自動(dòng)變速器的構(gòu)造和工作原理ppt課件(PPT 280頁)

1、第2章 自動(dòng)變速器的構(gòu)造與工作原理1第1頁，共280頁。 自動(dòng)變速器具有 自動(dòng)變速、連續(xù)變扭矩、換擋時(shí)不中斷動(dòng)力傳遞；操作輕便、換擋平穩(wěn)、過載保護(hù)； 可以減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高汽車行駛的機(jī)動(dòng)性、安全性和越野性。 因此，現(xiàn)在越來越多的轎車甚至貨車都裝有自動(dòng)變速器。2第2頁，共280頁。2.1 自動(dòng)變速器的總體構(gòu)造3第3頁，共280頁。 不同車型的自動(dòng)變速器在結(jié)構(gòu)上往往有很大的差異。但總體來說，主要包括： 液力變矩器、齒輪變速器、油泵、控制系統(tǒng)、手控連桿機(jī)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)、殼體等幾個(gè)部分。4第4頁，共280頁。一、液力變矩器 液力變矩器位于自動(dòng)變速器的最前端，安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪上。它利用液力傳動(dòng)的

2、原理，將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳給自動(dòng)變速器的輸入軸。 它具有以下作用： 起到自動(dòng)離合器的作用，傳遞或不傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩至變速器。 減速增扭。 5第5頁，共280頁。實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速。緩和沖擊。驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的油泵。起到飛輪的作用，使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)。6第6頁，共280頁。二、齒輪變速器 它是自動(dòng)變速器的主要組成部分，包括齒輪變速機(jī)構(gòu)和換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 常用的齒輪變速器主要有行星齒輪式和普通齒輪式兩種。 其作用是進(jìn)一步擴(kuò)大液力變矩器傳遞過來的轉(zhuǎn)速、扭矩的變化范圍，并使自動(dòng)變速器具有空擋和倒擋，用以中斷動(dòng)力傳遞和實(shí)現(xiàn)倒車。7第7頁，共280頁。三、油泵 油泵通常安裝在液力變矩器之后，由飛輪通過液力變矩器殼直接驅(qū)動(dòng)，為

3、液力變矩器、控制系統(tǒng)及換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作提供一定壓力的液壓油。8第8頁，共280頁。四、控制系統(tǒng) 自動(dòng)變速器的控制系統(tǒng)有液力式和電液式兩種。 液力式控制系統(tǒng)包括由許多控制閥組成的閥板總成以及液壓管路。 電液式控制系統(tǒng)除了閥板總成及液壓管路之外，還包括電子控制單元、傳感器、執(zhí)行器及控制電路等。閥板總成通常安裝在齒輪變速器下方的油底殼內(nèi)。9第9頁，共280頁。 駕駛員通過操縱手柄改變手動(dòng)閥的位置，控制系統(tǒng)根據(jù)手動(dòng)閥位置、節(jié)氣門開度、車速等因素，利用液壓自動(dòng)控制和電子自動(dòng)控制原理，按照一定的規(guī)律控制齒輪變速器中的換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋，它影響自動(dòng)變速器的功能和性能。10第10頁，共280頁

4、。五、手控連桿機(jī)構(gòu) 這些連桿機(jī)構(gòu)為操縱手柄及其纜繩、加速踏板和節(jié)氣門纜繩。 .操縱手柄 它通過一根纜繩和一連桿機(jī)構(gòu)與自動(dòng)變速器連接。駕駛員通過操縱手柄可以選擇行駛方式。11第11頁，共280頁。12第12頁，共280頁。 （）位（停車擋） 當(dāng)操縱手柄位于該位置時(shí)，自動(dòng)變速器將機(jī)械地鎖止輸出軸，使驅(qū)動(dòng)輪不能轉(zhuǎn)動(dòng)，防止汽車移動(dòng)，如圖所示，同時(shí)換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)使自動(dòng)變速器處于空擋狀態(tài)。該位置可以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)操縱手柄移開該位置時(shí)，停車鎖止機(jī)構(gòu)即被釋放。13第13頁，共280頁。 （） 位（空擋位） 當(dāng)操縱手柄位于該位置時(shí)，換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作和停車擋幾乎相同，也是使自動(dòng)變速器處于空擋狀態(tài)。此位置可以起動(dòng)發(fā)

5、動(dòng)機(jī)，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力雖經(jīng)輸入自動(dòng)變速器，但只能使之空轉(zhuǎn)，輸出軸無動(dòng)力輸出。 14第14頁，共280頁。 （） 位（倒車擋） 當(dāng)操縱手柄位于該位置時(shí)，自動(dòng)變速器中輸入軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，可以用于實(shí)現(xiàn)停車。15第15頁，共280頁。 （） 位（前進(jìn)擋） 轎車自動(dòng)變速器的操縱手柄位于該位置時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)個(gè)不同傳動(dòng)比的擋位，即擋、擋、擋和超速擋，超速擋的傳動(dòng)比小于。 操縱手柄位于該位置時(shí)，自動(dòng)變速器的液力式或電液式控制系統(tǒng)能根據(jù)車速、節(jié)氣門開度等因素的變化，按照設(shè)定的換擋規(guī)律，自動(dòng)變換擋位。該擋位可用于在一般道路上行駛或小坡道行駛時(shí)采用。16第16頁，共280頁。 （）位（前進(jìn)低擋）

6、操縱手柄位于該位置時(shí)，自動(dòng)變速器的控制系統(tǒng)將限制前進(jìn)擋的變化范圍。 自動(dòng)變速器只能在擋、擋之間自動(dòng)換擋（有的自動(dòng)變速器位置鎖定在擋）。17第17頁，共280頁。 （）位（前進(jìn)低擋） 當(dāng)操縱手柄位于該位置時(shí)，自動(dòng)變速器的控制系統(tǒng)將限制前進(jìn)擋的變化范圍。自動(dòng)變速器只能在擋、擋之間自動(dòng)換擋或只能保持在擋。該位適用于陡坡或路況較差的道路上行駛時(shí)采用。18第18頁，共280頁。 2.加速踏板 加速踏板通過加速纜繩和節(jié)氣門連接。加速踏板踩下的角度即節(jié)氣門的開度被準(zhǔn)確地傳遞到自動(dòng)變速器。自動(dòng)變速器根據(jù)節(jié)氣門的開度來進(jìn)行換擋控制和主油路壓力控制。19第19頁，共280頁。六、冷卻系統(tǒng) 液力變矩器在傳遞動(dòng)力的過

7、程中，因傳動(dòng)效率低，從而使部分能量轉(zhuǎn)換為液壓油的熱能，會(huì)使液壓油的溫度急劇升高。油溫是影響自動(dòng)變速器使用壽命的主要因素。油溫過高，使油液變質(zhì)，縮短使用壽命。 保持正常的油溫，從液力變矩器出來的液壓油需經(jīng)冷卻后回油底殼或去潤(rùn)滑行星齒輪機(jī)構(gòu)。油冷卻器位于發(fā)動(dòng)機(jī)前端水冷卻器的附近。20第20頁，共280頁。七、殼體 殼體是自動(dòng)變速器的安裝基礎(chǔ)件。自動(dòng)變動(dòng)器的行星齒輪機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、閥板總成、油泵等都是安裝在殼體上。同時(shí)殼體上還加工有油道以及測(cè)壓孔。另外殼體設(shè)有通風(fēng)塞，以防止殼體內(nèi)壓力過高。21第21頁，共280頁。2.2 液力傳動(dòng)裝置22第22頁，共280頁。 汽車上所采用的液力傳動(dòng)裝置有液力偶合器

8、和液力變矩器，兩者均是利用液體在循環(huán)流動(dòng)過程中液流動(dòng)能的變化來傳遞動(dòng)力的，即動(dòng)液傳動(dòng)，俗稱液力傳動(dòng)。 現(xiàn)代的汽車尤其是轎車上廣泛采用了液力變矩器。23第23頁，共280頁。一、液力偶合器 1.液力偶合器的結(jié)構(gòu) 24第24頁，共280頁。 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸凸緣上裝有外殼，泵輪與外殼連接（或焊接）在一起，隨曲軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，為液力偶合器的主動(dòng)部分。與泵輪相對(duì)安裝的渦輪，與輸出軸連接在一起，為液力變矩器的從動(dòng)部分。25第25頁，共280頁。 泵輪與渦輪里面有許多半圓形的徑向葉片，兩輪裝合后的相對(duì)端面之間有mm的間隙，其軸線斷面的內(nèi)腔共同構(gòu)成圓形或橢圓形的環(huán)狀空腔，此環(huán)狀空腔稱為循環(huán)圓。循環(huán)圓內(nèi)充滿了液壓油。兩

9、輪的每?jī)蓚€(gè)相鄰葉片之間形成液流通道。26第26頁，共280頁。2.液力偶合器的工作原理 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸驅(qū)動(dòng)泵輪時(shí)，泵輪內(nèi)部的液壓油也被葉片帶動(dòng)一起旋轉(zhuǎn)，使工作油液獲得了繞軸線作圓周運(yùn)動(dòng)的能量，同時(shí)又產(chǎn)生了離心力。液壓油沿泵輪葉片間的通道向外緣流動(dòng)。此時(shí)，泵輪外緣液壓油的壓力高于內(nèi)緣液壓油的壓力。如果此時(shí)充滿液壓油的渦輪處于靜止?fàn)顟B(tài)，或者其轉(zhuǎn)速低于泵輪的轉(zhuǎn)速，則泵輪外緣液壓油的壓力就高于渦輪外緣液壓油壓力, 27第27頁，共280頁。 泵輪內(nèi)緣液壓油的壓力就低于渦輪內(nèi)緣液壓油的壓力。由于泵輪和渦輪封閉在同一殼體內(nèi)，于是被甩到泵輪外緣的液壓油在壓力差的作用下，沖入渦輪外緣，沿著渦輪葉片向內(nèi)緣流動(dòng)，再回

10、到泵輪的內(nèi)緣，而后又被泵輪再次甩到外緣并沖擊渦輪的葉片。 28第28頁，共280頁。 液壓油就靠泵輪內(nèi)產(chǎn)生的離心力而沖向渦輪，并在泵輪與渦輪之間作循環(huán)流動(dòng)，于是就將在泵輪內(nèi)獲得的圓周運(yùn)動(dòng)的能量傳給渦輪，驅(qū)動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)而輸出。29第29頁，共280頁。 在兩輪中的液壓油，除了隨兩輪沿其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)外，還在循環(huán)圓內(nèi)沿葉片作循環(huán)運(yùn)動(dòng)，如圖a所示,這兩種運(yùn)動(dòng)的合成形成了一條首尾相接的環(huán)形螺旋線，如圖b所示。 (a) (b)30第30頁，共280頁。 作環(huán)流運(yùn)動(dòng)的液壓油不斷地把能量從泵輪傳給渦輪。液壓油將能量從泵輪傳給渦輪的關(guān)鍵在于液壓油作環(huán)流運(yùn)動(dòng)，而產(chǎn)生環(huán)流運(yùn)動(dòng)的條件是泵輪與渦輪之間存在轉(zhuǎn)速差。31第31頁

11、，共280頁。 轉(zhuǎn)速差越大，液壓油傳遞的扭矩越大。若兩者轉(zhuǎn)速相同，離心力相同，壓力差等于零，循環(huán)圓的流動(dòng)停止，此時(shí)液力偶合器不能起傳遞力矩的作用。32第32頁，共280頁。 液力偶合器的傳動(dòng)效率為渦輪軸上的輸出功率Pw 與泵輪上的輸入功率Pb之比用表示。 Pw/Pbwnw /（bnb） 因：bw 故：nw / nb=i 式中 nb泵輪轉(zhuǎn)速； nw渦輪轉(zhuǎn)速； i液力偶合器的傳動(dòng)比，即輸出軸轉(zhuǎn)速與輸入軸轉(zhuǎn)速之比。33第33頁，共280頁。 說明 液力偶合器的傳動(dòng)效率等于其傳動(dòng)比，而傳動(dòng)比隨兩輪的轉(zhuǎn)速差變化。 汽車起步時(shí)，nw為零，也就等于零，此時(shí)雖然渦輪軸上獲得的扭矩最大，但無功率輸出。 在汽車起

12、步加速過程中，nw逐漸升高，也隨之升高，但傳遞的扭矩在減小，且永遠(yuǎn)無法達(dá)到100。 34第34頁，共280頁。 缺點(diǎn) 由于液力偶合器不能改變扭矩的大小，它雖能使汽車平穩(wěn)起步、加速，減少傳動(dòng)系的沖擊載荷，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、效率低，而且不能完全切斷動(dòng)力，必須裝有離合器才能平順換擋，所以很少采用。35第35頁，共280頁。二、液力變矩器 1.液力變矩器的結(jié)構(gòu) 變矩器由泵輪、渦輪和導(dǎo)輪三個(gè)基本元件以及外殼組成。 36第36頁，共280頁。 各工作輪用鋁合金精密鑄造，或用鋼板沖壓焊接而成。泵輪與變矩器外殼連成一體，用螺栓固定在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸后端的凸緣上。殼體做成兩半，裝配后焊成一體（有的用螺栓連接）。渦輪

13、通過從動(dòng)軸與傳動(dòng)系的其他部件相連。導(dǎo)輪則固定在不動(dòng)的套管上。所有工作輪在裝配后，形成斷面為循環(huán)圓的環(huán)狀體。37第37頁，共280頁。2.液力變矩器的工作原理 液力變矩器的工作原理可以用兩臺(tái)電風(fēng)扇作形象描述：一臺(tái)電風(fēng)扇接通電源就像變矩器中的泵輪，另一臺(tái)電風(fēng)扇不接電源就像變矩器中的渦輪。將兩臺(tái)電風(fēng)扇對(duì)置，當(dāng)接通電源的電風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生的氣流可以吹動(dòng)不接電源的風(fēng)扇使其轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣兩個(gè)電風(fēng)扇就組成了偶合器，它能夠傳遞扭矩，但不能增大扭矩。 38第38頁，共280頁。 如果添加一個(gè)管道，空氣就會(huì)從后面通過管道，從沒有電源的電風(fēng)扇回流到有電源的電風(fēng)扇。這樣會(huì)增加有電源電風(fēng)扇吹出的氣流。在液力變矩器中，導(dǎo)輪起

14、到了這種管道的作用。39第39頁，共280頁。 變矩器起動(dòng)時(shí)，從泵輪噴射出的自動(dòng)變速器油ATF流入靜止的渦輪中形成環(huán)流。當(dāng)泵輪轉(zhuǎn)速增高時(shí)，環(huán)流作用使渦輪的扭矩增大，渦輪開始緩慢地旋轉(zhuǎn)，并逐漸加快，縮小了泵輪的轉(zhuǎn)速差而提高了傳動(dòng)效率。此時(shí)是沒有導(dǎo)輪的情況，相當(dāng)于液力偶合器。當(dāng)在泵輪和渦輪中安裝了導(dǎo)輪后，當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從渦輪流出的自動(dòng)變速器油ATF有殘留的動(dòng)能，通過導(dǎo)輪加在泵輪上從而增大扭矩。 40第40頁，共280頁。 泵輪與渦輪的轉(zhuǎn)速差越大，扭矩增大也越快。 液力變矩器之所以能起變矩作用，就是由于結(jié)構(gòu)上比液力偶合器多了一個(gè)導(dǎo)輪。在自動(dòng)變速器油ATF循環(huán)流動(dòng)的過程中，固定不動(dòng)的導(dǎo)輪給渦輪一個(gè)反作

15、用力矩，使渦輪輸出的扭矩不同于泵輪輸入扭矩。41第41頁，共280頁。3.綜合式液力變矩器 圖6所示為一種典型轎車用綜合式液力變矩器，它與液力變矩器的區(qū)別在于導(dǎo)輪是用單向離合器與固定的套管相連。42第42頁，共280頁。43第43頁，共280頁。 單向離合器也稱單向超越離合器或自由輪機(jī)構(gòu)。常見的單向離合器如圖2-7所示。 它由外座圈、內(nèi)座圈、滾柱和不銹鋼疊片彈簧組成。 外座圈與導(dǎo)輪以鉚釘或花鍵相連。 內(nèi)座圈與固定套管以花鍵相連，固定套管固定在自動(dòng)變速器殼體上，因此內(nèi)座圈是固定不動(dòng)的。 外座圈的內(nèi)表面有若干偏心的圓弧面，疊片將滾柱壓向內(nèi)、外座圈之間滾道比較狹窄的一端，從而將內(nèi)外兩座圈楔緊。44第

16、44頁，共280頁。 當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速較低，由于渦輪與泵輪相對(duì)安裝，油液按順時(shí)針方向從渦輪流出沖擊導(dǎo)輪葉片的正面，力圖使導(dǎo)輪按順時(shí)針方向（虛線箭頭所指）轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，滾柱被楔緊在滾道。45第45頁，共280頁。 當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速上升到一定值時(shí)，液流沖擊導(dǎo)輪的背面，使導(dǎo)輪相對(duì)于內(nèi)座圈按逆時(shí)針方向（實(shí)線箭頭所指）轉(zhuǎn)動(dòng)，滾柱被擠向滾道寬的一端，單向離合器外座圈松開，導(dǎo)輪成為自由輪，與渦輪作同向旋轉(zhuǎn)，液流不再有反作用力矩。此時(shí)，液力變矩器相當(dāng)于只有泵輪和渦輪工作，如同液力偶合器一樣。 這種可以轉(zhuǎn)入液力偶合器工況工作的液力變矩器稱為綜合式液力變矩器。46第46頁，共280頁。47第47頁，共280頁。 液力變矩器效率

17、b與液力偶合器效率a隨傳動(dòng)比i變化的規(guī)律如圖8所示。48第48頁，共280頁。 在傳動(dòng)比ii=1（變矩系數(shù)時(shí)的傳動(dòng)比）范圍內(nèi)，液力變矩器的效率高于液力偶合器， 當(dāng)ii=1， b下降而a卻繼續(xù)增高。 綜合式液力變矩器即在低速時(shí)按液力變矩器特性工作，而當(dāng)傳動(dòng)比達(dá)到iK時(shí)，轉(zhuǎn)為按液力偶合器特性工作，從而擴(kuò)大了 高效率的范圍，如圖2-8上實(shí)線所示。 變矩系數(shù)隨傳動(dòng)比變化的曲線49第49頁，共280頁。4.帶鎖止離合器的液力變矩器 因液力變矩器的渦輪和泵輪之間存在轉(zhuǎn)速差和液力損失，液力變矩器的傳動(dòng)效率不如機(jī)械傳動(dòng)效率高，50第50頁，共280頁。 故采用液力變矩器的汽車在正常行駛時(shí)的燃油經(jīng)濟(jì)性較差。為提

18、高變矩器在高傳動(dòng)比工況下的效率可采用帶鎖止離合器的液力變矩器，如圖2-9所示。51第51頁，共280頁。 這種由液壓油操縱的鎖止離合器的主動(dòng)盤即為變矩器的殼體。從動(dòng)盤是一個(gè)可作軸向移動(dòng)的壓盤，它通過花鍵套與渦輪連接。 52第52頁，共280頁。 壓盤右側(cè)的液壓油與液力變矩器泵輪、渦輪中的液壓油相通。 壓盤左側(cè)的液壓油通過液力變矩器輸出軸中間的控制油道與閥板總成上的鎖止控制閥相通。 53第53頁，共280頁。 鎖止控制閥由自動(dòng)變速器電子控制單元通過鎖止電磁閥來控制。54第54頁，共280頁。55第55頁，共280頁。56第56頁，共280頁。 自動(dòng)變速器電子控制單元根據(jù)車速、節(jié)氣門開度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)

19、速、液壓油溫度、操縱手柄位置、控制模式等因素，按設(shè)定的鎖止程序向鎖止電磁閥發(fā)出控制信號(hào)，操縱鎖止控制閥，改變壓盤兩側(cè)的油壓，從而控制鎖止離合器的工作。 鎖止離合器的控制57第57頁，共280頁。 當(dāng)滿足鎖止條件時(shí)，鎖止控制閥讓液壓油從油道B進(jìn)入，使壓盤兩側(cè)保持相同的油壓，鎖止離合器處于分離狀態(tài)，動(dòng)力由液壓油傳給渦輪。如圖2-10a所示。58第58頁，共280頁。 當(dāng)滿足鎖止條件時(shí)，鎖止控制閥讓液壓油從油道進(jìn)入液力變矩器，而讓油道與泄油口相通，使壓盤在左、右兩側(cè)壓力差的作用下壓緊在主動(dòng)盤上，如圖10b所示。 59第59頁，共280頁。 這時(shí)，輸入液力變矩器的動(dòng)力通過鎖止離合器的機(jī)械連接，由壓盤帶

20、動(dòng)渦輪輸出。液力變矩器中因泵輪和渦輪的轉(zhuǎn)速相同不起液力傳動(dòng)作用，故傳動(dòng)效率為100，提高了燃油的經(jīng)濟(jì)性。60第60頁，共280頁。61第61頁，共280頁。62第62頁，共280頁。63第63頁，共280頁。 2.4 行星齒輪裝置64第64頁，共280頁。 液力變矩器雖能在一定范圍內(nèi)自動(dòng)地、無級(jí)改變扭矩和轉(zhuǎn)速比。 缺點(diǎn)：存在傳動(dòng)效率低的缺點(diǎn)，且變矩范圍最多只能達(dá)到倍，難以滿足汽車實(shí)際使用要求。 因此，它在自動(dòng)變速器中的主要作用是使汽車起步平穩(wěn)，并在換擋時(shí)減緩傳動(dòng)系的沖擊載荷。 汽車上采用液力變矩器與齒輪變速器串聯(lián)組成的液力機(jī)械傳動(dòng)。齒輪變速器的作用是使扭矩、轉(zhuǎn)速再擴(kuò)倍的變化范圍，同時(shí)實(shí)現(xiàn)倒擋和

21、空擋。 65第65頁，共280頁。 自動(dòng)變速器中采用的齒輪變速器有普通齒輪式和行星齒輪式兩種。 目前，絕大多數(shù)轎車自動(dòng)變速器中的齒輪變速器為行星齒輪式，只有少數(shù)車型采用普通齒輪式。66第66頁，共280頁。1行星齒輪機(jī)構(gòu)的組成 最簡(jiǎn)單的行星齒輪機(jī)構(gòu)由一個(gè)太陽輪、一個(gè)內(nèi)齒圈、一個(gè)行星架及若干個(gè)行星齒輪組成，一般稱為單排行星齒輪機(jī)構(gòu)。太陽輪、齒圈和行星架是行星排的三個(gè)基本構(gòu)件，并且它們具有公共的固定軸線。 一、行星齒輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)與工作原理67第67頁，共280頁。 行星齒輪機(jī)構(gòu)安裝于行星架的行星齒輪軸上，與齒圈和太陽輪兩者嚙合。行星齒輪既可繞行星齒輪軸自轉(zhuǎn)，又可在齒圈內(nèi)行走，繞太陽輪公轉(zhuǎn)，如圖2-1

22、2所示。這種運(yùn)動(dòng)方式，有兩個(gè)自由度。圖2-12 行星齒輪機(jī)構(gòu)1-齒圈; 2-行星齒輪; 3-行星架; 4-太陽輪68第68頁，共280頁。 按齒輪排數(shù)的不同，行星齒輪機(jī)構(gòu)分為單排行星齒輪機(jī)構(gòu)和多排行星齒輪機(jī)構(gòu)。圖2-13a為單排行星齒輪機(jī)構(gòu)，圖2-13b為多排行星齒輪機(jī)構(gòu)，它由幾個(gè)單排行星齒輪機(jī)構(gòu)組成。自動(dòng)變速器中的行星齒輪變速器采用的就是多排行星齒輪機(jī)構(gòu)。 圖2-13 行星齒輪機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖1-太陽輪；2-齒圈；3-行星架； 4-行星齒輪69第69頁，共280頁。 按照太陽輪和齒圈之間行星齒輪的組數(shù)不同，又分為單星行星排和雙星行星排。雙星行星排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

23、組行星輪與齒圈嚙合，里面一組行星輪與太陽輪嚙合，如圖2-14所示。圖2-14 雙星行星排1-太陽輪；2-齒輪；3-行星架；4-外行星齒輪；5-內(nèi)行星齒輪70第70頁，共280頁。 71第71頁，共280頁。2單排行星齒輪機(jī)構(gòu)變速原理 設(shè)太陽輪、齒圈和行星架的轉(zhuǎn)速分別為n1、n2和n3，齒圈與太陽輪的齒數(shù)比為。則根據(jù)能量守恒定律，由作用在該機(jī)構(gòu)各元件上的力矩和結(jié)構(gòu)參數(shù)可導(dǎo)出表示單排行星齒輪機(jī)構(gòu)一般運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特性方程式： n1n2(1+)n3072第72頁，共280頁。 由上式可知，由于單排行星齒輪機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)自由度，在三個(gè)基本件中，任選兩個(gè)分別作為主動(dòng)件和從動(dòng)件，而使另一元件固定不動(dòng)（該元件轉(zhuǎn)速

24、為）或使其運(yùn)動(dòng)受到一定的約束（該元件的轉(zhuǎn)速為定值），則機(jī)構(gòu)只有一個(gè)自由度，整個(gè)輪系將以一定的傳動(dòng)比傳遞動(dòng)力。 73第73頁，共280頁。 太陽輪為主動(dòng)件，行星架為從動(dòng)件，齒圈固定。 如圖所示，特性方程中n20，因此有： n1(1+ ) n30， 傳動(dòng)比： i= n1 / n3= 1 + 傳動(dòng)比i大于且為正值，因此同向降速。74第74頁，共280頁。 齒圈為主動(dòng)件，行星架為從動(dòng)件，太陽輪固定 如圖所示，特性方程中n0，因此有： n(1+ ) n0 傳動(dòng)比： i = n / n = (1 + ) 傳動(dòng)比大于1且為正值，因此同向降速。75第75頁，共280頁。 行星架為主動(dòng)件，齒圈為從動(dòng)件，太陽輪固

25、定 如圖所示，特性方程中 n 0， 因此有： n (1+ )n 0 傳動(dòng)比： i = n / n 1+1 傳動(dòng)比小于1且為正值，因此同向增速。76第76頁，共280頁。 太陽輪為主動(dòng)件，齒圈為從動(dòng)件，行星架固定 如圖所示，特性方程中n 0，因此有： n + n 0傳動(dòng)比： i= n / n 因傳動(dòng)比為負(fù)值，所以反向傳力。77第77頁，共280頁。 任意兩元件互相連接 任意兩元件互相連接， 也就是說n= n或n= n ，則由運(yùn)動(dòng)特性方程可知，第三個(gè)基本元件的轉(zhuǎn)速必與前兩個(gè)基本元件的轉(zhuǎn)速相同，即行星排按直接擋傳動(dòng)，傳動(dòng)比i=1。78第78頁，共280頁。 任一個(gè)為主動(dòng)件 任一個(gè)為主動(dòng)件，無夾持部件

26、，該機(jī)構(gòu)有兩個(gè)自由度，因此不論以哪兩個(gè)基本元件為主動(dòng)件、從動(dòng)件，都不能傳遞動(dòng)力，處于空擋狀態(tài)。79第79頁，共280頁。 3雙星行星排行星齒輪機(jī)構(gòu)的變速原理 設(shè)太陽輪、齒圈和行星架的轉(zhuǎn)速分別為n、 n 和n ，齒圈和太陽輪的齒數(shù)比為，則該行星齒輪的一般運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特性方程式為： nn(1)n 0 它與單排行星輪機(jī)構(gòu)有所不同，但當(dāng)其中一元件受約束，另外兩個(gè)基本元件一個(gè)主動(dòng)，一個(gè)從動(dòng)時(shí)，依然可按照前述方法計(jì)算傳動(dòng)比和判別旋轉(zhuǎn)方向。 80第80頁，共280頁。 行星齒輪變速器中所有的齒輪都是處于常嚙合狀態(tài)，其擋位變換必須通過以不同的方式對(duì)行星齒輪機(jī)構(gòu)的基本元件進(jìn)行約束（即固定或連接某些基本元件）來實(shí)現(xiàn)

27、。能對(duì)這些基本元件實(shí)施約束的機(jī)構(gòu)，就是行星齒輪變速器的換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 行星齒輪變速器的換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)由離合器、制動(dòng)器、單向離合器三種執(zhí)行元件組成，起連接、固定和鎖止作用。 二、換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理81第81頁，共280頁。 連接是指將行星齒輪變速器的輸入軸與行星排中的某個(gè)基本元件連接，以傳遞動(dòng)力，或?qū)⑶耙粋€(gè)行星排的某一個(gè)基本元件與后一個(gè)行星排的某一個(gè)基本元件連接，以約束這兩個(gè)基本元件的運(yùn)動(dòng)； 固定是指將行星排的某一基本元件與自動(dòng)變速器的殼體連接，使之被固定住而不能旋轉(zhuǎn)； 鎖止是指把某個(gè)行星排的三個(gè)基本元件中的兩個(gè)連接在一起，從而將該行星排鎖止。 換擋執(zhí)行元件按一定的規(guī)律對(duì)行星齒輪機(jī)構(gòu)的某

28、些基本元件進(jìn)行連接、固定或鎖止，讓行星齒輪機(jī)構(gòu)獲得不同的傳動(dòng)比，從而實(shí)現(xiàn)擋位的變換。 82第82頁，共280頁。 作用：連接軸和行星排的某個(gè)基本元件，或?qū)⑿行桥诺哪硟蓚€(gè)基本元件連接成一體，使之成為一個(gè)整體轉(zhuǎn)動(dòng)。 1離合器結(jié)構(gòu)和工作原理83第83頁，共280頁。 自動(dòng)變速器中所用的離合器為濕式多片離合器。它通常由離合器鼓、離合器活塞、回位彈簧、彈簧座、一組鋼片、一組摩擦片、調(diào)整墊片、離合器轂及幾個(gè)密封圈組成。 84第84頁，共280頁。85第85頁，共280頁。 86第86頁，共280頁。 鋼片和摩擦片交錯(cuò)排列，兩者統(tǒng)稱為離合器片。 鋼片的外花鍵齒安裝在離合器鼓的內(nèi)花鍵齒圈上，可沿齒圈鍵槽作軸向

29、移動(dòng)。 87第87頁，共280頁。 摩擦片由其內(nèi)花鍵齒與離合器轂的外花鍵齒連接，也可沿鍵槽作軸向移動(dòng)。摩擦片的兩面均為摩擦片系數(shù)較大的銅基粉末冶金層或合成纖維層。88第88頁，共280頁。 離合器鼓或離合器轂分別以一定的方式和變速器輸入軸或行星排的某個(gè)基本元件相連接，一般離合器鼓為主動(dòng)件，離合器轂為從動(dòng)件。89第89頁，共280頁。 當(dāng)來自控制閥的液壓油進(jìn)入離合器液壓缸時(shí)，油壓推動(dòng)活塞克服彈簧的作用力將鋼片和摩擦片相互壓緊在一起，利用兩者間的摩擦力使離合器鼓和離合器連接為一個(gè)整體，使輸入軸和行星排的某基本元件連接在一起，此時(shí)離合器處于接合狀態(tài)。 90第90頁，共280頁。 當(dāng)液壓控制系統(tǒng)將作用

30、在離合器液壓缸內(nèi)的液壓油的壓力解除后，活塞被回位彈簧壓回液壓缸的底部，并將液壓缸內(nèi)的壓力油從進(jìn)油孔排出。此時(shí)，鋼片與摩擦片相互分開，兩者間無壓緊力，離合器處于分離狀態(tài)。離合器活塞和離合器片或離合器片和卡環(huán)之間有一定的軸向間隙，以保證鋼片和摩擦片之間無任何軸向壓力，這一間隙稱為離合器自由間隙。其大小可以用擋圈的厚度來調(diào)整。一般離合器自由間隙為0.52.0mm。91第91頁，共280頁。 離合器處于分離狀態(tài)時(shí)，其液壓缸內(nèi)仍殘留有少量液壓油。由于離合器鼓是隨變速器輸入軸或行星排某一基本元件一同旋轉(zhuǎn)的，殘留的液壓油在離心力的作用下會(huì)被甩向液壓缸外緣，并在該處產(chǎn)生一定的油壓。若離合器鼓的轉(zhuǎn)速較高，這一壓

31、力有可能會(huì)推動(dòng)離合大活塞壓向離合器片，離合器處于半接合狀態(tài)，導(dǎo)致鋼片和摩擦片因互相接觸摩擦而產(chǎn)生不應(yīng)有的磨損，影響離合器的使用壽命。92第92頁，共280頁。 為了防止這種情況出現(xiàn)，在離合器活塞或離合器鼓的液壓缸壁面上設(shè)有一個(gè)由自由鋼球組成的單向閥。當(dāng)液壓油進(jìn)入液壓缸時(shí)，鋼球在油壓的作用下壓緊在閥座上，單向閥關(guān)閉，保證了液壓缸的密封；當(dāng)油壓解除后，單向閥的鋼球在離心力的作用下離開閥座。使單向閥處于開啟狀態(tài)，殘留在液壓缸內(nèi)的液壓油在離心力的作用下從單向閥流出，保證離合器徹底分離，如圖2-17所示。 93第93頁，共280頁。 離合器所能傳遞的動(dòng)力的大小或者說轉(zhuǎn)矩的大小與摩擦片的面積、片數(shù)及離合器

32、片間的壓緊力有關(guān)。片間壓緊力的大小由作用在離合器活塞上的油壓及作用面積決定，但增大油壓會(huì)引起離合器接合時(shí)產(chǎn)生沖擊。故當(dāng)壓緊力一定時(shí)，離合器所能傳遞的動(dòng)力大小就取決于摩擦片的面積和片數(shù)。一般離合器中摩擦片片數(shù)為26片，鋼片片數(shù)等于或多于摩擦片的片數(shù)。94第94頁，共280頁。 制動(dòng)器的作用是將行星排中的某一元件加以固定，使之不能轉(zhuǎn)動(dòng)。目前常見的是帶式制動(dòng)器和片式制動(dòng)器。2制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)和工作原理95第95頁，共280頁。 （1）片式制動(dòng)器 片式制動(dòng)器由制動(dòng)器鼓、制動(dòng)器活塞、回位彈簧、鋼片、摩擦片及制動(dòng)器轂等組成，如圖2-18所示。 96第96頁，共280頁。 它的工作原理和濕式多片離合器基本相同，

33、但片式制動(dòng)鼓（相當(dāng)于離合器鼓）是固在自動(dòng)變速器殼體上的，當(dāng)制動(dòng)器工作時(shí)，與制動(dòng)器轂相連的行星排某一元件被固定住而不能轉(zhuǎn)動(dòng)。97第97頁，共280頁。98第98頁，共280頁。 帶式制動(dòng)器又稱制動(dòng)帶，它由制動(dòng)鼓、制動(dòng)帶、液壓缸及活塞等組成，如圖2-19所示。制動(dòng)鼓與行星排的某一基本元件連接，并隨之一起轉(zhuǎn)動(dòng)。（2）帶式制動(dòng)器99第99頁，共280頁。 制動(dòng)帶的一端支承在變速器殼體上的支架或制動(dòng)帶調(diào)整螺釘上，另一端與液壓缸活塞上的推桿連接。液壓缸被活塞分隔為施壓腔和釋放腔兩個(gè)部分,分別通過各自的控制油道與控制閥相通。制動(dòng)帶的工作受作用在活塞上的液壓油壓力控制。 100第100頁，共280頁。101第

34、101頁，共280頁。 當(dāng)液壓缸的施壓腔和釋放腔內(nèi)均無液壓油時(shí)，帶式制動(dòng)器不工作,制動(dòng)帶與制動(dòng)鼓之間有一定的間隙，制動(dòng)鼓可隨與它相連的行星排基本元件一同旋轉(zhuǎn)。當(dāng)液壓油進(jìn)入施壓腔時(shí)，作用在活塞上的液壓油壓力推動(dòng)活塞，使之克服回位彈簧的作用力移動(dòng)。102第102頁，共280頁。 活塞上的推桿隨之向外伸出，將制動(dòng)帶壓緊在制動(dòng)鼓上，于是制動(dòng)鼓被固定住而不能旋轉(zhuǎn)。此時(shí),制動(dòng)器處于制動(dòng)狀態(tài)。在制動(dòng)器處于制動(dòng)狀態(tài)，若有液壓油進(jìn)入液壓缸的釋放腔時(shí)，因釋放腔一側(cè)的活塞面積大于施壓腔一側(cè)的活塞面積，故作用在活塞上兩側(cè)的力不相等，釋放腔一側(cè)大于施壓腔一側(cè)。活塞在兩側(cè)的壓力差及回位彈簧作用力的共同作用下向后移，推桿回

35、縮，制動(dòng)帶被放松，制動(dòng)鼓可以轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使制動(dòng)器由制動(dòng)狀態(tài)變成釋放狀態(tài)。這樣可以使控制系統(tǒng)得到簡(jiǎn)化。103第103頁，共280頁。 104第104頁，共280頁。 若將帶式制動(dòng)器用行星齒輪機(jī)構(gòu)高速擋操縱，則因制動(dòng)時(shí)制動(dòng)鼓以高速旋轉(zhuǎn)，制動(dòng)帶將會(huì)受到來自制動(dòng)鼓的反作用力。活塞和推桿為剛性連接，該反作用力將使活塞產(chǎn)生振動(dòng)。影響換擋工作的平順性。105第105頁，共280頁。 為防止這種情況，可將推桿通過彈簧裝在活塞上如圖20所示，當(dāng)制動(dòng)帶受到反作用力時(shí)，推桿被推回，壓縮內(nèi)彈簧，從而起到緩沖的作用。106第106頁，共280頁。107第107頁，共280頁。 當(dāng)帶式制動(dòng)器處于放松狀態(tài)時(shí),制動(dòng)帶與制動(dòng)鼓之

36、間應(yīng)有一定的間隙。間隙過大或過小都會(huì)影響制動(dòng)器的正常工作。這一間隙的大小可用制動(dòng)帶調(diào)整螺釘來調(diào)整。在安裝時(shí)，一般將螺釘向內(nèi)擰緊至一定力矩。然后再退回規(guī)定的圈數(shù)（通常為23圈）。108第108頁，共280頁。 單向離合器在行星齒輪變速器中的作用和離合器、制動(dòng)器的作用相同，也是用于固定或連接幾個(gè)行星排中的某些太陽輪、行星架、齒圈等基本元件，讓行星齒輪變速器組成不同傳動(dòng)比的擋位。它是依靠單向鎖止原理來發(fā)揮固定或連接作用的，其固定和連接也只能單方向。當(dāng)與之相連接的元件受力方向與鎖止方向相同時(shí)，該元件即被固定或連接；當(dāng)受力方向與鎖止方向相反時(shí)，該元件即被釋放或脫離連接。3單向離合器結(jié)構(gòu)與工作原理109第

37、109頁，共280頁。 單向離合器的常見形式有兩種：滾柱斜槽式和楔塊式。滾柱斜槽式單向離合器在液力變矩器一節(jié)已有介紹。楔塊式單向離合器由內(nèi)環(huán)、外環(huán)、滾子（楔塊）等組成。滾子是特殊形狀的楔塊。110第110頁，共280頁。 楔塊的一條對(duì)角線的長(zhǎng)度略大于內(nèi)外環(huán)之間的距離，而另一條對(duì)角線的長(zhǎng)度略小于。當(dāng)內(nèi)環(huán)固定、外環(huán)相對(duì)內(nèi)環(huán)順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，楔塊在摩擦力的作用下立起，由于自鎖作用被卡死在內(nèi)外環(huán)之間，使內(nèi)環(huán)和外環(huán)無相對(duì)運(yùn)動(dòng)。111第111頁，共280頁。112第112頁，共280頁。 相對(duì)滑轉(zhuǎn)，此時(shí)單向離器處于鎖止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)外環(huán)相對(duì)內(nèi)環(huán)朝逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí),楔塊在摩擦力的作用下傾斜，脫離自鎖狀態(tài)。內(nèi)、外環(huán)

38、可以相對(duì)滑轉(zhuǎn)，此時(shí)單向離合器處于自由狀態(tài)。 當(dāng)外環(huán)固定，內(nèi)環(huán)相對(duì)于外環(huán)相對(duì)滑轉(zhuǎn)時(shí)，情況是恰好相反。若內(nèi)、外環(huán)都沒有固定，則前述的自由狀態(tài)變?yōu)榉蛛x狀態(tài)，鎖止?fàn)顟B(tài)變?yōu)檫B接狀態(tài)。113第113頁，共280頁。 不同車型自動(dòng)變速器中行星齒輪變速器在結(jié)構(gòu)上有很大差異，主要表現(xiàn)在：前進(jìn)擋的擋數(shù)不同，離合器、制動(dòng)器、單向離合器的數(shù)目和布置方式不同，采用的行星齒輪機(jī)構(gòu)的類型不同。 前進(jìn)擋的數(shù)目越多，離合器、制動(dòng)器、單向離合器的數(shù)目就越多。而它們的布置方式主要取決于行星齒輪變速器的前進(jìn)擋擋位數(shù)和行星齒輪機(jī)構(gòu)的類型。三、行星齒輪變速器結(jié)構(gòu)和工作原理114第114頁，共280頁。 目前，轎車上廣泛采用的行星齒輪機(jī)構(gòu)

39、的類型主要有辛普森式和拉維娜兩種。115第115頁，共280頁。 目前大部分轎車都采用這種行星齒輪機(jī)構(gòu)，辛普森式行星齒輪機(jī)構(gòu)采用雙行星排，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：前、后兩個(gè)行星排的太陽輪連成一個(gè)整體，稱為太陽輪組件；前排的行星架和后排的齒圈連成一體，稱為前行星架和后齒圈組件。通常輸出軸與該組件相連。 （）辛普森式行星齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)116第116頁，共280頁。 該行星機(jī)構(gòu)只有四個(gè)獨(dú)立元件：前排齒圈，前、后太陽輪組件，后排行星架和前行星架后齒圈組件。根據(jù)前進(jìn)擋的擋數(shù)不同，可將辛普森式行星齒輪變速器分為三擋和四擋兩種。117第117頁，共280頁。 三擋辛普森式齒輪變速器設(shè)有5個(gè)換擋執(zhí)行元件：2個(gè)離合器、2

40、個(gè)制動(dòng)器、1個(gè)單向離合器，使之成為一個(gè)具有3個(gè)前進(jìn)擋和一個(gè)倒擋的行星齒輪變速器。 （2）三擋辛普森式行星齒輪變速器118第118頁，共280頁。 前進(jìn)離合器連接輸入軸和前齒圈，倒擋及高擋離合器用于連接輸入軸和前、后太陽輪組件，擋制動(dòng)器用于固定前、后太陽輪組件，倒擋及低擋制動(dòng)器和低擋F都用于固定后行星齒輪架。119第119頁，共280頁。120第120頁，共280頁。 1擋 位擋時(shí)，離合器2和單向離合器工作。輸入軸通過離合器2帶動(dòng)前齒圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，因前行星架和后齒圈與輸出軸相連在汽車起步前轉(zhuǎn)速為（起步后轉(zhuǎn)速也為一個(gè)確定的低值），121第121頁，共280頁。 所以前行星輪在前齒圈的驅(qū)動(dòng)下一方面朝

41、順時(shí)針方向作公轉(zhuǎn)，帶動(dòng)前行星架朝順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，另一方面作順時(shí)針方向的自轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)前、后太陽輪組件朝逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。122第122頁，共280頁。 在后行星排中，由于和輸出軸連接的后齒圈轉(zhuǎn)速很低，后行星輪在后太陽輪驅(qū)動(dòng)下朝順時(shí)針方向作自轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)后行星架產(chǎn)生一個(gè)逆時(shí)針方向的力矩，而單向離合器對(duì)后行星架在逆轉(zhuǎn)時(shí)具有鎖止作用。123第123頁，共280頁。 因此后行星架固定不動(dòng)，使后齒圈在后行星輪的驅(qū)動(dòng)下朝順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)（圖224）。由此可知，位擋時(shí)，由輸入軸傳入的動(dòng)力經(jīng)前后行星排同時(shí)輸出，其目的是防止在傳遞大的扭矩時(shí)單排傳力而出現(xiàn)過載損壞。124第124頁，共280頁。 n11+1n12 (1+1

42、) n130 （前排） n21+2n22 (2+1) n230 (后排)式中：n23=0; n11=n22; n13=n22經(jīng)整理得:i=n12n13= (1 + 1 + 2)1 1擋傳動(dòng)比的計(jì)算：125第125頁，共280頁。 當(dāng)汽車在位擋工作時(shí)，若駕駛員突然松開油門踏板，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速將立即降至怠速。汽車在慣性作用下仍以原車速前進(jìn)，驅(qū)動(dòng)車輪將通過自動(dòng)變速器輸出軸反向帶動(dòng)行星齒輪變速器運(yùn)轉(zhuǎn)，行星齒輪機(jī)構(gòu)的前行星架和后齒圈組件成為主動(dòng)件，前齒圈為從動(dòng)件。126第126頁，共280頁。 當(dāng)前行星架朝順時(shí)針方向帶動(dòng)前行星輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于前齒圈轉(zhuǎn)速較低，前行星輪在順時(shí)針公轉(zhuǎn)的同時(shí)也朝逆時(shí)針方向作自轉(zhuǎn)，從而

43、帶動(dòng)前、后太陽輪組件以較高的轉(zhuǎn)速順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致后太陽輪和后齒齒圈同時(shí)以較高的轉(zhuǎn)速朝順時(shí)針方向帶動(dòng)后行星齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使后行星輪在自轉(zhuǎn)的同時(shí)對(duì)后行星架產(chǎn)生一個(gè)順時(shí)針方向的力矩。單向離合器1對(duì)后行星架無順時(shí)針旋轉(zhuǎn)鎖止作用，后行星架在后行星輪的帶動(dòng)下順時(shí)針自由轉(zhuǎn)動(dòng)。127第127頁，共280頁。 此時(shí)，行星齒輪機(jī)構(gòu)的四個(gè)獨(dú)立元件中有兩個(gè)處于自由狀態(tài)，失去傳力作用。來自變速器輸出軸的反向力無法經(jīng)行星齒輪變速器傳給輸入軸，即在下坡時(shí)無法利用發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速運(yùn)轉(zhuǎn)阻力來實(shí)現(xiàn)汽車的減速，稱為無發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。此時(shí)汽車相當(dāng)于作空擋滑行。128第128頁，共280頁。 為使裝有自動(dòng)變速器的汽車也能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)，必須讓它的

44、擋有兩種不同的狀態(tài)，即有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)和無發(fā)動(dòng)機(jī)兩種。這兩種狀態(tài)的選擇通常通過改變操縱手柄的位置來實(shí)現(xiàn)。操縱手柄位于位時(shí)，擋無發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)，而位（或位）時(shí)有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。 129第129頁，共280頁。 位（或位）擋時(shí)，離合器2、制動(dòng)器2工作，動(dòng)力傳遞及傳動(dòng)比計(jì)算如前，只是在反向傳力時(shí)制動(dòng)器2使后行星架固定，可以反向傳力，因此可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。130第130頁，共280頁。 擋 離合器2和制動(dòng)器1工作。輸入軸經(jīng)離合器2帶動(dòng)齒圈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，因前、后太陽輪組件被制動(dòng)器1制動(dòng)而固定不動(dòng)，所以帶動(dòng)前行星架順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)輸出。此時(shí)后行星排處于自由狀態(tài)。動(dòng)力只經(jīng)前行星排輸出（圖225）。 131第131頁，共280

45、頁。 傳動(dòng)比的計(jì)算：n11+1n12(1+1) n13= 0 式中：n11 = 0 = n12n13= (1 + 1)1 在上述擋狀態(tài)下，汽車滑行時(shí)驅(qū)動(dòng)輪的反向力可經(jīng)行星齒輪變速器傳至發(fā)動(dòng)機(jī)，即具有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)作用。132第132頁，共280頁。 擋 離合器2和離合器1工作。輸入軸通過離合器1、離合器2將前齒圈和前后太陽輪組件連接為一個(gè)整體。由于這時(shí)前行星排中有兩個(gè)基本元件互相連接，從而使前行星排固定地連成一體而一起作反向旋轉(zhuǎn)，輸入軸的動(dòng)力通過前行星排直接傳給輸出軸，其傳動(dòng)比i3等于（圖2-26），即為直接擋。133第133頁，共280頁。 在擋狀態(tài)下的行星齒輪變速器具有反向傳遞動(dòng)力的能力，當(dāng)汽

46、車滑行時(shí)能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。134第134頁，共280頁。 倒擋 離合器1和制動(dòng)器2工作。輸入軸經(jīng)離合器1帶動(dòng)前后太陽輪組件順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，在后行星排中因制動(dòng)器2將后行星架制動(dòng)，后行星架的轉(zhuǎn)速為，從而帶動(dòng)齒圈逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)輸出。此時(shí)動(dòng)力經(jīng)后行星排輸出，前行星排處在自由狀態(tài)。 圖2-27 倒擋時(shí)前后行星排的工作原理示意圖135第135頁，共280頁。 傳動(dòng)比的計(jì)算：n21+2n22( 1+1 )n23 = 0 式中：n23 = 0 i倒n21 / n222 倒擋狀態(tài)時(shí)，汽車有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)作用。圖2-27 倒擋時(shí)前后行星排的工作原理示意圖136第136頁，共280頁。 空擋 離合器、制動(dòng)器都不工作，液力變矩器

47、的動(dòng)力不能傳至行星齒輪變速器，變速器為空擋。137第137頁，共280頁。2.拉維娜式齒輪機(jī)構(gòu) 拉維娜式齒輪機(jī)構(gòu)有一些勝過辛普森式齒輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。主要是結(jié)構(gòu)緊湊，由于相互嚙合的齒數(shù)較多，因此傳遞的扭矩較大。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，工作原理更難理解。138第138頁，共280頁。 它是由一個(gè)單行星排與一個(gè)雙行星排組合而成的復(fù)合式行星機(jī)構(gòu)，共用一行星架、長(zhǎng)行星輪和齒圈，故它只有4個(gè)獨(dú)立元件。其特點(diǎn)是：構(gòu)成元件少、轉(zhuǎn)速低、結(jié)構(gòu)緊湊、軸向尺寸短、尺寸小、傳動(dòng)比變化范圍大、靈活多變、適合FF式布置。139第139頁，共280頁。140第140頁，共280頁。141第141頁，共280頁。2.6 液壓控制系統(tǒng)1

48、42第142頁，共280頁。 自動(dòng)變速器的自動(dòng)控制是靠液壓控制系統(tǒng)來完成的，液壓控制系統(tǒng)由動(dòng)力源、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)三個(gè)部分組成。 動(dòng)力源是由液力變矩器泵輪驅(qū)動(dòng)的油泵，它除了向控制機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)供給壓力油以實(shí)現(xiàn)換擋外，還給液力變矩器提供冷卻補(bǔ)償油，向行星齒輪變速器供給潤(rùn)滑油。143第143頁，共280頁。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括各離合器、制動(dòng)器和液壓缸。 控制機(jī)構(gòu)大體包括主油路系統(tǒng)、換擋信號(hào)系統(tǒng)、換擋閥系統(tǒng)和緩沖安全系統(tǒng)。根據(jù)其換擋信號(hào)系統(tǒng)和換擋閥系統(tǒng)采用的是全液壓元件還是電子控制元件可將控制機(jī)構(gòu)分為液控式和電控式兩種。144第144頁，共280頁。一、油泵 油泵是自動(dòng)變速器最重要的總成之一。 常見的形

49、式有 嚙合齒輪泵 擺線轉(zhuǎn)子泵 葉片泵145第145頁，共280頁。 1.內(nèi)嚙合齒輪泵 它是自動(dòng)變速器中應(yīng)用最多的一種油泵，各種豐田汽車自動(dòng)變速器都采用這種泵。它具有結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小、重量輕、自吸能力強(qiáng)、流量波動(dòng)小、噪聲低等特點(diǎn)。 它由小齒輪、內(nèi)齒輪、月牙形隔板、泵殼、泵蓋等組成。 146第146頁，共280頁。147第147頁，共280頁。 小齒輪由變矩器殼體后端軸套驅(qū)動(dòng)，為主動(dòng)齒輪，內(nèi)齒輪為從動(dòng)齒輪，月牙形隔板的作用是將工作腔分隔為吸油腔和壓油腔，泵殼上有進(jìn)油口和排油口。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，小齒輪帶動(dòng)內(nèi)齒輪如圖2-38中順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。在吸油腔，因齒輪不斷退出嚙合，容積增大，形成真空吸油；在壓油腔

50、，因齒輪不斷進(jìn)入嚙合，容積減小，將液壓油壓出。 148第148頁，共280頁。2.擺線轉(zhuǎn)子泵 它是一種特殊齒形的內(nèi)嚙合齒輪泵，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、噪聲小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、高速性能良好等優(yōu)點(diǎn)；其缺點(diǎn)是流量脈沖大、加工精度要求高。 它由一對(duì)內(nèi)嚙合的轉(zhuǎn)子及泵殼，泵蓋等組成，如圖239所示。 149第149頁，共280頁。 內(nèi)、外轉(zhuǎn)子不同心，有一定的偏心距，且外轉(zhuǎn)子比內(nèi)轉(zhuǎn)子多一個(gè)齒。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)油泵內(nèi)外轉(zhuǎn)子朝相同方向旋轉(zhuǎn)，但內(nèi)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大于外轉(zhuǎn)子。從而，在內(nèi)、外轉(zhuǎn)子之間形成與內(nèi)轉(zhuǎn)子齒數(shù)相同個(gè)數(shù)的工作腔。150第150頁，共280頁。 這些工作腔的容積隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而不斷變化，轉(zhuǎn)子朝順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)

51、時(shí)，內(nèi)、外轉(zhuǎn)子中心線的右側(cè)的各個(gè)工作腔的容積由小變大，形成真空吸油；中心線的左側(cè)的各個(gè)工作腔的容積由大變小，將液壓油壓出。151第151頁，共280頁。 3.葉片泵 葉片泵由定子、轉(zhuǎn)子、葉片及殼體、泵蓋等組成。 它具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小、泵油流量均勻、容積效率高等優(yōu)點(diǎn)；但它結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)液壓油的污染比較敏感。152第152頁，共280頁。 轉(zhuǎn)子由變矩器殼體后端的軸套帶動(dòng)，繞其中心旋轉(zhuǎn)，定子是固定不動(dòng)的，二者不同心有一定的偏心距。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片在離心力及葉片底部的油壓作用下向外張開，緊靠在定子內(nèi)表面上，并隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)子葉片槽內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這樣相鄰葉片之間便形成密封的工作腔。如果轉(zhuǎn)子朝順時(shí)針

52、方向旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)子與定子中心連線的右半部的工作腔容積逐漸增大，產(chǎn)生真空吸油，中心線左半部的工作腔容積逐漸減小，將油壓出。153第153頁，共280頁。二、主油路系統(tǒng) 因油泵由發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，故其理論泵油量與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速成正比，液壓油由油泵輸出后進(jìn)入主油路系統(tǒng)，從而使主油路系統(tǒng)壓力發(fā)生變化。發(fā)動(dòng)機(jī)高速時(shí)，泵油量多，主油路壓力高，引起換擋沖擊及泵油消耗功率增大；發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí)，泵油量少，主油路壓力低，引起制動(dòng)器、離合器打滑。 154第154頁，共280頁。 為防止上述兩種現(xiàn)象發(fā)生，油泵的泵油量應(yīng)在發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速時(shí)即可滿足自動(dòng)變速器各部分的所需，而在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加時(shí)利用主油路系統(tǒng)中的主油路調(diào)壓閥來調(diào)節(jié)壓力

53、，讓多余的液壓油返回油底殼，使主油路系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定在一定的范圍之內(nèi)。同時(shí)，主油路調(diào)壓閥應(yīng)能滿足主油路系統(tǒng)在不同工況、不同擋位時(shí)，具有不同油壓的要求。155第155頁，共280頁。 油門開度較小時(shí)，自動(dòng)變速器所傳遞的扭矩較小，離合器、制動(dòng)器不易打滑，主油路壓力可以降低。而當(dāng)油門開度較大時(shí)，因傳遞的扭矩較大，為防止離合器、制動(dòng)器打滑，主油路壓力要升高。 汽車低速擋行駛時(shí)，所傳遞的扭矩較大，主油路壓力要高。而在高擋行駛時(shí)，所傳遞的扭矩較小，可降低主油路油壓，以減小油泵運(yùn)行阻力。 156第156頁，共280頁。 倒擋的使用時(shí)間較少，為減小自動(dòng)變速器的尺寸，倒擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)做得較?。Σ疗瑪?shù)少），為防止打滑

54、，主油路 壓力要比前進(jìn)擋時(shí)有所提高。 主油路調(diào)壓閥通常采用階梯型滑閥。 它由上部的閥芯、下部的柱塞套筒及調(diào)壓彈簧組成。157第157頁，共280頁。158第158頁，共280頁。 在閥門的上端處，受來自油泵的液壓力的作用；下端則受到柱塞下部處的來自發(fā)動(dòng)機(jī)油門所控制的節(jié)氣門閥的液壓力的作用（該液壓力與油門開度成正比關(guān)系），以及調(diào)壓彈簧的作用力。柱塞上下兩端的力的平衡，決定閥體所處的位置。 159第159頁，共280頁。 若油泵泵油量增大，油壓升高，作用在處向下的液壓力增大，推動(dòng)閥體下移，出油口打開，液壓泵輸出的部分油液排回油底殼，使主油路壓力調(diào)整到規(guī)定值。160第160頁，共280頁。 當(dāng)油門開

55、大時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加，油泵產(chǎn)生液壓力也升高，處向下的液壓力增大，但此時(shí)受油門控制的節(jié)氣門閥油壓也增大，使得在處向上的作用力也增大，于是主油路調(diào)壓閥繼續(xù)保持平衡，滿足了油門開度大時(shí)對(duì)主油路油壓增大的要求。161第161頁，共280頁。 倒擋時(shí)，手動(dòng)閥打開另一條油路，將壓力油引入主油路調(diào)壓閥柱塞的腔，使作用在下端向上的油壓力增大，閥芯上移，出油口變小，主油路壓力增高，從而滿足了倒擋時(shí)油壓較前進(jìn)擋有所增大的要求。162第162頁，共280頁。三、換擋信號(hào)系統(tǒng) 給自動(dòng)變速器提供換擋操縱的有兩個(gè)換擋信號(hào)，即發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷與轉(zhuǎn)速。在液壓控制系統(tǒng)中，這兩個(gè)信號(hào)分別由節(jié)氣門閥和速控閥提供。163第163頁，共28

56、0頁。 1.節(jié)氣門閥 節(jié)氣門閥受發(fā)動(dòng)機(jī)加速踏板控制，是隨節(jié)氣門開度大?。窗l(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷大小）而改變其輸出油壓力的液壓閥，其輸出油壓與節(jié)氣門開度成正比關(guān)系。此油壓作為液壓控制系統(tǒng)自動(dòng)換擋的一個(gè)信號(hào)。 節(jié)氣門閥根據(jù)控制方式的不同分為機(jī)械式和真空式兩種。164第164頁，共280頁。 （1）機(jī)械式節(jié)氣門閥 機(jī)械式節(jié)氣門閥由上部的節(jié)氣門閥體、回位彈簧、下部的強(qiáng)制低擋柱塞和調(diào)壓彈簧等組成。 節(jié)氣門閥體和強(qiáng)制低擋柱塞并不直接接觸，而是通過調(diào)壓彈簧聯(lián)系在一起。強(qiáng)制低擋柱塞下裝有滾輪，與節(jié)氣門閥凸輪接觸（見強(qiáng)制低擋閥）。節(jié)氣門閥凸輪經(jīng)鋼絲纜繩與加速踏板相連。 165第165頁，共280頁。 來自主油路的壓力油由

57、節(jié)氣門閥的進(jìn)油口進(jìn)入，須經(jīng)閥口節(jié)流后，方能從出油口至各換擋閥。另外節(jié)氣門閥上還有兩個(gè)控制油口，分別與來自斷流閥的油壓及出油口油壓相通，使閥體在、處受到向下的液壓作用力。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行時(shí)，閥上進(jìn)油口處的節(jié)流口開度很小，輸出的油壓很低。166第166頁，共280頁。 當(dāng)踩下加速踏板時(shí)，節(jié)氣門纜繩被拉動(dòng)，節(jié)氣門凸輪作順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，將強(qiáng)制低擋柱塞上推，壓縮調(diào)壓彈簧。調(diào)壓彈簧則推動(dòng)節(jié)氣門閥體向上移，使節(jié)流口開大，輸出油壓增高。167第167頁，共280頁。 節(jié)氣門開度越大，調(diào)壓彈簧壓縮越多，閥體上移越多，節(jié)流口開度越大，節(jié)氣門油壓越高。當(dāng)節(jié)氣門開度保持恒值時(shí)，隨著油壓增大，在處由液壓產(chǎn)生的向下作用力增大

58、，將節(jié)氣門閥向下推至關(guān)閉進(jìn)油口為止，此時(shí)節(jié)氣門閥輸出油壓維持不變。168第168頁，共280頁。 （2）真空式節(jié)氣門閥 真空式節(jié)氣門閥由真空氣室、推桿和滑閥等組成。 169第169頁，共280頁。 上部被膜片隔開的真空氣室通過軟管與發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門后的進(jìn)氣管相通，與膜片相連的推桿則在膜片彈簧的作用力下將滑閥的閥芯往下推。170第170頁，共280頁。 閥芯上有三個(gè)油道口：進(jìn)油口與主油路相通，出油口輸出節(jié)氣門閥油壓，泄油口用以泄油。 從出油口輸出的油壓流至閥芯底部，其液壓作用力使滑閥芯上移，與膜片彈簧的作用力平衡。油液從進(jìn)油口到出油口或出油口到泄油口，均要經(jīng)閥口節(jié)流。171第171頁，共280頁。

59、當(dāng)節(jié)氣門開度較小時(shí)，進(jìn)氣管的真空度大，真空室膜片對(duì)閥芯向下的推力減小，閥芯上移，節(jié)流口變小，輸出油壓減??； 當(dāng)節(jié)氣門開度大時(shí)，進(jìn)氣管真空度小，真空室膜片對(duì)閥芯向下的推力增大，閥芯下移，節(jié)流口變大，輸出油壓力增大； 當(dāng)節(jié)氣門開度維持不變時(shí)，閥芯維持在將進(jìn)油口、泄油口兩口關(guān)閉的平衡狀態(tài)，輸出油壓不變，若此時(shí)減小開度則通過泄油使輸出油壓降低，反之增大開度，則從進(jìn)油口進(jìn)油使輸出油壓增大。172第172頁，共280頁。 2.速控閥 速控閥也稱為調(diào)速器，其作用是為自動(dòng)變速器換擋控制提供一個(gè)隨車速變化的控制油壓。該油壓與節(jié)氣門閥油壓一起共同控制換擋閥的工作。 它一般安裝在自動(dòng)變速器的輸出軸上，隨輸出軸一起轉(zhuǎn)

60、動(dòng)，或者安裝在自動(dòng)變速器的殼體上，通過齒輪與輸出軸相連。其基本原理是利用離心力來控制滑閥閥芯的位置，來控制速控閥油壓的大小。173第173頁，共280頁。 安裝在輸出軸上的雙級(jí)式速控閥。 重塊為初級(jí)飛塊，滑閥為次級(jí)飛塊。進(jìn)油孔與主油路相通，出油孔輸出速控閥油壓，泄油孔用來泄油以調(diào)節(jié)速控閥油壓。174第174頁，共280頁。 在低速區(qū)工作時(shí)，重塊在離心力的作用下外移，并通過彈簧帶動(dòng)滑閥一起外移，打開進(jìn)油孔，主油路壓力油經(jīng)進(jìn)油孔節(jié)流減壓后成為速控閥油壓。 作用在油閥上的速控閥油壓向下的作用力使油閥下移，關(guān)小進(jìn)油孔，直至速控閥油壓的作用與離心力平衡時(shí)，關(guān)閉進(jìn)油口，速控閥輸出油壓不變。 因重塊質(zhì)量大，