第十六章 汽車自動變速器

1、1第十六章第十六章 汽車自動變速器汽車自動變速器本章內容：本章內容：各類自動變速器組成各類自動變速器組成、構造和工作原理構造和工作原理本章重點：本章重點：自動變速器工作原理自動變速器工作原理本章難點：本章難點：液力變矩器的工作原理液力變矩器的工作原理第一節(jié)第一節(jié) 概述概述一、自動變速器的優(yōu)點一、自動變速器的優(yōu)點 1.良好的動力性和燃油經濟性良好的動力性和燃油經濟性(理論上理論上) 2.有效減少發(fā)動機排放污染有效減少發(fā)動機排放污染 3.顯著提高車輛行駛的安全性、乘坐顯著提高車輛行駛的安全性、乘坐 舒適性和操縱輕便性舒適性和操縱輕便性 第十六章第十六章 汽車自動變速器汽車自動變速器n有級式有級式

2、(電控機械式自動變速器電控機械式自動變速器AMT) n無級式無級式(電力式電力式、動液式、金屬帶式、動液式、金屬帶式) n綜合式綜合式(液力機械式液力機械式)1. 按傳動比變化方式分按傳動比變化方式分二、自動變速器的類型二、自動變速器的類型2.按齒輪變速系統(tǒng)的控制方式按齒輪變速系統(tǒng)的控制方式分分 液控液壓式和電控液壓式液控液壓式和電控液壓式4第二節(jié)第二節(jié) 液力耦合器與液力變矩器液力耦合器與液力變矩器一、液力耦合器一、液力耦合器1液力耦合器的結構和工作原理液力耦合器的結構和工作原理結構：結構：主動元件：泵輪主動元件：泵輪從動元件：渦輪從動元件：渦輪工作輪工作輪5可以用水泵帶動水輪機轉動或者一個風

3、扇通過氣流帶動另一可以用水泵帶動水輪機轉動或者一個風扇通過氣流帶動另一個風扇轉動的原理加以理解個風扇轉動的原理加以理解工作原理：工作原理：6特點：泵輪轉速總大于渦輪轉速，若相等，則不起傳動作用特點：泵輪轉速總大于渦輪轉速，若相等，則不起傳動作用實現(xiàn)傳動的必要條件實現(xiàn)傳動的必要條件：工作液在泵輪與渦輪間有循環(huán)流動：工作液在泵輪與渦輪間有循環(huán)流動782液力耦合器的優(yōu)缺點液力耦合器的優(yōu)缺點1）液力耦合器的優(yōu)點）液力耦合器的優(yōu)點（1）保證汽車平穩(wěn)起步；）保證汽車平穩(wěn)起步；（2）衰減傳動系的扭轉振動；）衰減傳動系的扭轉振動；（3）防止傳動系過載；）防止傳動系過載；（4）顯著減少換檔次數(shù)。）顯著減少換檔次

4、數(shù)。2）液力耦合器的缺點）液力耦合器的缺點（1）只能傳遞轉矩，不能改變轉矩大小；）只能傳遞轉矩，不能改變轉矩大??；（2）不能取代離合器，使傳動系統(tǒng)縱向尺寸增加；）不能取代離合器，使傳動系統(tǒng)縱向尺寸增加；（3）傳動效率較低。）傳動效率較低。9二、液力變矩器二、液力變矩器 1液力變矩器的組成、工作原理和特性液力變矩器的組成、工作原理和特性 1）液力變矩器組成）液力變矩器組成 液力變矩器主要由泵輪、渦輪、導輪和變矩器外殼等部件組成。液力變矩器主要由泵輪、渦輪、導輪和變矩器外殼等部件組成。102）液力變矩器的工作原理）液力變矩器的工作原理依據(jù)液流方向將工作輪按泵輪依據(jù)液流方向將工作輪按泵輪渦輪渦輪導輪

5、展開，得到下圖：導輪展開，得到下圖： 在循環(huán)流動過程中，在循環(huán)流動過程中，導輪給渦輪一個反導輪給渦輪一個反作用力矩，使渦輪作用力矩，使渦輪輸出的轉矩不同于輸出的轉矩不同于泵輪輸入的轉矩。泵輪輸入的轉矩。11液力變矩器的工作原理如下液力變矩器的工作原理如下：1、當、當nw=0時，時，Mw=Mb+Md，渦輪受力大于泵輪；，渦輪受力大于泵輪；2、隨著、隨著nw的增加，的增加，u增加，使增加，使v的方向改變，的方向改變， 由渦輪流出的液流正好沿導輪出口方向沖向導輪時，由渦輪流出的液流正好沿導輪出口方向沖向導輪時，Md=0，Mw=Mb；3、隨著、隨著nw的繼續(xù)增加，的繼續(xù)增加，u增加為增加為u，v的方向

6、改變?yōu)榈姆较蚋淖優(yōu)関，Mw=Mb-Md；4、當當nw=nb時，工作液的循環(huán)流動停止，將不能傳遞動力。時，工作液的循環(huán)流動停止，將不能傳遞動力。牽連速度牽連速度相對速度相對速度速度速度123）液力變矩器特性（）液力變矩器特性（？）兩個重要的特性參數(shù)：液力變矩器傳動比兩個重要的特性參數(shù)：液力變矩器傳動比i和液力變矩器變矩系數(shù)和液力變矩器變矩系數(shù)K （1）液力變矩器傳動比）液力變矩器傳動比 （2）液力變矩器變矩系數(shù)）液力變矩器變矩系數(shù) 或或=1變矩系數(shù)連續(xù)變化，能變矩系數(shù)連續(xù)變化，能隨汽車行駛阻力的不同隨汽車行駛阻力的不同自動改變變矩系數(shù)，且自動改變變矩系數(shù)，且具備液力耦合器的功能具備液力耦合器的功

7、能2幾種典型液力變矩器幾種典型液力變矩器1）三元件綜合式液力變矩器）三元件綜合式液力變矩器即由泵輪、渦輪和導輪三個主要元件組成即由泵輪、渦輪和導輪三個主要元件組成 （1）構造）構造作用：是只允許導輪單向旋轉，不允許其逆轉。作用：是只允許導輪單向旋轉，不允許其逆轉。 （2）單向離合器（自由輪機構）單向離合器（自由輪機構） 滾柱式單向離合器的構造和工作原理滾柱式單向離合器的構造和工作原理導輪順時針旋轉時，阻止外座圈（包括導輪）轉動，起增大轉矩作用；導輪順時針旋轉時，阻止外座圈（包括導輪）轉動，起增大轉矩作用；導輪逆時針旋轉時，滾柱與外座圈（包括導輪）一起繞內座圈轉動，導輪逆時針旋轉時，滾柱與外座圈

8、（包括導輪）一起繞內座圈轉動，轉入耦合器的工作狀況（因此稱為綜合式液力變矩器）轉入耦合器的工作狀況（因此稱為綜合式液力變矩器）16楔塊式單向離合器楔塊式單向離合器17楔塊式單向離合器的構造和工作原理 楔塊式單向離合器的工作原理是，內座圈固定，當外座圈順時針旋轉時，楔塊順時針旋轉，L1L，楔塊阻止外座圈旋轉。（3）三元件綜合式液力變矩器的特性）三元件綜合式液力變矩器的特性 2）四元件綜合式液力變矩器）四元件綜合式液力變矩器 多了一個導輪，兩個導輪分別裝在各自的單向離合器上。多了一個導輪，兩個導輪分別裝在各自的單向離合器上。 四元件綜合式液力變矩器的特性是兩個變矩器特性和一個耦合器特性的綜合。四元

9、件綜合式液力變矩器的特性是兩個變矩器特性和一個耦合器特性的綜合。 203）帶鎖止離合器的液力變矩器）帶鎖止離合器的液力變矩器其特點：汽車在變工況下其特點：汽車在變工況下行駛時（如起步、經常加行駛時（如起步、經常加減速），鎖止離合器分離，減速），鎖止離合器分離，相當于普通液力變矩器；相當于普通液力變矩器；當汽車在穩(wěn)定工況下行駛當汽車在穩(wěn)定工況下行駛時，鎖止離合器接合，動時，鎖止離合器接合，動力不經液力傳動，直接通力不經液力傳動，直接通過機械傳動，變矩器效率過機械傳動，變矩器效率為為1，從而提高汽車行駛速，從而提高汽車行駛速度和燃油經濟性度和燃油經濟性 第三節(jié)第三節(jié) 液力機械變速器液力機械變速器

10、一、行星齒輪變速器的組成和工作原理一、行星齒輪變速器的組成和工作原理1單排行星齒輪機構的特性方程式單排行星齒輪機構的特性方程式 行星機構的動力學和運動學特性方程式如下：行星機構的動力學和運動學特性方程式如下：M11+M22+M33=0 n1+n2-(1+)n3=0 =Z2/Z1=r2/r12單排行星齒輪機構的工作原理單排行星齒輪機構的工作原理 （1）太陽輪）太陽輪1為主動件，行星架為主動件，行星架3為從動件，齒圈為從動件，齒圈2固定固定 i13=n1/n3=1+=1+z2/z1 （2）齒圈）齒圈2為主動件，行星架為主動件，行星架3為從動件，太陽輪為從動件，太陽輪1固定固定i23=n2/n3=(

11、1+)/=1+z1/z2（3）太陽輪）太陽輪1為主動件，齒圈為主動件，齒圈2為從動件，行星架為從動件，行星架3固定固定i12=n1/n2=-=-z2/z1 （4）如果太陽輪和齒圈連為一體，）如果太陽輪和齒圈連為一體，n1=n2n1=n2=n3由上可見，單排行星齒輪機構可以獲得由上可見，單排行星齒輪機構可以獲得4種不同的傳動比，若所有元件種不同的傳動比，若所有元件均不受約束，則失去傳動作用均不受約束，則失去傳動作用 直接檔傳動直接檔傳動倒接檔傳動倒接檔傳動 n1+n2-(1+)n3=0 242526三、三、液力變矩器與固定軸線式齒輪變速器組成的液力變矩器與固定軸線式齒輪變速器組成的 液力機械變速

12、器液力機械變速器 四、四、帶鎖止離合器的液力變矩器、換檔離合器和帶鎖止離合器的液力變矩器、換檔離合器和 全同步變速器組成的液力機械變速器全同步變速器組成的液力機械變速器27第四節(jié)自動變速器的操縱機構第四節(jié)自動變速器的操縱機構 一、自動變速器操縱機構的類型一、自動變速器操縱機構的類型液控式（全液壓）操縱系統(tǒng)和電控式操縱系統(tǒng)液控式（全液壓）操縱系統(tǒng)和電控式操縱系統(tǒng) 三、電控式操縱系統(tǒng)三、電控式操縱系統(tǒng)電子控制系統(tǒng)包括電子控制單元（電子控制系統(tǒng)包括電子控制單元（ECU）、傳感器、控制開關、執(zhí)行器等）、傳感器、控制開關、執(zhí)行器等 動力源（供油系統(tǒng)）、執(zhí)行裝置、控制裝置、換檔品質控制裝置和濾清動力源（供

13、油系統(tǒng)）、執(zhí)行裝置、控制裝置、換檔品質控制裝置和濾清冷卻系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)。二、液控式（全液壓）操縱系統(tǒng)二、液控式（全液壓）操縱系統(tǒng)液壓操縱系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)液壓操縱系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)第五節(jié)金屬帶式無級自動變速器第五節(jié)金屬帶式無級自動變速器 VDT-CVT是由金屬帶、主動工作輪、從動工作輪、是由金屬帶、主動工作輪、從動工作輪、液壓泵、起步離合器和控制系統(tǒng)等組成。工作輪由液壓泵、起步離合器和控制系統(tǒng)等組成。工作輪由固定部分和可動部分組成，二者之間形成固定部分和可動部分組成，二者之間形成V形槽，形槽，金屬帶在槽內與工作輪相嚙合。當工作輪的可動金屬帶在槽內與工作輪相嚙合。當工作輪的可動部分作軸向移動時，即可改變金屬帶與主、從動部分作軸向移動時，即可改變金屬帶與主