自動(dòng)變速器電子教案

第一講

要求：

1.了解自動(dòng)變速器的歷史和發(fā)展

2.掌握自動(dòng)變速器的組成和各部分的功用；

3.掌握自動(dòng)變速器的分類情況。第一章總論一、自動(dòng)變速器的發(fā)展及應(yīng)用汽車傳動(dòng)系中變速的自動(dòng)化是車輛發(fā)展的高級(jí)階段，自動(dòng)變速技術(shù)一直是人們追求的目標(biāo)，它的發(fā)展經(jīng)歷了漫長的歷程。隨著變速理論與設(shè)計(jì)的不斷完善，自動(dòng)變速器已被廣泛地應(yīng)用于轎車、大客車、重型自卸車、越野車、貨車與工程機(jī)械、拖拉機(jī)及履帶車輛上。在應(yīng)用過程中，自動(dòng)變速技術(shù)也不斷地完善和發(fā)展。

1904年：美國通用汽車公司的凱迪拉克汽車采用了手操縱的三擋行星齒輪變速器。福特汽車采用了二擋行星齒輪變速器。

1926年：美國的瑞歐汽車使用了一種半自動(dòng)變速器。

1938年：美國克萊斯勒汽車公司采用了液力偶合器，這為自動(dòng)變速器的成功打下了基礎(chǔ)，后來由液力變矩器代替液力偶合器。

1940年：通用汽車公司在奧茲莫比爾汽車上采用了全自動(dòng)變速器，它是由液力偶合器，四個(gè)擋位的行星變速器和自動(dòng)換擋系統(tǒng)組成的。

1948年：別克汽車上采用了全自動(dòng)變速器。與此同時(shí)，英國、聯(lián)邦德國等國家生產(chǎn)的汽車也相繼采用了自動(dòng)變速器。

50年代起：美國福特、克萊斯勒及通用等公司均將多種型號(hào)的自動(dòng)變速器投入批量生產(chǎn)。近20年來，英國、法國、意大利、原聯(lián)邦德國、瑞典、日本等國都已成立了一批自動(dòng)變速器的專業(yè)化生產(chǎn)公司和專業(yè)廠，如美國的阿利森、英國的伯格伐努、原聯(lián)邦德國的、意大利的菲亞特和日本的豐田等。

隨著自動(dòng)變速器的發(fā)展，其結(jié)構(gòu)和性能也在不斷完善，特別是近年來隨著電子技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)在汽車上的應(yīng)用，出現(xiàn)了電控自動(dòng)變速器，它包括電控液力機(jī)械傳動(dòng)的自動(dòng)變速器和電控齒輪式機(jī)械傳動(dòng)的自動(dòng)變速器。電控自動(dòng)變速器可實(shí)現(xiàn)與發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳匹配，并可獲得最佳的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、安全性及達(dá)到降低發(fā)動(dòng)機(jī)排汽污染的目的。

二、自動(dòng)變速器的特點(diǎn)

1、自動(dòng)變速消除了駕駛員換擋技術(shù)的差異性

自動(dòng)變速系統(tǒng)可按最佳換擋規(guī)律，自動(dòng)地完成換擋需求，從而獲得整車的最佳燃油經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性及較低的污染排放。

2、自動(dòng)變速器提供了良好的傳動(dòng)比轉(zhuǎn)換性能

自動(dòng)變速器的速度變換不僅迅速而且連續(xù)平穩(wěn)，提高了乘坐舒適性，也提高了變速器及傳動(dòng)系零件的使用壽命，因?yàn)椴捎靡毫υ?，可吸收?dòng)力傳動(dòng)裝置中的動(dòng)載荷。同時(shí)自動(dòng)換擋避免了粗暴換擋所產(chǎn)生的沖擊與動(dòng)載。

3、自動(dòng)變速器改善了車輛的動(dòng)力性和通過性

自動(dòng)變速器因其液力變矩的變矩性能可實(shí)現(xiàn)無級(jí)自動(dòng)換擋，而使汽車的起步、加速性能大大提高。自動(dòng)換擋過程中傳動(dòng)系功率不中斷，且可獲得最佳換擋時(shí)刻進(jìn)行換擋，提高了車輛的加速性能和平均行駛速度。另外，液力傳動(dòng)的自動(dòng)換擋，可顯著地改善車輛的通過性，能以較高的速度通過雪地、松軟路面。

4、自動(dòng)變速器可減輕駕駛員疲勞強(qiáng)度，提高行車的安全性

自動(dòng)變速器從根本上簡化了操縱，由于取消了離合器踏板和變速桿，駕駛員只需操縱油門踏板，即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速。若用巡航控制，連油門也無需人工控制了。這樣極大地降低了駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度，使駕駛員從頻繁的換擋操縱中解放出來，集中精力觀察路面狀況，操縱方向盤。

5、自動(dòng)變速器可減少發(fā)動(dòng)機(jī)排氣污染

汽車排放的CO和有毒物質(zhì)的含量與發(fā)動(dòng)機(jī)使用條件有關(guān)。發(fā)動(dòng)機(jī)在穩(wěn)定工況下排放量小，而在非穩(wěn)定狀況下排放量大。發(fā)動(dòng)機(jī)在極高與極低轉(zhuǎn)速工作或加速時(shí)，容易產(chǎn)生黑煙。由于無級(jí)變速和自動(dòng)換擋技術(shù)的使用，能把發(fā)動(dòng)機(jī)限制在污染較小的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作，從而可降低發(fā)動(dòng)機(jī)排放中害物含量。

自動(dòng)變速器除具有以上優(yōu)點(diǎn)外，還有一定的缺點(diǎn)，其缺點(diǎn)主要有：

(1)較手動(dòng)變速器，自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，加工量大，制造難度大，成本高。

(2)傳動(dòng)效率低。一般液力傳動(dòng)效率最高可達(dá)80%，比機(jī)械傳動(dòng)效率低8%12%，但從整車效率看，通過采用與發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳匹配，遵循最佳換擋規(guī)律，并采用變矩器的鎖止，增加機(jī)械擋數(shù)與采用超速換擋裝置，可使其機(jī)械效率達(dá)到手動(dòng)變速器的水平。

(3)由于自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，相應(yīng)的維修技術(shù)也較復(fù)雜。要求有專門的維修人員，具有較高的修理水平和故障檢查分析的能力。

第一節(jié)

自動(dòng)變速器的組成和各部分功用

一、自動(dòng)變速器的組成

如圖所示，自動(dòng)變速器主要由液力傳動(dòng)裝置、機(jī)械傳動(dòng)裝置、液壓控制系統(tǒng)、人機(jī)聯(lián)動(dòng)裝置、電控系統(tǒng)、自動(dòng)變速器油散熱器等組成。圖1-1自動(dòng)變速器的組成

1、液力傳動(dòng)裝置

該裝置安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)后端的飛輪上，其內(nèi)部裝滿了自動(dòng)變速器油。常用的為液力變矩器，其結(jié)構(gòu)如圖所示。變矩器主要由外殼、泵輪、導(dǎo)輪、渦輪組成，。變矩器的外殼固定在發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪上，把發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳給變矩器。泵輪由變矩器外殼驅(qū)動(dòng)。渦輪以花鍵與自動(dòng)變速器的輸入軸相連，泵輪把油液拋射到渦輪里，渦輪帶動(dòng)變速器。導(dǎo)輪引導(dǎo)從泵輪拋向渦輪的油液，這樣可使導(dǎo)輪在最大扭矩輸出時(shí)保持固定，如圖1-3所示。其主要作用：①是將發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩傳給機(jī)械傳動(dòng)裝置中的齒輪系統(tǒng)。還可以在轉(zhuǎn)矩傳遞過程中增大轉(zhuǎn)矩，使輸出軸的轉(zhuǎn)速可以在一定范圍內(nèi)無級(jí)變化。②用變速器油作為傳遞動(dòng)力的介質(zhì)，發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系沒有剛性連接，可以有效地防止發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)和傳動(dòng)系過載；③液力傳動(dòng)裝置質(zhì)量較大，可代替飛輪起到平穩(wěn)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的作用，因此裝有自動(dòng)變速器的發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的質(zhì)量通常較小；④液力傳動(dòng)裝置的殼體可以驅(qū)動(dòng)自動(dòng)變速器的油泵。2、機(jī)械傳動(dòng)裝置機(jī)械傳動(dòng)裝置安裝在鋁合金的變速器殼體內(nèi)，用來改變轉(zhuǎn)矩和輸出軸的旋轉(zhuǎn)方向，將動(dòng)力傳給萬向傳動(dòng)裝置。機(jī)械傳動(dòng)裝置由齒輪傳動(dòng)裝置和換檔執(zhí)行元件兩部分組成。1）齒輪傳動(dòng)裝置主要起變速作用，主要有平行軸式的齒輪機(jī)構(gòu)和行星齒輪機(jī)構(gòu)兩種形式。

圖1-2液力變矩器的組成

1-泵輪；

2-導(dǎo)輪；

3-渦輪；

4-ATF

液力變矩器的安裝

a)結(jié)構(gòu)簡圖

b)工作示意圖

1-飛輪；2-渦輪；3-泵輪；4-導(dǎo)輪；5-變矩器輸出軸；6-曲軸；7-導(dǎo)輪固定套管

行星齒輪機(jī)構(gòu)在自動(dòng)變速器中其作用是提供不同的傳動(dòng)比。通常一個(gè)單排的行星齒輪機(jī)構(gòu)是由太陽輪、行星齒輪架、兩個(gè)以上的行星齒輪和齒圈組成。單排行星齒輪機(jī)構(gòu)可以產(chǎn)生三個(gè)正向傳動(dòng)比降速、超速和直接傳動(dòng)和一個(gè)反向傳動(dòng)比倒轉(zhuǎn)。這些傳動(dòng)比的實(shí)現(xiàn)是通過約束行星齒輪機(jī)構(gòu)中的某一部件而驅(qū)動(dòng)其他部件來實(shí)現(xiàn)的，如圖1-4所示。

2）換檔執(zhí)行元件

換檔執(zhí)行元件主要包括離合器、制動(dòng)器和單向離合器。

離合器：其主要作用是將兩個(gè)可以旋轉(zhuǎn)的零件連接起來，使他們能夠一起旋轉(zhuǎn)，以獲得所需的傳動(dòng)比和傳動(dòng)方向。通常采用濕式多片式結(jié)構(gòu)。

制動(dòng)器：其主要作用是將某個(gè)旋轉(zhuǎn)元件與自動(dòng)變速器的殼體連接在一起，從而將旋轉(zhuǎn)零件固定，以獲得需要的傳動(dòng)比。其結(jié)構(gòu)形式主要有濕式多片式和制動(dòng)帶式兩種。

單向離合器：

其作用是單向固定，可以單向固定行星齒輪系統(tǒng)中的某個(gè)元件，使其不能沿某個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，以獲得所需傳動(dòng)比。

圖1-4齒輪機(jī)構(gòu)

a)辛普森式行星齒輪機(jī)構(gòu)嚙合方式

b)定軸齒輪機(jī)構(gòu)嚙合方式

1-前排齒圈；2-太陽輪；3-前行星輪；4-后行星輪；5-后行星架；6-前行星架和后齒圈組件

3、液壓控制系統(tǒng)

液壓控制系統(tǒng)一般安裝在變速器油底殼中，用來控制自動(dòng)變速器的換檔，其組成如圖所示。液力自動(dòng)變速器的換檔控制：液壓控制系統(tǒng)將發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷和車輛行駛車速轉(zhuǎn)變成液壓信號(hào)，根據(jù)這兩個(gè)信號(hào)控制變速器中的離合器和制動(dòng)器的工作，根據(jù)車輛行駛情況改變變速器的傳動(dòng)比。4、人機(jī)聯(lián)動(dòng)裝置人機(jī)聯(lián)動(dòng)裝置的作用是將駕駛員對車輛行駛方式的具體要求以及發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷大小的變化等信息傳遞給液壓控制系統(tǒng)，以便液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行油壓的調(diào)節(jié)和檔位的變換。組成：人機(jī)聯(lián)動(dòng)裝置包括選檔手柄和節(jié)氣門拉索。1）選檔手柄駕駛員操作選檔手柄，通過機(jī)械裝置與變速器連接，對行駛方式進(jìn)行選擇。選檔手柄主要是改變車輛的行駛方式，即前進(jìn)、倒退、空檔或停車，而具體檔位變換是由變速器內(nèi)部自動(dòng)控制的。選檔手柄一般有6～7個(gè)檔位，分別為P、R、N、D、2、L。各檔位的功能和選用原則如下：P檔為駐車檔或鎖止檔。在該檔位時(shí)，變速器的輸出軸被強(qiáng)制鎖止，可以有效防止車輛在坡道溜滑。P檔可以起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，車輛長時(shí)間停車時(shí)，應(yīng)將選檔桿移入P檔。駕駛員在起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)前應(yīng)先檢查選檔手柄的位置是否在P檔，如不在P或N位置發(fā)動(dòng)機(jī)將無法起動(dòng)。另外，有的轎車為強(qiáng)化停車熄火后必須掛P檔，而設(shè)計(jì)成在不掛P檔得情況下車鑰匙無法拔下。R檔為倒檔。倒檔必須在車輛可靠停止后才能選用。選檔手柄為防止駕駛員誤掛倒檔，在手柄的上部設(shè)有解除檔位鎖止按鈕，只有按下該按鈕才能將選檔手柄從D或2或L位置移入R位置。D、2、L為前進(jìn)檔。在D檔位時(shí)，自動(dòng)變速器內(nèi)可以根據(jù)行駛需要在1檔到最高檔的范圍內(nèi)自由的升降檔。2檔俗稱滑行檔。手柄在該位置時(shí)，變速器內(nèi)部可以在1檔至次高檔之間自由循環(huán)。該檔主要在汽車下長坡時(shí)選用，因可限制變速器升入最高檔，可以使車輛的下坡車速受到控制，減少行車制動(dòng)器的使用時(shí)間，避免制動(dòng)器過熱而使制動(dòng)效能減弱甚至喪失。L檔為低速檔，一般在冰雪、沙漠、泥濘、沼澤等無路或道路條件惡劣的情況下采用，可提高車輛的通過性。圖1-5液壓控制系統(tǒng)圖1-6電子控制系統(tǒng)1-輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器2-車速傳感器3-液壓油溫度傳感器4-擋位開關(guān)5-巡航電子控制單元6-發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器7-自診斷插座8-節(jié)氣門位置傳感器9-超速擋開關(guān)10-儀表板11-電磁閥使用注意事項(xiàng)：①絕大多數(shù)情況，汽車行駛時(shí)只需將選檔手柄放在D位置即可，在短暫停車時(shí)也可保持檔位不變。嚴(yán)禁在汽車行駛中在L～D之間來回?fù)Q檔。②在車輛向前行駛時(shí)，嚴(yán)禁將旋檔手柄移入R檔。③在車輛行駛時(shí)，嚴(yán)禁同時(shí)踩下油門和制動(dòng)踏板。④車輛必須在完全聽車后才能掛P檔，在車輛滑行和行駛中絕對禁止掛P檔，否則會(huì)造成變速器嚴(yán)重?fù)p壞。⑤自動(dòng)變速器車輛出故障時(shí)，應(yīng)避免拖車。如果非拖不可時(shí)，應(yīng)限制拖車車速和里程。一般拖車車速不超過30Km/h，距離不超過50km。5、電控系統(tǒng)電控自動(dòng)變速器ECT（ElectronicControlTrasmission）是在液壓控制的基礎(chǔ)上增加了計(jì)算機(jī)控制部分，它是由電子控制單元、各種電磁閥、各種傳感器及指示裝置等組成。電子控制自動(dòng)變速器示意圖，如圖1-6所示。二、自動(dòng)變速器的控制原理自動(dòng)變速器是通過傳感器和開關(guān)監(jiān)測汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，接受駕駛員的指令，將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度、車速、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度、自動(dòng)變速器液壓油溫等參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，并輸入電控單元(ECU)。ECU根據(jù)這些信號(hào)，按照設(shè)定的換擋規(guī)律，向換擋電磁閥、油壓電磁閥等發(fā)出電子控制信號(hào)；換擋電磁閥和油壓電磁閥再將ECU發(fā)出的控制信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤嚎刂菩盘?hào)，閥板中的各個(gè)控制閥根據(jù)這些液壓控制信號(hào)，控制換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋，如圖1-7所示。圖1-7自動(dòng)變速器的控制原理在自動(dòng)變速器中，自動(dòng)換擋過程的實(shí)現(xiàn)，主要是通過離合器與制動(dòng)器。平行軸式齒輪變速機(jī)構(gòu)與手動(dòng)變速器中的平行軸式齒輪變速機(jī)構(gòu)相比，最大的差別在于自動(dòng)變速器中的齒輪與軸的連接通過多片式離合器實(shí)現(xiàn)。。而手動(dòng)變速器中的齒輪與軸是通過花鍵或齒套連接的，因此手動(dòng)變速器要通過齒輪在軸上的滑動(dòng)或齒套嚙合來實(shí)現(xiàn)換擋，而自動(dòng)變速器則是通過多片式離合器的接合與分離來實(shí)現(xiàn)換擋的。第二節(jié)自動(dòng)變速器的分類一、自動(dòng)變速器的分類自動(dòng)變速器有多種分類方法，下面介紹幾種主要的分類方法。1．按驅(qū)動(dòng)方式分類按照汽車驅(qū)動(dòng)方式的不同，可分為后驅(qū)動(dòng)自動(dòng)變速器和前驅(qū)動(dòng)自動(dòng)變速器即自動(dòng)驅(qū)動(dòng)橋。后驅(qū)動(dòng)自動(dòng)變速器的變矩器和齒輪變速器的輸入軸及輸出軸在同一軸線上，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)變矩器、變速器、傳動(dòng)軸、后驅(qū)動(dòng)橋的主減速器、差速器和半軸傳給左右兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪。前驅(qū)動(dòng)自動(dòng)變速器在自動(dòng)變速器的殼體內(nèi)還裝有主減速器和差速器，縱置發(fā)動(dòng)機(jī)前驅(qū)動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)和布置與后驅(qū)動(dòng)自動(dòng)變速器基本相同。橫置發(fā)動(dòng)機(jī)前驅(qū)動(dòng)變速器由于汽車橫向尺寸的限制，要求有較小的軸向尺寸，通常將輸入軸和輸出軸設(shè)計(jì)成兩個(gè)軸線的方式，變矩器和齒輪變速器輸入軸布置在上方，輸出軸布置在下方，減少了變速器總體的軸向尺寸，但增加了變速器的高度。2．按前進(jìn)擋的擋位數(shù)不同分類按前進(jìn)擋的擋位數(shù)不同，可分為3個(gè)前進(jìn)擋、4個(gè)前進(jìn)擋、5個(gè)前進(jìn)擋。新型轎車裝用的自動(dòng)變速器基本上都是4個(gè)前進(jìn)擋，即沒有超速擋。目前已經(jīng)開發(fā)出裝有5個(gè)前進(jìn)擋自動(dòng)變速器的轎車。3．按齒輪變速器的類型分類按齒輪變速器類型的不同，可分為行星齒輪式自動(dòng)變速器和平行軸式（定軸式）自動(dòng)變速器兩種。行星齒輪式自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)緊湊，能獲得較大的傳動(dòng)比。為絕大多數(shù)轎車采用。平行軸式自動(dòng)變速器體積較大，最大傳動(dòng)比較小，只有少數(shù)幾種車型使用(如本田ACCORD轎車)。4．按控制方式分類按控制方式不同，可分為全液壓控制自動(dòng)變速器（如圖1-8所示）和電子控制自動(dòng)變速器（如圖1-9所示）兩種。圖1-8全液壓控制自動(dòng)變速器圖1-9電子控制自動(dòng)變速器作業(yè)題1、自動(dòng)變速器有哪幾部分組成各有什么作用？2、自動(dòng)變速器用于控制換檔的主要信號(hào)有哪些？3、選檔手柄各位置的作用是什么？在選擇檔位時(shí)應(yīng)注意什么？4、節(jié)氣門拉索的作用是什么？第二講（實(shí)驗(yàn)一）要求：1、認(rèn)識(shí)自動(dòng)變速器的安裝位置、內(nèi)部基本組成和功用；2、了解節(jié)氣門拉索的連接位置和作用；3、了解操選檔手柄的各位置作用和操縱注意事項(xiàng)。實(shí)驗(yàn)一：自動(dòng)變速器認(rèn)識(shí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、通過實(shí)驗(yàn)掌握自動(dòng)變速器的基本結(jié)構(gòu)；2、掌握變矩器、油泵自動(dòng)變速器的之間的安裝關(guān)系，及各自的基本作用；3、了解自動(dòng)變速器的基本工作原理；4、了解自動(dòng)變速器殼體外表主要部件的作用。二、實(shí)驗(yàn)器材帶發(fā)動(dòng)機(jī)的A140E自動(dòng)變速器一臺(tái)、解剖的A340E自動(dòng)變速器一臺(tái)。三、實(shí)驗(yàn)要求1、學(xué)生能準(zhǔn)確說出變矩器、油泵和自動(dòng)變速器的名稱，及相互之間的安裝關(guān)系；2、學(xué)生能說出自動(dòng)變速器的基本組成及其基本工作原理；3、學(xué)生能說出變速器外表主要部件的名稱及作用。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、介紹A140E自動(dòng)變速器及其外部主要部件（空當(dāng)起動(dòng)開關(guān)、節(jié)氣門拉索、車速傳感器、電磁閥線束等）；2、通過解剖的A340E自動(dòng)變速器，介紹變矩器、油泵自動(dòng)變速器的之間的安裝關(guān)系；3、通過解剖的A340E自動(dòng)變速器，介紹自動(dòng)變速的基本組成及其工作原理。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告按實(shí)驗(yàn)要求所列，逐條詳細(xì)寫出相應(yīng)內(nèi)容。第三講要求：（以實(shí)物輔助講解油泵的結(jié)構(gòu)和工作原理）1、知道液壓傳動(dòng)的基本概念；2、知道常見液壓元件的結(jié)構(gòu)及其工作原理；3、掌握內(nèi)轉(zhuǎn)子式油泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理。第二章液力傳動(dòng)與液壓控制基礎(chǔ)在工程中，傳動(dòng)是指能量或動(dòng)力由動(dòng)力裝置向工作裝置傳遞。根據(jù)工作介質(zhì)的不同，傳動(dòng)方式可分為機(jī)械傳動(dòng)、電力傳動(dòng)、氣體傳動(dòng)和液體傳動(dòng)。液體傳動(dòng)是以液體為工作介質(zhì)進(jìn)行能量傳遞的傳動(dòng)。液體傳動(dòng)按工作原理的不同可分為容積式液壓傳動(dòng)和動(dòng)力式液壓傳動(dòng)兩大類。以液體的壓力能傳遞動(dòng)力的稱之為液壓傳動(dòng)；以液體的動(dòng)能傳遞動(dòng)力的稱之為液力傳動(dòng)。第一節(jié)液壓傳動(dòng)的基本原理一、簡單液壓機(jī)械的工作原理液體通常被稱為流體，流體的形狀都與它們的容器相同。氣體和液體的主要區(qū)別是氣體總要充滿封閉的容器而液體則不一定如此。當(dāng)氣體受到液體作用時(shí)，也容易隨之膨脹或壓縮；而當(dāng)液體受壓力作用時(shí)，不易膨脹或壓縮。由于液體的這一特性，因此可以利用液壓作功。如圖2-1所示，以液壓千斤頂為例，分析其工作過程。大液壓缸12和大活塞11組成舉升缸，杠桿1和小液壓缸2、小活塞3單向止回閥5和7組成手動(dòng)液壓泵。當(dāng)抬起手柄1時(shí)，小活塞上移，小油缸內(nèi)形成部分真空。單向閥7將大油缸的回油通道關(guān)閉。油箱中的油在大氣壓力作用下推開單向閥5進(jìn)入小液壓缸，完成一次吸油。當(dāng)壓下手柄時(shí)，小活塞3下移，小油缸內(nèi)容積減小，油壓升高，液壓油推開單向閥7進(jìn)入大油缸活塞下方的油腔內(nèi)，推動(dòng)大活塞和其上方的物體一起向上運(yùn)動(dòng)一段距離。如此反復(fù)，可達(dá)到舉升重物的作用。從液壓千斤頂?shù)墓ぷ鬟^程可以看出，液壓傳動(dòng)是以密封容積中的受壓液體作為工作介質(zhì)來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。液壓傳動(dòng)必須經(jīng)過兩次能量轉(zhuǎn)換，既先將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成為液壓能，然后再將液壓能轉(zhuǎn)換成為機(jī)械能。說明液壓工作的兩個(gè)條件：一為處于密封容器內(nèi)的液體由于大小油缸工作容積的變化而能夠流動(dòng)；二是這些液體具有壓力。二、靜液傳遞原理在密閉容器里的靜止液體中，任意點(diǎn)處的壓力如有壓力變化，這個(gè)壓力的變化值將傳遞給液體中的所有各點(diǎn)，且其值不變，這就是靜壓傳遞原理，又稱帕斯卡原理。帕斯卡原理也可以描述為：施加于被密閉的液體上的壓力，不衰減地沿各方向傳遞并以相等的壓力作用在各個(gè)表面上，且壓力的大小由外載荷決定。三、液壓傳動(dòng)的基本概念1、液體靜壓力及其特性靜止液體中單位面積上所受的作用力稱為液體靜壓力，在液壓傳動(dòng)中稱為壓力（其他地方電壓強(qiáng)）以符號(hào)p表示。壓力的計(jì)量單位為帕斯卡，符號(hào)為Pa(N/m2)靜壓力有下述重要特性(1)液體靜壓力永遠(yuǎn)垂直于承壓表面，其方向和該面的內(nèi)法線方向一致。（2靜止液體內(nèi)任意點(diǎn)所受到的各個(gè)方向上的靜壓力都相等。液壓和力的關(guān)系如下：液壓﹦力（N）/面積（m2）在上述液壓千斤頂?shù)墓ぷ鬟^程中，在小活塞上施加一個(gè)力F，液體受擠壓產(chǎn)生壓力p，液體將壓力P等值地傳遞到大活塞下表面。當(dāng)油壓足夠大使pA=G時(shí)（A為大活塞的面積），就可以將重物頂起。重物越重，系統(tǒng)中的油壓必須越高。小活塞上受到的壓力為：p１=F/A１大活塞上受到的壓力為：p２=Ｇ/A２式中，A１為小活塞的工作面積；A２為大活塞的工作面積。因封閉容器中壓力處處相等，即p１＝p２＝ｐ，所以F/A１＝Ｇ/A２即Ｇ＝FA２/A１。上式表明，可以通過在小的面積（小活塞）上作用小的力Ｆ，而在大的面積（大活塞）上產(chǎn)生大的作用力與Ｇ平衡。這就是為什么人在液壓千斤頂手柄上施加幾十牛的力，液壓千斤頂就能頂起幾噸重的物體的原因。2、液體特性3、絕對壓力、相對壓力和真空度4、流量四、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的組成液壓系統(tǒng)由以下4個(gè)部分組成：動(dòng)力元件——將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為油液壓力能的元件，主要是為液壓系統(tǒng)提供油壓，主要指油泵。執(zhí)行元件——將油液的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的液壓元件，主要是在液壓力的作用下輸出力和速度，主要指液壓缸。控制調(diào)節(jié)元件——對液壓系統(tǒng)的壓力、流量和液流方向進(jìn)行控制或調(diào)節(jié)的元件。主要指的各種閥，如分配閥、止回閥、限壓閥等。輔助元件——上述三部分以外的其他元件。包括油箱、過濾器、油管及密封元件等。五、液力傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式液力傳動(dòng)是與液壓傳動(dòng)完全不同的一種以液體為工作介質(zhì)的傳動(dòng)方式。液力傳動(dòng)是以液體的動(dòng)能轉(zhuǎn)換并傳遞機(jī)械能的液體傳動(dòng)。液力傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)包括能量的輸入部件和能量的輸出部件：能量的輸入部件接受發(fā)動(dòng)機(jī)傳來的機(jī)械能，并將其轉(zhuǎn)換為液體的動(dòng)能，能量的輸出部件將液體的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能面輸出。液力傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：1）自適應(yīng)性好2）使用壽命長3）操縱簡單4）提高舒適性4、液力傳動(dòng)的缺點(diǎn)1）傳動(dòng)效率低，經(jīng)濟(jì)性差2）結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜（一）液壓油泵液壓系統(tǒng)所采用的油泵一般是容積式泵。容積式泵是通過一個(gè)密閉空間的容積變化完成泵油的。油泵的泵油量和封閉容積的變化量和變化率成正比。齒輪式油泵是一種典型的容積式泵，其結(jié)構(gòu)如圖2-2所示。其工作原理是：安裝在密封殼體內(nèi)的兩個(gè)齒輪在各自軸上反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，輪齒不斷地進(jìn)入嚙合和脫離。在輪齒脫開嚙合處，因容積增大而產(chǎn)生一定真空，與油箱液面上方大氣壓形成壓力差，使油液進(jìn)入油泵入口的低壓區(qū)。然后進(jìn)入輪齒和殼體之間被送至出油口。在出油口，由于兩齒輪輪齒不斷進(jìn)入嚙合，輪齒間容積減小致使油壓升高，而將油液從出油口壓出。（二）控制機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)中的控制機(jī)構(gòu)指的是各種閥。液壓控制閥的作用是控制液壓系統(tǒng)液流的壓力、流量和流動(dòng)方向。根據(jù)閥在液壓控制系統(tǒng)中的用途不同可分為壓力控制閥、方向控制閥、流量控制閥和比例控制閥。1、壓力控制閥簡稱壓力閥，用來控制液流的壓力，也叫壓力調(diào)節(jié)閥。作用：在液壓系統(tǒng)中壓力閥可起到安全保護(hù)、保持油壓和調(diào)節(jié)油壓的作用。原理：壓力閥的工作主要是依靠液體壓力和彈簧彈力平衡的原理來實(shí)現(xiàn)壓力控制的。形式：常見的壓力閥有球閥式、活塞式和滑閥式。（1）球閥式壓力控制閥球閥式壓力控制閥常用作限壓閥。（2）活塞式壓力控制閥可起到限壓作用，可以通過改變彈簧的張力來調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作壓力。（3）滑閥式壓力調(diào)節(jié)閥這種閥主要用來調(diào)節(jié)系統(tǒng)油壓。利用油壓和彈簧張力之間的大小關(guān)系，適時(shí)地將系統(tǒng)的泄油通道打開和關(guān)閉，使系統(tǒng)油壓下降或上升，從而起到調(diào)節(jié)油壓的作用。將滑閥式壓力調(diào)節(jié)閥進(jìn)行改進(jìn)可以實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)油壓增壓的效果。2、方向控制閥該閥主要用來控制系統(tǒng)中液流的流向和經(jīng)由通道，以改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向和工作順序。（1）單向閥單向閥只允許油液向一個(gè)方向流動(dòng)，不能反向流動(dòng)。根據(jù)其工作要求有一個(gè)鋼球一個(gè)球座和一個(gè)鋼球兩個(gè)球座兩種形式。（2）換向閥換向閥可同時(shí)控制數(shù)個(gè)油道的接通和封閉來改變液流的流動(dòng)方向。在自動(dòng)變速器中通常用作換檔閥。其工作主要是利用閥芯在閥體中的移動(dòng)來改變不同油道的接通和關(guān)閉。換向閥根據(jù)其工作形式有轉(zhuǎn)閥式和滑閥式。通過改變滑閥閥軸的數(shù)量及閥進(jìn)出油口的數(shù)量，可以實(shí)現(xiàn)多種油流的轉(zhuǎn)換。通常把閥在閥座中的不同位置稱作位，將滑閥移動(dòng)后產(chǎn)生的液流流動(dòng)叫做通，因此換向閥有二位、三位和多位，二通、三通和多通等形式。換向閥的操作有手動(dòng)和自動(dòng)兩種形式。自動(dòng)操作式主要是利用油液壓力和彈簧張力的平衡關(guān)系來控制閥芯的移動(dòng)，從而改變液流的流動(dòng)方向。自動(dòng)換向閥還有利用電磁作用進(jìn)行換向的電磁閥。3、流量控制閥流量閥主要是靠改變流通面積的大小來調(diào)節(jié)流量的。4、比例閥對開關(guān)式電磁閥進(jìn)行改造可成為比例閥。比例閥主要用來對系統(tǒng)的油壓和液流的流量進(jìn)行連續(xù)控制。（三）執(zhí)行機(jī)構(gòu)液壓控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)有油缸和液壓馬達(dá)。自動(dòng)變速器的執(zhí)行元件有離合器和制動(dòng)器。油缸在利用油壓進(jìn)行工作時(shí)有兩個(gè)要素需要注意：一是油缸的工作速度與系統(tǒng)的液體流量大小有關(guān)；二是油缸產(chǎn)生的工作力的大小與系統(tǒng)的工作油壓有關(guān)系。作業(yè)題1、液壓系統(tǒng)的基本組成包括哪些部分？2、常見的液壓閥有哪些，各起什么作用？第四講要求:（以實(shí)物輔助講解液力變矩器的結(jié)構(gòu)和工作原理）1、掌握液力偶合器和液力變矩器的結(jié)構(gòu)和工作原理；2、掌握液力偶合器和液力變矩器的區(qū)別；3、掌握液力變矩器的轉(zhuǎn)矩比和傳動(dòng)效率隨傳動(dòng)比的變化特點(diǎn)；4、掌握失速點(diǎn)和偶合點(diǎn)的含義，掌握鎖止離合器的作用和工作原理。第三章油泵和液力傳動(dòng)裝置第一節(jié)油泵液壓系統(tǒng)所采用的油泵一般是容積式泵。容積式泵是通過一個(gè)密閉空間的容積變化完成泵油的。油泵的泵油量和封閉容積的變化量和變化率成正比。一、常用油泵的結(jié)構(gòu)目前自動(dòng)變速器中安裝的油泵有三種：齒輪泵、轉(zhuǎn)子泵和葉片泵。其中齒輪泵應(yīng)用最廣。1、內(nèi)嚙合齒輪泵常用的齒輪泵是月牙形齒輪泵，這種泵采用兩個(gè)齒輪。結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。原理：當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在輪齒和月牙隔板之間充滿了油液，油液隨齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)圍繞泵殼向出油口運(yùn)送。輪齒接近出口時(shí)開始進(jìn)入嚙合，輪齒之間的間隙逐漸減小，直到輪齒完全嚙合。間隙的減小迫使油液通過出口進(jìn)入液壓回路。隨著轉(zhuǎn)速的增加單位時(shí)間的出油量也增加。2、轉(zhuǎn)子式油泵轉(zhuǎn)子泵的結(jié)構(gòu)如圖3-2所示。油泵的轉(zhuǎn)子利用齒形輪廓代替齒輪的輪齒，內(nèi)轉(zhuǎn)子的齒數(shù)比外轉(zhuǎn)子齒數(shù)少一個(gè)。內(nèi)外轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心不同，存在一定的偏心距。一般內(nèi)轉(zhuǎn)子齒數(shù)為4、6、8、10個(gè)。內(nèi)轉(zhuǎn)子齒數(shù)越多，出口油壓的脈動(dòng)就越小。原理：油泵工作時(shí)內(nèi)轉(zhuǎn)子為主動(dòng)件，內(nèi)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。當(dāng)內(nèi)轉(zhuǎn)子的輪齒向外轉(zhuǎn)子的齒間凹槽運(yùn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子凹槽內(nèi)的油液被擠壓向出口。內(nèi)轉(zhuǎn)子在外轉(zhuǎn)子齒上的滑動(dòng)作用防止了油液倒流回入口。內(nèi)外轉(zhuǎn)子在任何位置其輪齒緊密接觸形成相互密封的工作腔。當(dāng)工作腔從進(jìn)油口轉(zhuǎn)過時(shí)，容積增大，產(chǎn)生真空，油液被吸入工作腔。3、葉片泵葉片泵中，葉片轉(zhuǎn)子裝有一些滑動(dòng)葉片，滑動(dòng)葉片與安裝在泵體中的滑座緊密地密封。其結(jié)構(gòu)如圖3-3所示。原理：油泵的葉片之間形成小的工作腔，其容積在進(jìn)油孔側(cè)增大，在出油孔側(cè)減小。從而將油從進(jìn)油口吸入，從出油口壓出。當(dāng)葉片轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉片被離心力向外甩出壓緊在滑座的內(nèi)壁上。由于葉片轉(zhuǎn)子偏心安裝，葉片之間的工作容積隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)而不斷增大和減小，使油泵產(chǎn)生吸油和壓油工作。這種油泵是可變工作容積泵，當(dāng)不需要高壓油時(shí)，可以減少油泵的輸出。二、油泵的工作油泵從油底殼中將ATF泵出，然后壓向自動(dòng)變速器的液壓管路。油泵的排量與泵速成正比，管路油壓不斷上升。為了使油壓保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，需用調(diào)節(jié)閥將一部分油通過泄油管路送回油底殼。第二節(jié)液力傳動(dòng)裝置液力傳動(dòng)：利用液體動(dòng)能的變化來傳遞功率的稱為液力傳動(dòng)。液力傳動(dòng)主要有偶合器液力傳動(dòng)和變矩器液力傳動(dòng)。液壓傳動(dòng)：利用液體壓力能的變化來傳遞功率的稱為液壓傳動(dòng)。一、液力偶合器在二戰(zhàn)前夕，克萊斯勒公司第一次把液力偶合器應(yīng)用到汽車上。1、液力偶合器的結(jié)構(gòu)三個(gè)基本元件：殼體、泵輪和渦輪。泵輪和渦輪內(nèi)表面布置有從中心向外輻射的葉片和導(dǎo)環(huán)。結(jié)構(gòu)如圖3-4所示。偶合器在工作時(shí)，其內(nèi)充滿了ATF，整個(gè)偶合器是一個(gè)密封的整體。泵輪葉片直接裝在殼體內(nèi)表面，殼體通過螺栓安裝在飛輪上，殼體后端驅(qū)動(dòng)變速器的油泵。渦輪的中心部分通過花鍵與變速器的輸入軸連接，是偶合器的動(dòng)力輸出元件。2、工作原理偶合器的工作原理如圖3-5所示。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，通過飛輪帶動(dòng)偶合器的泵輪同方向旋轉(zhuǎn)。隨泵輪轉(zhuǎn)速升高，離心力使工作液沿泵輪葉片從中心向外流動(dòng)，當(dāng)泵輪轉(zhuǎn)速達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時(shí)，工作液從泵輪的葉片外緣沖出，進(jìn)入渦輪葉片。液體沖擊渦輪葉片，推動(dòng)渦輪開始旋轉(zhuǎn)。液體的運(yùn)動(dòng)形式：1）環(huán)流液體隨泵輪的旋轉(zhuǎn)而作圓周流動(dòng)，稱為環(huán)流。是由泵輪葉片的推動(dòng)而產(chǎn)生的。2）渦流又稱循環(huán)流動(dòng)。指的是工作油液由泵輪進(jìn)入渦輪，而后又回到泵輪，在泵輪和渦輪之間的循環(huán)流動(dòng)。這種循環(huán)流動(dòng)只有在泵輪和渦輪之間存在轉(zhuǎn)速差時(shí)才發(fā)生。在泵輪和渦輪間傳遞動(dòng)力的運(yùn)動(dòng)形式主要是渦輪。液力偶合器內(nèi)部的液體運(yùn)動(dòng)形式是環(huán)流和渦流通時(shí)存在。當(dāng)泵輪和渦輪轉(zhuǎn)速差大時(shí)，以渦流為主；當(dāng)兩者之間轉(zhuǎn)速差減小時(shí)，逐漸轉(zhuǎn)成以環(huán)流為主。二、液力變矩器1、液力變矩器的結(jié)構(gòu)液力變矩器的結(jié)構(gòu)如圖3-6所示。圖3-7所示為帶鎖止離合器的液力變矩器。帶鎖止離合器的液力變矩器由泵輪、渦輪、導(dǎo)輪、鎖止離合器壓盤和變矩器殼等組成。泵輪：泵輪與變矩器殼體連成一體，其內(nèi)部徑向裝有許多扭曲的葉片，葉片內(nèi)緣則裝有讓變速器油液平滑流過的導(dǎo)環(huán)。變矩器殼體與曲軸后端的驅(qū)動(dòng)盤相連接。渦輪：渦輪上也裝有許多葉片。但渦輪葉片的扭曲方向與泵輪葉片的扭曲的方向相反。渦輪中心有花鍵孔與變速器輸入軸相聯(lián)。這是變速器輸入軸，渦輪通過花鍵裝在輸入軸上，泵輪葉片與渦輪葉片相對安置，中間有3～4mm的間隙。導(dǎo)輪：導(dǎo)輪位于泵輪與渦輪之間，通過單向離合器安裝在與變速器殼體連接的導(dǎo)管軸上。它也是由許多扭曲葉片組成。2、工作原理1）液體的流動(dòng)泵輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)液體作環(huán)流，液體在離心力作用下，從泵輪葉片外緣沖出進(jìn)入渦輪葉片之間的腔體。液體推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，渦流對液體的反作用力改變液體的流動(dòng)方向，液體從渦輪葉片外緣沖出進(jìn)入導(dǎo)輪葉片。液體有推動(dòng)導(dǎo)輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力，但導(dǎo)輪單向離合器阻止導(dǎo)輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。導(dǎo)輪不動(dòng)，反作用力改變液體的流動(dòng)方向，液體從導(dǎo)輪外緣沖出，進(jìn)入泵輪。因?qū)л唽σ后w流動(dòng)方向的改變，使液體進(jìn)入泵輪時(shí)剛好沖擊到泵輪葉片的背面，從而對泵輪的旋轉(zhuǎn)起到了推動(dòng)的作用，加速泵輪的旋轉(zhuǎn)并增加泵輪的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力。液力變矩器內(nèi)液體的流動(dòng)形式包括環(huán)流和渦流。當(dāng)泵輪和渦輪之間轉(zhuǎn)速差大時(shí)，渦流速度增大，環(huán)流速度減小，參與渦輪的液體容積大，渦輪輸出的轉(zhuǎn)矩增大的幅度大；反之，渦流速度和容積減小，渦流輸出轉(zhuǎn)矩的增大幅度減小。當(dāng)渦輪和泵輪的轉(zhuǎn)速相等時(shí)，渦輪輸出轉(zhuǎn)矩等于泵輪輸入轉(zhuǎn)矩。2）增扭原理液力變矩器渦輪輸出的轉(zhuǎn)矩比泵輪輸入的轉(zhuǎn)矩大，有增扭作用。增扭作用主要是靠導(dǎo)輪改變由了渦輪流回泵輪的液體的流動(dòng)方向，對泵輪起到了推動(dòng)作用，增大了泵輪的旋轉(zhuǎn)力矩，從而也使渦輪輸出的力矩增大。增扭原理如圖3-8所示。3)單向離合器組成：由外座圈，內(nèi)座圈、保持架、楔塊等組成。工作原理：單向離合器的工作原理如圖3-9所示。當(dāng)內(nèi)座圈固定時(shí)，外座圈順時(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)外座圈逆時(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。第五講要求:（以實(shí)物輔助講解鎖止離合器的結(jié)構(gòu)和工作）1、掌握液力變矩器的轉(zhuǎn)矩比和傳動(dòng)效率隨傳動(dòng)比的變化特點(diǎn)；2、掌握失速點(diǎn)和偶合點(diǎn)的含義，掌握鎖止離合器的作用和工作原理。第二節(jié)液力傳動(dòng)裝置三、液力變矩器的工作特性1、轉(zhuǎn)矩比液力變矩器的轉(zhuǎn)矩比為渦輪輸出的轉(zhuǎn)矩與泵輪輸入的轉(zhuǎn)矩之比。工作液的渦流速度越高，轉(zhuǎn)矩增大的比例也隨之增大。轉(zhuǎn)矩比t=渦輪輸出的轉(zhuǎn)矩/泵輪輸入的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速比e=渦輪的轉(zhuǎn)速/泵輪的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩比和轉(zhuǎn)速比之間的關(guān)系如圖3-10所示。分析：1）當(dāng)渦輪不轉(zhuǎn)而泵輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩者之間的轉(zhuǎn)速差最大，此時(shí)變矩器內(nèi)渦流的強(qiáng)度和轉(zhuǎn)矩增大的效果達(dá)到最大。最大轉(zhuǎn)矩比通常在1.7～2.5范圍之間。此時(shí)變矩器具有最大的能量輸出用于克服汽車起步時(shí)的阻力。※失速：渦輪固定不動(dòng)而渦輪旋轉(zhuǎn)的工況稱為失速工況?！俎D(zhuǎn)速：渦輪不轉(zhuǎn)而泵輪所能達(dá)到的最高轉(zhuǎn)速稱為失速轉(zhuǎn)速。液力變矩器的失速轉(zhuǎn)速一般在2000～3000r/min之間。2）隨著渦輪的旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速的升高，泵輪和渦輪之間的轉(zhuǎn)速差減小，變矩器內(nèi)渦流的強(qiáng)度減弱速度降低，轉(zhuǎn)矩的增大量減少，蝸輪的輸出轉(zhuǎn)矩減小。當(dāng)渦輪的轉(zhuǎn)速接近泵輪轉(zhuǎn)速，達(dá)到泵輪轉(zhuǎn)速85%左右時(shí)，變矩器內(nèi)渦流的轉(zhuǎn)速降到最低，此時(shí)轉(zhuǎn)矩比約為1:1，即渦輪輸出的轉(zhuǎn)矩和泵輪輸入的轉(zhuǎn)矩大致相等?！己掀鞴ぷ鼽c(diǎn)：導(dǎo)輪開始轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速稱為偶合器工作點(diǎn)。當(dāng)渦輪的轉(zhuǎn)速接近泵輪轉(zhuǎn)速，達(dá)到泵輪轉(zhuǎn)速85%左右時(shí)，變矩器內(nèi)從渦輪葉片流出的工作液高速?zèng)_擊到導(dǎo)輪的葉片背面，從而使導(dǎo)輪按泵輪方向旋轉(zhuǎn)，此時(shí)，變矩器成了一個(gè)偶合器，渦輪輸出的轉(zhuǎn)矩不會(huì)進(jìn)一步下降。3）當(dāng)渦輪的轉(zhuǎn)速進(jìn)一步再上升時(shí)，由于變矩器此時(shí)類似一個(gè)偶合器，所以輸出的轉(zhuǎn)矩不會(huì)再繼續(xù)下降。轉(zhuǎn)矩比始終接近1:1。4）變矩器的工作區(qū)域可分為變矩器工作區(qū)和偶合器工作區(qū)。在變矩器工作區(qū)內(nèi)轉(zhuǎn)矩比大于1，即輸出的轉(zhuǎn)矩比輸入的轉(zhuǎn)矩大，且隨著渦輪轉(zhuǎn)速的升高，轉(zhuǎn)矩比逐漸下降，即輸出的轉(zhuǎn)矩逐漸下降。當(dāng)渦輪的轉(zhuǎn)速接近泵輪時(shí)，變矩器進(jìn)入偶合器工作區(qū)，在該區(qū)內(nèi)轉(zhuǎn)矩比始終等于1，即渦輪輸出的轉(zhuǎn)矩等于泵輪輸入的轉(zhuǎn)矩，渦輪轉(zhuǎn)速升高轉(zhuǎn)矩比不變。2、傳動(dòng)效率液力變矩器的效率并不是很高，特別是失速時(shí)，由于渦輪不動(dòng)沒有輸出，效率為零。當(dāng)進(jìn)入偶合器后，液力變矩器的效率提高到90%左右。傳動(dòng)效率η：=轉(zhuǎn)矩比×轉(zhuǎn)速比×100%傳動(dòng)效率和轉(zhuǎn)速比之間的關(guān)系如圖3-11所示。1）在失速時(shí)，渦輪靜止，因此效率為零。但此時(shí)渦輪接受的轉(zhuǎn)矩最大，車輛的驅(qū)動(dòng)力最大。2）渦輪開始轉(zhuǎn)動(dòng)后，隨著渦輪轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速比的增大，傳動(dòng)效率迅速升高。效率在偶合器工作點(diǎn)之前達(dá)到最大，在偶合點(diǎn)時(shí)又有所下降。原因是：在達(dá)到偶合點(diǎn)之前從渦輪流出的液體已經(jīng)開始沖擊導(dǎo)輪葉片的背面，傳動(dòng)效率有所下降。偶合點(diǎn)時(shí)大部分工作液沖擊到導(dǎo)輪葉片后面，導(dǎo)輪開始旋轉(zhuǎn)以防止傳動(dòng)效率進(jìn)一步下降。3）進(jìn)入偶合器工作區(qū)后，傳動(dòng)效率隨轉(zhuǎn)速比的增大而成正比直線上升。但由于渦輪和泵輪始終有轉(zhuǎn)速差，且變矩器內(nèi)液體流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生熱量損失，因而效率始終不可能達(dá)到100%，最高只能達(dá)到95%左右。四、鎖止離合器液力變矩器在進(jìn)入偶合工況時(shí)，不再具有增大轉(zhuǎn)矩的能力，同時(shí)由于泵輪和渦輪之間的轉(zhuǎn)速差存在，使效率始終不能達(dá)到100%。為了提高變矩器的效率，在變矩器進(jìn)入偶合工況時(shí)，利用鎖止離合器強(qiáng)制將變矩器的泵輪和渦輪鎖止，泵輪的動(dòng)力不再通過液體傳遞，而是之間傳給渦輪，以便將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力100%的傳給變速器。鎖止離合器的類型：鎖止離合器有離心式、液力操縱式、粘液式和行星齒輪機(jī)構(gòu)鎖止的液力變矩器。1）鎖止離合器的結(jié)構(gòu)鎖止離合器的組成如圖3-7所示。主要有以下元件組成：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：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。2）工作原理鎖止離合器的工作原理如圖3-12所示。鎖止離合器一般在變速器進(jìn)入最高檔，變矩器進(jìn)入偶合工況，車速達(dá)到中高速時(shí)進(jìn)行結(jié)合。①當(dāng)車輛低速行駛時(shí)，自動(dòng)變速器油由鎖止離合器從動(dòng)盤的前端流入，所以鎖止離合器從動(dòng)盤前端及后端的壓力基本相等，使鎖止離合器不起作用，分離。此時(shí)，變矩器起變速變扭作用。②當(dāng)車輛高速行駛時(shí)，通常是在60Km/h左右。信號(hào)閥中的滑閥向上移動(dòng)，使繼動(dòng)閥中的滑閥也向上移動(dòng)，改變油路，油液從鎖止離合器的后端流入，鎖止離合器與前蓋之間的油液被排出，兩面的壓力不等，使其向前移動(dòng)，鎖止離合器接合。此時(shí)，動(dòng)力傳遞路線為：前蓋---鎖止離合器--變速器輸入軸。當(dāng)鎖止離合器工作時(shí)，泵輪和渦輪以相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。泵輪和渦輪之間的液體循環(huán)流動(dòng)停止，工作液的溫度不再上升。在鎖止離合器工作期間，工作液不再流經(jīng)散熱器進(jìn)行散熱。五、液力變矩器的分類1、液力變矩器按照泵輪和導(dǎo)輪之間剛性連接在一起的渦輪數(shù)目的不同可分為：單級(jí)液力變矩器（一個(gè)渦輪、三元件）二級(jí)液力變矩器（兩個(gè)渦輪、四元件）三級(jí)液力變矩器（三渦輪、二導(dǎo)輪六元件）。2、按照變矩器的工況多少可分為：單相液力變矩器（一個(gè)導(dǎo)輪且固定、只有變矩工況）雙相液力變矩器（一個(gè)導(dǎo)輪單向離合器固定、有變矩和偶合兩種工況）三相液力變矩器（雙導(dǎo)輪單向離合器固定、有第一變矩、第二變矩和偶合三種工況）3、按照泵輪和渦輪能不能閉鎖可分為閉鎖式和不閉鎖式。六、液壓控制系統(tǒng)的檢查1、變矩器的檢修1）用百分表檢測飛輪齒圈及后端面的跳動(dòng)情況，若端面跳動(dòng)超過0.02mm或齒圈損壞，則應(yīng)更換；2）用專用工具檢查單項(xiàng)離合器的單項(xiàng)鎖止情況，如圖3-13所示。若單項(xiàng)離合器有問題，則要更換變矩器，；3）用百分表檢測變矩器軸套的徑向跳動(dòng)情況，如圖3-13所示。若徑向跳動(dòng)超過0.03mm，則應(yīng)更換。2、機(jī)油泵的檢查1）機(jī)油泵間隙的檢查機(jī)油泵間隙的檢查如圖3-14所示。包括檢查外齒輪與殼體間的間隙，一般為0.08～0.15mm；齒輪端隙的檢查，一般為0.04～0.06mm；外齒輪和月牙板之間的間隙，一般為0.15～0.18mm。還包括測量殼體襯套內(nèi)徑和轉(zhuǎn)子軸套前、后端直徑的測量。2）維護(hù)注意事項(xiàng)分解油泵之前，在內(nèi)外齒輪上作出標(biāo)記，可保證變矩器驅(qū)動(dòng)輪能與內(nèi)齒輪正好嚙合。同時(shí)要注意多數(shù)油泵齒輪上面標(biāo)有記號(hào)，裝配時(shí)應(yīng)注意。將油泵裝入變矩器，堅(jiān)持油泵的前端鍵與變矩器的配合間隙。安裝油泵時(shí)，應(yīng)檢查密封件是否完好，安裝好油泵后輸入軸應(yīng)該能轉(zhuǎn)動(dòng)，否則拆下油泵重新定位止推墊片。作業(yè)題1、什么叫渦流、什么叫環(huán)流？變矩器中液體的流動(dòng)形式與哪些因素有關(guān)？2、什么是變矩器的轉(zhuǎn)矩比、轉(zhuǎn)速比、失速點(diǎn)、偶合點(diǎn)、傳動(dòng)效率？3、分析轉(zhuǎn)矩比、轉(zhuǎn)速比、傳動(dòng)效率在失速點(diǎn)和偶合點(diǎn)的情況。4、變矩器有什么作用，由哪幾部分組成？簡述其增扭原理。5、簡述變矩器鎖止離合器的組成和工作原理。6、油泵主要有哪幾種？各有什么特點(diǎn)？7、變矩器如何檢查？月牙隔板油泵如何檢查？第六、七講(實(shí)驗(yàn)二)實(shí)驗(yàn)二液力變矩器、油泵的認(rèn)識(shí)及檢修一、實(shí)驗(yàn)要求1、掌握變矩器的結(jié)構(gòu)工作原理；通過實(shí)驗(yàn)掌握自動(dòng)變速器的基本結(jié)構(gòu)；2、掌握變矩器鎖止離合器的結(jié)構(gòu)和鎖止原理；3、掌握油泵的結(jié)構(gòu)和工作原理；4、掌握油泵和變矩器的檢測內(nèi)容及方法。二、實(shí)驗(yàn)器材帶發(fā)動(dòng)機(jī)的A140E自動(dòng)變速剖開的器變矩器一個(gè)、油泵一個(gè)，百分表一個(gè)，塞尺一把、刀口尺一個(gè)。三、實(shí)驗(yàn)步驟1、認(rèn)識(shí)變矩器的組成及各部分連接關(guān)系；2、觀察泵輪、渦輪及導(dǎo)輪的葉片方向及數(shù)量；3、認(rèn)識(shí)鎖至離合器的組成及各部分作用；4、分析鎖至離合器分離和鎖至?xí)r液壓油的循環(huán)情況；5、認(rèn)識(shí)油泵的安裝位置、組成及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；6、分析油泵的泵油原理；7、分析通過油泵殼體的三條油路的流動(dòng)方向及作用；8、用百分表檢查飛輪的徑向圓跳動(dòng)，極限：0.20mm；9、用百分表測量變矩器軸套的徑向圓跳動(dòng)，極限：0.30mm；10、檢查導(dǎo)輪單項(xiàng)離合器；11、檢查油泵的從動(dòng)齒輪與泵體、從動(dòng)齒輪與月牙隔板及主、從動(dòng)齒輪端面與油泵殼體之間的間隙并作出分析；12、用百分表檢查油泵體陳套和導(dǎo)輪周軸套的內(nèi)徑。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告按實(shí)驗(yàn)要求所列，逐條詳細(xì)寫出相應(yīng)內(nèi)容。第八講要求：1、掌握多排行星齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比的計(jì)算公式和計(jì)算方法；2、（以實(shí)物輔助講解SIMPSON齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)）掌握SIMPSON齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。第四章齒輪變速機(jī)構(gòu)第一節(jié)簡單行星齒輪機(jī)構(gòu)一、簡單行星齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)行星齒輪變速器的組成包括行星齒輪機(jī)構(gòu)和換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)。行星齒輪機(jī)構(gòu)——提供幾個(gè)不同的傳動(dòng)比；換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)——實(shí)現(xiàn)檔位的變換。1、單排行星齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)比結(jié)構(gòu)：一個(gè)太陽輪、若干行星齒輪、一個(gè)行星架和一個(gè)內(nèi)齒圈。傳動(dòng)比：單排行星齒輪機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)自由度，如果沒有固定的元件就沒有固定的傳動(dòng)比。獲得傳動(dòng)比的條件有：①使其中某一個(gè)獨(dú)立元件的轉(zhuǎn)速為零，或以某一固定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)；②將某兩個(gè)基本元件連接起來，使其一起同步運(yùn)動(dòng)。２、分類１）按照齒輪的排數(shù)可分為單排行星齒輪機(jī)構(gòu)和多排行星齒輪機(jī)構(gòu)；２）按照太陽輪和齒圈之間的行星齒輪組數(shù)的不同可分為單行星齒輪式和雙行星齒輪式兩種。雙行星齒輪的特點(diǎn)是：與單行星齒輪相比，在其他條件相同的情況下，齒圈的旋轉(zhuǎn)方向相反。二、簡單行星齒輪機(jī)構(gòu)的工作原理單排行星齒輪機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)如圖4-1所示。太陽輪SunGear、齒圈RingGear、行星架PlanetaryCarrier。1、單排行星齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比的計(jì)算用ns、nr、nc分別表示太陽輪、齒圈和行星架的轉(zhuǎn)速。用Zs、Zr、Zc分別表示太陽輪、齒圈和行星架的齒數(shù)。根據(jù)單排行星齒輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及動(dòng)力傳遞分析，可得行星齒輪機(jī)構(gòu)一般運(yùn)動(dòng)規(guī)律方程：※

ns+αnr-（1+α）nc=0；α=Zr/Zs?！鶄鲃?dòng)比分析如下：主動(dòng)元件固定元件從動(dòng)元件傳動(dòng)比轉(zhuǎn)向增、減速檔位太陽輪S齒圈R行星架C?=1+Zr/Zs（2.5～5）同向減速一檔行星架C齒圈R太陽輪S?=Zs/Zc（0.2～0.4）同向超速齒圈R太陽輪S行星架C?=1+Zs/Zr（1.25～1.67）同向減速二檔行星架C太陽輪S齒圈R?=Zr/Zc（0.6～0.8）同向超速超速檔太陽輪S行星架C齒圈R?=－Zr/Zs（1.5～4）反向減速倒檔齒圈R行星架C太陽輪S?=－Zs/Zr反向超速任兩元件無另一元件?=1同向等速直接檔2、多排行星齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比的計(jì)算（以兩排行星齒輪機(jī)構(gòu)為例）※已知：α1=Zr1/Zs1；α2=Zr2/Zs2公式：ns1+α1nr1-（1+α1）nc1=0；①ns2+α2nr2-（1+α2）nc2=0；②條件：（根據(jù)行星齒輪機(jī)構(gòu)的連接關(guān)系和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)找出三個(gè)相等要素）例：ns1＝ns2；nr1＝nc2；nc1＝０舉例：某三速變速器如下圖所示，求各檔傳動(dòng)比。已知：兩排行星齒輪機(jī)構(gòu)的參數(shù)完全相同。已知：α1=Zr1/Zs1＝；α2=Zr2/Zs2＝公式：ns1+α1nr1-（1+α1）nc1=0；（１）ns2+α2nr2-（1+α2）nc2=0；（２）條件：①nc1=nr2；②ns1＝ns2；③nc2＝０?=nr1／nr2＝［α2＋（1＋α1）］/α1＝（1＋2α）/α＝（1＋2×2.20）/2.20＝2.45第二節(jié)SIMPSON行星齒輪機(jī)構(gòu)一、普通SIMPSON齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)一個(gè)典型的辛普森齒輪機(jī)構(gòu)可提供三個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)倒檔。1、SIMPSON齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)辛普森齒輪機(jī)構(gòu)為雙排行星齒輪機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)如圖4-2所示。其特點(diǎn)為兩排行星齒輪機(jī)構(gòu)共用太陽輪，前齒圈與后行星架連接，并作為整個(gè)行星齒輪機(jī)構(gòu)的輸出單元。整個(gè)行星齒輪機(jī)構(gòu)共有四個(gè)獨(dú)立的元件，即前齒圈、前行星架、共用太陽輪、后齒圈和后行星架。2、SIMPSON齒輪機(jī)構(gòu)的執(zhí)行元件辛普森齒輪機(jī)構(gòu)的執(zhí)行元件有離合器、單向離合器和制動(dòng)器。1）離合器齒輪機(jī)構(gòu)中有兩個(gè)離合器C1和C2。C1的作用是將輸入軸和中間軸連接起來，將動(dòng)力傳給后齒圈。C1在D、2、L檔都工作，故稱