第7章自動(dòng)變速器

第7章自動(dòng)變速器自動(dòng)變速器的組成液力變矩器組成和變矩原理行星齒輪變速器機(jī)構(gòu)的變速原理電液控自動(dòng)變速器換擋基本原理7.1概述7.1.1自動(dòng)變速器的特點(diǎn)1)操作簡(jiǎn)單，提高了安全性能。2)汽車起步更加平穩(wěn)。3)適時(shí)換擋，能自動(dòng)適應(yīng)行駛阻力的變化。4)液力傳動(dòng)的工作介質(zhì)是液體，能使動(dòng)載荷大為減輕，提高有關(guān)部件和零件使用壽命。5）主要缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，維修難度大。低速區(qū)傳動(dòng)效率低。現(xiàn)代液力變矩器都加裝了鎖止離合器、超速擋及駕駛模式選擇功能等裝置，使汽車的傳動(dòng)效率在高速區(qū)大大提高。7.1.2自動(dòng)變速器分類

有級(jí)式自動(dòng)變速器按傳動(dòng)比的變化規(guī)律可分為

無級(jí)式

自動(dòng)變速器自動(dòng)變速器按照其用途分類

自動(dòng)變速驅(qū)動(dòng)橋

自動(dòng)變速器自動(dòng)變速驅(qū)動(dòng)橋7.1.3自動(dòng)變速器的組成自動(dòng)變速器由四大部分組成：液力變矩器；齒輪變速機(jī)構(gòu)；控制系統(tǒng)；冷卻、潤(rùn)滑裝置7.2液力變矩器7.2.1變矩器的作用1）起到離合器的作用，傳遞或切斷發(fā)動(dòng)機(jī)與自動(dòng)變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之間的動(dòng)力傳遞。2）在一定范圍內(nèi)無級(jí)變速、變矩，可將發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩增大2～4倍輸出。3）起到飛輪的作用，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。4）驅(qū)動(dòng)液壓控制系統(tǒng)的油泵運(yùn)轉(zhuǎn)。殼殼泵輪渦輪導(dǎo)輪起動(dòng)齒圈

泵輪與殼連成一體為主動(dòng)元件；殼體做成兩半，用螺栓連接，殼外有起動(dòng)齒圈渦輪懸浮在變矩器內(nèi)與從動(dòng)軸相連；

導(dǎo)輪懸浮在泵輪與渦輪之間，通過單向離合器及導(dǎo)輪固定套固定在變速器外殼上，單向離合器使導(dǎo)輪可以順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，而不能逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。7.2.2液力變矩器的組成液力變矩器組成

變矩器工作時(shí)，工作液除有繞變矩器軸的圓周運(yùn)動(dòng)以外，還有在循環(huán)圓中的循環(huán)流動(dòng)，在工作液循環(huán)流動(dòng)的過程中，固定不動(dòng)的導(dǎo)輪給渦輪一個(gè)反作用力矩，使渦輪不同于泵輪輸入的轉(zhuǎn)矩。

變矩器不僅能傳遞轉(zhuǎn)矩，且能在泵輪轉(zhuǎn)矩不變的情況下，隨渦輪的轉(zhuǎn)速（反映著汽車行駛速度）不同而改變渦輪輸出的轉(zhuǎn)矩的數(shù)值，即實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速。7.2.3液力變矩器的工作原理導(dǎo)輪的作用是：增加渦輪的輸出力矩導(dǎo)輪通過單向離合器與軸套相連7.２.４液力變矩器的特性7.２.５單向離合器滾柱斜槽式楔塊式三元件液力變矩器壓盤從動(dòng)盤傳力盤渦輪泵輪導(dǎo)輪渦輪輪轂

壓力油經(jīng)油道進(jìn)入后，推動(dòng)活塞右移，壓緊從動(dòng)盤，鎖止離合器，使泵輪與渦輪接合成一體旋轉(zhuǎn)，變矩器不起作用。

鎖止離合器的接合取決于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和車速，并由液壓自動(dòng)操縱控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行。7.２.6鎖止離合器將泵輪與渦輪剛性連接，以提高傳動(dòng)效率。7.3自動(dòng)變速器的齒輪變速機(jī)構(gòu)7.3.1自動(dòng)變速器的選擋手柄在換檔控制手柄的一側(cè)有表示手柄位置的符號(hào)，如：PRNDSLPRND21PRND321PRND4D3211.檔位的含義Ｐ：停車檔位，手柄置于該位置時(shí)，可以啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，但發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)車輛不行駛，且車輛無法移動(dòng)。Ｒ：倒車檔位，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，手柄置于此位置，車輛將向后行駛。Ｎ：空檔位，手柄置于該位置時(shí)，可以啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)車輛得不到驅(qū)動(dòng)力，但車輛可以移動(dòng)。Ｄ：前進(jìn)檔位，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，手柄置于該位置時(shí)，AT將根據(jù)車輛行駛的狀況自動(dòng)地在1.2.3和O/D檔之間變化。

S：前進(jìn)低檔位，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，手柄置于該位置時(shí)，AT將自動(dòng)地在1和2檔之間變換。

L：前進(jìn)低檔位，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，手柄置于該位置時(shí)，AT將只能以1檔行駛。7.3.2行星齒輪傳動(dòng)基本原理行星輪太陽輪齒圈行星架行星架F3r3F2F1r1r21、組成作用于太陽輪上的力矩：M1=F1r1作用于齒圈上的力矩：M2=F2r2作用于行星架上的力矩：M3=F3r3齒圈與太陽輪的齒數(shù)比為：=Z2/Z1=r2/r1r3=(r1+r2)/2=(1+)r1/22、單排行星齒輪機(jī)構(gòu)的工作原理行星輪太陽輪齒圈行星架行星架F3r3F2F1r1r27.3.3離合器與制動(dòng)器換擋離合器、換擋制動(dòng)器和單向離合器及鎖止離合器。⑴換擋離合器作用：連接行星齒輪變速器的輸入軸和行星排的某個(gè)基本元件，或把行星排的某兩個(gè)基本元件連接起來，成為一個(gè)整體傳遞動(dòng)力。濕式多盤離合器結(jié)構(gòu)：花鍵轂輸入軸彈簧活塞殼體主動(dòng)盤壓盤從動(dòng)盤卡環(huán)⑵換擋制動(dòng)器作用：用于把行星排的太陽輪、齒圈、行星三個(gè)基本元件之一固定，使之不能轉(zhuǎn)動(dòng)。類型：濕式多片制動(dòng)器、外束帶式制動(dòng)器。外束帶式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)：調(diào)整螺釘制動(dòng)帶工作油路活塞桿活塞制動(dòng)鼓豐田轎車裝用的辛普森行星變速器介紹超速擋行星架前行星架后行星架中間軸輸入軸輸出軸超速擋太陽輪超速擋齒圈前行星齒圈太陽輪后行星齒圈1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)B0：超速擋制動(dòng)器F0：超速擋單向離合器C0：超速擋離合器B1：Ⅱ擋滑行制動(dòng)器F1：Ⅱ擋單向離合器C1：前進(jìn)擋離合器B2：Ⅱ擋制動(dòng)器F2：低擋單向離合器C2：高擋及倒擋離合器B3：低擋及倒擋制動(dòng)器7.3.4典型齒輪變速機(jī)構(gòu)2、工作原理

豐田A340E型自動(dòng)變速器換擋手柄有六個(gè)位置：P、R、N、D、2、L。（1）換擋手柄位于“N”或“P”位時(shí)C0工作，C2、C1都不工作，變速處于空擋或駐車擋。超速擋行星架前行星架后行星架中間軸輸入軸輸出軸超速擋太陽輪超速擋齒圈前行星齒圈太陽輪后行星齒圈（2）換擋手柄位于“R”位時(shí)

C2、C0、B3、F0工作，變速器處于倒擋。（3）換擋手柄位于“D”位時(shí)1號(hào)電磁閥接通，2號(hào)電磁閥關(guān)斷，變速器處于Ⅰ擋工況。超速擋行星架前行星架后行星架中間軸輸入軸輸出軸超速擋太陽輪超速擋齒圈前行星齒圈太陽輪后行星齒圈換檔執(zhí)行元件工作規(guī)律D-1/2-1檔C0，F(xiàn)0，C1，F(xiàn)2

（無發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)）

L-1檔C0，F(xiàn)0，C1，B3，F(xiàn)2（有）--------------------------------------------D-2檔C0，F(xiàn)0，C1，B2，F(xiàn)1（無）2-2檔C0，F(xiàn)0，C1，B1，B2，F(xiàn)1（有）--------------------------------------------D-3檔C0，F(xiàn)0，C1，C2，B2（有）--------------------------------------------D-4檔B0，C1，C2，B2（有）--------------------------------------------R-檔C0，F(xiàn)0，C2，B3（有）組成：供油、手動(dòng)選擋、參數(shù)調(diào)節(jié)、換擋時(shí)刻控制、換擋品質(zhì)控制等。1.供油部分：濾清器主調(diào)壓閥副調(diào)壓閥供油泵油冷卻器可隨節(jié)氣門開度和選擋桿位置的變化，將油泵輸出的油壓調(diào)節(jié)至相應(yīng)規(guī)定值。用來調(diào)節(jié)供給液力變矩器和潤(rùn)滑油路油壓的。向液力變矩器和液控自動(dòng)操縱系統(tǒng)壓入所需的液壓油，并滿足行星齒輪變速器潤(rùn)滑的需要。7.4自動(dòng)變速器的控制系統(tǒng)內(nèi)齒泵轉(zhuǎn)子泵葉片泵從動(dòng)齒輪主動(dòng)齒輪月牙形凸臺(tái)吸油區(qū)外轉(zhuǎn)子內(nèi)轉(zhuǎn)子吸油區(qū)腔室轉(zhuǎn)子定子葉片7.4.1控制系統(tǒng)的主要件1.油泵2.換擋時(shí)刻控制部分：用于轉(zhuǎn)換通向各換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的油路。根據(jù)駕駛員的意愿，將主油路壓力油送至換擋閥或直接送至執(zhí)行機(jī)構(gòu)，進(jìn)行換擋。高速超車時(shí)強(qiáng)制接通低擋。換擋閥：手控閥：強(qiáng)制低擋閥：3.鎖止信號(hào)閥、鎖止繼動(dòng)閥：鎖止信號(hào)閥：受電磁閥的控制，可輸出液壓信號(hào)去控制鎖止繼動(dòng)閥。4.換擋品質(zhì)控制部分：鎖止繼動(dòng)閥：根據(jù)鎖止信號(hào)閥的鎖止信號(hào)改變通往變矩器工作液的流向，使變矩器內(nèi)的鎖止離合器適時(shí)地接合與分離。

使換擋過程更加平穩(wěn)柔和，一般包括液壓通道上的蓄能減振器、緩沖閥、反向快出油閥、定時(shí)閥、執(zhí)行力調(diào)節(jié)閥等。5.電子控制系統(tǒng)由傳感器、電子控制單元、執(zhí)行器三部分組成。1）傳感器（1）節(jié)氣門位置傳感器：（2）車速傳感器：（3）空擋起動(dòng)開關(guān)：（4）制動(dòng)燈開關(guān)：（5）模式選擇開關(guān)：（6）發(fā)動(dòng)機(jī)水溫傳感器：（7）O/D開關(guān)：（8）自動(dòng)跳合開關(guān)：檢測(cè)節(jié)氣門開啟角度。用于檢測(cè)車速。保證只有選擋手柄位于“P”或“N”位置時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)才能起動(dòng)。制動(dòng)時(shí)接通制動(dòng)燈電路，使鎖止離合器處于分離狀態(tài)。動(dòng)力模式、正常模式、經(jīng)濟(jì)模式等。用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度。將其關(guān)斷時(shí)，自動(dòng)變速器不能進(jìn)入超速擋。用來檢測(cè)加速踏板踩下時(shí)是否超過節(jié)氣門全開位置。2）執(zhí)行器主要由四個(gè)電磁閥組成。

1、2號(hào)電磁閥用來控制作用在每個(gè)換擋閥上的液壓和定時(shí)；3號(hào)電磁閥用來控制作用在鎖止離合器上的液壓和鎖定定時(shí)；4號(hào)電磁閥用來控制作用在蓄壓器背腔的液壓，使離合器和制動(dòng)器接合柔和。3）電控單元（ECU）

ECU根據(jù)換擋程序?qū)鞲衅鱾鱽淼男盘?hào)進(jìn)行比較計(jì)算，確定是否需要換擋和變矩器鎖止離合器是否應(yīng)閉鎖。當(dāng)需要改變擋位時(shí)，改變相應(yīng)電磁閥電流的通斷狀態(tài)，再由電磁閥控制液動(dòng)的換擋閥，換擋閥移動(dòng)，切換換擋執(zhí)行器的油路，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。換擋原理節(jié)氣門位置傳感器感受節(jié)氣門開度信號(hào)，車速傳感器感受車速信號(hào)，這些信號(hào)送給自動(dòng)變速器電控單元，電控單元將這些信號(hào)經(jīng)過處理后發(fā)出指令，控制電磁閥A閥和B閥工作，換擋閥移動(dòng)，改變控制油路使不同的離合器、制動(dòng)器起作用，改變行星齒輪機(jī)構(gòu)的組合形成不同的擋位。自動(dòng)變速器電控單元有如下功能：換擋控制——電控單元接收各傳感器傳來的信號(hào)后，進(jìn)行邏輯判斷，然后發(fā)出指令，讓兩個(gè)電磁閥進(jìn)行不同的通斷電組合，使變速器具有不同的擋位。鎖止控制——一般當(dāng)車速高于60km/h，變速器在2擋以上，發(fā)動(dòng)機(jī)水溫高于600時(shí)，自動(dòng)變速器電控單元控制液力變矩器鎖止離合器工作，以提高汽車行駛的經(jīng)濟(jì)性。油壓控制——控制離合器、制動(dòng)器接合油壓，減少換擋沖擊，提高自動(dòng)變速器合器換擋的平順性。自診系統(tǒng)——當(dāng)傳感器、電磁閥等