自动变速箱工作原理.ppt

January1 2020 1 工程机械系列培训教材自动变速箱工作原理 1 自动变速器组成与作用液力变矩器变速系统齿轮变速机构换档执行机构组成液压控制系统电子控制系统 作用 1 自动变速 变矩 2 在发动机旋转方向不变的情况下 改变机车行驶方向 3 利用空档中断发动机的动力传递 自动变速器工作原理 3 四大组成部分 液力变矩器齿轮变速器档位控制系统冷却 润滑系统 自动变速器组成 4 自动变速器分类 1 按齿轮变速方式 行星齿轮式普通齿轮式 5 自动变速器电液控制原理 通过电磁阀控制离合器压力通过电子控制单元将油门信号 发动机速度信号 机车行驶速度信号经过处理后发出指令 控制电磁阀A阀和电磁阀B工作 6 电子控制自动变速过程 速度传感器压力传感器温度传感器 ECU 电磁阀 7 换档电磁阀与换档阀 换档执行器 齿轮变速器 电子控制自动变速过程 8 电子控制单元 ECU 功能自动变速器控制系统的核心 对发动机工况和自动变速器进行检测 并根据检验结果和相应设定的控制程序操纵各种控制阀工作 以驱动离合器等液压执行元件实现对自动变速器的全面控制 电子控制单元 1 功能 利用液力传动的原理 将发动机的动力传给自动变速器的输入轴 具有减速增扭作用 能实现无级变速 液力变矩器工作原理 2 基本元件泵轮 主动件 与变速器壳为一体 与发动机飞轮相连 涡轮 从动件 与变矩器输出轴相连 导轮 增扭元件 工作介质 液压油 变速箱油 液力变矩器工作原理 3 工作原理 发动机飞轮泵轮导轮涡轮泵轮 变矩器壳 输入轴 变矩器输出轴 行驶齿轮变速系统 液力变矩器工作原理 液力变矩器的工作原理可以用两台电风扇作形象描述 将两台电风扇对置 当接通电源的电风扇旋转时 产生的气流可以吹动不接电源的风扇使其转动 这样两个电风扇就组成了偶合器 它能够传递扭矩 但不能增大扭矩 液力变矩器工作原理 一台电风扇像变矩器的泵轮 另一台电风扇像变矩器中的涡轮 如果添加一个管道 空气就会从后面通过管道 从没有电源的电风扇回流到有电源的电风扇 这样会增加有电源电风扇吹出的气流 在液力变矩器中 导轮起到了这种管道的作用 液力变矩器之所以能起变矩作用 就是由于结构上多了一个导轮 液力变矩器工作原理 在自动变速器油循环流动的过程中 固定不动的导轮给涡轮一个反作用力矩 使涡轮输出的扭矩不同于泵轮输入扭矩 三个主要元件 泵轮 涡轮和导轮 14 变矩器的工作方式 导轮 泵轮 涡轮 作用 在发动机和变速箱之间起一个液力机械耦合 15 泵轮 以发动机的速度旋转涡轮 通过花键与涡轮轴相连 涡轮由从泵轮流出的变速箱油来驱动导轮 导轮相当于单向离合器的作用 变速箱油冲击着导轮叶片的背面 使导轮与涡轮和泵轮同向旋转 起液力耦合作用 变矩器将发动机的扭矩放大 但是以降低转速为代价 变矩器的工作方式 16 变矩器可将发动机的扭矩放大高达三倍 但是以降低转速为代价的 导轮 变矩器的工作方式 转流 涡轮由从泵轮流出的变速箱油来驱动 它总是试图赶上泵轮的转速从涡轮出来流入导轮的变速箱油冲击着导轮叶片的背面 使导轮与涡轮和泵轮同向旋转 变扭器工况 自动变速箱结构 集中式齿轮组液力变矩器变速箱为常啮式变挡由不同档位的离合器片 通过液压作动进行 19 自动变速箱结构 20 倒档 前档 2档 1档 3档 自动变速箱轴与传动路线 21 自动变速箱齿轮组 22 自动变速箱齿轮组 自动变速箱机械传动机构 机械传动机构 执行元件 离合器 制动器 单向离合器 齿轮传动机构 平行轴式传动机构 行星齿轮传动机构 辛普森 拉威娜 CR CR 其他 齿轮传动方式 旋转方向 两个外齿轮互相啮合进行旋转时 它们以相反方向旋转 一个外齿轮和一个内齿轮相互啮合进行旋转 两个齿轮以相同方向旋转 太阳轮 行星架 行星小齿轮 齿圈 行星齿轮构成 齿轮传动方式 27 安装在变速箱侧面的阀体内装有伺服阀 用于将油流引导到不同的离合器 伺服阀由电磁阀作动 变速箱在每个方向上有多个变速比 并具有脱离功能 此功能由刹车踏板操纵 在一定的刹车压力下启动 自动变速箱电磁阀 ECU电控系统的执行机构一般由多个电磁阀构成 根据ECU的控制信号自动开闭油路 它们均组装在控制阀体内 电控自动变速器组成如下图所示 由滑阀 滑阀轴 控制阀 回位弹簧和电磁线圈等组成 自动变速箱电磁阀 1 滑阀 2 滑阀轴 3 控制阀 4 回位弹簧 5 来自电磁调压阀 电磁阀压力 6 至蓄压器控制阀 7 电磁线圈 电磁阀的工作过程如图所示 电磁阀的进油口与液压管路相通 当ECU输出信号使其通电时 滑阀被吸引上移 进油口与排油口相通泄压 进油口侧管路中的油压降低 当电磁阀不通电时 滑阀回位将进油口与排油口隔开 因油不能排出 而使进油口侧管路保持高的油压 ECU通过控制电磁阀的通 断电 来控制油路的通 断 使各换挡阀动作而变换挡位 自动变速箱电磁阀 自动变速箱其他部件 档位选择阀 变矩器 机油冷却器 变矩器安全阀 润滑岐管 寸动 从变速箱机油盘吸入 滤清器 离合器压力调节阀 前进档 行驶方向选择阀 倒挡 泵 1 2 3挡 31 油冷却回路 离合器压力测试点 安装压力表在此管道上 测试变矩器输出压力 油位测试点 冷却器来 去冷却器 冷却器 滤芯和塞子 32 电磁阀与阀芯 电磁阀组 自动变速箱滤清器 33 入口粗滤器 滤芯 垫圈 垫圈 滤清器的装 卸 34 速度感应器 速度传感器安装位置和方式 感应式转速传感器 温度测试 测试条件 驻车制动器刹住变速箱在空挡时发动机怠速运行 35 变矩器出口 冷却器入口 判断冷却器是否正常工作 测量入口与出口温度 机油的正常工作温度 即80 95 冷却器出口 离合器 冷却器 压力测试 测试条件 驻车制动器刹住变速箱为空挡发动机500转 分的怠速运行 36 1 变矩器出口压力 在发动机转速为2000转 分时应高于1 7bar 在发动机以最高转速运行时 不得超过4 9bar 2 离合器压力 所有档位 在驻车制动器刹住 机油温度为80 95 发动机怠速运转 400 600转 分 时 所有行驶方向和速度离合器的转换压力应该为17 20bar 变矩器出口压力 离合器压力 冷却器 在同样条件下进行检查时 各个离合器之间的压力差不得超过0 4bar 自动变速箱油 1 1 2020 37 根据变速箱的型号 使用合适的润滑油 Clark32000只能使用DEXRON 机油DEXRON 品牌名 1 自动变速箱油比较常用的有ATFIII与ATFIID两种 2 ATFIII与ATFIID相比 换档更为平稳 顺畅 挥发性低 尽可能地减少了蒸发损失 级别 ATFII 通用汽车公司DexronII福特汽车公司NewMercon埃列逊公司AllisonC3 应用 小轿车 卡车的自动变速箱 特别是电控 重负荷车辆的自动变速箱 工程车辆 矿山机械 等 变速箱检验 38 失速试验步骤 建议不轻易做这个试验概念 涡轮处于静止时全油门发动机的转速1 带上驻车刹2 启动发动机3 刹车4 选择前进档5 缓慢给发动机加速6 在最大油门下记下发动机的最大转速7 缓慢松开油门8 让发动机在1200RPM 1500RPM的转速下使变速箱的油温冷却下来 失速试验结果分析 1 小于1940RPM 发动机动力不足2 小于或等于30 RPM发动机 动力