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1、2-3 变速器课题一：变速器概述、变速原理 一、机械变速器的概述1变速器的功用1）扩大发动机传到驱动轮上的转矩、转速变化范围，以适应经常变化的行驶条件。2）在不改变发动机旋转方向的条件下，实现汽车倒向行驶。3）利用空挡，中断发动机向驱动轮传递动力，以便发动机起动、怠速、动力对外输出或汽车滑行，暂时停车。第1页/共75页2-3 变速器2变速器分类n 按工作原理的不同可分为有级变速器和无级变速器。n 按操纵方式不同可分为手动变速器和自动变速器。n 本课题所讲述的是手动变速器，也称机械变速器。第2页/共75页2-3 变速器二、变速器工作原理1变速原理第3页/共75页2-3 变速器2变矩原理汽车变速器
2、正是根据齿轮传动的减速增扭或增速减扭的原理，来实现变速变矩的。为了扩大变速器输出转速和转矩的变化范围，变速器实际采用了多个大小不同的齿轮传动，也就构成了多个不同的传动比，这就是变速器的挡位。不同的挡位有不同传动比，即有不同的输出转速和转矩。第4页/共75页2-3 变速器3变向传动第5页/共75页2-3 变速器课题二：三轴机械变速器及同步器结构一、简述 三轴机械变速器的三轴就是指变速器的输入轴、轴出轴和中间轴，它们构成了变速器的主体，另外还有一根倒挡轴。变速器前进挡位的驱动路径是：输入轴常啮合齿轮中间轴常合啮齿轮中间轴对应齿轮第二轴对应齿轮。倒车轴上的齿轮也可以由操纵装置拨动，在轴上移动，与中间
3、轴齿轮和输出轴齿轮啮合，以相反的旋转方向输出第6页/共75页换挡示意图第7页/共75页2-3 变速器二、同步器构造与工作原理作用：使将要啮合的齿轮达到一致的转速而顺利啮合。类型：常压式，惯性式和自行增力式。分类：惯性同步器按结构又分为锁环式和锁销式两种。n 轿车和轻、中型货车的变速器广泛采用锁环式惯性同步器。n 惯性同步器主要由接合套、同步锁环等组成，它的特点是依靠摩擦作用实现同步。第8页/共75页同步器的工作原理图请点击图片观看该图片对应的教学动画第9页/共75页2-3 变速器一、简述 发动机前置前驱动或发动机后置后驱动的汽车中，常采用此种结构变速器。如桑塔纳、捷达轿车都是采用的两轴变速器。
4、两轴变速器在结构上没有中间轴，只有相平行的输入轴和输出轴。输入轴上的各挡齿轮与通过轴承空套在输出轴上相应挡位齿轮常啮合。各挡同步器多装在输出轴上，主要是由于输入轴上的主动齿轮尺寸比较小，布置同步器有困难，但也有的两轴变速器的高挡位同步器装在输入轴上。课题三：两轴机械变速器的结构第10页/共75页2-3 变速器二、两轴五挡变速器工作过程 请点击图片观看该图片对应的教学动画第11页/共75页2-3 变速器课题四：变速器操纵机构构造n 功用：使驾驶员根据道路情况能准确可靠地将变速器挂入或摘离所需的某个挡位。n 组成：变速杆、定位块、拨叉轴、拨叉及安全装置等。n 类型：三轴式和单轴式。第12页/共75
5、页2-3 变速器一、三轴式操纵机构1结构三轴是指操纵机构有三根换挡拨叉轴，每个拨叉轴上有一个换挡拨叉。2安全装置n 互锁装置：保证换挡拨叉轴到位并防止其它拨叉轴移动，采用专门的锁止装置。常见的有两种结构：钢球式和转动钳口式n 自锁装置：防止变速器自动脱挡，并保证齿轮（或接合齿圈）以全齿宽啮合。n 倒挡锁装置：防止驾驶员误挂倒挡。第13页/共75页互锁装置图请点击图片观看该图片对应的教学动画第14页/共75页自锁装置图请点击图片观看该图片对应的教学动画第15页/共75页倒挡锁装置图第16页/共75页2-3 变速器二、单轴式操纵机构n 结构特点是所有的换挡拨叉都安装在同一根拨叉轴上。n 选挡换挡轴
6、上的定位架起互锁作用。n 弹簧的作用是将选挡换挡轴及换挡操纵杆压在所选定挡位的选挡平面内，以防止变速器自动脱挡。第17页/共75页三、远距离操纵机构 2-3 变速器请点击图片观看该图片对应的教学动画第18页/共75页变速器远距离操纵机构示意图第19页/共75页2-3 变速器一、典型变速器拆装方法1先热车，然后放掉变速器内的齿轮油。2分解换挡机构时，要使变速器置于空挡。3所有零件应彻底清洗，并用压缩空气吹净和擦干。4各部轴承及键槽应涂齿轮油或机油。5壳体上的螺纹孔和轴承孔，在安装螺纹和轴承时，应涂以密封胶以防漏油。6不要用金属榔头在零件表面直接敲打，以防打毛或撕裂。点击观看视频：普通桑塔纳汽车四
7、挡变速器的拆卸.wav点击观看视频：普通桑塔纳汽车四挡变速器的安装.wav课题五：变速器拆装与检修第20页/共75页2-3 变速器二、变速器主要零件的检修 1变速器壳体的检修 1）壳体变形壳体变形主要是变速器壳体与盖结合的平面发生翘曲，可采用刀形尺检验方法，检查结合面平面度，如超出允许范围，可用铲、挫、磨等方法予以修平。第21页/共75页2-3 变速器2）壳体裂纹变速器壳体裂纹可采用视检法或敲击法检查，如果发现有裂纹损伤，视其损伤部位确定修复方法，凡有未延伸到轴承座孔的裂纹，都可以采用环氧树脂粘结修复或用螺钉填补法修复。如果有与轴承座孔相通的裂纹，应予报废。第22页/共75页2-3 变速器3）
8、轴承座孔磨损变速器壳体上轴承座孔磨损会破坏壳体与轴承的配合关系，使齿轮轴线偏移，破坏正常的齿轮啮合。修复时，可采用扩孔镶套的方法。扩孔前，应先测量一轴、二轴和中间轴的平行度，然后选择加工基准搪削座孔。第23页/共75页2-3 变速器2变速器齿轮和轴的检修1）变速器齿轮的损伤变速器齿轮经常处在不断变化的高转速、高负荷下工作，如果使用或保养不当等会使齿轮发生损伤。变速器齿轮的主要损伤有齿面磨损、端齿磨损、疲劳剥落、腐蚀斑点、齿轮破碎等。这些损伤除外部检视外，齿轮齿轮的磨损等可用样板、测齿卡尺测量或与新齿轮进行对比检验。齿轮磨损长度超过30%应更换。2）变速器齿轮轴损伤变速器三根齿轮轴在工作中，承受
9、着扭矩、弯矩等负荷作用，易发生轴颈和键齿磨损、轴的弯曲变形等。当出现磨损时，视磨损量决定是采用镀铬修复到标准尺寸还是应更换。轴的弯曲通过测量轴的径向跳动来反映，修复的方法是冷压校正。第24页/共75页2-3 变速器3变速器操纵机构的检修1）变速杆变速杆的主要损伤是上球关节、定位槽、下部端面球头磨损，严重时可能会造成乱挡和脱挡。检查时，一般采用与新件对比或与变速器盖球节座孔互相配合的方法进行检查。修复的方法是焊修。2）变速器拨叉变速器拨叉的主要损伤是拨叉的弯曲、扭曲、拨叉上部导动块部分磨损等。如有弯曲、扭曲变形可采用敲击或冷压校正方法进行校正。拨叉上部导动块部分磨损可采用焊修方法修复。第25页/
10、共75页2-3 变速器3）变速器拨叉轴变速器拨叉轴的主要损伤是弯曲和磨损。拨叉轴的弯曲采用百分表测量其圆跳动，超出极限可用冷压校正。拨叉轴磨损可采用堆焊或更换的方法修复。4）同步器目前广泛采用的锁环式惯性同步器，其主要损伤是：锁环内锥面螺纹槽、锁环花键毂的三个轴向槽（三个缺口）、滑块的磨损；锁环花键齿圈的损坏等。第26页/共75页2-3 变速器课题六：自动变速器介绍一、自动变速器类型：液力自动变速器（简称AT）、机械无级自动变速器（简称CVT）、电控机械自动变速器（简称AMT）。第27页/共75页1液力自动变速器AT：液力变矩器、变速齿轮和液控（电控）操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式
11、来达到变速变矩。2机械无级自动变速器CVT：采用传动带和可变槽宽的带轮进行动力传递，即当带轮变化槽宽时，相应改变驱动带轮与从动带轮上传动带的接触半径进行变速。3电控机械自动变速器AMT：在机械变速器（手动变速器）原有基础上进行改造，主要改变手动换挡操纵部分。即在总体传动结构不变的情况下通过加装微机控制的自动操纵系统来实现换挡的自动化。2-3 变速器第28页/共75页液力自动变速器图 第29页/共75页机械无级自动变速器图 第30页/共75页2-3 变速器二、液力变矩器及工作原理1在液力变矩器工作时，油液具有两种运动。n 环流：具有能量的液体作用于相对的涡轮叶片上，产生作用力推动涡轮转动，此种油
12、液运动称为环流。n 涡流：由于液体被甩向边缘，中间形成低压区，进入涡轮的液体冲出叶片后又流到低压区回到泵轮，这种油液运动称为涡流。第31页/共75页工作油流图请点击图片观看该图片对应的教学动画第32页/共75页2-3 变速器2锁止离合器在变矩器中安装锁止离合器的作用是：当汽车达到规定车速时，将泵轮与涡轮刚性联接，以减少液力损失，可提高汽车经济性能。第33页/共75页锁止离合器工作原理（脱开）图请点击图片观看该图片对应的教学动画第34页/共75页锁止离合器工作原理（结合）图请点击图片观看该图片对应的教学动画第35页/共75页2-3 变速器3单向离合器n 只能单方向接合旋转传递动力；反向时分离空转
13、不传递动力。n 常采用滚柱型和楔块型单向离合器。第36页/共75页楔块式单向离合器图请点击图片观看该图片对应的教学动画第37页/共75页楔块式单向离合器第38页/共75页2-3 变速器三、液力机械变速器 1简单行星齿轮传动 组成：太阳轮、装着行星齿轮的行星轮架以及内部带齿的齿圈。第39页/共75页简单的行星齿轮传动图请点击图片观看该图片对应的教学动画第40页/共75页2-3 变速器简单行星齿轮传动三个元件不同工作组合表第41页/共75页2-3 变速器2复合行星齿轮传动1）辛普森式结构特点是：两排行星齿轮组共用一个太阳轮，即太阳轮将两个行星齿轮组连在一起，让一个行星齿轮组的输出成为另一个行星齿轮
14、组的输入，它是一个三速行星齿轮传动系统，能提供三个前进挡一个倒挡。第42页/共75页辛普森式齿轮传动图第43页/共75页2-3 变速器2）拉威娜式齿轮传动机构的结构特点是：两排行星齿轮组共用一个齿圈和行星齿轮架。第44页/共75页2-3 变速器3换挡执行器能对这些基本元件进行锁止或连接的机构称为换挡执行机构。行星齿轮变速器的换挡执行机构包括换挡离合器、换挡制动器和单向离合器。1）换挡离合器：作用是将变速器的输入轴和行星齿轮系的某个元件连接，或将某两个基本元件连接在一起，使之成为一个整体。换挡离合器多为湿式多片离合器。2）换挡制动器：作用是将行星齿轮变速器中某一元件(太阳轮、行星轮架或齿圈)固定
15、，使其不能转动，构成新的动力传递路线，换上新的挡位，得到新的传动比。第45页/共75页带式制动器图请点击图片观看该图片对应的教学动画第46页/共75页2-3 变速器3）单向离合器：n 作用：是使行星齿轮变速器中的某个基本元件只能向一个方向旋转，另一个方向锁止，提高换挡时机的准确性，能确保平顺、无冲击换挡。n 单向离合器有两种类型：滚柱式和楔块式，其结构与液力变矩器中的单向离合器相同。第47页/共75页2-3 变速器4典型事例下面以辛普森式行星齿轮传动为例，说明复合行星齿轮机构动力传递过程。辛普森式行星齿轮传动的换挡执行机构有5个元件：两个换挡离合器、两个制动器和一个单向离合器。第48页/共75
16、页2-3 变速器一挡：前进换挡离合器C1被接合，前排齿圈为输入元件，单向离合器FW使后行星轮架无法逆时针旋转，动力传递路线是输入轴、前排齿圈、太阳轮、后排齿圈、输出轴。请点击图片观看该图片对应的教学动画第49页/共75页2-3 变速器二挡：前进换挡离合器C1被接合，齿圈为输入元件，二挡制动器B1将太阳轮固定，动力传递路线是输入轴、前排齿圈、行星轮架、输出轴。请点击图片观看该图片对应的教学动画第50页/共75页2-3 变速器三挡：前进换挡离合器C1直接挡离合器C2接合，前排太阳轮和齿圈均与输入轴相连，因此，行星轮架也与它们同速转动，形成直接挡，即将输入轴直接传给输出轴。请点击图片观看该图片对应的
17、教学动画第51页/共75页2-3 变速器倒挡：直接挡离合器C2接合，前排太阳轮为输入元件，制动器B2固定后排行星轮架，动力传递路线是输入轴、太阳轮、后排行星齿轮、后排行星齿圈、输出轴。由于后排行星轮架是固定元件，使输出轴的旋转方向与输入轴相反，变速器挂入倒挡。请点击图片观看该图片对应的教学动画第52页/共75页2-3 变速器四、液压自动操纵系统主要作用有：n 使换挡执行元件在适当的时候工作。n 检测车速与负荷的变化，决定升挡或降挡的时机。n 保证变矩器用油和向各部提供润滑。基本组成：液压自动操纵系统通常由动力源（液压泵）、换挡执行机构、换挡控制机构等几部分组成。换挡执行机构在前面已有介绍，换挡
18、控制机构通常都集中在自动变速器阀体内。第53页/共75页2-3 变速器1液压泵n 作用是：向控制机构、执行机构提供压力以实现换挡；为液力变矩器提供冷却补偿油；为行星齿轮变速器提供润滑油。n 常见的液压泵有齿轮泵、转子泵和叶片泵第54页/共75页液压泵图第55页/共75页2-3 变速器2主油路调压阀作用：将液压泵输出的压力精确调节到所需的压力后，输入到主油路，以满足汽车在不同工况、不同挡位时对油压的要求。第56页/共75页主油路调压阀图第57页/共75页2-3 变速器3手动阀手动阀由换挡杆操纵，作用是利用滑阀的移动，实现控制油路的转换，即根据换挡杆所置排挡位置将液压油转换到“P”、“R”、“N”
19、、“D”、“2”或“L”的油路。第58页/共75页手动阀图请点击图片观看该图片对应的教学动画第59页/共75页2-3 变速器4节气门压力调节阀作用：将节气门开度变换成液压信号，并将此控制油压加在1-2挡、2-3挡、3-4挡三个换挡阀（变速阀）的一端，当节气门开度变大时，控制油压升高。第60页/共75页请点击图片观看该图片对应的教学动画节气门阀工作原理图第61页/共75页2-3 变速器5速度阀（调速器）作用：根据车速产生由车速控制的油压，并将此速控油压加在各换挡阀的另一端。调速器位于变速器的输出轴上，车速增大时，速控油压增大。第62页/共75页离心式调速器图请点击图片观看该图片对应的教学动画第6
20、3页/共75页2-3 变速器6换挡阀作用：根据节气门开度和车速的变化，自动地进行换挡。第64页/共75页换挡阀图请点击图片观看该图片对应的教学动画第65页/共75页2-3 变速器7换挡品质控制机构换挡品质控制机构的作用是控制换挡过程，使升降挡更加平稳、柔和、无冲击，防止产生大的动载荷。总结：在上述介绍的这些元、组件中，除液压泵、主油路调压阀、调速器外，都集中装在一个控制阀体内。可以说阀体是自动变速器的控制中心。阀体由铸铝加工而成，一般由上阀体、下阀体、隔板等组成。手动阀、换挡阀、节气门阀等都安装在上阀体里。第66页/共75页2-3 变速器8三挡自动变速器液压系统换挡原理1）一挡当选挡杆放在驱动
21、位置（D）,主油路压力由手动选挡阀经三条油路到达后离合器、经12挡换挡阀至制动带伺服阀、经23挡换挡阀至前离合器等。第67页/共75页请点击图片观看该图片对应的教学动画一档自动变速器液压油路图第68页/共75页8 8三挡自动变速器液压系统换挡原理2 2）二挡当车速达到一定值，速度阀压力大于弹簧力与系统压力推动1 12 2挡阀芯左移，接通制动带油路，制动器伺服阀上移，使制动器制动；此时节气门阀压力仍大于速度阀压力，2 23 3挡阀维持原位置不变。2-3 变速器第69页/共75页请点击图片观看该图片对应的教学动画二档自动变速器液压油路图第70页/共75页8 8三挡自动变速器液压系统换挡原理3 3）
22、三挡当汽车运行速度进一步提高到某一值，速度阀压力大于节气门阀压力，1 12 2挡阀芯被进一步左移切断制动带油路；2 23 3挡的阀芯被推向左侧，主油路到前离合器油路被接通，使制动器释放、前离合器接合。2-3 变速器第71页/共75页三档自动变速器液压油路图请点击图片观看该图片对应的教学动画第72页/共75页2-3 变速器五、电子控制系统特点是：采用速度传感器和节气门位置传感器将车速和节气门开度转换成电信号，输入电子控制器ECU，由ECU根据预先编制并存入存储器ROM的换挡程序，进行比较计算，确定换挡点和变矩器闭锁离合器闭锁时间，向电磁阀发出控制信号，以控制电磁阀线圈电流的通断，再由电磁阀控制液动的换挡阀，换挡阀移动，切换换挡执行器（换挡离合器和制动器）的油路，实现自动换挡。第73页/共75页电子液压控制自动变速器组成示意图第74页/共75页感谢您的观看。第75页/共75页