自動變速器簡課件

第三章 自動變速系統(tǒng)第一節(jié) 概述一.手動變速器與自動變速器

手動變速器：靠駕駛員操縱離合器和變速器的變速桿，一個一個地變換擋位的變速器。

自動變速器：僅僅由駕駛員操縱油門控制裝置（如踏板），汽車根據(jù)行駛阻力（車速高低、地面坡度大小等）和油門大小自動變換擋位改變車速的變速器。二、手動變速器和自動變速器的特點手動變速器特點優(yōu)點：結構簡單、制造方便、工作可靠、造價低、重量輕、傳動效率高。缺點：換擋操作復雜，換擋過程動力中斷；換擋過程有沖擊，影響傳動系壽命；離合器分離接合頻繁，離合器磨損快

；有限擋位，不利于發(fā)動機動力發(fā)揮。

自動變速器的優(yōu)點1.操作簡單、省力，減少駕駛員換檔技術的影響；2.減輕駕駛員的勞動強度，提高了行車的安全性；3.提供了良好的換擋性能，提高了汽車的平順性和乘坐舒適性；4.延長汽車零部件的使用壽命；5.改善了車輛的動力性和通過性；（起步加速性、平均車速、功率利用）6.減少汽車排氣污染，一定條件下可改善經(jīng)濟性。

自動變速器的缺點1.結構復雜，制造精度要求高,成本較高；2.傳動效率稍低；3.維修技術比較復雜，維修成本較高。三.自動變速器的類型一）按自動程度：半自動（起步和部分檔位）

全自動二）按控制方式分：液壓控制

電控三）按組成機構分：自動變速器（“AT”）：帶液力變矩器2.

無級自動變速器（“CVT”或“ECVT”）：帶金屬帶無級變速3.機械式自動變速器（“AMT”）：傳統(tǒng)變速器、離合器加計算機控制。4.雙離合器變速器(DualClutchTransmission)DCT：液力變矩器的自動變速器液力變矩器液力變矩器2.金屬帶無級變速的自動變速器金屬帶無級變速器3.AMT4.雙離合器變速器DCTDCT

(DualClutchTransmission)

是一種機械式自動變速器，保持了AMT的各種優(yōu)點，其動力傳遞通過兩個離合器聯(lián)結兩根輸入軸，相鄰各檔的被動齒輪交錯與兩輸入軸齒輪嚙合，配合兩離合器的控制，能夠實現(xiàn)在不切斷動力的情況下轉換傳動比，從而縮短換檔時間，有效提高換檔品質。

DCT工作時，先以某個檔位運行，電控單元根據(jù)相關傳感器的信號判斷即將進入工作的與另一個離合器相連的下一檔位，因該檔位還未傳遞動力，故指令液壓控制電磁閥十分方便地控制換檔執(zhí)行機構，預先嚙合這一檔位，在車輛運行達到換檔點時，只需要將正在工作的離合器分離，同時將另一個離合器接合，則使汽車以下一個檔位行駛

DCT的傳動軸分為兩部分，一為實心的傳動軸，另一為空心的傳動軸。實心的傳動軸連接了1、3、5及倒擋，而空心的傳動軸則連接2、4擋，兩離合器各自負責一根傳動軸的嚙合動作，發(fā)動機動力便會由其中一根傳動軸做出無間斷的傳送。

DCT繼承了手動變速箱傳動效率高、安裝空間緊湊、重量輕、價格便宜等許多優(yōu)點，而且實現(xiàn)了換檔過程的動力換檔，即在換檔過程中不中斷動力，保留了AT,CVT等換檔品質好的優(yōu)點，

P位：駐車擋。R位：倒擋。N位：空擋。D位：前進擋。2位：高速發(fā)動機制動擋。只能在一、二擋間自動換擋，使汽車獲得發(fā)動機制動。L位(也稱1位)：低速發(fā)動機制動擋。汽車被鎖定在一擋，發(fā)動機制動效果更強。2和L多用于山區(qū)等路況，避免頻繁換擋。手自一體變速器的換檔手柄四.AT自動變速器的組成一般“AT”自動變速器由以下幾部分組成：

1.

液力傳動裝置（液力變矩器，液力偶合器）；

2.

多擋變速機構（行星變速機構或定軸變速機構）；

3.

液壓控制系統(tǒng)；

4.電控系統(tǒng)。三.CVT自動變速器的組成一般“CVT”自動變速器由以下幾部分組成：

1.液力變矩器；

2.金屬帶無級變速機構；

3.定軸變速機構；

4.液壓控制系統(tǒng)。第二節(jié) 自動變速器的結構與工作原理一般“AT”自動變速器由以下幾部分組成：

1.

液力傳動裝置（液力變矩器，液力偶合器）：傳遞動力、變矩（1-3倍）、變速；

2.

多擋變速機構（行星變速機構或定軸變速機構）：變矩、變速、擴大變速范圍；

3.

液壓控制系統(tǒng)：根據(jù)外界工況控制變速機構自動變速；

4.電控系統(tǒng)：根據(jù)外界工況控制液壓系統(tǒng)實現(xiàn)自動變速。一、液力傳動裝置液壓傳動：以工作介質壓力能來轉換和傳遞機械能的液體傳動液力傳動：以工作介質動能來轉換和傳遞機械能的液體傳動液力傳動裝置可分為兩大類：液力偶合器液力變矩器（一）液力偶合器1、結構特點：泵輪：主動元件，與輸入軸相連渦輪：從動件，與輸出軸相連2、工作原理（類似風扇）： 泵輪和渦輪裝在同一殼體內，上面均有許多徑向葉片。泵輪起著離心式水泵的作用，渦輪起著水輪機的作用。工作液受離心力作用，不僅隨著工作輪作圓周運動—傳遞扭矩，而且在壓力差的作用下沿循環(huán)圓流動。因此液體質點的流線形成一個首尾相連的環(huán)形螺旋線。

液流在偶合器內進行螺管運動

3、傳動特點：（1）轉矩：泵輪的輸入轉矩（Mb）等于渦輪的輸出轉矩（Mw） 即：

Mb=Mw（2）傳動比：

i=nw/nb nw—輸出軸轉速

nb—輸入軸轉速

（3）傳動效率：

η= =i

可見：i越大，η越高，即渦輪轉速提高，液力偶合器的效率增大。理論上，當i=1時，η=100%，實際上當i=0.985--0.99時，效率達到最大值。當i>0.99時，摩擦損失轉矩比重增加，效率急劇下降。Mw*nwMb*nbi=1iηη

=100%液力偶合器效率特性圖傳動效率隨傳動比增大而提高高傳動比工況下效率高i=1iηη

=100%（二）液力變矩器1、結構：泵輪：與變矩器殼連成一體并用螺栓固定在發(fā)動機曲軸后端的凸緣上

渦輪：通過輸出軸與傳動系的其它部件相連

導輪：由若干曲面葉片組成，（只能沿一個方向旋轉，固定在不動的套管上，或通過單向自由輪與變速器殼相連）所有工作輪在裝配后，形成斷面為循環(huán)圓的環(huán)狀體。

2、工作原理：與液力偶合器相同：借助液體的運動把轉矩從泵輪傳給渦輪。區(qū)別：液力偶合器：只能將轉矩大小不變地由泵輪傳給渦輪，起離合器的作用。液力變矩器：不僅能傳遞轉矩，而且能在泵輪轉矩不變的情況下，隨渦輪轉速的不同自動地改變渦輪軸上輸出轉矩的值。兼起離合器和變速器的作用。

液力變矩器工作輪的展開圖

用工作輪的展開圖說明其工作原理：A、汽車起步前，渦輪轉速nw=0，導輪也固定不動。

-Mw=Mb+Md Mw>Mb

B、汽車起步并加速，nw從0逐漸增加，Md逐漸減少Mw逐漸減少，當nw增大到偶合點轉速（液流經(jīng)導輪后方向不改變）時：

Md=0，Mw=Mb（相當于偶合器）

C、nw繼續(xù)增大，液流沖擊在導輪葉片的背面：

Mw=Mb-Md Mw<Mb

D、當nw=nb時，液流循環(huán)停止，液力變矩器不再傳遞動力。

總體過程：起步：Mw=Mb+Md，變矩器起增扭作用。加速：渦輪轉速提高，導輪所受轉矩不斷減小，速度增大到某值時：

Md=0,Mw=Mb，為偶合器工況轉速繼續(xù)增大：當導輪與泵輪轉矩方向相反時：Mw=Mb-Md。當Nw=Nb時，工作液循環(huán)流動停止，不再傳遞動力。

3、傳動特性：（1）轉矩：隨nw的變化，Mw相對于固定的Mb也相應變化。

變扭系數(shù)K：K=Mw/Mb=(Mb±Md)/Mb（2）傳動比i：

i=nw/nb≤1（3）傳動效率：

η= =K*iMw*nwMb*nb變矩特性曲線隨著渦輪轉速升高，渦輪輸出轉矩減小。

阻力增大時，渦輪轉速降低，輸出轉矩增大，從而獲得較大的驅動扭矩。阻力減小時，渦輪轉速增加，則輸出轉矩減小，驅動輪轉速升高。所以，變矩器可隨汽車行駛阻力不同而自動改變轉矩。

效率特性曲線η是隨i變化的拋物線，形狀取決于K曲線的形狀。1）i較小時，K>1，即Mt>MP2）i K，K=1時，Mt=MP3）i接近于1時，K<1，Mt<MP4）在K<1時，下降很快，只是在一定的傳動比范圍內有較高的效率。

（三）液力偶合器與液力變矩器特性比較在K≥1的傳動比范圍內，液力變矩器的傳動效率高于液力偶合器。在K<1的傳動比范圍內，液力偶合器的傳動效率繼續(xù)增加，而液力變矩器的傳動效率卻迅速下降。K=1綜合式液力變矩器為了擴大液力變矩器的高效率范圍，改善變矩器的使用性能，實際使用的變矩器都加裝單向自由輪或鎖止離合器，成為綜合式液力變矩器。鎖止

離合器（四）單向自由輪1、作用：在高速區(qū)使導輪順泵輪旋轉方向自由轉動，減小導輪背面對液流的有害反作用力，實現(xiàn)“自動變矩”和“自動偶合”的相互轉換，提高液力變矩器在高速區(qū)的傳動效率（達95%）。

2、常用的兩種單向自由輪：楔塊式滾柱斜槽式楔塊式結構特點： 內圈固定，外圈可轉動。工作原理：

外環(huán)順時針方向旋轉時，楔塊在摩擦力的作用下立起，因自鎖作用而卡死在內外環(huán)之間，使內環(huán)和外環(huán)無法相對滑轉，離合器鎖止；外環(huán)逆指針方向旋轉時，楔塊在摩擦力的作用下傾斜，此時離合器處于自由狀態(tài)。滾柱斜槽式

工作原理外環(huán)逆時針轉動時，滾子在慣性力作用下有留在原地的趨勢。這樣，滾子始終處于斜槽較寬的一邊，離合器處于自由狀態(tài)。

外環(huán)順時針轉動時，滾子在慣性力的作用下始終處于斜槽較窄的一邊，這樣離合器處于鎖止狀態(tài)。彈簧的作用是將小球始終推向較窄的一邊，使得外環(huán)順時針轉動時立即鎖止，減少空行程。3、單向自由輪工作原理渦輪轉速較低時，從渦輪流出的液體沖擊導輪葉片的凹面，導輪和自由輪外座圈一起卡死在內座圈上不動，此時液力變矩器起增扭作用。

當渦輪轉速增大到一定程度，液流對導輪的沖擊力反向，于是導輪自由地相對于內座圈與渦輪同向轉動。這時，變矩器轉入偶合器工況。所以，在高轉速時效率高且輸出扭矩等于輸入扭矩。帶自由輪的變矩器裝配圖

殼體由前后兩半焊接而成，前端

連接裝有起動齒圈的托盤，用螺釘固定在曲軸后端凸緣上。泵輪裝有平直葉片，其輪轂可自由轉動。渦輪有傾斜的曲面葉片，其輪轂以花鍵與輸出軸相連。導輪與自由輪的外座圈固定連接。自由輪內座圈與固定套管連接。

（五）鎖止離合器因變矩器渦輪與泵輪之間存在轉速差和液力損失，裝液力變矩器的變速器效率小于機械變速器，故正常行駛時采用液力變矩器的汽車燃油經(jīng)濟性較差。為提高變矩器高傳動比工況下的效率，可采用帶鎖止離合器的液力變矩器。作用：在高速區(qū)時，將泵輪與渦輪鎖在一起，變?yōu)槟Σ潦诫x合器，使發(fā)動機的效率100%傳給渦輪。鎖止離合器工作原理

車速提高->控制壓力提

高->速度切換閥左移->鎖止控制閥接通并左移->排泄口接通->鎖止活塞左移->摩擦片與變矩器殼接合，同時活塞與渦輪通過花鍵連接->泵輪與渦輪直接連接鎖止離合器效率分析為提高高傳動比下的效率，通常鎖止離合器在K=1的偶合器工況點接合，等同于由發(fā)動機直接驅動。同時單向自由輪脫開，導輪自由旋轉，液力損失減少，汽車行駛速度和燃料經(jīng)濟性提高。上述雖可提高效率，但切換前后速度沖擊較大，帶來的缺點是不能自適應行駛阻力的變化。帶鎖止離合器的變矩器裝配圖

主要部件：泵輪、渦輪和導輪。

導輪裝有自由輪。泵輪與變矩器殼體通過螺釘連接，殼體又與曲軸凸緣連接作為主動件。鎖止離合器的主動件還有傳力盤和鎖止活塞，它們與泵輪一起旋轉。

從動件有渦輪、渦輪輪轂與其花鍵上的從動盤。`（六）雙導輪結構變矩器

1、簡介

（1）前面介紹均為三元件綜合液力變矩器，其缺點是：最高效率工況到偶合器工況始點之間的區(qū)段上，效率顯著降低，（2）為避免上述缺點，可將導輪分割成兩個，分裝在各自的自由輪上，而形成四元件綜合式液力變矩器。

雙導輪液力變矩器由一個泵輪、一個渦輪和兩個可單向轉動的導輪組成。它可組成兩個變矩器工況和一個偶合器工況。兩個導輪分別與兩個單向離合器的外圈相連，單向離合器的內圈則與固定不動的套管相連。工作油液的流動過程是：泵輪—>渦輪—>第一導輪—>第二導輪—>泵輪。

雙導輪工作原理

渦輪轉速較低時，渦輪出口處的液流沖擊兩導輪葉片凹面，兩導輪自由輪機構均被鎖住，導輪固定，按變矩器工況工作。渦輪轉速增加到一定程度時，液流對第一導輪的沖擊力反向，第一導輪因自由輪松脫而與渦輪同向旋轉，此時，只有第二導輪仍起變矩作用。渦輪轉速繼續(xù)升高時，第二導輪也受到液流的反向沖擊力而與渦輪及第一導輪同向旋轉，于是變矩器全部轉入偶合工況。雙導輪外特性

（1）渦輪轉速較低時，兩導輪均固定，從渦輪流出的工作液沖擊兩導輪葉片凹面，曲線1（2）隨傳動比升高，從渦輪流出的液體作用到第一導輪背面，使之自由轉動，曲線2，原來下降的效率重新上升。（3）傳動比繼續(xù)升高，液流作用到第二導輪背面轉入偶合器工況。如果裝有單導輪，曲線3二、多擋變速機構液力變矩器雖能在一定范圍內自動、無級地改變轉矩比，以適應汽車行駛阻力的變化。然而，由于它的變矩能力與傳動效率之間存在矛盾，且變矩系數(shù)一般在1~3范圍內，難以滿足汽車實際使用的需要，故在汽車上液力變矩器仍需與機械變速系統(tǒng)配合使用。液力自動變速器中，主要有：行星齒輪變速機構（常用）平行軸式齒輪變速機構（一）平行軸式齒輪變速機構利用兩平行軸間不同齒輪的齒輪嚙合進行兩軸間動力傳遞。與手動變速器的最大區(qū)別：自動變速器：齒輪與軸通過多片式離合器連接手動變速器：齒輪與軸通過花鍵或齒套連接。與手動變速器的最大區(qū)別：自動變速器：齒輪與軸通過多片式離合器連接手動變速器：齒輪與軸通過花鍵或齒套連接。（二）單排行星齒輪變速機構1、行星齒輪機構的組成太陽輪（中心輪）、行星輪、行星架、齒圈。

單排行星機構是個二自由度的機構，若一種齒輪固定，另一種驅動，則第三種齒輪就可變速轉動輸出動力。 Ｎt＋ＫＮq=(１＋Ｋ)Ｎj(2)行星機構的齒數(shù)與轉速關系太陽輪：齒數(shù)Zt，轉速Nt行星輪：齒數(shù)Zx，轉速Nx行星架：齒數(shù)Zj，轉速Nj齒

圈：齒數(shù)Zq，轉速Nq行星機構參數(shù):K=Zq/Zt齒數(shù)關系：Zj>Zq>Zt，且Zj=Ｚt+Ｚq=Ｚt+KＺt

轉速特性方程：

Ｎt＋ＫＮq=(１＋Ｋ)Ｎj（兩個自由度）行星齒輪系的傳動比行星齒輪系的傳動比只與齒圈齒數(shù)Zq、太陽輪齒數(shù)Zt（和行星架齒數(shù)Zj）有關，而與行星輪齒數(shù)Zx無關。計算傳動比時，內嚙合傳動比為正（前進擋），外嚙合傳動比為負（倒擋）。運動方程式為：n1+αn2-(1+α)n3=0行星齒輪系傳動規(guī)律1、齒圈制動，Ｎq＝０：

（1）太陽輪輸入,

行星架輸出(降速） （2）行星架輸入，太陽輪輸出(升速）2、太陽輪制動，Ｎt＝０：

（1）齒圈輸入，

行星架輸出(降速） （2）行星架輸入，

齒圈輸出(升速）3、行星架制動，Ｎj＝０：

（1）太陽輪輸入，

齒圈輸出(倒擋降速） （2）齒圈輸入，

太陽輪輸出(倒擋升速）齒圈、行星架和太陽輪中，任意兩個輸入，剩下的輸出(直接擋）運動方程式為：n1+αn2-(1+α)n3=0鎖定內齒圈鎖定

太陽輪運動方程式：n1+αn2-(1+α)n3=0鎖定行星齒輪架運動方程式：n1+αn2-(1+α)n3=0將任意兩元件連接在一起行星齒輪不再有自轉，三元件合為一體。三元件之間的傳動比為1，即直接檔。運動方程式：n1+αn2-(1+α)n3=0不鎖定任何元件三元件可以隨意轉動，為空檔運動方程式：n1+αn2-(1+α)n3=0

運動方程式：n1+αn2-(1+α)n3=0單排雙級行星齒輪機構運動方程式為：n1-αn2-(1-α)n3=0行星齒輪機構換擋原理變速機構的各擋速比有一定要求，單排行星機構有四個前進擋，但不能滿足各擋的速比要求。因此，常用兩排或更多排的行星機構組成變速機構。一般有2~3排行星齒輪。行星齒輪機構換擋原理將行星齒輪機構改組換擋的執(zhí)行機構為：離合器C：用于軸與軸或行星齒輪排之間的連接，主要傳遞扭矩，數(shù)量一般取決于軸數(shù)的多少。為多片式。制動器B：用來制動行星齒輪機構三元件中的任意一個，以改變齒輪的組合，數(shù)量一般取決于擋位的多少。有多片式和帶式。（1）辛普森式齒輪機構

辛普森式(SIMPSON)齒輪機構是由公用一個太陽輪的兩組行星齒輪、兩個齒圈和兩個行星架組成，目前應用最為廣泛。C3接合時：行星齒輪架4與齒圈7之間只能有向一個方向的相對轉動。C4接合：行星齒輪架4與齒圈7聯(lián)成一體，只能以相同轉速轉動辛普森式齒輪結構1-輸入軸；2-前太陽輪；3-前行星齒輪；4-前行星架；5-前齒圈；6-后行星架；7-后齒圈；8-后行星齒輪；9-后太陽輪；10-輸出軸；C1-倒檔離合器；C2-高速檔離合器；C3-前進離合器；C4-前進強制離合器；B1-2檔、4擋離合器；B2-低檔、倒檔離合器；F1-前進單向離合器；F2-低檔單向離合器結構特點：兩排行星齒輪機構前后排太陽輪（2、9）共用前排齒圈5與后排行星齒輪架6和輸出軸10為一體

把雙行星排的太陽輪做成一體（套在輸出軸上）兩個相同的行星輪系兩個離合器兩個制動器一個超越離合器可實現(xiàn)：三個前進檔倒檔和空檔（2）拉威那式齒輪結構

拉威那式兩組行星齒輪機構：一大一小兩個太陽輪、三個長行星齒輪三個短行星齒輪一個共用行星架一個共用齒圈

辛普森變速器驅動太陽輪需要大輪轂，體積大拉維那式結構特點：行星輪數(shù)目多兩個行星輪系共用行星輪比辛普森機構少一個內齒輪不需要太陽輪輪轂1、辛普生（三擋）變速機構1）結構特點：兩排行星機構；前后排的太陽輪聯(lián)在一起；一排的行星架與另一排的齒圈聯(lián)在一起輸出。輸入為兩個離合器（C1高擋，C2前進擋）兩個制動器B1,B2一個超越離合器F1

機構的特點：1.太陽輪共聯(lián)的兩排機構2.輸出：前行星架和后齒圈3.輸入：高擋離合器C1和前進擋離合器C24.高擋離合器C1：連接輸入軸與共聯(lián)太陽輪5.前進擋離合器C2：連接輸入軸與前齒圈6.制動器B1：制動共聯(lián)太陽輪7.低擋制動器B2或單向自由輪F1：制動后行星架

Ⅰ擋：

C2接合、B2制動或F1單向離合器接合：輸入軸—C2—1排齒圈—行星齒輪—行星齒輪架—輸出軸Ⅱ擋：

C2接合、B1制動（兩排太陽輪制動）Ⅲ擋：

C1接合、C2接合Ⅰ擋：

C2接合、B2制動或F1單向離合器接合動力傳遞：輸入軸—前進擋離合器C2>前齒圈>前行星齒輪>前行星架>輸出

同時,前行星齒輪>太陽輪>后行星齒輪>后齒圈>輸出得方程組如下：Ｎt1＋Ｋ1*Ｎq1＝（１＋Ｋ1）*Ｎj1Ｎt2＋Ｋ2*Ｎq2＝０則ｉ＝(Ｋ1＋Ｋ2＋１)／Ｋ1

1檔單向離合器鎖住的解釋:輸入順時針轉動，起動時，輸出軸靜止，即Ｎj1＝０,Ｎq2＝０,由：Ｎt＋Ｋ*Ｎq＝(１＋Ｋ)*Ｎj前齒圈順時針轉動,前太陽輪逆時針轉動；后太陽輪逆時針轉動，后行星架企圖逆時針轉動；由于行星架企圖逆時針轉動時，單向離合器便鎖住。如果輸出比輸入快，則單向離合器自由轉動。

Ⅱ擋：

C2接合、B1制動（兩排太陽輪制動）輸入:前齒圈,Ｎq1輸出:前行星架,Ｎj1固定:太陽輪,Ｎt1＝０得Ｋ*Ｎq1＝(１＋Ｋ)*Ｎj1則ｉ＝Ｎq1／Ｎj1

＝１＋１／Ｋ1

Ⅲ擋：高檔離合器C1結合，前進擋離合器C2結合。輸入:前齒圈和太陽輪，

Ｎt1＝Ｎq1輸出:前行星架，Ｎj1

兩件輸入，結果形成直接擋傳動。

Ｎt1＋Ｋ1*Ｎt1

＝(１＋Ｋ1)*Ｎj1則

Ｎj1＝Ｎt1有

ｉ＝Ｎt1／Ｎj1＝１2）Ⅰ擋速比計算C2離合器、B2制動器或F1單向離合器接合。機構特點：nt1＝nt2輸入：nq1；固定：nj2＝0；輸出：nj1＝nq2nt1

＋K1nq1＝（l＋K1）nj1nt2

＋K2nq2＝（l＋K2）nj2＝0

得：－K2nq2

＋K1nq1＝（l＋K1）nj1傳動比：iⅠ＝nq1

／nq2＝（l＋K1＋K2

）/K1為什么Ⅰ擋時F1單向離合器起作用？①若第二排行星架逆時針轉動，則被單向離合器制動。②發(fā)動機順時針轉動，車輛靜止速度為零。故一排行星架與二排齒圈轉速為零。即：Ｎj1＝Ｎq2＝０對于第一排，Ｎj1為零，齒圈輸入，太陽輪轉速與齒圈轉速相反，為逆時針。對于第二排，Ｎq2為零，行星架與太陽輪轉速方向相同，也為逆時針，因此行星架被單向離合器制動。實際上只要輸出軸的轉速達不到Ⅰ擋速比所確定的轉速，行星架總是被制動。否則，行星架才自由轉動，3）Ⅱ擋速比計算C2離合器、B1制動器接合。機構特點：nt1＝nt2輸入：nq1；固定：nt1＝0；輸出：nj1僅寫出第一排運動方程式

K1nq1＝（l＋K1）nj1傳動比：iⅡ

＝nq1

／nj1＝（l＋K1）/K14）Ⅲ擋速比計算C1離合器、C2離合器接合。機構特點：nt1＝nt2輸入：nq1＝nt1；固定：無；輸出：nj1僅寫出第一排運動方程式

nt1

＋K1nq1＝（l＋K1）nj1傳動比：iⅢ＝l5）倒擋速比計算C1離合器、B2制動器接合。機構特點：nt1＝nt2輸入：nt2；固定：nj2

＝0；輸出：nq2僅寫出第二排運動方程式

nt2

＋K2nq2＝0傳動比：iR

＝nt2／nq2＝－K2舉例說明換擋原理2、（辛普森）五擋變速機構

1、結構特點：由4排行星齒輪、3根軸、2個離合器和4個制動器構成5擋變速機構。（1）1、2擋太陽輪和3擋齒圈與中間軸作成一體。（2）3、4擋太陽輪為一體并空套在中間軸上。（3）3擋行星齒輪架與1、2擋行星齒輪架和4擋齒圈為一體。（4）2擋行星齒輪架和1擋行星齒輪架接輸出軸。

2、執(zhí)行元件：C1—前進擋離合器：連接輸入軸和中間軸。C2—直接擋（5擋）離合器：連接輸入軸和3、4擋太陽輪。B1—1擋制動器：制動第1（擋）排齒圈B2—2擋制動器：制動第2（擋）排齒圈B3—3擋制動器：制動第4（擋）排行星齒輪架B4—4擋制動器：制動第3、4（擋）排太陽輪

3、擋位分析（1）空擋：B2制動2擋齒圈制動（2）1擋：C1接合輸入軸與中間軸連接

B1制動1擋齒圈制動動力傳遞：渦輪輸入軸C1中間軸1擋太陽輪1擋行星齒輪架輸出軸到車輪。另外，2擋太陽輪和3擋齒圈也隨輸入軸轉動，但因其他兩元件都可以自由轉動，故不傳遞動力。

3、2擋：C1接合，B2制動2擋齒圈制動。動力：渦輪輸入軸C1中間軸2擋太陽輪2擋行星齒輪架1擋行星齒輪架輸出軸到車輪。4、3擋：C1接合，B3制動4擋行星架制動。動力：渦輪輸入軸C1中間軸3擋齒圈3擋行星架3擋太陽輪4擋太陽輪4擋齒圈1擋行星架輸出軸。

5、4擋：C1接合，B4制動3、4擋太陽輪制動。動力：渦輪輸入軸C1中間軸3擋齒圈3擋行星架1擋行星架輸出軸到車輪6、5擋（直接擋）：C1接合，C2接合3、4擋太陽輪與輸入軸連接。

3、4擋行星排抱成一體轉動。

7、倒擋：C2接合，B2制動動力：渦輪輸入軸C23、4擋太陽輪2、3擋行星架1擋行星架輸出軸到車輪（三）CVT變速機構

CVT變速機構是一種鋼帶無級變速機構，它由一對V型槽寬可變的V型皮帶輪和柔性鋼帶組成。

每個皮帶輪是由相對安裝在一根軸上的兩個錐面半皮帶輪組成，其中一個錐面半皮帶輪與軸固定，另一個錐面半皮帶輪可以在軸上滑動。

柔性鋼帶是由多層鋼片組成的，首尾相接的環(huán)帶。速比變化是通過改變兩個錐面輪之間的距離實現(xiàn)的。距離增大，鋼帶與錐面輪接觸半徑減小,反之，接觸半徑增大。當一組錐面輪距離增大,另一組錐面輪距離必定減??；而鋼帶各點線速度相等，這樣，使速比產(chǎn)生變化。超速檔低速檔等速比鋼帶鋼帶由梯形鋼片和柔性鋼帶組成。

兩根柔性鋼帶是由10片0.18厚的高強度鋼片疊合組成的環(huán)帶。

鋼帶上有300片厚2mm的梯形鋼片，鋼帶周長約600mm。梯形鋼片上沖壓有凹坑，以便鋼帶繞皮帶輪彎曲時能自動對正。鋼片的邊緣是斜的，和皮帶輪上的斜面接觸。

柔性鋼帶裝入梯形鋼片兩側的槽內，起引導梯形鋼片的作用。（三）變速操縱機構變速操縱機構主要有：換擋離合器制動器離合器的結構1、11-卡環(huán)；2-彈簧座；3-活塞；4-O形密封圈；5-離合器鼓；6-回位彈簧7-蝶形彈簧；8-從動鋼片；9-主動摩擦片；10-壓盤。1、換擋離合器為多片濕式離合器。構成：摩擦片、離合器鋼片、主動轂、從動轂、活塞、碟形彈簧、壓盤及回位彈簧等。

原理：靠摩擦片、離合器鋼片之間摩擦力傳遞動力。摩擦面之間靠壓力油潤滑，故稱濕式離合器?；钊麎壕o則傳力；活塞回位則不傳力摩擦片、離合器鋼片與主從動轂鍵槽連接；摩擦片的鋼片兩面粘有耐磨材料(粉末冶金材料或紙基耐磨材料）。

有的摩擦片兩表面壓有網(wǎng)狀或圓弧形油槽。工作時,潤滑油將摩擦的熱量及摩屑沿油槽帶走。

壓盤是比鋼片厚的金屬環(huán)。離合器壓緊后，壓盤與卡環(huán)之間有一定的軸向間隙，以保證離合器松開后鋼片和摩擦片之間無任何軸向壓力。這一間隙稱為離合器的自由間隙。其大小可以用不同厚度的壓盤來調整。不同車型，不同離合器，其自由間隙大小不同。2、制動器制動器有兩類：帶式制動器多片式制動器

帶式制動器的結構1-卡環(huán)；2-活塞定位架；3-活塞；4-止推墊圈；5-墊圈；6-縮緊螺母；7-調整螺釘；8-制動帶；9-活塞桿；10-回位彈簧；11-O形圈。帶式制動器由制動鼓、制動帶、回位彈簧、制動油缸等組成。

制動帶外層為鋼帶，內層為摩擦材料。制動帶包裹制動鼓外表面。制動鼓旋轉，制動帶不轉，且一端固定。制動油缸起作用時，推動制動帶一端移動，使制動鼓制動。（1）帶式制動器施壓腔通入壓力油，釋放腔回油，則活塞推動推桿及制動帶，使制動器制動。若釋放腔通入壓力油，施壓腔回油，則制動器松開不制動。

為使制動工作柔和、平穩(wěn)，有的制動油缸壓緊時采用雙腔油缸。起動時小腔壓緊，動作迅速，壓緊力小；消除自由間隙后，大小油缸同時作用，壓緊力大。（2）多片式制動器多片式制動器與多片濕式離合器的工作原理和結構基本相同，只是從動轂為變速器殼體，固定不動。制動器不工作時，鋼片和摩擦片之間沒有壓力，制動轂可以自由旋轉；制動器工作時，活塞將制動器摩擦片和鋼片緊壓在一起，制動轂就被固定而不能旋轉。

三、液壓控制系統(tǒng)液壓系統(tǒng)組成：1、動力源——油泵向執(zhí)行機構、控制機構提供液壓油向液力變矩器提供工作油液向行星齒輪變速機構提供潤滑油2、執(zhí)行機構——油缸換擋離合器油缸制動器油缸3、控制機構：若干控制閥和閥體液控液壓式電控液壓式4、輔助裝置——油箱、濾清器、散熱器等。全液式自動變速器的液壓控制系統(tǒng)

電控自動變速器液壓與電控系統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)的作用：

汽車變速由節(jié)氣門開度和車速決定。節(jié)氣門開度不變，車速不斷提高，說明發(fā)動機輸出功率比阻力大，汽車應當由低擋變高擋；反之，車速不斷下降，說明發(fā)動機輸出功率比阻力小，汽車應當由高擋變低擋。

在液壓控制系統(tǒng)中，油泵被發(fā)動機驅動，油泵將壓力油輸送到控制閥體，閥體內的控制閥起油路“開關”的作用。根據(jù)汽車的工況，系統(tǒng)可開通或切斷某些執(zhí)行機構油缸的油路，從而使離合器結合或分離，制動器制動或釋放，達到換檔變速的目的。油泵1、功用向執(zhí)行機構、控制機構提供液壓油向液力變矩器提供工作油液向行星齒輪變速機構提供潤滑油2、類型齒輪泵——內嚙合齒輪泵，定量泵葉片泵——變量葉片泵3、安裝位置變速機構殼體的前端蓋上，只要變矩器轉動，油泵就工作。（一）液控液壓式（全液式）

全液式自動變速器液壓控制系統(tǒng)P153圖7-16全液式液壓控制系統(tǒng)主油路系統(tǒng)：主油路壓力調節(jié)閥換擋信號系統(tǒng)：節(jié)氣門閥和調速閥換擋閥系統(tǒng)：換擋閥、手控制閥、強制低檔閥緩沖安全系統(tǒng)：緩沖閥、低檔限流閥、單向閥濾清冷卻系統(tǒng)：冷卻器、濾清器1、主油路壓力調節(jié)閥（1）功能：可根據(jù)發(fā)動機轉速和負荷來調節(jié)主油路系統(tǒng)的油壓，使系統(tǒng)在各種工況下都保持最佳油壓PH，以滿足載荷和駕駛條件兩個因素對變速器的要求。為階梯式滑閥（接受多路油壓變化）油泵和主油路壓力調節(jié)閥主油路壓力調節(jié)閥原理：B面>A面向下壓力F1=（B-A）PH

F2—彈簧力F1<F2：PH小排油孔關閉F1>F2：PH大，排油孔開，泄油。2、節(jié)氣門閥

汽車變速由節(jié)氣門開度和車速決定。節(jié)氣門開度表示駕駛員的意愿。功用：將節(jié)氣門的開度轉換成與其成一定比例關系的油壓信號（開度大、液壓高），供液壓系統(tǒng)使用。結構類型：機械式節(jié)氣門閥真空式節(jié)氣門閥機械式節(jié)氣門閥凸輪與節(jié)氣門軸相連PH：主油路油壓，PZ：節(jié)氣門閥產(chǎn)生的液壓排油口真空式節(jié)氣門閥利用發(fā)動機進氣管的真空度?Px操縱節(jié)氣門閥3、調速閥(速度調壓閥)功用：將車速轉換成與其成一定比例關系的油壓信號，并傳送給換擋閥，以便控制液力自動變速器的升擋和降擋。位置：一般安裝在變速器的輸出軸上，感應車速的變化。車速高輸出壓力高；車速低輸出壓力低。類型：單錘式和復錘式；節(jié)流式和泄壓式。復錘式：兩個離心塊單錘式：一個離心塊，滑閥本身兼起離心塊作用單錘式雙級調速閥工作原理輸出軸不轉時，無速控油壓，重塊和閥為自由狀態(tài)。輸出軸旋轉，離心力使重塊滑閥一塊外移，打開進油口a，PH進入，產(chǎn)生PV。此時PV=PH

。由于（B-A）PV又使重塊和滑閥內移到極限位置，打開排油口，產(chǎn)生節(jié)流作用。PV由進油口a的開度—即滑閥的軸向位置決定。沒有轉速

滑閥在油壓作用下，靠近軸心。進油口極小、泄油口剛剛打開，輸出壓力最小。低轉速

滑閥在離心力作用下，離開軸心。關閉泄油口，進油口隨滑閥移動變大、輸出壓力也變大。由于滑閥與重塊同時移動，質量較大，轉速變化時，移動較快，壓力上升快。轉速升高

重塊被臺階擋住，不再移動，僅有滑閥移動。輸出壓力到達一個突變點。高轉速情況

在離心力作用下，僅有滑閥移動。其質量較小，轉速變化時，移動較慢，壓力上升慢。故高轉速下，壓力隨轉速的變化速率變小。壓力輸出情況4、手控制閥手控制閥由手柄操縱。1）變速器控制手柄：P：停車擋，車輛被鎖住，可以起動；R：倒擋；N：空擋，可以起動；D：前進擋，所有擋位自動變速；2：只在1、2擋之間自動變速；L：只在最低擋運行。手控制閥P157圖7-252）手動控制閥功能：是多位方向閥，不同的位置控制不同的油流方向，實現(xiàn)不同的擋位功能。結構：為手動操縱的多位多通滑閥（圖示為六位九通滑閥），有三個槽脊，及三個槽；通道介紹：A是壓力油進口；

B通壓力調節(jié)閥；C通速度調節(jié)閥；D通節(jié)氣門閥及前進擋離合器；E通2－3擋換檔閥，阻止升擋動作；F通2－3擋換檔閥，阻止升擋動作；G執(zhí)行元件；H通壓力調節(jié)閥,提高倒擋壓力；

I泄油口5、換擋閥自動變速器都有一個或多個換檔閥，其數(shù)量取決于前進擋位（兩擋的，只有一個換檔閥；三擋的，有兩個換檔閥；四擋的，有三個換檔閥

）。功能：自動控制升檔和降檔。工作原理：是一個液控換向閥。一般，一端為節(jié)氣門閥輸出壓力，另一端為調速閥輸出壓力。換檔閥

PZ+FPV工作原理（1—2擋換擋閥）全液式

（二）電控式自動變速器液壓控制系統(tǒng)電控自動變速器（簡稱ECAT）是在液壓控制系統(tǒng)的基礎上增加了電子控制系統(tǒng)，更精確地控制換擋時機和提高換擋品質。電子控制系統(tǒng)特點：節(jié)氣門開度信號及車速信號直接采用電信號電控自動變速器的換擋是通過電磁閥控制換擋閥的控制油路來實現(xiàn)的。電控式自動變速器電控式自動變速器液壓控制系統(tǒng)與全液式的區(qū)別：主油路系統(tǒng)：主油路壓力調節(jié)閥（相同）