学习情境4 自动变速器的维修

重庆机电职业技术学院车辆工程系,1,学习情景4自动变速器的维修,重庆机电职业技术学院车辆工程系,2,能力目标1、会拆装和检修自动变速器。2、能够注重安全和环保。知识目标1、了解自动变速器的类型、组成和特点。2、掌握液力变矩器、齿轮变速传动装置的结构和工作原理。3、掌握液力变矩器、齿轮变速传动装置的检测和维修。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,3,自动变速器可消除职业和非职业驾驶员操作技能上的差异。操作简便，“傻瓜”型普及商品的重要途径。电子控制技术的快速发展，促使自动变速器燃油经济性明显改善。80年代后期，电控技术快速发展电子元件的成本和可靠性发展电控自动变速器解决变矩器软连接”。如今很难比较手动和自动变速器的油耗究竟是谁高。,国内自动变速器迅速发展的原因,重庆机电职业技术学院车辆工程系,4,减轻驾驶员操作时的劳动强度，提高行驶安全性。简化操作，有自适应控制功能集中注意力于外界行驶安全性。自动变速器可以降低发动机排放的污染。发动机变工况发动机排放指标差。手动稳定发动机转速而频繁变更变速器档位是很难。自动可把发动机转速稳定在低污染和低油耗的区域变速器档位的自动变换适应路况变化。一部分年轻人不喜欢：起步加速不如手动变速器汽车来得快（只能1档起步，而且加速需要时间，不如手动变速器汽车操作随心所欲）。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,5,重庆机电职业技术学院车辆工程系,6,重庆机电职业技术学院车辆工程系,7,重庆机电职业技术学院车辆工程系,8,取消了离合器，能够根据发动机负荷和车速等情况自动变换传动比，使汽车获得良好的动力性和燃料经济性，并减少发动机排放污染。换档平滑、无冲击、振动，噪音小，传动效率高，操纵轻便。在车辆拥挤时，可大大提高车辆行驶的安全性及可靠性。由于自动变速器是以液压，而不是以机械将发动机及传动系连接起来的，就使发动机及传动系均不致过载，提高发动机和传动系的使用寿命。,自动变速器优点,重庆机电职业技术学院车辆工程系,9,结构复杂，制造精度和成本高，试制费用较高；传动效率较机械变速器低（一般低8%12%）；由于结构复杂，在使用、修理及故障排除等方面，要求技术水平要高，同时汽车的燃料消耗有所偏高。应用：故一般轿车和货车上很少采用。,自动变速器缺点：,重庆机电职业技术学院车辆工程系,10,自动变速器基本组成：液力变矩器、齿轮变速传动装置、液压控制系统、电子控制系统。此外还有自动变速器油冷却和滤清装置。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,11,重庆机电职业技术学院车辆工程系,12,重庆机电职业技术学院车辆工程系,13,重庆机电职业技术学院车辆工程系,14,使发动机产生的转矩成倍增长；起到自动离合器的作用，传送或中断发动机转矩至变速器；缓冲发动机及传动系的扭转振动；兼起到飞轮的作用，使发动机转动平稳；驱动液压控制系统的油泵。,（1）液力变矩器(torqueconverter)：,重庆机电职业技术学院车辆工程系,15,根据行车条件及驾驶员所需，提供几种传动比，以获得适当的转矩及转动速度；提供停车时所需要的空档档位，以使发动机怠速运转。为倒车提供倒档档位；,（2）齿轮变速传动装置(gearsystem)：,组成：行星齿轮、离合器、制动器、轴与轴承。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,16,向变矩器提供变速器液；控制油泵产生的液压；根据发动机载荷及车速等转换成液压“信号”调节系统压力；对离合器及制动器施加液压，以控制行星齿轮机构动作；用变速器液润滑转动部件及为变矩器及变速器散热。,组成：油底壳、油泵、各种阀门、液压油通道与管道.,（3）液压控制系统(hydraulicsystem)：,重庆机电职业技术学院车辆工程系,17,（4）电子控制系统：利用传感器采集各种数据，并且将其转换为电信号；ECU根据传感器的信息确定换档正时及锁止正时，并发出指令操纵阀体中电磁阀，调节管道压力、控制换档阀和锁止控制阀的动作，实现自动换档和变矩器锁止控制。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,18,1）前置前驱动自动变速器（FF型或FWD型）2）前置后驱动自动变速器（FR型或RWD型）3）四轮驱动自动变速器（4WD型）,1按汽车的驱动方式分：,重庆机电职业技术学院车辆工程系,19,前置前驱动自动变速器（FF型或FWD型）,重庆机电职业技术学院车辆工程系,20,前置前驱动自动变速器（FF型或FWD型）,重庆机电职业技术学院车辆工程系,21,前置后驱动自动变速器（FR型或RWD型）,重庆机电职业技术学院车辆工程系,22,前置后驱动自动变速器（FR型或RWD型）,重庆机电职业技术学院车辆工程系,23,2.按变速系统的控制方式分：液控液力自动变速器（AT）及电控液力自动变速器（AMT）1）液控液力自动变速器(AT)：节气门开度和车速液压信号。在换档点，这些液压信号直接控制换挡阀进行换档。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,24,2）电控液力自动变速器(AMT)：节气门开度和车速电信号。这些电信号输入电子控制单元(ECU)，由电子控制单元控制液压阀和液压执行机构进行换档。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,25,3.按结构和控制方式分：1)液力机械ATHMT（HydrodynamicMechanicalTransmission），它是目前AT的主流。比如：别克、丰田等的部分轿车。2)机械式ATAMT（AutomatedMechanicalTransmission），在通常机械式变速器基础上加上微机控制电液伺服操纵自动换档机构组成，目前它应用于部分低档轿车上和局部卡车和商用车上。比如：QQ自动挡等。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,26,AT自动变速器,重庆机电职业技术学院车辆工程系,27,3）无级自动变速器CVT(ContinuouslyVariableTransmission)，有以下几种，但目前机械式无级自动变速器以金属带式为主。(1)机械式：有不少形式，目前主要的是推块金属V型带式传动，在轿车上已开始批量试用。(2)液压传动式(HSThydrostatictransmission)：在工程车辆和农业机械上已应用。在汽车上基本没有应用。(3)电力式：用于电动汽车(EVelectricvehicle)。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,28,无级自动变速器的结构图,重庆机电职业技术学院车辆工程系,29,重庆机电职业技术学院车辆工程系,30,重庆机电职业技术学院车辆工程系,31,重庆机电职业技术学院车辆工程系,32,重庆机电职业技术学院车辆工程系,33,4.按传动方式可分：1)普通齿轮式自动变速器：轮式自动变速器体积较大，最大传动比较小，只有少数几种车型使用(如本田ACCORD轿车)2)行星齿轮式自动变速器：结构紧凑，能获得较大的传动比，为绝大多数轿车采用。3)链条式自动变速器：少数。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,34,5.按变矩器的类型：1)无锁止离合器的变矩器：早期的变矩器中没有锁止离合器，在任何工况下都是以液力的方式传递发动机动力，因此传动效率较低。2)有锁止离合器的变矩器：新型轿车自动变速器大都采用带锁上离合界的变矩器，这样当汽车达到一定车速时，控制系统使锁止离合器接合，液力变矩器输入部分和输出部分连成一体，发动机动力以机械传递的方式直接传人齿轮变速器，从而提高了传动效率，降低了汽车的燃油消耗量。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,35,6.按机械变速器结构分：行星齿轮变速器和非行星齿轮变速器。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,36,重庆机电职业技术学院车辆工程系,37,1)液力耦合器(HydaulicCoupling)的结构主动元件：泵轮(impeller)。泵轮刚性连接在外壳上，与曲轴一起旋转。从动元件：涡轮(turbine)。涡轮连接在从动轴上，与泵轮相对。壳体(housing)：工作介质：ATF油(润滑、清洁、冷却零件表面)。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,38,液力耦合器(HydaulicCoupling),重庆机电职业技术学院车辆工程系,39,电风扇演示变矩器原理示意图：电风扇A通电，B不通电，电风扇A将以空气为介质带动电风扇B转动。,2)液力耦合器的工作原理,重庆机电职业技术学院车辆工程系,40,（1）“涡流”的产生泵轮转动离心力液体沿泵轮叶片间的通道向外缘流动外缘油压高于内缘油压油液从泵轮外缘冲向涡轮外缘，又从涡轮内缘流入泵轮内缘可见在轴向断面（循环圆）内，液体流动形成循环流，称为“涡流”。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,41,（2）环流的产生：因涡流的产生，液体冲向涡轮使两轮间产生牵连运动，涡轮产生绕轴旋转的扭矩。可见，循环圆内的液体绕轴旋转形成“环流”。,两种油流首尾相接的螺旋流。当M涡轮M行驶汽车才能行驶。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,42,液力偶合器的油液流动,重庆机电职业技术学院车辆工程系,43,涡轮的扭矩(Mw)和泵轮的扭矩(Mb)的关系式为：MwMb，故液力偶合器不能使输出扭矩增大，只起液力联轴离合器的作用。因此，汽车上很少采用。,特点：由于液体为传动介质，因此：传动平稳、衰减振动，防过载；只传递转矩，不改变转矩大小；不能彻底分离，仍需离合器；传动效率较机械传动低。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,44,泵轮(Impeller)涡轮(Turbine)导轮(Stator),液力偶合器+导轮。导轮介于泵轮和涡轮之间，通过单向离合器，固定在输出轴上。泵轮和液力变矩器外壳连成一体，用螺栓固定在发动机曲轴后端的凸缘上，壳体做成两半，装配后焊成一体，用螺栓与曲轴后端的飞轮连接，壳外有起动齿圈。,1、结构,重庆机电职业技术学院车辆工程系,45,重庆机电职业技术学院车辆工程系,46,重庆机电职业技术学院车辆工程系,47,重庆机电职业技术学院车辆工程系,48,HIVEC自动变速箱液力变矩器,重庆机电职业技术学院车辆工程系,49,重庆机电职业技术学院车辆工程系,50,泵轮：泵轮与变矩器壳体连成一体为主动元件，其内部径向装有许多扭曲的叶片，叶片内缘则装有让变速器油液平滑流过的导环。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,51,HIVEC自动变速箱液力变矩器,泵轮,重庆机电职业技术学院车辆工程系,52,重庆机电职业技术学院车辆工程系,53,涡轮：涡轮上也装有许多叶片。但涡轮叶片的扭曲方向与泵轮叶片的扭曲的方向相反。涡轮悬浮在变矩器内，其涡轮通过花键装在输入轴上，泵轮叶片与涡轮叶片相对安置，中间有34mm的间隙。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,54,HIVEC自动变速箱液力变矩器,涡轮,重庆机电职业技术学院车辆工程系,55,重庆机电职业技术学院车辆工程系,56,导轮：导轮悬浮在泵轮与涡轮之间，通过单向离合器及导轮固定套固定在变速器外壳上，单向离合器使导轮可以顺时针方向转动，它也是由许多扭曲叶片组成。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,57,HIVEC自动变速箱液力变矩器,导轮,重庆机电职业技术学院车辆工程系,58,重庆机电职业技术学院车辆工程系,59,导轮：相当于空气管道，ATF在其内部形成一条首尾相接的环行螺旋流线，增加了从泵轮流出ATF的动能。如果电风扇B出来的空气引导到A的正面，对电风扇A来说起阻尼做用，是有害的。,原理：像电风扇A与B之间添加了一个空气管道，空气通过空气道从电风扇B回流到A的背面，从而增加了电风扇A吹出的气流,对电风扇A来说起增益作用，是有利的。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,60,重庆机电职业技术学院车辆工程系,61,进一步分析说明,在展开图上，泵轮B、涡轮W和导轮D便成为三个环形平面。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,62,结论：a.nw=0，nBnw，ATF流向导轮正面，TD0，TW=TB+TDb.nw0，接近0.85nB时，ATF与导轮叶片相切，TD=0，Tw=TBc.nwnB，ATF流向导轮背面，TD0，MwMb+Md，可见MwMb，起变扭作用。b.当nw=0.85nb时，油液速度Vc与导轮叶片相切，Md=0，Mw=Mb，为偶合器(液力联轴器)。此转速称为“偶合工作点”。c.当nwnb时，油液速度Vc流向导轮的背面，Md为负值，导轮欲随泵轮同向旋转，导轮对油液的反作用力冲向泵轮正面，故Mw=Mb-Md。d.当nw=nb时，循环圆内的液体停止流动，停止扭矩的传递。故nw的增大是有限度的，它与nb的比值不可能达到1，一般小于0.9。为提高传动效率，需设锁止离合器。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,68,1液力变矩器的性能分析（1）转速比（速比）i涡轮转速nW与泵轮转速nB之比为液力变矩器的速比，一般以i来表示，即速比说明液力变矩器输出转速降低的倍数，用来描述变矩器的工况。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,69,1液力变矩器的性能分析（2）转矩比（变矩系数）K涡轮输出转矩W与泵轮输入转矩B之比为液力变矩器的转矩比，用来表示，即：转矩比说明变矩器输出转矩增大的倍数，它随变矩器转速比而变化，一般为24倍。变矩器的运作分为两个工作区域：当i0.8(K1)时,为变矩器的变矩区，在变矩区转矩成倍放大，当传动比i为零时，即在涡轮转轮停转时，转矩比K达到最大；当i0.8(K1)时，为变矩器的偶合区，只是传送转矩而并无转矩放大。K=1的速比点是这两个区域的转换点，亦称为“偶合点”。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,70,液力变矩器特性曲线,重庆机电职业技术学院车辆工程系,71,液力变矩器特性曲线,（1）怠速时，Mw很小，汽车不能行使。（2）起步时，Mw最大。,为提高变矩器在耦合区工作的性能，需加装单向离合器和锁止离合器，以提高传动效率，降低燃料消耗。,（3）逐渐加速时，Mw减小。（4）偶合点时，k=1,Mw=Mb,重庆机电职业技术学院车辆工程系,72,液力变矩器特性曲线,重庆机电职业技术学院车辆工程系,73,1液力变矩器的性能分析（3）传动效率涡轮输出功率与泵轮输入功率之比为变矩器的传动效率，用表示。即传动效率说明变矩器输出轴上所获得的功率比输入功率小的倍数。液力变矩器的传动效率是随传动比而变化的抛物线，其最高效率max在i=0.6时获得,一般约为80%-86%。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,74,液力变矩器特性曲线,重庆机电职业技术学院车辆工程系,75,导轮单向离合器的作用是使其所连接的两个元件间只能相对的向一个方向转动，而无法朝相反方向转动，即它按受力关系不同，自动地实现锁定不动或分离自由旋转两种状态。其常见的结构型式有楔块式和滚柱式两种。,2导轮增设单向离合器用以提高传动效率,重庆机电职业技术学院车辆工程系,76,1)楔块式单向离合器,组成：由外座圈，内座圈、保持架、楔块等组成。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,77,1)楔块式单向离合器低速：油液使外圈相对于内座圈逆时针转动楔块在摩擦力作用下也逆时针转楔块的长对角线棱边距离大于内外座圈的间距致使外座圈被楔块卡死不能转动导轮被锁止变矩器增大扭矩。高速：液流使外座圈相对于内座圈顺时针转动楔块在摩擦力作用下也顺时针转楔块短对角线的棱边对着内外座圈的表面楔块短对角线棱边的距离小于内外座圈的间距外座圈可以自由转动导轮锁止解除变矩器起偶合作用。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,78,当内座圈固定时，外座圈顺时针方向转动楔块不锁止，外座圈可自由转动；当外座圈逆时针转动时，楔块锁止，外座圈不能转动。保持架的作用是使楔块总是朝着锁止外座圈的方向略微倾斜，以加强楔块的锁止功能。,工作原理：,重庆机电职业技术学院车辆工程系,79,重庆机电职业技术学院车辆工程系,80,2)滚柱式单向离合器,组成：由外座圈、内座圈、滚柱及弹簧等组成。,图5-11滚柱式单向离合器,重庆机电职业技术学院车辆工程系,81,2)滚柱式单向离合器,组成：由外座圈、内座圈、滚柱及弹簧等组成。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,82,2)滚柱式单向离合器,组成：由外座圈、内座圈、滚柱及弹簧等组成。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,83,2)滚柱式单向离合器,当涡轮转速较低，与泵轮转速差较大时，从涡轮流出的液体冲向导轮叶片，力图使导轮逆时针转动，但由于滚柱楔紧在滚道的窄端，导轮同单向离合器外座圈卡紧在内座圈上，使变矩器的输出扭矩增加；当涡轮的转速升高到一定程度时，液流对导轮的冲击力反向，导轮带滚柱滚向楔槽的宽端，单向离合器的锁止作用解除，导轮与涡轮同向转动。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,84,特性曲线中：偶合区，无增矩。但泵轮与涡轮之间存在着至少45的转速差。故不能将动力100地传送。为防止此现象及降低油耗，采用了锁止离合器。V泵轮与涡轮相连动力100传送。,3采用锁止离合器提高液力变矩器高速比工况下的传动效率,重庆机电职业技术学院车辆工程系,85,液力变矩器特性曲线,重庆机电职业技术学院车辆工程系,86,锁止离合器结构：主动部分、从动部分。主动：传动盘和活塞（即压盘），与泵轮一起旋转。从动：从动盘（装在涡轮轮毂花键上）。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,87,锁止离合器,HIVEC自动变速箱液力变矩器,重庆机电职业技术学院车辆工程系,88,位置：涡轮的前端，装在蜗轮轮毂上。组成：锁止活塞、减振盘和涡轮传动板等。结构：锁止活塞和减振盘用键连接，可前后移动；减振盘和涡轮传动板通过减振弹簧固定，能衰减在离合器接合时的扭转振动；在变矩器壳体或变矩器锁止活塞上粘有一种摩擦材料，用以防止离合器接合时打滑。,锁止离合器,重庆机电职业技术学院车辆工程系,89,带单向离合器与锁止离合器的液力变矩器,重庆机电职业技术学院车辆工程系,90,把泵轮、涡轮刚性连在一起，减少液力变矩器在高速比时的能量损耗，提高传动效率，提高汽车在正常行驶时的燃油经济性，并防止ATF油过热。,锁止离合器功用：,重庆机电职业技术学院车辆工程系,91,锁止离合器工作原理：用空气传递动力会有能量损失，且电风扇B的转速永远小于A的转速。A与B用轴连接，此时A直接带动B同速转动，没有能量损失。此时A相当于液力变矩器的泵轮，B相当于涡轮，导管相当于导环，空气相当于自动变速器油，连接轴相当于锁止离合器。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,92,低速：油液流至锁止离合器片的前端，锁止离合器片与前盖脱开，变矩器起变速变扭作用。可充分发挥液力传动自动适应行驶阻力剧烈变化的优点。中高速时：油流至锁止离合器片的后端，离合器与前盖一起转动。锁止离合器接合，传动效率最高，提高了行驶速度和燃料经济性。,锁止离合器工作原理：,重庆机电职业技术学院车辆工程系,93,接合,分离,低速：油液流至锁止离合器片的前端，锁止离合器片与前盖脱开，变矩器起变速变扭作用。可充分发挥液力传动自动适应行驶阻力剧烈变化的优点。中高速时：油流至锁止离合器片的后端，离合器与前盖一起转动。锁止离合器接合，传动效率最高，提高了行驶速度和燃料经济性。,锁止离合器工作原理：,重庆机电职业技术学院车辆工程系,94,（1）结构：太阳轮(sungear)、行星齿轮(planetpinion)、行星架(planetcarrier)和齿圈(ringgear)其中行星齿轮通常有-个，沿行星架圆周均匀布置。行星齿轮一方面可绕自己的轴线回转，另一方面又可随着行星架一起绕其固定轴线旋转，即既有自转又有公转。,1单排行星齿轮机构,重庆机电职业技术学院车辆工程系,95,（2）特点：行星齿轮机构在结构方面具有下列特点：太阳轮、行星架和齿圈都是同心的，即围绕公共轴线旋转。所有齿轮始终相互啮合，换档时无需滑移齿轮，因此摩擦磨损小，寿命较长。结构简单、紧凑，其载荷被分配到数量众多的齿上，强度大。可获得多个传动比,重庆机电职业技术学院车辆工程系,96,M1=F1r1M2=F2r2M3=F3r3F1=F2F3=-(F1+F2)-2F1=Z2/Z1=r2/r1,r3=(r1+r2)/2=(1+)r1/2,单排行星齿轮机构工作原理,M11+M22+M33=0,n1+n2=(1+)n3,重庆机电职业技术学院车辆工程系,97,单排行星齿轮机构工作原理,重庆机电职业技术学院车辆工程系,98,单排行星齿轮机构工作原理,单排行星齿轮机构运动特性方程：n1+n2=(1+)n3式中n1太阳轮转速n2齿圈转速n3行星架转速=Z2/Z1Z2齿圈齿数Z1太阳轮齿数,重庆机电职业技术学院车辆工程系,99,单排行星齿轮机构工作原理,重庆机电职业技术学院车辆工程系,100,单排行星齿轮机构工作原理,（1）齿圈固定，太阳轮主动，行星架被动n2=0，n1=(1+)n3i=(n1/n3)=(1+)=(Z1+Z2)/Z11，为前进降速档。此种组合为降速传动，通常传动比一般为2.55，转向相同。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,101,单排行星齿轮机构工作原理,（2）齿圈固定，行星架主动，太阳轮被动i=(n3/n1)=1/(1+)=Z1/(Z1+Z2)1，为前进超速档。此种组合为升速传动，传动比一般为0.20.4，转向相同。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,102,单排行星齿轮机构工作原理,(3)太阳轮固定，齿圈主动，行星架被动n1=0，n2=(1+)n3i=(n2/n3)=(1+)/=(Z1+Z2)/Z21为前进降速档。从演示中可以看出，此种组合为降速传动，传动比一般为1.251.67，转向相同。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,103,单排行星齿轮机构工作原理,（4）太阳轮固定，行星架主动，齿圈被动i=(n3/n2)=/(1+)=Z2/(Z1+Z2)1为前进超速档。此种组合为升速传动，传动比一般为0.60.8，转向相同。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,104,单排行星齿轮机构工作原理,（5）行星架固定，太阳轮主动，齿圈被动n3=0，n1=-n2i=(n1/n2)=-=-Z2/Z1，为倒档，降速档。此种组合为降速传动，传动比一般为1.54，转向相反。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,105,单排行星齿轮机构工作原理,（6）行星架固定，齿圈主动，太阳轮被动n3=0，n1=-n2i=(n2/n1)=-1/=-Z1/Z2为倒档，升速档。此种组合为升速传动，传动比一般为0.250.67，转向相反。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,106,单排行星齿轮机构工作原理,7)把三元件中任意两元件结合为一体的情况：当把行星架和齿圈结合为一体作为主动件，太阳轮为被动件或者把太阳轮和行星架结合为一体作为主动件，齿圈作为被动件的运动情况。行星齿轮间没有相对运动，作为一个整体运转，传动比为1，转向相同。汽车上常用此种组合方式组成直接档。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,107,表5-1单排行星齿轮机构的传动方案和传动比,重庆机电职业技术学院车辆工程系,108,目的：增加自动变速器的速比范围（行星排的多少与挡数的多少有关）。类型：辛普森式行星齿轮机构和拉维娜式行星齿轮机构。,2.复合行星齿轮机构,重庆机电职业技术学院车辆工程系,109,换挡执行元件：,组成：换挡离合器、换挡制动器、单向离合器、锁止离合器。工作原理：通过对行星齿轮机构的某些元件进行连接、锁止或固定，使到不同的传动比，从而实现各挡位变化。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,110,换挡离合器,作用：将输入轴或输出轴与机构中的某个基本元件连接起来，或将行星齿轮机构中某两个基本元件连接在一起，使之成为一个整体转动，以传递动力。类型：湿式多片式离合器。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,111,组成：离合器鼓(壳体)、离合器活塞、回位弹簧、一组钢片、一组摩擦片、花键毂。,湿式多片离合器结构,重庆机电职业技术学院车辆工程系,112,湿式多片离合器结构,卡环：它安装在输入轴转鼓的卡环槽内，限制活塞的行程。输出转鼓：其中心有齿形花键与输出轴相连，边缘有键槽。钢片：是光板，外缘有矩形花键与输入轴转鼓内键槽相连。摩擦片：内圆有花键，与行星齿轮某一元件相连接，其表面有铜基粉末冶金层或合成纤维层，以增大摩擦力。钢片与摩擦片相间排列，可轴向移动。弹簧座卡环：安装在输入轴卡环槽内。许多个回位弹簧沿圆周方向均匀分布。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,113,重庆机电职业技术学院车辆工程系,114,重庆机电职业技术学院车辆工程系,115,相关部件(离合器-UD),HIVEC自动变速箱,重庆机电职业技术学院车辆工程系,116,倒档太阳轮,连接位置,RVS离合器,OD离合器,离合器,HIVEC自动变速箱,重庆机电职业技术学院车辆工程系,117,重庆机电职业技术学院车辆工程系,118,重庆机电职业技术学院车辆工程系,119,湿式多片离合器工作原理结合时：油压通过输入轴中心孔进入活塞，将钢片和摩擦片压紧，产生摩擦力。动力输入轴离合器输出轴，分离时：油压排出回位弹簧作用活塞回位摩擦片和钢片分离动力不能传递。,动力传递路线,重庆机电职业技术学院车辆工程系,120,湿式多片离合器工作原理,重庆机电职业技术学院车辆工程系,121,(a)接合,(b)分离,重庆机电职业技术学院车辆工程系,122,重庆机电职业技术学院车辆工程系,123,重庆机电职业技术学院车辆工程系,124,作用：制动器的作用是约束行星齿轮机构的太阳轮、齿圈、行星三个基本元件中某个基本构件，使其与变速器壳体相连而固定不能转动，以获得必要传动比。类型：湿式多片式制动器、外束带式制动器。,2换挡制动器,重庆机电职业技术学院车辆工程系,125,组成：制动器活塞、回位弹簧、制动器毂、制动器摩擦片、制动器钢片等。与湿式多盘离合器区别：制动器用于连接转动件和变速器壳体，使转动件不能转动。,（1）湿式多片制动器,重庆机电职业技术学院车辆工程系,126,相关部件(制动器-LR、2ND),L/R制动器,HIVEC自动变速箱,重庆机电职业技术学院车辆工程系,127,相关部件(制动器-LR、2ND),HIVEC自动变速箱,重庆机电职业技术学院车辆工程系,128,（1）湿式多片制动器固定架有许多槽，它通过螺钉与变速器壳体相连接，固定架上有控制油道孔。钢片外缘上有花键，与固定架上的槽或与变速器壳体上的花键槽相连接，是不动件。,摩擦片内圆上有花键，与行星齿轮的某元件相连接。活塞安装在活塞缸内，回位弹簧作用在活塞上。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,129,重庆机电职业技术学院车辆工程系,130,制动时：油压进入活塞油缸，将摩擦片、钢片压紧，钢片与壳体相连，所以行星架制动不转。不制动时：油液排出油缸，活塞回位。,湿式多片制动器工作原理,重庆机电职业技术学院车辆工程系,131,湿式多片制动器,重庆机电职业技术学院车辆工程系,132,原理：利用围绕在鼓周围的制动带收缩而产生制动效果的。组成：制动带、伺服机构。,2.制动器（2）外束带式制动器：,重庆机电职业技术学院车辆工程系,133,制动鼓：它与行星齿轮的某一元件相连接。制动带：围在转鼓的外圆上，它的外表面是钢带，内表面有摩擦材料，制动带的一端用锁销固定在自动变速器壳体上，另一端与液压油缸的推杆相接触。油缸：它固定在自动变速器壳体上，其内部有活塞和推杆相连接。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,134,制动带：内侧涂有摩擦材料，以产生摩擦力，夹紧离合器鼓或制动器鼓。其一端固定或支撑在间隙调整装置上，另一端由伺服机构中的活塞杆或推杆驱动。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,135,无油压时：制动带与鼓之间要有一定的间隙，制动鼓可随与它相连的行星排元件一同转动。通油压时：制动带压紧在制动鼓上，于是制动鼓被固定而不能转动，此时，制动器处于制动状态。,2.带式制动器的工作原理,重庆机电职业技术学院车辆工程系,136,重庆机电职业技术学院车辆工程系,137,(3)带式制动器调整：拧动调整螺栓来调整（旋紧再松23圈），调好后再用锁紧螺母锁紧。,带式制动器轴向尺寸小，且工作的平顺性差，控制油路中多配有缓冲阀。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,138,作用：控制制动带的工作。组成：壳体、活塞、活塞杆（或推杆）、弹簧和盖。类型：直接作用式、间接作用式。,直接作用式伺服机构,间接作用式伺服机构,（4）带式制动器伺服机构,重庆机电职业技术学院车辆工程系,139,作用：单向锁止某个基本元件的旋转。只能沿一个方向传送转矩，类型：楔块式（行星齿轮变速器）、滚柱式（液力变矩器）。优点：无需附加的液压或机械操纵装置，结构简单，且灵敏度高，可瞬间锁止或解除锁止，提高了换档时机的准确性。,3单向离合器,重庆机电职业技术学院车辆工程系,140,n输出n输入时，可旋转，动力不能从驱动轮传至发动机，避免了发动机制动。在降档时还可避免换档冲击。但若单向离合器打滑，将完全丧失工作效能；若单向离合器卡滞，所负责的档位还有，但会造成异响和烧蚀；单向离合器一旦装反，会造成严重故障。,3单向离合器,特点：,重庆机电职业技术学院车辆工程系,141,必要性：液力变矩器变矩比不大，变速范围不宽，远不能满足汽车使用工况。加装有级式齿轮变速器。组成：行星齿轮机构、执行元件（离合器、制动器和单向离合器）。类型：辛普森(simpson)式行星齿轮机构、拉威挪(ravigneaux)式。,行星齿轮变速机构：,重庆机电职业技术学院车辆工程系,142,行星齿轮机构,重庆机电职业技术学院车辆工程系,143,行星齿轮变速机构,重庆机电职业技术学院车辆工程系,144,操纵杆操纵拉索防护装置操纵面板。,自动变速器操纵手柄的使用,自动变速操纵机构组成,重庆机电职业技术学院车辆工程系,145,(一)停车档(P位)位置：操纵手柄的最前方。,自动变速器操纵手柄的使用,功能：停车锁止机构将变速器输出轴锁止，使驱动轮不能转动，防止汽车移动；同时换档执行机构使自动变速器处于空档状态。当操纵手柄离开停车档位置时，停车锁止机构即被释放。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,146,位置：操纵手柄的中间，在倒车档和前进档之间。功能：换档执行机构的动作和停车档相同，处于空档状态，各齿轮空转，输出轴无动力输出。,自动变速器操纵手柄的使用,(二)空档(N位),重庆机电职业技术学院车辆工程系,147,1)大部分轿车在前进档位置时可以实现4个档位，即1档、2档、3档和超速档，其中3档为直接档。2)在汽车行驶过程中，则自动变速器的液压或电子控制系统能根据车速、节气门开度等因素的变化，按照设定的换档规律，自动变换档位，,自动变速器操纵手柄的使用,(三)前进档(D位),位置：位于空档之后。特点：,重庆机电职业技术学院车辆工程系,148,通常有2个位置，S位和L位。当操纵手柄位于S位时，自动变速器只能在1挡、2档、3档之间自动变换档位；当操纵手柄位于L位时，自动变速器固定在1档或只能在l档、2档之间自动变换档位。有些车则将S位标为2位、L位标为1位其含义是相同的。有的标“2”（12档）和“L”（1档）,自动变速器操纵手柄的使用,(四)前进低档(S位和L位),重庆机电职业技术学院车辆工程系,149,(一)超速档开关(OD开关)作用：控制自动变速器的超速档。特点：开关打开超速档控制电路接通。操纵手柄位于D位最高可升入4档。开关关闭后超速档控制电路被断开仪表盘上的“O/DOFF”指示灯随之亮起(表示限制超速档的使用)最高只能升入3档。,自动变速器控制开关的使用,位置：操纵手柄上或汽车仪表板上。特点：不同车型其控制开关往往有不同的名称，其作用也不完全相同。常见的控制开关有以下几种：,重庆机电职业技术学院车辆工程系,150,(二)模式开关：(见后面的描述)(三)保持开关位置：通常位于操纵手柄上。作用：按下该开关后，自动变速器便不能自动换档，挡位完全取决于操纵手柄的位置。当操纵手柄位于D位、S位、L位时，自动变速器分别保持在3档、2档、1挡。汽车在雪地上行驶时,可以按下这个开关,用操纵手柄选择档位,以防止驱动轮打滑。应用：日本JATCO公司生产的R4AEL自动变速器)。,自动变速器控制开关的使用,重庆机电职业技术学院车辆工程系,151,组成：辛普森式行星齿轮机构、换档执行元件。行星齿轮机构：双排行星齿轮机构(一个太阳轮、两组行星齿轮、两个齿圈和两个行星架)。应用：最为广泛特点：3个前进档+1个倒档。行星齿轮机构排列方式：前齿圈输入式和后齿圈输入式。,1三速辛普森式行星齿轮传动装置,重庆机电职业技术学院车辆工程系,152,前齿圈输入排列方式,1)结构特点二根轴：输入轴、输出轴；两个离合器（C1、C2），三个制动器（B1、B2、B3），两个单向离合器（F1、F2）；两排行星齿轮机构：共用一个太阳轮，前排行星架、后排齿圈与输出轴相连。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,153,后齿圈输入输入排列方式,重庆机电职业技术学院车辆工程系,154,四档辛普森式行星齿轮传动装置,B0：超速挡制动器F0：超速挡单向离合器C0：超速挡离合器B1：挡滑行制动器F1：挡单向离合器C1：前进挡离合器B2：挡制动器F2：低挡单向离合器C2：高挡及倒挡离合器B3：低挡及倒挡制动器,重庆机电职业技术学院车辆工程系,155,表5-2四速辛普森式行星齿轮传动装置换档执行元件名称及作用,重庆机电职业技术学院车辆工程系,156,HIVEC自动变速箱,重庆机电职业技术学院车辆工程系,157,HIVEC自动变速箱,两组行星齿轮辛普森式,重庆机电职业技术学院车辆工程系,158,辛普森式行星齿轮变速机构,重庆机电职业技术学院车辆工程系,159,重庆机电职业技术学院车辆工程系,160,重庆机电职业技术学院车辆工程系,161,重庆机电职业技术学院车辆工程系,162,表5-3四速辛普森式行星齿轮传动装置换档执行元件工作情况表,重庆机电职业技术学院车辆工程系,163,D1档：C0、F0、C1、F2工作,输入轴离合器C1前齿圈顺转-前行星齿轮顺时针公转(前行星齿轮顺转自转太阳轮逆转后行星齿轮顺时自转+逆时针公转，但被F2锁住，无法公转）后齿圈顺转；,重庆机电职业技术学院车辆工程系,164,反拖时：输出轴转速前齿圈转速（C0、F0、C1、F2工作）传力过程：输出轴顺转前行星架顺转行星齿轮逆转太阳轮顺转后齿圈顺转带动后行星架顺转(此时F2不起作用，后行星齿轮不转)反拖力无法传到输入轴。D-1档无发动机制动。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,165,21档：C0、F0、C1、F2工作,工作原理与D1档相同，无发动机制动。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,166,D2档：C0、F0、C1、B2、F1工作,输入轴离合器C1齿圈顺转太阳轮逆转而固定(被B2、F1锁住，行星齿轮顺转)行星架顺转，动力输出，后行星排处于空载运行。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,167,反拖时：输出轴转速后齿圈转速（C0、F0、C1、B2、F1工作）传力过程：输出轴顺转后行星架顺转行星齿轮逆转太阳轮顺转（此时F1不起作用）前齿圈顺转带动前行星架顺转（F2不起作用，前行星齿轮不转）反拖力无法传倒输入轴。D-2档无发动机制动,重庆机电职业技术学院车辆工程系,168,D3档（直接档）：C0、F0、C1、C2、B2工作,C1,C2连传动轴、后齿圈、太阳轮为刚性；输入轴离合器C1前齿圈（倒挡和高挡离合器C2太阳轮组件）前行星架和后齿圈组件输出轴,重庆机电职业技术学院车辆工程系,169,反拖时：n输出轴n前齿圈=n太阳轮(C0、F0、C1、C2、B2工作)传力过程：输出轴顺转前行星架顺转前齿圈顺转太阳轮顺转反拖力传倒输入轴。起发动机制动作用D-3档发动机制动,重庆机电职业技术学院车辆工程系,170,（4）22档：传动路线和传动比与D2档相同。（C0、F0、C1、B1、B2、F1工作）,重庆机电职业技术学院车辆工程系,171,反拖时：输出轴转速前齿圈转速(C0、F0、C1、B1、B2、F1工作)传力过程：输出轴顺转前行星架顺转、后齿圈顺转后行星齿轮顺转后行星架顺转太阳轮固定(B1作用)前行星齿轮顺转前齿圈顺转反拖力传倒输入轴。2-2档发动机制动,重庆机电职业技术学院车辆工程系,172,L1档：C0、F0、C1、B3、F2工作,动力传递与D挡一位相同。区别在于B3的存在该挡有发动机制动。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,173,反拖时：输出轴转速前齿圈转速（C0、F0、C1、B3、F2工作）传力过程：输出轴顺转前行星架顺转、后齿圈顺转后行星架固定（B3作用）后行星齿轮顺转太阳轮逆转前行星齿轮顺转前齿圈顺转反拖力传倒输入轴。L-1档发动机制动,重庆机电职业技术学院车辆工程系,174,8.倒档：C0、F0、C2、B3工作,C2工作，动力太阳轮顺转前行星架自由转，后行星架被固定而自转后齿圈逆转输出轴逆转（B3固定前行星架使其为惰轮）,重庆机电职业技术学院车辆工程系,175,反拖传力过程：输出轴逆转后行星架固定（B3作用）后行星齿轮逆转太阳轮顺转反拖力传到输入轴。倒档发动机制动,重庆机电职业技术学院车辆工程系,176,空档：B0、F0、C1、C2、B1、B2、B3、F1、F2不工作，动力无法传递。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,177,停车档：B3工作,C1或C2没有接合空档状态动力无法传递。机械式锁止机构：当变速杆处于P档位置时，停车联锁凸轮使停车爪上的凸起与联锁结构结合，以防止车辆移动。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,178,普遍性的结论：用单向离合器的没有发动机制动，如D1、21和D2；不用单向离合器的档位有发动机制动，如L、22、D3和R档位。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,179,类型：（1）3速辛普森式行星齿轮机构+1个行星齿轮组(即超速档行星齿轮机构),即3组行星齿轮机构组成。,2四速辛普森式行星齿轮传动装置,重庆机电职业技术学院车辆工程系,180,类型：（2）两组行星齿轮机构（改变了行星齿轮机构的连接关系），增加了换档执行元件的数量，使其成为采用两组行星齿轮机构就可获得带超速档的4速行星齿轮传动装置。由于两组行星齿轮机构不再共用太阳轮，故称其为辛普森改进型。,2四速辛普森式行星齿轮传动装置,重庆机电职业技术学院车辆工程系,181,4速辛普森式行星齿轮传动装置,重庆机电职业技术学院车辆工程系,182,3速+O/D型（FF车）,4速辛普森式行星齿轮传动装置所增加的超速行星齿轮组可安装在3速行星齿轮机构的后部（多用于FF型车）或前部（多用于FR型车）。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,183,3速+O/D型（FR车）,重庆机电职业技术学院车辆工程系,184,（1）不在超速档时：C0工作行星架与太阳轮连接整体旋转传动比为1。档位由原3速辛普森式行星齿轮机构来确定。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,185,（2）在超速档时：C1、C2、B0、B2工作，B0锁定太阳轮行星架顺转行星轮自转+公转齿圈快于行星架顺转。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,186,组成：拉维娜式行星齿轮机构、换档执行元件。,3四速拉维娜式行星齿轮传动装置,重庆机电职业技术学院车辆工程系,187,特点（采用双行星排）：一个单行星轮式行星排：前太阳轮、长行星轮、行星架和齿圈组成；一个双行星轮式行星排：后太阳轮、短行星轮、长行星轮、行星架和齿圈组成。前后行星排共用一个齿圈输出，且前后两个行星排的行星架连为一体。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,188,换档执行元件：4个离合器、2个制动器2个单向离合器。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,189,拉维娜式行星齿轮机构：一排单行星齿轮机构+一排双行星齿轮机构组成（共用一个行星架）。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,190,拉维娜式行星齿轮机构,重庆机电职业技术学院车辆工程系,191,拉维娜式行星齿轮机构,重庆机电职业技术学院车辆工程系,192,拉维娜式行星齿轮机构,重庆机电职业技术学院车辆工程系,193,重庆机电职业技术学院车辆工程系,194,重庆机电职业技术学院车辆工程系,195,表5-6拉维娜式行星齿轮传动装置换档执行元件名称及作用,重庆机电职业技术学院车辆工程系,196,换档元件工作情况,重庆机电职业技术学院车辆工程系,197,（1）D1档：1）C1、F1、F2参加工作。2）输入轴离合器C1单向离合器F2后太阳轮短行星轮长行星轮（被F1固定）齿圈输出轴,C1结合，输入轴的动力通过它传给小太阳轮，F1不允许行星架逆时针转动。小太阳轮顺时针转动，带动短行星齿轮逆时针转动，并力图使行星架逆时针转动，由于F1不允许行星架逆时针转动，所以绕行星架逆时针转动的短行星齿轮带动长行星齿轮顺时针转动，长行星齿轮带动齿圈顺时针转动。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,198,2）输入轴离合器C1单向离合器F2后太阳轮短行星轮长行星轮行星架齿圈输出轴（制动器B1制动大太阳轮，所以长行星齿轮连同行星架在小行星齿轮的带动下一起绕大太阳轮顺时针转动。长行星齿轮带动齿圈顺时针转动）,（2）D2档：1）C1、B1、F2参加工作。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,199,2）离合器C1、F2接合，输入轴的动力将通过它们传给后太阳轮，离合器C4接合，输入轴将动力通过它传给行星架，此时行星架和小太阳轮均与输入轴连接，行星齿轮机构自锁，元件间没有相对运动，传动比为1，输入轴的动力通过齿轮直接传给主减速器，自动变速器处于3挡。,（3）D3档：1）C1、C4、F2参加工作。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,200,高档离合器C4接合，将输入轴与行星架连接；B1工作，前太阳轮被固定。2）当制动器B1制动时，制动大太阳轮，当离合器C4接合时，输入轴的动力传给行星架，对于行星齿轮排来说，相当于太阳轮固定，行星架输入，齿圈输出，此为超速传动，自动变速器处于4挡。传动路线为：输入轴离合器C4行星架长行星轮齿圈输出轴。,（4）D4档：1）C1、C4、B1参加工作。,重庆机电职业技术学院车辆工程系,201,C3、B2参加工作。C3接合，将输入轴与后太阳轮连接；B2接合，行星架固定，传动路线和传动比与D1档相同：输入轴离合器C3后太阳轮短行星轮长行星轮（被B2固定）齿圈输出轴但由于F2不起作用，B2又代替了F1的工作，从而使汽车滑行时可以用发动机制动。,（5）L1档（或21档，或11档）,重庆机电职业技术学院车辆工程系,202,C3、B1参加工作。C3接合，将输入轴与后太阳轮连接；B1接合，前太阳轮被固定，传动路线和传动比与D2档相同。输入轴离合器C3后太阳轮短行星轮长行星轮行星架齿圈输出轴。但由于F2不起作用，使汽车滑行时可以用发动机制动。,（6）L2档（或22档，或12档）,重庆机电职业技术学院车辆工程系,203,C3、C4参加工作。C3接合，将输入轴与后太阳轮连接；C4接合，将输入轴与行星架连接，使后太阳轮与行星架一起带动齿圈转动，形成直接档。传动路线与传动比与D3档相同。输入轴C3后太阳轮短行星轮长行星轮行星架齿圈输出轴当汽车滑行时，C3与C4都能反向传递动