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1、1自动变速器的组成及原理自动变速器的组成及原理 液液力力机机械械自自动动变变速速器器冷却系统冷却系统电子控制系统电子控制系统行星齿轮变速机构行星齿轮变速机构液力变矩器液力变矩器液压控制系统液压控制系统保持正常油温保持正常油温由传感器、由传感器、ECU、执行器、执行器组成组成实现与发动机的软联接实现与发动机的软联接核心部分核心部分实现变速实现变速第1页/共63页2自动变速器的内部组成自动变速器的内部组成第2页/共63页3自动变速器的特点自动变速器的特点 1.1.自动变速器除倒档由手控制外，其他各前进档自动变速器除倒档由手控制外，其他各前进档都可根据都可根据发动机工况和车速发动机工况和车速进行自动
2、换档进行自动换档 2.2.安安装装了了液液力力变变矩矩器器，提提高高了了汽汽车车行行驶驶安安全全性性，汽车起步、加速更加汽车起步、加速更加平稳平稳，还能避免，还能避免发动机过载发动机过载 3.3.自自动动变变速速器器结结构构复复杂杂，零零部部件件较较多多，维维修修要要有有针对性针对性 4.4.自动变速器造价比较自动变速器造价比较昂贵昂贵 5.5.电控自动变速器有电控自动变速器有模式选择、自我诊断、失效模式选择、自我诊断、失效保护保护等功能等功能第3页/共63页4液力变矩器结构液力变矩器结构液力变矩器结构原理液力变矩器结构原理第4页/共63页5第5页/共63页6液力变矩器工作原理液力变矩器工作原
3、理第6页/共63页7液力变矩器动力传递原理演示液力变矩器动力传递原理演示第7页/共63页8变矩变矩原理原理第8页/共63页9中速行驶变矩原理中速行驶变矩原理液流沿导轮切线流出，泵轮液流沿导轮切线流出，泵轮和涡轮扭矩相等和涡轮扭矩相等 相当于耦合器相当于耦合器第9页/共63页10液力变矩器的零件液力变矩器的零件1前盖前盖 2锁止离合锁止离合 器片器片 3减振器减振器 4涡轮涡轮 5导轮导轮 6推力轴承推力轴承 7泵轮泵轮第10页/共63页11导轮结构导轮结构导轮位于泵轮与涡导轮位于泵轮与涡 轮之间，通过单向轮之间，通过单向 离合器安装在与油离合器安装在与油 泵连接在一起的导泵连接在一起的导 轮轴
4、上，油泵安装轮轴上，油泵安装 在变速器壳体。导在变速器壳体。导 轮也是由许多扭曲轮也是由许多扭曲 叶片组成。叶片组成。第11页/共63页12单向离合器构造单向离合器构造第12页/共63页13单向离合器工作原理图单向离合器工作原理图当外座圈按图示方向当外座圈按图示方向 顺时针转动时，外座顺时针转动时，外座 圈推动楔快转动，由圈推动楔快转动，由 于于L1小于小于L楔快不能锁止外座圈，外座楔快不能锁止外座圈，外座圈可以自由转动。圈可以自由转动。（注：（注：1 外座圈外座圈2内座内座圈）圈）第13页/共63页14单向离合器工作原理图单向离合器工作原理图 当外座圈按图示方向逆时针转动当外座圈按图示方向逆
5、时针转动时，外座圈推动楔快转动，由于时，外座圈推动楔快转动，由于 L2L楔快起到楔子作用，锁住外座楔快起到楔子作用，锁住外座圈，使其无法转动。圈，使其无法转动。（注：（注：1外座外座圈圈2内座圈）内座圈）第14页/共63页15第15页/共63页16液力变矩器特性液力变矩器特性变矩比变矩比：是涡轮输出转矩与：是涡轮输出转矩与泵轮输入转矩之比。泵轮输入转矩之比。转速比转速比：是涡轮转速与泵轮：是涡轮转速与泵轮转速之比转速之比 传动效率传动效率：是涡轮输出功率：是涡轮输出功率与泵轮输入功率之比。与泵轮输入功率之比。第16页/共63页171.液力变矩器变矩比特性曲线液力变矩器变矩比特性曲线变矩比变矩比
6、随变矩比随着涡轮转着涡轮转速的减小速的减小而增大而增大阻力大转矩阻力大转矩也会变大也会变大第17页/共63页182.液力变矩器传动效率曲线液力变矩器传动效率曲线偶合点后偶合点后传动效率传动效率急剧下降急剧下降低速时随涡低速时随涡轮转速增大轮转速增大而增大而增大第18页/共63页193.液力变矩器特性曲线耦合点液力变矩器特性曲线耦合点K=1时，涡轮转矩等于泵轮转时，涡轮转矩等于泵轮转矩，此时称为偶合点。矩，此时称为偶合点。偶合点第19页/共63页20 行星齿轮变速机构行星齿轮变速机构 n行星齿轮变速器的结构组成行星齿轮变速器的结构组成 n行星齿轮变速器的工作原理行星齿轮变速器的工作原理 n行星齿
7、轮机构在自动变速器上的应用行星齿轮机构在自动变速器上的应用 第20页/共63页行星齿轮变速机构二、行星齿轮机械变速机构 大多数自动变速器的机械变速机构中的齿轮机构是采用行星齿轮机构。行星齿轮可以按需要的行驶方向和车速提供不同的传动比。这些齿轮是工作平稳的典型斜齿轮。行星齿轮可以提供降速档、超速档、直接档、倒档和空档，因为其齿轮是常啮合的，所以不像一般的手动变速器那样通过齿轮的接合或脱离实现换档，而是通过离合器和制动器固定或释放行星齿轮机构的不同部件，改变行驶方向和传动比。第21页/共63页22行星齿轮机构行星齿轮机构行星行星齿轮齿轮中心中心齿轮齿轮行星行星架架齿圈齿圈组装组装图图第22页/共6
8、3页换档执行元件名称 编号名 称C0超速离合器B0超速制动器F0超速单向离合器C1前进离合器C2高倒档离合器B1二档强制制动器B2二档滑行制动器B3低倒档制动器F1二档滑行单向离合器F2一档单向离合器第23页/共63页2424转速及旋转方向转速及旋转方向固定件固定件主动件主动件 从动件从动件 转速转速旋转方向旋转方向齿圈齿圈太阳轮太阳轮 行星架行星架 减速减速与主动件同向与主动件同向行星架行星架 太阳轮太阳轮 加速加速太阳轮太阳轮齿圈齿圈行星架行星架 减速减速与主动件同向与主动件同向行星架行星架齿圈齿圈加速加速行星架行星架太阳轮太阳轮齿圈齿圈减速减速与主动件反向与主动件反向齿圈齿圈太阳轮太阳轮
9、 加速加速第24页/共63页25行星齿轮机构的组成行星齿轮机构的组成第25页/共63页261 变速原理（增速）变速原理（增速）当太阳轮固定，当太阳轮固定，行星架输行星架输 入，入，齿圈输出时为超齿圈输出时为超速传动速传动，传动，传动比为：比为：0.60.8 行星架和齿圈转行星架和齿圈转向相同。向相同。第26页/共63页272 变速原理（增速）变速原理（增速）当齿圈固定，当齿圈固定，行星架输入，行星架输入，太阳轮输出时太阳轮输出时 为超速传动，为超速传动，传动比为：传动比为：0.20.4 行星架和太阳行星架和太阳 轮转向相同。轮转向相同。第27页/共63页283 变速原理（减速）变速原理（减速）
10、当齿圈固定，当齿圈固定，太阳轮输入，太阳轮输入，行星架输出时行星架输出时 为减速传动，为减速传动，传动比为：传动比为：2.55 行星架和太阳行星架和太阳 轮转向相同。轮转向相同。第28页/共63页294 变速原理（减速）变速原理（减速）当太阳轮固当太阳轮固 定齿圈输入，定齿圈输入，行星架输出时行星架输出时 为减速传动，为减速传动，传动比为：传动比为：1.251.67 齿圈和行星架齿圈和行星架 转向相同。转向相同。第29页/共63页305 变速原理（倒挡）变速原理（倒挡）当行星架固定，当行星架固定，太阳轮输入，太阳轮输入，齿圈输出时，齿圈输出时，为减速传动，为减速传动，传动比为：传动比为：1.5
11、4 太阳轮和齿圈太阳轮和齿圈 转向相反。转向相反。第30页/共63页第31页/共63页第32页/共63页33行星齿轮机构在自动变速器上的应用行星齿轮机构在自动变速器上的应用有三个行星排，可组合出四个档位有三个行星排，可组合出四个档位 不同行星排有的元件是公用的不同行星排有的元件是公用的 固定元件的动作由制动器和离合器完成固定元件的动作由制动器和离合器完成第33页/共63页两排四档齿轮变速器 两个行星齿轮排加八个换档执行元件，可以得到四个前进档.一个倒档.一个空档。第34页/共63页拉威挪式自动变速器第35页/共63页 行星齿轮变速机构 如图所示，该行星齿轮机构为拉威那式结构，采用一大一小2个中
12、心轮，3个长行星齿轮，3个短行星齿轮组成。所有行星齿轮共用1个行星齿轮架和1个齿圈，长行星齿轮分两段，可使三、四挡转换更平顺，小中心轮1与短行星齿轮啮合，短行星齿轮充当惰轮驱动长行星齿轮，长行星齿轮与大中心轮和齿圈，3个多片离合器分别控制中心轮、1和行星齿轮架，并以齿圈为动力输出端。第36页/共63页第37页/共63页拉维娜式行星齿轮变速器 长短行星齿轮式，可以得到四个前进档.一个倒档.一个空档。(4HP18)第38页/共63页39第39页/共63页40自动变速器执行部件自动变速器执行部件自动变速器执行部件自动变速器执行部件离合器离合器制动器制动器片式制动器片式制动器带式制动器带式制动器离合器
13、离合器C1离合器离合器C2单向离合器单向离合器第40页/共63页41离合器的结构原理 第41页/共63页42第42页/共63页43第43页/共63页44第44页/共63页45（1）离合器）离合器C1的接合的接合离合器离合器C1起作起作 用时，动力从用时，动力从 输入轴传递到输入轴传递到 齿圈。齿圈。第45页/共63页46（2）离合器）离合器C2的接合的接合 离合器离合器C2起作用时，起作用时，动力从输动力从输 入轴传递入轴传递到太阳轮。到太阳轮。第46页/共63页47（3）离合器）离合器C1及及C2同时接合同时接合 动力从输动力从输 入轴同时传至入轴同时传至齿圈及太阳轮，这是直接挡。齿圈及太阳
14、轮，这是直接挡。第47页/共63页48电控自动变速器原理 第48页/共63页传感器 电控单元 执行装置第49页/共63页（一）档位的使用 在换档控制手柄的一侧有表示手柄位置的符号，如：P R N D S LP R N D 2 1P R N D 3 2 1P R N D4 D3 2 1自 动 变 速 器 档 位 含 义 第50页/共63页1.档位的含义：停车档位，手柄置于该位置时，可以启动发动机，但发动机运转时车辆不行驶，且车辆无法移动。：倒车档位，发动机运转时，手柄置于此位置，车辆将向后行驶。：空档位，手柄置于该位置时，可以启动发动机，发动机运转时车辆得不到驱动力，但车辆可以移动。第51页/共
15、63页：前进档位，当发动机运转，手柄置于该位置时，AT将根据车辆行驶的状况自动地在和O/D档之间变化。S：前进低档位，当发动机运转，手柄置于该位置时，AT将自动地在1和2档之间变换。L：前进低档位，当发动机运转，手柄置于该位置时，AT将只能以1档行驶。第52页/共63页2.档位的区别一档的区别：-1/S-1 加速时，发动机的动力以一档传动比传递给驱动轮，减速时，车辆的阻力无法传递到发动机，发动机以怠速运转，即没有发动机制动。L-1 无论加速还是减速，变速器始终以一档传动比工作，即具有发动机制动。2.档位的区别：第53页/共63页 二档的区别：D-2：加速时以二档行驶，减速时以空档滑行，没有发动
16、机制动。S-2：无论加速还是减速，变速器始终以二档传动比工作，即具有发动机制动。（二）自动传动液（油）的使用 .作用 传能（液力变矩器的工作介质）控制（液压控制装置的工作介质）。作为一种润滑油（润滑.密封.清洁.冷却）。一般为红色，又称红油。第54页/共63页.要求 粘温性，抗泡沫性，氧化安定性等。3.3.类型型：通用公司的标准，即DEXRONDEXRON型，有D2D3 D2D3 型：福特公司的标准，现在改为MERCONMERCON型第55页/共63页4.油面高度的检查检查方法：车辆水平停放，运转发动机使ATF油温达60以上，发动机怠速运行，将控制手柄在各档位稍许停留后放在P档位上，取出油标尺
17、检查油平面的高度。应落在“HOT”范围内。第56页/共63页ATF油面高度对AT的影响：油过多，旋转元件搅油，油泡沫化，液压下降，执行元件打滑，摩擦片烧毁。同时液压系统回油慢，影响换档质量。油过少，行驶时油泵吸入空气，液压系统压力下降，执行元件打滑，摩擦片烧毁。（三）控制开关的使用1 O/D 开关（超速档开关）（OFF/ON）一般AT的最高档为O/D档，即超速档，O/D开关控制仪表上的O/D OFF指示灯，当O/D OFF最灯亮时，AT的最高档为3档，当 O/D OFF灯灭时，AT可以以最高4档行驶。第57页/共63页2 HOLD开关（保持开关）HOLD开关能够使变速器失去自动变速的功能，而得
18、到手动换档的感觉，当HOLD ON时，手柄置于D位，变速器只能以3档工作，手柄置于2位，变速器只能以2档工作，手柄置于L位，变速器只能以1档工作。3 模式开关 换档模式又称换档规律，指在换档时，节气门开度与车速之间的关系。三种模式：动力，经济，一般 第58页/共63页经济模式ECO：（换档车速低，经济性好）一般模式NORM：（兼顾经济与动力）动力模式PWR：（换档车速高，动力性好）一般车辆只取其中两种，如：ECO/PWR，ECO/NORM，NORM/PWR。（四）人为“干预”提前升档（利用放松节气门踏板的方法升档）强制降档（利用加大节气门开度的方法减档）发动机制动：利用发动机的运转阻力使车辆减速。第59页/共63页（五）注意事项 不能猛起步，防止执行元件过载打滑，不能N滑行，防止各摩擦副润滑不良，停车后才能进R位和P位，防止损坏倒档执行元 件与停车锁止机构，牵引时限速.限距离.限时间，防止内部元件磨损和损坏。第60页/共63页61金属带式无级变速器金属带式无级变速器(VDT-CVT)(VDT-CVT)由金属带、主、从动工作轮、液压泵、起步离合器和控制系统等组成。第61页/共63页62CVT演示演示第62页/共63页18 三月 2023北京邮电大学自动化学院63感谢您的观看。第63页/共63页