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自动变速器概述车用自动变速器作为一种新型的传动器，最早是由1939年通用公司奥兹莫比尔部开发的，目前已经经历了半个多世纪的发展，而且其形式也多种多样。1977年美国克菜斯勒公司首先开发出了带锁止离合器的液力变矩器。这种锁止装置实际上是全自动离合器。锁止离合器时，变矩器将不起作用。这对改善燃料的经济性和降低变速器的温度有益处。 在现代轿车上，常见的是采用电控的液力自动变速器，主要是由自动离合器和自动变速器两大部分组成。它能够根据油门的开度和车速的变化，自动地进行换档。与无级变速器相比，液力自动变速器最大的不同是在结构上，它是由液压控制的齿轮变速系统构成。因此，液力自动变速器并不是真正的无级变速，还是有档位的。其所能实现的是在两挡之间的无级变速。而无级变速器则是由两组变速轮盘和一条传动带组成的，因此，其比传统自动变速器结构简单，体积更小。另外，它可以自由改变传动比，从而实现全程无级变速，使汽车的车速变化平稳，无级变速器的无级变速原理的关键，是二个传动滑轮和联接此二个滑轮的传动带，每个滑轮都由一对彼此合成V形槽的锥体组成，通过传动带联接二滑轮，利用液压操纵机构移动锥体的开合，使传动带离滑轮轴心的径向位置发生变化，从而获得二滑轮之间的传动比(一般最大范围可达5：1)。自动变速器多挡化虽能扩大自动变速的范围，但它并非安全迅速，只在有级变速与无级变速之间，理想的无级变速器是在整个传动范围内能连续的、无挡比的切换变速比，使变速器始终按最佳换挡规律自动变速。无级化是对自动变速器的理想追求。 现代无级变速器传动效率提高，油门反应快、油耗低，随着汽车技术的进步，已经越来越不满足于液力自动变速器，希望彻底改进无级变速器，从实现汽车从有级变速阶段向无级变速阶段的飞跃。福特、菲亚特、奥迪等企业纷纷推出了能够匹配大排量发动机的无级变速器。目前国内的自动档基本上全是液力自动变速器，只有奥迪采用了无级变速器。奥迪无级/手动一体式变速器，其就在原有的无级变速器基础上，进行多项技术上的创新、改进和提高。无极变速装备有自动控制装置，行车中可根据车速自动调整档位，无需人工操作，省去许多换档及踏踩离合2.自动变速器的特点 自动变速器能进行繁复的加速、减速变速器换挡等功能，具有变速平滑、驾驶轻便等优点。汽车自动变速器一般和变矩器一起使用，带有液力传动的特点，可以弥补机械变速器的一些缺点。它可以根据发动机的工况和车速情况，自动选择挡位，而且具有下列显著特点： (1)整车具有更好的驾驶性能：汽车驾驶性能的好坏，除与汽车本身的结构有关外，还取决于正确的控制和操纵。自动变速器能通过系统的设计，使整车自动去完成这些使用要求，以获得最佳的燃油经济性和动力性，使得驾驶性能与驾驶员的技术水平关系不大，因而特别适用于非职业驾驶。 (2)良好的行驶性能：自动变速装置的挡位变换不但快而且平稳，提高了汽车的乘坐舒适性。通过液体传动和微电脑控制换挡，可以消除或降低动力传递系统中的冲击和动载，这对在地形复杂、路面恶劣条件下作业的工程车辆、军用车辆尤为重要。试验表明，在坏路段行驶时，自动变速器的车辆传动轴上，最大动载转矩的峰值只有手动变速器的20%40%。原地起步时最大动载转矩的峰值只有手动变速器的50%70%，且能大幅度延长发动机和传动系零部件的寿命。 (3)高行车安全性：在车辆行驶过程中，驾驶员必须根据道路、交通条件的变化，对车辆的行驶方向和速度进行改变和调节。以城市大客车为例，平均每分钟换挡35次，而每次换挡有46个手脚协同动作。正是由于这种连续不断的频繁操作，使驾驶员的注意力被分散，而且容易产生疲劳，造成交通事故增加；或者是减少换挡，以操纵油门大小代替变速，即以牺牲燃油经济性来减轻疲劳强度。自动变速的车辆，取消了离合器踏板和变速操纵杆，只要控制油门踏板，就能自动变速，从而减轻了驾驶员的疲劳强度，使行车事故率降低，平均车速提高。 (4)降低废气排放：发动机在怠速和高速运行时，排放的废气中，CO或CH化合物的浓度较高，而自动变速器的应用，可使发动机经常处于经济转速区域内运转，也就是在较小污染排放的转速范围内工作，从而降低了排气污染。 (5)可以延长发动机和传动系的使用寿命：因为自动变速器采用液力变矩器和发动机“弹性”连接，外界的冲击负荷可以通过藕合器缓冲，有过载保护的功能。在汽车起步换挡、制动时能吸收振动，相应减小了发动机和传动系的动载荷。(6)操纵简单：只需设置液压工作阀的位置，自动变速器就可以根据需要进行自动加挡和减挡，省去了起步和换挡时踏离合器、更换变速杆位置和放松油门等复杂的操作规程，大大减小了驾驶员的劳动强度。 (7)提高了汽车的平顺性：因采用液力变矩器在汽车起步时，车轮上的牵引力逐步增加，无振动并减少车轮滑动，使起步容易平稳。汽车在行驶中的稳定车速也可以降到最低，甚至为零。行驶阻力增大时，发动机也不会出现熄火。 (8)提高生产率：换挡时功率基本没有间断，可保证汽车有良好的加速性和较高的平均车速，使发动机的磨损减少，延长了大修间隔里程，提高了出车率。 丰田A340E型自动变速器丰田A340E（典型辛普森式行星齿轮结构）从90年代起，丰田公司推出了A340系列，这是一个电控、四速带锁止离合器的系列。多用于高级轿车。其中A341E和A342E的电液控制系统为智能型控制系统；但它的行星齿轮机构却基本没有改变。1 A340E系列的基本结构形式 行星齿轮机构简图（图1）1-超速离合器（C0），2-超速制动器（B0），3-二檔滑行制动器（B1），4，直接离合器（C2），5-前进离合器（C1），6-二檔制动器（B2），7-倒檔制动器（B3），8-后行星架，9-后环齿圈，10-输出轴，11-太阳轮，12-第二单向离合器，13-第一单向离合器，14-前环齿圈，15-前行星架，16-超速环齿圈，17-超速行星架，18-超速太阳轮，19-输入轴，20-超速单向离合器，21-超速输入轴图1 A340E行星齿轮结构简图2、主要另部件简介（1）超速行星排组件图2 为超速行星排组件的另部件分解图。它和A43D既相似又有不同之处。相似之处是：超速行星架（轮）、超速离合器毂、超速输入轴为一体，超速单向离合器仍安装于超速离合器毂内，超速离合器鼓和超速太阳轮也为一体。不同之处是：A340E超速离合器鼓的外花键表面就是超速制动器的制动毂，所以，A340E的离合器鼓是三件（离合器鼓、制动毂、太阳轮）一体。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 111213141516171819202122231 座圈，2 止推轴承，3 离合器鼓，4 活塞，5 O型圈，6 回位弹簧，7 卡簧，8 钢片，9 摩察片，10 法兰，11、12卡环，13 挡板，14单向离合器，15 外环，16 止推垫圈，17 超速行星架，18、20 座圈，19 止推轴承，21唤齿圈，22 齿圈法兰，23 卡环图2 超速行星排组件（2）超速制动器组件如图3 所示为超速制动器的分解图。超速支架固连于自动变速器壳体上；超速制动器活塞安装于超速支架内；卡环依次把活塞回位弹簧（座）、活塞限制于超速支架内。要注意的是，在超速制动器组件内并没有超速制动器鼓和超速制动毂。超速制动器鼓是自动变速器壳体而超速制动毂是超速离合器鼓的外表面。卡环法兰摩察片钢片法兰座圈止推轴承卡环回位弹簧O型圈活塞超速支架密封油环止推垫圈座圈图3 超速制动器组件（5）直接离合器和前进离合器组件前进离合器C1和直接离合器C2分别作为超速行星排和辛普森双排行星齿轮机构之间的连接机构，把超速行星排输出的动力传递至双排行星齿轮机构4个基本组件中的前环齿圈或前行星架后环齿圈组件。 直接离合器分解图图4 为直接离合器的分解图。在直接离合器内主要安装了直接离合器活塞、摩擦片等。直接离合器毂不在该组件中，却在前进离合器组件中，它和前进离合器鼓为一体，在前进离合器鼓的左侧。1 2 3 4 5 6789101 离合器鼓，2 活塞，3 O型圈，4 回位弹簧，5 卡环，6 推力垫，7 钢片，8 摩察片，9 法兰，10 卡环。 图4 直接离合器分解图 前进离合器分解图图5 为前进离合器的分解图。前进离合器是超速行星排和双排行星齿轮机构的前环齿圈之间的动力传递纽带。由于前进离合器要把动力传递至双排行星齿轮机构的前环齿圈，所以，前进离合器的离合器毂和双排行星齿轮机构的前环齿圈为一体（见后述）。1 封油环，2止推轴承，3 离合器鼓，4、6 O型圈，5 活塞，7 回位弹簧，8 卡环，9 座圈，10 止推轴承，11 缓冲板，12 钢片，13 法兰，14 卡环，15 摩察片。图5 前进离合器分解图（4）前行星排组件A340E双排行星齿轮机构的4个基本组件是前环齿圈、前行星架后环齿圈组件、共享太阳轮和后行星架。在前行星排组件中，它被分为两个部分。一个是前行星架部分（含前环齿圈），另一个是太阳轮部分（含第一单向离合器）。 前行星架它主要包含前环齿圈和前行星架。前环齿圈的左端为前进离合器毂，动力经由前进离合器传递至前环齿圈。作为辛普森双排行星齿轮机构的一个组件，前行星架通过内花键孔与输出轴和后环齿圈固连为一体，该组件即成为整个自动变速器中的输出组件。1 座圈，2 前环齿圈，3 座圈，4 止推轴承，5 座圈，6 前行星架（轮），7 座圈，8 止推轴承。图5 前行星架分解图 共享太阳轮图6 所示为共享太阳轮和第一单向离合器的分解图。双排行星轮系有两个动力输入埠。一个经由前进离合器把超速行星排输出的动力传递至前环齿圈；另一个经由直接离合器把动力传递至共享太阳轮。所以，在共享太阳轮上有一个输入鼓，它和直接离合器鼓轴向啮合。1 卡环，2 共享太阳轮，3 密封圈，4 输入鼓，5 卡环，6 推力垫，7 第一单向离合器和二檔制动毂总成。图3-5-8 共享太阳轮分解图（5）第二制动器（二档制动器）图3-5-9为第二制动器另部件分解图。第二制动器又称二檔制动器。它是用来制动太阳轮。需要指出的是，第二制动器和第一单向离合器是一个联动组件；第二制动器只能锁止太阳轮连同单向离合器F1外环的逆时针转动，而不能锁止太阳轮的顺时针方向转动。1 卡环，2 法兰，3 摩察片，4、6 钢片，5 活塞套筒，7 推力垫，8卡环，9 弹簧座，10 回位弹簧，11 制动活塞，12 O型圈，13 二档制动毂。图3-5-9 二档制动器分解图（6）第一制动器图3-5-10为第一制动器的分解图。第一制动器又称二档滑行制动器；它是一个带式制动器，用来连接自动变速器壳体和太阳轮。当汽车以二档下坡时，由于第二制动器不能完成对太阳轮顺时针方向的锁止，所以，需要第一制动器B1对太阳轮顺时针方向的旋转进行制动。使动力能顺利进行反向传递，则发动机制动减速，的功能得以实现。1 E型环，2 锁杆，3 制动带，4 弹簧，5 活塞杆，6 挡圈，7 弹簧，8 密封油环，9 活塞，10 E型环，11 活塞，12 卡环，13 O型圈图3-5-10 第一制动器（7）后行星排组件图3-5-11为后行星排组件的分解图。再后行星排组件中主要有第二单向离合器、后行星架、后环齿圈和输出轴。后行星架（轮）的左端为一档与倒档制动器B3的制动毂，在该制动毂内，装有第二单向离合器F2。F2的外环即为该制动毂的内表面；F2的内环