液力自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)

關(guān)于液力自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)第一頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日學(xué)習(xí)要求本章主要學(xué)習(xí)AT型自動(dòng)變速器：變矩器工作原理；檔位分析；油路控制及電控油路控制。以上三個(gè)方面既是本章的重點(diǎn)也是本書的重點(diǎn)與難點(diǎn)，必須掌握。第二頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日第二章液力自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)和工作原理液力自動(dòng)變速器的組成：

1）液力變矩器

2）行星齒輪變速器

3）液壓操縱及控制系統(tǒng)

4）冷卻、潤(rùn)滑系統(tǒng)第三頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日第四頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)液力變矩器液力變矩器是自動(dòng)變速器的核心組成部分之一，其作用是利用液體循環(huán)流動(dòng)過程中動(dòng)能的變化傳遞動(dòng)力。第五頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日第六頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日變矩器安裝的位置識(shí)別

自動(dòng)變速驅(qū)動(dòng)橋

自動(dòng)變速器第七頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日一、液力偶合器作用：將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩傳遞給變速器。組成：泵輪、渦輪。泵輪與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，渦輪與變速器輸入軸相連。第八頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日第九頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日原理：相當(dāng)于兩個(gè)相對(duì)放置的風(fēng)扇，當(dāng)一個(gè)通電轉(zhuǎn)動(dòng)后，另一個(gè)未通電的電風(fēng)扇在風(fēng)能的作用下也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。第十頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日泵輪與渦輪上都裝有葉片，當(dāng)工作輪（泵輪）轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在離心力的作用下，從泵輪葉片內(nèi)緣向外緣流動(dòng)；上溢出的自動(dòng)變速器油以一定的角度射向渦輪作用到渦輪的外緣葉片上。由于其半徑相等，V泵輪＞V渦輪，故外緣端有壓力差，油由泵輪流向渦輪。工作過程第十一頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日動(dòng)力過程如右圖，泵輪接受發(fā)動(dòng)機(jī)傳來的機(jī)械能，在液體從泵輪葉片內(nèi)緣向外流動(dòng)過程中，將動(dòng)能傳給油液，使其動(dòng)能提高；然后通過高速的油液沖擊渦輪葉片，將動(dòng)能傳遞給渦輪。第十二頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日環(huán)流與旋轉(zhuǎn)由于自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)與離心力的作用，液力自動(dòng)變速器的油存在兩種運(yùn)動(dòng)：一種是從泵輪到渦輪的環(huán)流運(yùn)動(dòng)；一種是隨曲軸飛輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。第十三頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日液力偶合器結(jié)構(gòu)1、曲軸2、渦輪3、泵輪4、自動(dòng)變速器油的圓周運(yùn)動(dòng)5、自動(dòng)變速器油的渦流運(yùn)動(dòng)6、葉片7、自動(dòng)變速器輸入軸第十四頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日第十五頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日轉(zhuǎn)矩傳遞的實(shí)現(xiàn)泵輪中高速流動(dòng)的油液→沖擊渦輪葉片，從而實(shí)現(xiàn)能量的傳遞。起步時(shí)（一檔），泵輪轉(zhuǎn)，渦輪暫時(shí)不轉(zhuǎn)隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增大作用于渦輪的力逐漸增大，實(shí)現(xiàn)起步。第十六頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日液力偶合器傳遞動(dòng)力的過程：泵輪接受發(fā)動(dòng)機(jī)傳來的機(jī)械能，在液體從泵輪葉片內(nèi)緣向外緣流動(dòng)的過程中，將能量傳給油液，使其動(dòng)能提高；然后再通過高速流動(dòng)的油液沖擊渦輪葉片，將動(dòng)能傳給渦輪。液力偶合器實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的必要條件：油液在泵輪和渦輪之間有循環(huán)流動(dòng)。液力偶合器在正常工作時(shí)，泵輪轉(zhuǎn)速總是大于渦輪轉(zhuǎn)速。如果二者轉(zhuǎn)速相等，液力偶合器不起傳動(dòng)作用。速不等有壓力差則傳力速等無(wú)壓力差則不傳力第十七頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日渦輪與泵輪轉(zhuǎn)速差越大，兩輪邊緣處的能量差也越大，自動(dòng)變速器油傳遞的動(dòng)力也就越大。液力偶合器只能起傳遞扭矩的作用，并不能改變轉(zhuǎn)矩的大小。另外液力偶合器不能使發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系徹底分離。由于液力偶合器的傳動(dòng)效率低，又沒有增扭作用，所以在現(xiàn)代汽車上幾乎完全被液力變矩器所取代。第十八頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日液力偶合器的傳動(dòng)效率由于液體在循環(huán)流動(dòng)過程中，沒有受到任何其他附加外力，故發(fā)動(dòng)機(jī)作用于泵輪上的轉(zhuǎn)矩與渦輪所獲得并傳給從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)矩相等。即MB=MW。第十九頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日液力偶合器效率特性汽車起步時(shí)，渦輪轉(zhuǎn)速為零，傳動(dòng)效率也為零；汽車起步后，渦輪轉(zhuǎn)速逐漸增加，傳動(dòng)效率也隨之提高；當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速等于泵輪轉(zhuǎn)速時(shí)，環(huán)流不存在，液力偶合器失去傳遞動(dòng)力作用。當(dāng)速比在0.97時(shí),傳動(dòng)效率最高。但永遠(yuǎn)無(wú)法達(dá)到100％。第二十頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日二、液力變矩器1、液力變矩器的組成及作用：與液力偶合器的根本區(qū)別在于：多了一個(gè)導(dǎo)輪。導(dǎo)輪通過導(dǎo)輪固定套固定在變速器殼體上。第二十一頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日變矩器殼渦輪導(dǎo)輪泵輪液力變矩器的解體圖泵輪：將發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)變速油的動(dòng)能；渦輪：將自動(dòng)變速器油的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闇u輪軸上的機(jī)械能；導(dǎo)輪：改變自動(dòng)變速器油的流動(dòng)方向，進(jìn)而達(dá)到變矩的作用。第二十二頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日作用：1.自動(dòng)分離與結(jié)合，傳遞并增大扭矩，2.緩沖發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系之間的沖擊，3.起飛輪的作用，4.驅(qū)動(dòng)AT液壓系統(tǒng)的油泵。第二十三頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日液力變矩器安裝位置1、驅(qū)動(dòng)端蓋2、曲軸3、單向離合器4、渦輪5、變矩器殼體6、泵輪7、導(dǎo)輪8、變速器輸入軸9、變速器殼體第二十四頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日液力變矩器簡(jiǎn)單工作原理工作原理演示第二十五頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日導(dǎo)輪的變矩原理

導(dǎo)輪變矩的原理可以將變矩器的展開成平面圖，并設(shè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及負(fù)荷不變，即變矩器泵輪的轉(zhuǎn)速與傳矩不變。第二十六頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日起步時(shí)的變矩原理起步時(shí)（渦輪nw=0)，液油的流向如右圖；P（泵輪）流過來的液體首先擊在渦輪的葉片上，后流向?qū)л啌粼趯?dǎo)輪葉片的正面。液油再?gòu)墓潭ú粍?dòng)的導(dǎo)輪擊向泵輪的正面與原來的速度方向相同，泵輪獲得導(dǎo)輪傳來的力矩，即：

MW=MB+MD注：能如此分析的前提是發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與負(fù)荷不變研究對(duì)象是液流第二十七頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日液油在偶合器從泵輪傳向渦輪的油液在回到泵輪時(shí)，其作用方面與泵輪轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反，有阻止泵輪正常運(yùn)轉(zhuǎn)的趨向也是液力偶合器無(wú)法增大轉(zhuǎn)矩的原因。安裝導(dǎo)輪之后其改變流向而與泵輪流向相同，進(jìn)而也就增大輸出轉(zhuǎn)矩。第二十八頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日增速過程變矩原理以上的油流方向都是在泵輪已經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)而渦輪還沒有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)（即汽車起動(dòng)后），情況將有所改變。由于渦輪開始轉(zhuǎn)動(dòng)，使得從渦輪流入導(dǎo)輪的油液方向變化。渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力作用下，油逐漸由直接射向?qū)л喺孓D(zhuǎn)變?yōu)檐S過導(dǎo)輪，即此時(shí)變矩器變成偶合器了。原理如下圖第二十九頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日高速時(shí)變矩原理渦輪速度繼續(xù)增大，使得從渦輪進(jìn)入導(dǎo)輪的油沖擊到了導(dǎo)輪背面，進(jìn)而使導(dǎo)輪開始與渦輪和泵輪相同方向轉(zhuǎn)動(dòng)，反回泵輪的力矩不泵轉(zhuǎn)向不同，即為MW=MB-MD

。（若有導(dǎo)輪在單向離合器的作用下可以自由旋轉(zhuǎn)，逐漸回到偶合的狀態(tài)。）第三十頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日第三十一頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日1.渦輪轉(zhuǎn)速為零時(shí)，變矩器輸出轉(zhuǎn)矩最大，約為發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的2.1倍；2.當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速?gòu)牧汩_始增大時(shí)，液力變矩器的輸出轉(zhuǎn)矩逐漸減少;3.當(dāng)轉(zhuǎn)速增加到一定的程度，渦輪出油不再?zèng)_向?qū)л?，而是直接轉(zhuǎn)向?qū)л喅隹谔帥_向泵輪，此時(shí)液力變矩器變?yōu)橐毫ε己掀鳎?.當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速進(jìn)一步增加渦輪出口油液開始沖擊導(dǎo)輪葉片的背面，此時(shí)液力變矩器輸出轉(zhuǎn)矩小于輸入的轉(zhuǎn)矩；5.當(dāng)渦輪的轉(zhuǎn)速與泵輪相同時(shí)，由于此時(shí)液力變矩器已經(jīng)沒有了環(huán)流運(yùn)動(dòng)所以液力變矩器失去了傳遞動(dòng)力的能力。當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速為零時(shí)，稱為失速點(diǎn)液力變矩器的轉(zhuǎn)矩變化規(guī)律歸納第三十二頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日液力變矩器的外特性曲線外特性曲線表征為：1.渦輪的轉(zhuǎn)矩隨差轉(zhuǎn)速的增大而連續(xù)減小，在失速點(diǎn)時(shí)為最大;2.在發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與負(fù)荷不變情況下，轉(zhuǎn)速隨阻力的增大而自動(dòng)降低，達(dá)到無(wú)級(jí)變速；3.其效率曲線的兩頭小中間大，最高達(dá)到90％；→這也是變矩器的缺點(diǎn)，高速時(shí)效率低。單向離合器由此需要而產(chǎn)生η＝Mw.nw/MB.nB第三十三頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日3.三元件綜合式液力變矩器這是一種典型的轎車液力變矩器。三元件是指泵輪、渦輪、導(dǎo)輪各一個(gè)。并將導(dǎo)輪安裝在單向離合器的座圈上，通過單向離合器與變速器殼體相連。單向離合器也稱為超越離合器，其結(jié)構(gòu)如右圖。第三十四頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日單向離合器的作用機(jī)理以前所學(xué)導(dǎo)輪為固定不動(dòng)，但這樣在高速時(shí)，其效率很低，呈現(xiàn)為兩頭小中間大其原因是高速時(shí)從渦輪擊過來的液油打在導(dǎo)輪的背面上，反擊到泵輪的液油與泵輪運(yùn)動(dòng)的方向相反MW=MB-MD，使得效率降低。若讓導(dǎo)輪實(shí)現(xiàn)與渦輪泵輪在同一方向上旋轉(zhuǎn)則既可實(shí)現(xiàn)低速時(shí)輸出高轉(zhuǎn)矩，高速時(shí)則按照導(dǎo)輪自轉(zhuǎn)液油躍過導(dǎo)輪實(shí)現(xiàn)偶合器的功能。第三十五頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日單向離合器的工作原理

1)單向離合器的組成：

由外座圈，內(nèi)座圈、保持架、楔塊等組成。第三十六頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日2)工作原理：

當(dāng)內(nèi)座圈固定時(shí)，外座圈逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)楔塊不鎖止，外座圈可自由轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)外座圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，楔塊鎖止，外座圈不能轉(zhuǎn)動(dòng)。保持架的作用是使楔塊總是朝著鎖止外座圈的方向略微傾斜，以加強(qiáng)楔塊的鎖止功能。第三十七頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日單向離合器鎖止演示第三十八頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日單向離合器低速鎖住導(dǎo)輪正是由于導(dǎo)輪安裝有單向離合器，使得導(dǎo)輪受到來自渦輪油液沖擊時(shí)，能保持不動(dòng)，這樣才能使導(dǎo)輪改變了經(jīng)過它油流動(dòng)方向，進(jìn)而達(dá)到增扭的作用。第三十九頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日高速時(shí)導(dǎo)輪不起作用如右圖，在高速時(shí)導(dǎo)輪的的同向轉(zhuǎn)動(dòng)使其不起作用，液油直接擊在渦輪上，故此時(shí)變矩器實(shí)質(zhì)為偶合器。分為兩個(gè)階段：進(jìn)入偶合及導(dǎo)輪打滑變成偶合n↑進(jìn)入偶合第四十頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日導(dǎo)輪打滑變成偶合導(dǎo)輪開始轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)輪的單向性第四十一頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日單向離合器下的變矩器特性K為輸出轉(zhuǎn)矩與輸入轉(zhuǎn)矩的比值，i＝nw/nB由圖可知：1.在中低速K皆大于1，增扭；2.當(dāng)K＝1時(shí)，為偶合器工作點(diǎn)（單向離合器開始起作用），此后按偶合器特性來工作，即輸入的轉(zhuǎn)矩與輸出轉(zhuǎn)矩相等；3.在i＞ik＝1后，MW=MB且ηb偶合器曲線直線增加(偶合），原變矩器是迅速下降的。第四十二頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日效率變化曲線問題有：裝有單向離合器的變矩器雖然能等矩輸出及較高的效率輸出，但其存在液力損失，與機(jī)械傳動(dòng)相比其效率較低，最高只能實(shí)現(xiàn)0.85～0.90，故而油耗高、經(jīng)濟(jì)性差。無(wú)法解決其速差的問題。右圖為不帶鎖止離合器的變矩器的效率曲線。聯(lián)想MT

不帶鎖止式液力變矩器效率變化曲線第四十三頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日4、鎖止離合器1、泵輪2、導(dǎo)輪3、單向離合器4、輸入軸5、導(dǎo)輪軸6、活塞7、外殼8、多片式鎖止離合器軸9、多片式鎖止離合器片10、多片離合器盤11、渦輪鎖止離合器與外殼相連，也就是與泵輪相連。而鎖止離合器片與渦輪相接，帶鎖止離合器的液力變矩器的活塞在油壓的作用下，可以將多片式鎖止離合器的盤與片壓緊成為一體，這就就使渦輪與泵輪連接成一體，提高傳動(dòng)效率到100％。第四十四頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日鎖止離合器的組成：

減振盤：它與渦輪連接在一起，減振盤上裝有減振彈簧，在離合器接合時(shí)，防止產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。鎖止離合器：通過凸起卡在減振盤上，可在油壓的作用下軸向移動(dòng)。

離合器殼（前蓋）：它與泵輪連接在一起，前蓋上粘有一層摩擦材料，以增加離合器接合時(shí)的摩擦力。第四十五頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日鎖止離合器摩擦片、減震彈簧第四十六頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日工作原理對(duì)于鎖止離合器有一專門的油路來控制其工作，當(dāng)鎖止閥接通變矩器壓力油路時(shí)，壓盤左右兩側(cè)壓力相等，鎖止離合器處于開鎖狀態(tài)。變矩器工作；如圖A當(dāng)鎖止控制閥變矩器回油路時(shí)，壓盤械側(cè)的油壓降低，而壓盤右側(cè)油液力較高，壓差的作用下，壓盤通過摩擦片壓緊而實(shí)現(xiàn)剛性連接。實(shí)現(xiàn)接近100％的傳動(dòng)效率。如圖B第四十七頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日

變矩器中鎖止離合器識(shí)別，鎖止離合器接合時(shí)的情況

變矩器中鎖止離合器識(shí)別，鎖止離合器分開時(shí)的情況第四十八頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日TCC鎖止、不鎖止時(shí)油的流向鎖止離合器的工作原理第四十九頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日鎖止條件：溫度：ATF溫度正常，達(dá)60度以上，速度：約68-70km/h，檔位：3檔或4檔，(有些車1、2、3、4檔)制動(dòng)：無(wú)行車制動(dòng)。第五十頁(yè)，共五十八頁(yè)，2022年，8月28日5.液力變矩器的冷卻補(bǔ)償系統(tǒng)變矩器中所損失的能量轉(zhuǎn)化為熱能，故而要對(duì)油液進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，否則在高