自動變速器工作原理

自動變速器工作原理第1頁/共116頁第一節(jié)概述第2頁/共116頁1.自動變速器的分類按控制原理分為液控液壓式、電控液壓式和電控機(jī)械式。按傳動方式分為普通齒輪型、行星齒輪型和鏈條型自動變速器。按驅(qū)動方式分為FR車和FF車自動變速器。第3頁/共116頁1.自動變速器的分類FF車用自動變速器FR車用自動變速器第4頁/共116頁2.自動變速器的組成變矩器(或偶合器）行星齒輪機(jī)構(gòu)液壓控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng)第5頁/共116頁第二節(jié)液力變矩器第6頁/共116頁1.液力變矩器構(gòu)造組成：泵輪、導(dǎo)輪、渦輪及外殼。材料：用鋁合金精密鑄造，或用鋼板沖壓而成。結(jié)構(gòu)：泵輪與渦輪相對安裝，導(dǎo)輪裝于兩者之間，三者之間都保持一定間隙，相互之間沒有機(jī)械聯(lián)系，并且裝合后，軸向斷面構(gòu)成環(huán)狀空腔，稱為循環(huán)圓；泵輪隨殼體固定在曲軸后端凸緣上，為主動部分，渦輪通過輸出軸與傳動系相連，為從動部分，導(dǎo)輪安裝在固定套筒上，在導(dǎo)輪與固定套筒之間裝有單向離合器，固定套筒與殼體剛性連為一體。第7頁/共116頁1.液力變矩器構(gòu)造第8頁/共116頁1.液力變矩器構(gòu)造第9頁/共116頁2.液力變矩器工作原理第10頁/共116頁2.液力變矩器工作原理渦輪的扭矩為什么得到了增加？Mw=Mb+Md第11頁/共116頁2.液力變矩器工作原理第12頁/共116頁2.液力變矩器工作原理第13頁/共116頁2.液力變矩器工作原理導(dǎo)輪何時(shí)起作用，何時(shí)不起作用？隨渦輪轉(zhuǎn)速的不斷增大，渦輪出口處的液流的牽連速度相應(yīng)的增大，液流沖擊導(dǎo)輪葉片的作用逐漸減小，當(dāng)達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，液流不再對導(dǎo)輪葉片產(chǎn)生沖擊作用，此時(shí)Mw=Mb

；若渦輪轉(zhuǎn)速的進(jìn)一步增大，液流對導(dǎo)輪葉片背部產(chǎn)生沖擊作用，導(dǎo)輪開始自由轉(zhuǎn)動。第14頁/共116頁3.液力變矩器性能指標(biāo)轉(zhuǎn)矩比（K）＝渦輪輸出轉(zhuǎn)矩泵輪輸出轉(zhuǎn)矩＝Mw/Mb轉(zhuǎn)速比（i）＝渦輪轉(zhuǎn)速/泵輪轉(zhuǎn)速=nw/nB<1傳動效率（η）＝渦輪軸輸出功率/泵輪軸輸出功率第15頁/共116頁4.單向離合器滾柱型單向離合器楔塊型單向離合器第16頁/共116頁4.1滾柱型單向離合器第17頁/共116頁4.2楔塊型單向離合器第18頁/共116頁5.鎖止離合器由于進(jìn)入偶合工況后，由于沒有增扭作用，渦輪得到的扭矩應(yīng)是曲軸的輸出扭矩，但實(shí)際過程中，并沒有100％傳遞動力，使燃油經(jīng)濟(jì)性下降。于是在液力變矩器中設(shè)置鎖止離合器使其在高速工況下，用機(jī)械方式連接泵輪和渦輪。第19頁/共116頁5.1鎖止離合器結(jié)構(gòu)第20頁/共116頁5.2鎖止離合器工作原理第21頁/共116頁

第三節(jié)齒輪變速系統(tǒng)第22頁/共116頁目錄概述單排行星齒輪系統(tǒng)行星齒輪變速系統(tǒng)平行軸式齒輪變速系統(tǒng)換檔執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)與原理第23頁/共116頁1.概述分類：平行軸式和行星齒輪式。功能：速比可變、轉(zhuǎn)向可逆、不傳遞動力。工作情況：由若干齒輪組（一般為常嚙合齒輪）形成前進(jìn)檔和倒檔，配之相應(yīng)檔位離合器及其執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成；液壓操縱系統(tǒng)根據(jù)車速、負(fù)荷及駕駛員的意愿，利用各種液壓控制閥及其執(zhí)行機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)檔位的變換。自動變速器與無極變速器的區(qū)別?第24頁/共116頁2.行星齒輪變速系統(tǒng)單排行星齒輪變速系統(tǒng)復(fù)合式行星齒輪變速系統(tǒng)典型自動變速器齒輪變速系統(tǒng)第25頁/共116頁2.1單排行星齒輪變速系統(tǒng)組成：太陽輪、行星輪、行星輪架和齒圈。第26頁/共116頁2.1單排行星齒輪變速系統(tǒng)第27頁/共116頁3.復(fù)合式行星齒輪變速系統(tǒng)辛普森式齒輪機(jī)構(gòu)拉維納式齒輪機(jī)構(gòu)第28頁/共116頁3.1辛普森式齒輪機(jī)構(gòu)第29頁/共116頁豐田A340E齒輪變速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第30頁/共116頁豐田A340E齒輪變速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第31頁/共116頁豐田A340E齒輪變速系統(tǒng)工作原理“D”或“2”位（一檔）第32頁/共116頁豐田A340E齒輪變速系統(tǒng)工作原理第33頁/共116頁豐田A340E齒輪變速系統(tǒng)工作原理“D”或“2”位（一檔）“1”位（一檔）第34頁/共116頁豐田A340E齒輪變速系統(tǒng)工作原理第35頁/共116頁豐田A340E齒輪變速系統(tǒng)工作原理“D”或“2”位（一檔）“1”位（一檔）“D”位（二檔）第36頁/共116頁豐田A340E齒輪變速系統(tǒng)工作原理第37頁/共116頁豐田A340E齒輪變速系統(tǒng)工作原理“D”或“2”位（一檔）“1”位（一檔）“D”位（二檔）“2”位（二檔）第38頁/共116頁豐田A340E齒輪變速系統(tǒng)工作原理第39頁/共116頁豐田A340E齒輪變速系統(tǒng)工作原理“D”或“2”位（一檔）“1”位（一檔）“D”位（二檔）“2”位（二檔）“D”位（三檔）第40頁/共116頁豐田A340E齒輪變速系統(tǒng)工作原理第41頁/共116頁豐田A340E齒輪變速系統(tǒng)工作原理“D”或“2”位（一檔）“1”位（一檔）“D”位（二檔）“2”位（二檔）“D”位（三檔）“D”位（四檔）OD超速檔第42頁/共116頁豐田A340E齒輪變速系統(tǒng)工作原理第43頁/共116頁豐田A340E齒輪變速系統(tǒng)工作原理“D”或“2”位（一檔）“1”位（一檔）“D”位（二檔）“2”位（二檔）“D”位（三檔）“D”位（四檔）OD超速檔“R”位（倒檔）第44頁/共116頁豐田A340E齒輪變速系統(tǒng)工作原理第45頁/共116頁豐田A340E齒輪變速系統(tǒng)工作原理“D”或“2”位（一檔）“1”位（一檔）“D”位（二檔）“2”位（二檔）“D”位（三檔）“D”位（四檔）OD超速檔“R”位（倒檔）“N”位和“P”位（空擋和停車檔）第46頁/共116頁3.2拉維納式齒輪機(jī)構(gòu)第47頁/共116頁4.平行軸式齒輪變速系統(tǒng)第48頁/共116頁4.平行軸式齒輪變速系統(tǒng)工作原理一檔：二檔：三檔：四檔：倒檔：第49頁/共116頁4.平行軸式齒輪變速系統(tǒng)第50頁/共116頁5.換檔執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)與原理片式離合器片式制動器帶式制動器第51頁/共116頁5.1片式離合器結(jié)構(gòu)由若干交錯排列的離合器片和離合器盤組成；離合器片均為雙面粘有摩擦片的鋼片制成摩擦片由基體材料為經(jīng)硬化處理的合成（纖維素或合成材料）物制成，為改善其摩擦系數(shù)，在浸漬處理后加入酚醛樹脂作為添加劑，具有較高的摩擦系數(shù)，受壓力和1、片式離合器溫度變化影響很小；第52頁/共116頁5.1片式離合器第53頁/共116頁5.1片式離合器工作原理操作過程工作油路活塞單向閥：減小離合器脫開不良或阻滯。內(nèi)外活塞外活塞操作，額定扭矩增大；那活塞操作，額定扭矩減??；額定扭矩摩擦表面區(qū)；離合器片外徑；離合器片數(shù)；施加于活塞的油壓；第54頁/共116頁5.1片式離合器第55頁/共116頁5.1片式離合器第56頁/共116頁5.1片式離合器第57頁/共116頁5.1片式離合器第58頁/共116頁5.1片式離合器第59頁/共116頁5.1片式離合器第60頁/共116頁5.1片式離合器特點(diǎn)摩擦區(qū)寬，額定扭矩大；采用增加或減少離合器片數(shù)量的方法能方便地改變扭矩；改變ATF油壓改變扭矩；均為濕式摩擦狀態(tài)，摩擦磨損小，無須經(jīng)常間隙調(diào)整；第61頁/共116頁5.2.1片式制動器結(jié)構(gòu)工作原理第62頁/共116頁5.2.1片式制動器第63頁/共116頁5.2.1片式制動器第64頁/共116頁5.2.2帶式制動器直接動作式制動器杠桿式制動器連桿式制動器第65頁/共116頁5.2.2.1直接動作式制動器第66頁/共116頁5.2.2.2杠桿式制動器第67頁/共116頁5.2.2.3連桿式制動器第68頁/共116頁第三節(jié)自動變速器電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理第69頁/共116頁1.傳感器結(jié)構(gòu)與原理節(jié)氣門位置傳感器速度傳感器 主速度傳感器（輸出軸）、輔助速度傳感器（車速表）；換檔規(guī)律選擇開關(guān) 經(jīng)濟(jì)型（ECON）一般型（NORMAL）動力型（PWR）；空擋啟動開關(guān) 控制啟動繼電器電路，同時(shí)把檔位信號傳給ECU；超速檔開關(guān)停車制動開關(guān)和停車燈開關(guān) ‘后座’控制（先二檔再一檔）；解除鎖止信號，防車熄火；第70頁/共116頁2.液控式換檔規(guī)律曲線第71頁/共116頁3.電控式換檔規(guī)律曲線第72頁/共116頁4.ECU的功能換檔正時(shí)控制超速行駛的控制鎖止系統(tǒng)的控制畜壓器背壓控制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩控制失效防護(hù)功能第73頁/共116頁第四節(jié)液壓控制系統(tǒng)第74頁/共116頁目錄1.概述2.液力油泵3.基本閥門4.調(diào)壓閥5.節(jié)流閥及止回閥6.節(jié)氣門壓力修正閥7.鎖定信號閥8.鎖定繼動閥9.換檔閥10.手控閥11.液壓系統(tǒng)換檔過程分析第75頁/共116頁1.概述作用：液壓控制系統(tǒng)提供工作壓力，通過電控實(shí)現(xiàn)換檔離合器、制動器，閥體上的各種閥的接通、關(guān)閉或控制通過變速器的油流，把ATF的液力傳遞給相應(yīng)的施力裝置，從而達(dá)到自動變速器變速的目的。組成第76頁/共116頁1.概述第77頁/共116頁2.液力油泵作用：使ATF產(chǎn)生一定的壓力和流量的動力源，供給液力變矩器和液壓自動操縱系統(tǒng)所需的液壓油，并保證各摩擦副的潤滑的需要。分類：內(nèi)嚙合漸開線齒輪泵、擺線齒輪泵、葉片泵和齒輪泵。第78頁/共116頁2.1內(nèi)嚙合漸開線齒輪泵第79頁/共116頁2.2擺線齒輪泵（轉(zhuǎn)子泵）第80頁/共116頁2.3葉片泵第81頁/共116頁3.基本閥門3.1調(diào)節(jié)閥3.2控制閥第82頁/共116頁3.1調(diào)節(jié)閥球閥活塞型閥滑閥型閥改進(jìn)型滑閥第83頁/共116頁3.1調(diào)節(jié)閥第84頁/共116頁3.1調(diào)節(jié)閥第85頁/共116頁3.1調(diào)節(jié)閥第86頁/共116頁3.2控制閥手控閥液壓和彈簧閥改進(jìn)型液壓和彈簧閥反向快出油閥緩沖閥第87頁/共116頁3.2控制閥第88頁/共116頁3.2控制閥第89頁/共116頁3.2控制閥第90頁/共116頁4.調(diào)壓閥液壓自動系統(tǒng)一般有主調(diào)壓閥和第二調(diào)壓閥兩個調(diào)壓閥。主調(diào)壓閥是根據(jù)節(jié)氣門開度和選檔桿位置地變化，將油泵油壓調(diào)節(jié)至規(guī)定值，形成穩(wěn)定地工作液壓（管路壓力），它是自動變速器內(nèi)最基本、最重要地壓力，因?yàn)樗糜诓倏v所有離合器、制動器的動作；同時(shí)它也是自動變速器內(nèi)所有其他控制壓力的壓力源。若主調(diào)壓閥工作異常，導(dǎo)致管路壓力不定；管路壓力過高，引起換檔沖擊和功率損失；管路壓力過低，引起離合器、制動器打滑而燒蝕；第二調(diào)壓閥作用蝕調(diào)節(jié)供給液力變矩器和摩擦副潤滑的油壓，且當(dāng)發(fā)動機(jī)停止轉(zhuǎn)動時(shí)，關(guān)閉液力變矩器的油路，防止大量ATF從液力變矩器外流，保證下次啟動工作時(shí)正常工作。第91頁/共116頁4.調(diào)壓閥第92頁/共116頁5.1節(jié)流閥作用：產(chǎn)生與節(jié)氣門開度成正比的節(jié)氣門信號，經(jīng)節(jié)流閥壓力修正閥修正后，作用與主調(diào)壓閥的閥芯下端，使主調(diào)壓閥所調(diào)節(jié)的管路壓力隨節(jié)氣門開度增大而增大。結(jié)構(gòu)工作原理第93頁/共116頁5.1節(jié)流閥第94頁/共116頁5.2止回閥作用：使當(dāng)變速器排入二檔以上，節(jié)氣門開度稍大時(shí)，減少加速踏板的作用力，使加速踏板的操作變得滑快。結(jié)構(gòu)工作原理第95頁/共116頁5.2止回閥第96頁/共116頁6.節(jié)氣門壓力修正閥作用：將作用于主調(diào)壓閥下端得節(jié)氣門壓力轉(zhuǎn)換成隨節(jié)氣門開度非線性變化得壓力信號，以使管路壓力在節(jié)氣門開度較大時(shí)得增長速率減小。結(jié)構(gòu)原理第97頁/共116頁6.節(jié)氣門壓力修正閥第98頁/共116頁6.節(jié)氣門壓力修正閥第99頁/共116頁7.鎖定信號閥將來自B2得管路壓力打開和閉合，然后作用至鎖定繼動閥。原理第100頁/共116頁7.鎖定信號閥第101頁/共116頁8.鎖定繼動閥根據(jù)鎖定信號閥的鎖定信號，通過改變通往變矩器的ATF的流向，使液力變矩器內(nèi)的鎖止離合器適時(shí)地接合與分離。原理第102頁/共116頁8.鎖定繼動閥第103頁/共116頁9.換檔閥9.11－2換檔閥9.22－3換檔閥9.33－4換檔閥第104頁/共116頁9.11－2換檔閥第105頁/共116頁9.22－3換檔閥第106頁/共116頁9.33－4換檔閥第107頁/共116頁10.手控閥第108頁/共116頁11.液壓系統(tǒng)換檔過程分析一檔：離合器C0、C1單向離合器F0、F2工作。二檔：離合器C0、C1單向離合器F0、F1，制動器B2工作。三檔：離合器C0、C1、C2單向離合器F0、制動器B2工作。四檔：離合器C1、C2、制動器B0、B2工作。第109頁/共116頁11.液壓系統(tǒng)換檔過程分析第110頁/共116頁11.液壓系統(tǒng)換檔過程分析電磁閥工作情況：1—2換檔閥NO.22