級調(diào)速閥的工作原理：在回轉(zhuǎn)軸的一側(cè)布置滑閥，而另一側(cè)用桿將兩者連接起來。最初離心錘Ⅰ和離心錘Ⅱ一起動作，轉(zhuǎn)速升高到離心錘Ⅰ碰上擋塊之前為低速段，僅離心錘Ⅱ起作用時為高速段。(3)節(jié)氣門閥利用節(jié)流原理，

獲得與節(jié)氣門開度成正比的油壓pz，與速控油壓pv一起共同控制換檔閥，實現(xiàn)自動換檔。一、液控液壓式控制系統(tǒng)機械式節(jié)氣門閥:

用鋼絲將加速踏板和節(jié)氣門閥機械地連接在一起。

當踩下加速踏板時，通過鋼絲帶動凸輪轉(zhuǎn)動，推動彈簧座移動，增減彈簧力。一、液控液壓式控制系統(tǒng)機械式節(jié)氣門閥的工作原理

1—凸輪2—彈簧座3—彈簧4—滑閥5—閥體6—膜片7—波紋筒

8—調(diào)壓釘a—進油孔b—排油孔c—旁孔

一、液控液壓式控制系統(tǒng)一、液控液壓式控制系統(tǒng)當手控閥在N檔時，節(jié)氣門閥與主油路不通，滑閥在彈簧的作用下處于最右端位置。當手控制閥在D檔時，主油路壓力油經(jīng)通道a和滑閥的中心油道進入節(jié)氣門閥右腔，因滑閥左右端的面積差，使滑閥壓縮彈簧而向左移動。滑閥右端受油壓pz作用，左面受彈簧力F作用。在某一節(jié)氣門開度時，其關系如下:當pz=F時，滑閥處于平衡保位狀態(tài)。當pz<F時，滑閥右移，pz增大，直至新的平衡。當pz>F時，滑閥左移，pz減小，直至新的平衡。一、液控液壓式控制系統(tǒng)節(jié)氣門開度加大，則彈簧力F加大，輸出的油壓pz也隨之增大直至與之平衡而處于保位狀態(tài)。

這是由于輸出油壓的高低取決于進、排油口a、b的通道面積，而通道面積由滑閥的位置來決定。

同調(diào)速閥一樣，還是利用彈簧力與輸出油壓的對立統(tǒng)一，不斷使滑閥處于平衡保位狀態(tài)。一、液控液壓式控制系統(tǒng)真空式的節(jié)氣門閥：

為了更確切地由發(fā)動機工況和車速控制換檔時刻

有的汽車上利用發(fā)動機進氣管的真空度來操縱節(jié)氣門閥。

一、液控液壓式控制系統(tǒng)真空式節(jié)氣門閥的工作原理1—凸輪2—彈簧座3—彈簧4—滑閥5—閥體6—膜片7—波紋筒

8—調(diào)壓釘a—進油孔b—排油孔c—旁孔

一、液控液壓式控制系統(tǒng)膜片1左側(cè)為負壓室，右室通大氣，借助于拉桿與滑閥相連，利用進氣管的真空度Δpx來操縱滑閥。

Δpx的大小使波紋筒的長度發(fā)生變化，滑閥產(chǎn)生位移，開閉進、排油口，從而產(chǎn)生隨節(jié)氣門開度變化而變化的節(jié)氣門控制油壓。

一、液控液壓式控制系統(tǒng)(4)手控制閥用鋼絲等直接與駕駛室內(nèi)的變速桿相連。

根據(jù)其控制的油路數(shù)量：兩柱式和三柱式

一、液控液壓式控制系統(tǒng)兩速式：兩柱式手控制閥，通過人工使滑閥左、右位移(推、拉)，并有定位件來保證，以實現(xiàn)油路的轉(zhuǎn)換。一、液控液壓式控制系統(tǒng)手控制閥的作用是:1)連通自動換檔閥和執(zhí)行元件(離合器和制動器)，根據(jù)駕駛員的意圖使滑閥位移，改變控制系統(tǒng)的油路和油壓(換檔閥內(nèi)和主油路)或直接將油壓送入執(zhí)行元件(如R檔制動器)，實現(xiàn)前進檔D、倒檔R、空檔N、最低檔L的油路轉(zhuǎn)換。2)在其一端設有總排油口L，通過它排掉管路中不使用的壓力油(兩速式以上的還包括換檔閥內(nèi)的壓力油)。一、液控液壓式控制系統(tǒng)(5)換檔閥即自動式滑閥，

多利用液壓和彈簧式，即利用滑閥兩端液壓的升降和彈簧力抗衡，不平衡就位移，平衡就保位的原理。一、液控液壓式控制系統(tǒng)滑閥的左端為節(jié)氣門閥的油壓pz，右端為速控閥的油壓pv，附加彈簧力F加在pz端，這是滑閥雙向位移控制的規(guī)律。一、液控液壓式控制系統(tǒng)平衡式為:pz+F>pv，滑閥右移，用于低檔、壞路的情況下。pz+F<pv，滑閥左移，用于高檔、好路的情況下。pz+F=pv，滑閥處于平衡保位狀態(tài)，汽車等速行駛。一、液控液壓式控制系統(tǒng)平衡式中附加彈簧力F，使兩端的壓力差顯著加大，

好處:

1)車速低時，在阻力無常時，可阻止頻繁的換檔，以保持穩(wěn)定的車速。2)升檔點與降檔點所對應的車速不一樣，降檔的車速低，升檔的車速高，此即所謂“遲滯值”。避免頻繁換檔，減輕了離合器和制動器的打滑和磨損。一、液控液壓式控制系統(tǒng)3)滑閥的左端，如果再加上一個“附加油壓”，能更快地破壞它的平衡狀態(tài)，使得滑閥快速的右移，換入低速檔(如強制低檔和L檔的轉(zhuǎn)換和保位)，這是自動變速器換檔性能的必備條件。一、液控液壓式控制系統(tǒng)離合器和制動器的油路轉(zhuǎn)換，存在著充油和排油的過程。

實際的換檔閥都必須采用加隔墻的三柱式滑閥，才能實現(xiàn)充油和排油的完整過程一、液控液壓式控制系統(tǒng)一、液控液壓式控制系統(tǒng)換檔閥在節(jié)氣門閥油壓pz和速控閥油壓pv共同控制下，自動產(chǎn)生位移，實現(xiàn)離合器和制動器的油路轉(zhuǎn)換(充油和排油)。

兩速式自動變速器需用一個換檔閥實現(xiàn)高檔與低檔的轉(zhuǎn)換，四速式自動變速器需用三個換檔閥，即:Ⅰ←→Ⅱ，Ⅱ←→Ⅲ，Ⅲ←→Ⅳ一、液控液壓式控制系統(tǒng)(6)強制低檔閥(Power閥)強制低檔閥也是一個油路轉(zhuǎn)換閥，通過它改變換檔閥中的控制油壓(pz)，快速換入低速檔，及時增大牽引力，改善使用性能，在短暫時間內(nèi)能起強烈的加速作用。一、液控液壓式控制系統(tǒng)該閥的控制方式有兩種形式:機械式、電磁式。

都是利用加速踏板(或Power按鈕)來控制一條pH油路，對閥的pz端施加一附加油壓，強制使換檔閥右移，換入低速檔。一、液控液壓式控制系統(tǒng)(7)主油路調(diào)壓閥作用：利用彈簧與滑閥的配合，使主油路的油壓穩(wěn)定，并控制在一定的范圍內(nèi)。主油路油壓PH是控制系統(tǒng)最基本、最重要的壓力源，其壓力的大小取決于彈簧的預緊力，可在體外進行調(diào)節(jié)，也可拆下油底殼進行調(diào)節(jié)(因機型而異)。一、液控液壓式控制系統(tǒng)滑閥多采用階梯式。

可用來接受多路油壓的變化，使主油路油壓調(diào)節(jié)得更靈敏、及時、合理，以滿足各工況需要。一、液控液壓式控制系統(tǒng)一、液控液壓式控制系統(tǒng)工作原理:因為B面大于A面，產(chǎn)生下壓力F1，F(xiàn)2為彈簧力。

當F1<F2時，排油孔關，不泄油;

當F1>F2時，排油孔開，泄油。

保證了油壓的穩(wěn)定。一、液控液壓式控制系統(tǒng)在滑閥的上下兩端通過手控制閥可分別施加兩個獨立的外來油壓。當外力暫時升高或降低時，可用來調(diào)節(jié)主油路油壓的高低，以滿足工況的要求。如:當加上外壓力D時，主油路油壓下降，即手控制閥掛入D檔。當加上外壓力R時，主油路油壓升高，即手控制閥掛入R檔。一、液控液壓式控制系統(tǒng)一、液控液壓式控制系統(tǒng)控制閥還包括：鎖止信號閥及鎖止繼動閥，用于控制液力變矩器中的鎖止離合器;緩沖閥和低檔限流閥，用以控制直接檔離合器的接合和分離以及低檔制動器的箍緊、放松的速度，以保證換檔平順，從而防止在換檔過程中車速發(fā)生突然變化而影響汽車的舒適性;單向閥和節(jié)流孔，用以保證換檔的可靠性和平順性。3.自動變速器自動換檔過程分析(1)自動變速器的檔位選檔手柄的位置只是表明前進檔還是倒車檔，不等于檔位的多少。

轎車的前進檔多為3~5個傳動比。

一、液控液壓式控制系統(tǒng)手柄的位置分為:

P、R、N、D、S、L

P、R、N、D、2、L

P、R、N、D、L一、液控液壓式控制系統(tǒng)P檔——駐車檔，機械鎖止輸出端，停車用，發(fā)動機可以起動和運轉(zhuǎn)。R檔——倒車檔，汽車倒車時選用。N檔——空檔，發(fā)動機起動時選用。D檔——前進檔，一般在汽車前進時選用。L檔——低速檔，鎖止在最低檔D1上，多用于壞路、上坡、下坡制動，不能升降檔位。S檔——經(jīng)濟檔，鎖止在D2檔上不能升降。2檔——2速檔，只能在Ⅰ、Ⅱ檔間升降。O/D檔——超速檔，單獨用電磁閥來控制。一、液控液壓式控制系統(tǒng)(2)換檔過程工作原理分析1)手柄在N位時，離合器與制動器油缸中的油液均與排油口相通，控制油路中無油壓，通往R檔的油路被切斷。2)手柄在R位時，主油路油壓pH直接經(jīng)手控制閥進入倒檔油缸，不經(jīng)過自動換檔閥。一、液控液壓式控制系統(tǒng)3)手柄在D位時，無速控油壓pv，自動換檔閥必然在1檔位置，控制油路中的直接檔離合器排油分離，低檔制動器充油而制動，形成1檔。①當汽車起步車速不高時，速控油壓pv低，節(jié)氣門油壓pz高，則pz+F>pv，換檔閥維持在1檔位置。一、液控液壓式控制系統(tǒng)②當車速進一步增高時，速控油壓pv加大，pz+F<pv時，換檔閥左移，低檔制動器油缸排油，直接檔離合器充油，換入直接檔(高速檔)。

如果行駛中，阻力加大，車速下降，pz+F>pv時，換檔閥右移，直接檔離合器排油，低檔制動器油缸充油，又自動換入低速檔。一、液控液壓式控制系統(tǒng)③強制性換入低速檔時，當以直接檔行駛時，由于道路阻力的影響，車速較低(一般低于70~80km/h)時，可將加速踏板踩到底，在極短的時間內(nèi)，強制換入低速檔，使牽引力增加，以提高車速或滿足短時間內(nèi)超越障礙的需要。一、液控液壓式控制系統(tǒng)此時，強制低檔閥使主油路的油壓pH附加在pz端，即pz+F+p附>pv，而換入低速檔(由于油路中有節(jié)流孔，使p附<pH。當由于牽引力的加大，車速再度提高時，速控油壓升高，可開一點節(jié)氣門踏板，取消附加油壓，當pz+F<pv時，又自動升入高速檔。一、液控液壓式控制系統(tǒng)4)L檔實際為1檔的鎖止檔，它接通了主油路通住換檔閥pz端的油道，此時換檔閥左端的油壓又加了一個pL，使得pz+F+pL>pv，失去了升檔的能力(附加油壓是經(jīng)單向閥和節(jié)流孔進入pz端的，所以pL<pH)。

這個關系是不能改變的，這也是將彈簧力F加在pz端的原因之一。

如手控閥再回到D檔，附加油壓pL消失，又能自動升降換檔。一、液控液壓式控制系統(tǒng)對最低檔的鎖止有兩個理由:

其一是能防止上長坡時“循環(huán)跳檔”。指在D檔位置時，坡道阻力加大，車速即降低，速控油壓pv減小，自動換入1檔。當牽引力加大，車速升高時，又自動換入2檔。

會加大離合器和制動器的磨損。一、液控液壓式控制系統(tǒng)其二是下長坡時，多利用發(fā)動機制動，以減小行車制動器的磨損。只有鎖在低速檔時，才能有好的制動效果。

否則，因節(jié)氣門已關閉，pz極小，但pv極高，自動換檔閥不可能保持在低速檔上。一、液控液壓式控制系統(tǒng)5)四速式自動變速器的第四檔為“超速檔”，對于帶有超速檔的自動變速器，換檔的動作需要用專門的電磁閥和單獨的O/D檔開關來控制。

一、液控液壓式控制系統(tǒng)一、液控液壓式控制系統(tǒng)工作原理:

當油溫在70°C以上時，電磁閥才能接通，開啟后排掉第三檔換檔閥左端的鎖止油壓，超速檔的速控油壓pv才能使換檔閥位移，換入超速檔。

此時直接檔離合器排油，超速檔制動器充油。一、液控液壓式控制系統(tǒng)O/D檔開關一般設在手柄上或其附近。

超速檔的使用時機是有條件的，一般是在好路、手柄在D檔、節(jié)氣門開度在85%以上、車速在60km/h以上時使用。

使用超速檔會使發(fā)動機磨損減小、油耗降低。一、液控液壓式控制系統(tǒng)5-5自動變速器液壓控制系統(tǒng)視頻傳統(tǒng)的液力變速器的自動控制：

利用機械式節(jié)氣門閥產(chǎn)生的油壓和離心式速控閥產(chǎn)生的油壓的升降和彈簧力抗衡，不平衡就位移，平衡就保位的原理來實現(xiàn)自動換檔的。二、電控自動變速器的控制系統(tǒng)電控自動變速器(EAT)一般采用電控液壓控制方式，是利用傳感器、控制器(ECU)及電磁閥等先進手段完成換檔任務的。電子控制系統(tǒng)是由電子控制單元(ECU)、傳感器、控制開關和執(zhí)行器等組成的。二、電控自動變速器的控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng)的組成1—發(fā)動機電控單元2—檔位開關

3—液壓油溫度傳感器4—車速傳感器

5—輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器

6—電磁閥

7—檔位指示燈

8—模式開關

9—節(jié)氣門位置傳感器10—故障檢測插座11—發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器12—電子控制單元(ECU)1.信號的產(chǎn)生信號是信息轉(zhuǎn)換裝置產(chǎn)生的，

信息轉(zhuǎn)換裝置主要包括各種傳感器，

作用是感測對變速產(chǎn)生影響的汽車、發(fā)動機在不同工況下的各種相關信息，并將得到的信息轉(zhuǎn)換為計算機能夠接受的電信號，為計算機工作提供可靠、真實的信息。輸入信息是控制系統(tǒng)工作的關鍵，這些信息包括:

節(jié)氣門開度、汽車行駛速度、發(fā)動機冷卻液溫度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、變速器油溫、檔位、進氣管真空度、制動、加速等。

自動變速器常用的傳感器是節(jié)氣門位置傳感器、車速傳感器及液壓油溫傳感器和一些開關信號等。(1)節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器可將測得的節(jié)氣門開度變化轉(zhuǎn)換成電信號輸入給ECU，以作為控制自動變速器換檔的依據(jù)。節(jié)氣門位置傳感器的類型較多，裝有自動變速器的汽車發(fā)動機的節(jié)氣門傳感器通常是

采用線性可變電阻型的傳感器。

線性可變電阻型傳感器是由一個線性電位計和一個怠速開關組成的節(jié)氣門軸轉(zhuǎn)動時，使兩個滑動觸點1和2改變位置。節(jié)氣門關閉時，怠速開關接通;節(jié)氣門開啟時，怠速開關斷開。節(jié)氣門(滑動觸點2)處于不同位置時，電位計具有不同的電阻。因此，節(jié)氣門開度的變化被轉(zhuǎn)換成電阻或電壓信號輸送給ECU。ECU根據(jù)不同行駛條件，按照設定的換檔程序?qū)@些信號進行處理，判斷是否發(fā)出進行換檔的指令。(2)車速傳感器安裝在自動變速器輸出軸附近，

測量輸出軸轉(zhuǎn)速，

電磁感應式a)車速傳感器的安裝位置b)工作原理示意圖1—輸出軸2—停車鎖止齒輪3—感應線圈4—永久磁鐵5—車速傳感器6—電子控制單元(ECU)車速傳感器由永久磁鐵4和感應線圈3組成，安裝在變速器的殼體上，且與安裝在變速器輸出軸1上的停車鎖止齒輪2(或感應轉(zhuǎn)子)相對。當輸出軸轉(zhuǎn)動時，停車鎖止齒輪2切割感應線圈的磁力線，使磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生交流感應電壓。車速越高，輸出軸的轉(zhuǎn)速也越高，感應電壓的脈沖頻率也越大。ECU根據(jù)感應電壓脈沖頻率的大小可計算出車速。(3)液壓油溫度傳感器液壓油溫度傳感器是一個具有負溫度系數(shù)的可變電阻。

當液壓油溫度變化時，電阻發(fā)生變化，產(chǎn)生的電信號發(fā)生變化，電子控制單元根據(jù)變化的電信號可測出液壓油的溫度。液壓油溫度傳感器a)安裝位置b)電阻變化曲線圖1—閥板2—液壓油溫度傳感器(4)控制開關控制開關包括:1)空檔起動開關。

用以保證只有變速手柄位于“P”或“N”檔位置時發(fā)動機才能起動，防止發(fā)動機在驅(qū)動檔位時起動。

是一個與變速手柄連接的電器開關，當變速手柄置于不同檔位時，空檔起動開關便接通相關電路，ECU便根據(jù)接通電路的信號，控制變速器進行自動換檔。2)自動跳合(又稱降檔)開關。

用來檢測加速踏板踩下是否超過節(jié)氣門全開位置。當節(jié)氣門全開位置時，自動跳合開關便接通，并將電信號輸送給電控單元(ECU)。

ECU按設定的換檔程序控制換檔，并使變速器自動降低一檔，以提高汽車的加速性能。3)制動燈開關。

用來判斷汽車是否實施制動。

一旦踩下制動踏板，制動燈電路接通，同時將信號輸給ECU，使ECU解除鎖止離合器的接合，防止突然制動時發(fā)動機熄火。4)超速檔開關。

當超速檔開關打開后，超速檔控制電路被接通，此時若變速操縱手柄位于“D”檔位時，自動變速器可隨著車速的升高而升檔，直到升入最高檔(即超速檔)。

若關閉此開關后，超速檔控制電路被切斷，儀表盤上的“O/DOFF”指示燈發(fā)亮，此時隨著車速的升高而升檔時，自動變速器最高只能升入超速檔的前一位，而不能升入超速檔。5)模式開關。

模式開關可以用來選擇自動變速器的控制模式，以滿足汽車在各種行駛條件下的使用要求。

控制模式主要是指自動變速器的換檔規(guī)律，它一般有經(jīng)濟模式、動力(功率)模式和正常(標準)模式。以汽車獲得最佳燃油經(jīng)濟性為目標來設計自動變速器換檔規(guī)律的控制模式，稱為經(jīng)濟模式。以汽車獲得最高動力性為目標來設計自動變速器換檔規(guī)律的控制模式，稱為動力模式。設計的換檔規(guī)律介于經(jīng)濟模式和動力模式之間的控制模式，稱為正常模式。5)模式開關。

用來選擇自動變速器的控制模式，以滿足汽車在各種行駛條件下的使用要求。

控制模式主要是指自動變速器的換檔規(guī)律，它一般有：

經(jīng)濟模式、動力(功率)模式和正常(標準)模式。以汽車獲得最佳燃油經(jīng)濟性為目標來設計自動變速器換檔規(guī)律的控制模式，稱為經(jīng)濟模式。以汽車獲得最高動力性為目標來設計自動變速器換檔規(guī)律的控制模式，稱為動力模式。設計的換檔規(guī)律介于經(jīng)濟模式和動力模式之間的控制模式，稱為正常模式。一般汽車的自動變速器常采用經(jīng)濟模式和正常模式。

在設計時常將汽車的某些檔位(如3、4檔)的換檔點的車速設計成動力模式大于正常模式。這樣，可以充分發(fā)揮汽車的動力性能，有利于超車。

例如，豐田A341型自動變速器在節(jié)氣門全開，按正常模式運行時，在車速達到163~173km/h時，即可從3檔升入4檔。也就是說，按動力模式運行的汽車自動變速器在達到正常模式的換檔車速時暫不升檔，而仍以原來的低檔位運行，此時汽車能獲得比較大的驅(qū)動力。

而后在此基礎上，再提高車速(提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速)，自動變速器才能從3檔升到4檔，有利于超車。如果所遇行駛阻力變大使車速降低時，采用動力模式運行的汽車自動變速器在較高車速時就降到低檔。

例如豐田A341型自動變速器在節(jié)氣門全開時，以動力模式運行的自動變速器在車速為156~166km/h時，就從4檔降到3檔，而按正常模式運行時，其車速為118~127km/h時，才從4檔降到3檔。

這樣使汽車獲得較大的驅(qū)動力，有利于汽車維持較高的速度行駛。一般來講，在山區(qū)行駛或拖掛時，自動變速器采用動力模式運行比較有利，而在其他情況下采用正常模式或經(jīng)濟模式有利于汽車的燃油經(jīng)濟性。2.信號的處理電子控制單元(ECU)根據(jù)傳感器傳來的電信號(車速和發(fā)動機負荷等參數(shù)轉(zhuǎn)變的電信號)，按照設定的換檔程序?qū)@些信號進行比較計算，作出是否需要換檔的判斷。

當需要換檔時通過電磁閥操縱液壓的換檔閥去控制執(zhí)行裝置(換檔離合器和換檔制動器等)的油路，實現(xiàn)換檔。3.指令的執(zhí)行執(zhí)行器接到電子控制單元的指令后，會按照換檔程序中的要求執(zhí)行換檔任務。執(zhí)行器是指電子控制系統(tǒng)中的各種電磁閥。常用的電磁閥有開關電磁閥和脈沖線性式電磁閥兩種。(1)開關式電磁閥

用來控制換檔閥和變矩器鎖止離合器油路的開啟或關閉。