第7课液力机械式自动变速器(2)

1、汽车拖拉机学 讲授内容讲授内容：第：第7 7课课 液力机械式自动变速器（液力机械式自动变速器（2 2） （第二章（第二章 汽车拖拉机的传动系统）汽车拖拉机的传动系统） 主主 讲讲 人人：鲁植雄：鲁植雄 教授教授 17:16 汽车拖拉机学课件1 第二章第二章 汽车拖拉机的传动系统汽车拖拉机的传动系统 第第1 1课课 传动系统的功用和组成传动系统的功用和组成 第第2 2课课 离合器（离合器（1 1） 第第3 3课课 离合器（离合器（2 2） 第第4 4课课 机械式变速器（机械式变速器（1 1） 第第5 5课课 机械式变速器（机械式变速器（2 2） 第第6 6课课 液力机械式自动变速器（液力机械式自

2、动变速器（1 1） 第第7 7课课 液力机械式自动变速器（液力机械式自动变速器（2 2） 第第8 8课课 液力机械式自动变速器（液力机械式自动变速器（3 3） 第第9 9课课 联轴器联轴器 第第1010课课 驱动桥驱动桥 第第1111课课 实验一：离合器的拆装与调整实验一：离合器的拆装与调整 第第1212课课 实验二：手动变速器的拆装与调整实验二：手动变速器的拆装与调整 第第1313课课 实验三：自动变速器的拆装与调整实验三：自动变速器的拆装与调整 第第1414课课 实验四：中央传动、驱动桥的拆装与调整实验四：中央传动、驱动桥的拆装与调整 本章内容安排 17:16 汽车拖拉机学课件 2 本节课

3、的主要内容 第二章 汽车拖拉机 的传动系统 第7课 液力机械式自动变速器（2） 一、自动变速器的类型和特点一、自动变速器的类型和特点 二、自动变速器的组成及工作原理二、自动变速器的组成及工作原理 三、三、液力变矩器液力变矩器 四四、行星齿轮变速机构、行星齿轮变速机构 五、换档执行元件五、换档执行元件 六、油路系统六、油路系统 七、电子控制系统七、电子控制系统 八、自动变速器新技术八、自动变速器新技术 17:16 汽车拖拉机学课件 3 四、行星齿轮变速机构 第二章 汽车拖拉机 的传动系统 第7课 液力机械式自动变速器（2） 17:16 汽车拖拉机学课件 4 l 液力变矩器虽能在一定范围内自动地、

4、液力变矩器虽能在一定范围内自动地、 无级地改变传动比和转矩比，但变速无级地改变传动比和转矩比，但变速 范围不宽，变矩比不大，且存在传动范围不宽，变矩比不大，且存在传动 能力与传动效率之间的矛盾，难以满能力与传动效率之间的矛盾，难以满 足车辆所需工况的使用要求。足车辆所需工况的使用要求。 l 对此，紧接液力变矩器之后串联一个对此，紧接液力变矩器之后串联一个 行星齿轮传动变速器，已成为当今自行星齿轮传动变速器，已成为当今自 动变速器的主要特征。动变速器的主要特征。 四、行星齿轮变速机构 第二章 汽车拖拉机 的传动系统 第7课 液力机械式自动变速器（2） 17:16 汽车拖拉机学课件 5 1.作用作

5、用 l 使扭矩增大使扭矩增大24倍，提高汽车的适应倍，提高汽车的适应 能力。能力。 l 同向、同轴减速增扭，结构紧凑。同向、同轴减速增扭，结构紧凑。 l 常啮合传动、无冲击、啮合量大、动常啮合传动、无冲击、啮合量大、动 力不间断、加速性好、简化了操作。力不间断、加速性好、简化了操作。 l 提供几种传动比以获取适当的扭矩和提供几种传动比以获取适当的扭矩和 旋转速度。旋转速度。 l 为倒挡行驶提供倒车挡。为倒挡行驶提供倒车挡。 l 提供空挡位置以使发动机在车辆停车提供空挡位置以使发动机在车辆停车 时怠速运转。时怠速运转。 四、行星齿轮变速机构 第二章 汽车拖拉机 的传动系统 第7课 液力机械式自动

6、变速器（2） 17:16 汽车拖拉机学课件 6 2.单排行星齿轮机构单排行星齿轮机构 （1）组成：太阳轮、齿）组成：太阳轮、齿 圈、圈、 行星齿轮架、行星齿轮行星齿轮架、行星齿轮 四、行星齿轮变速机构 第二章 汽车拖拉机 的传动系统 第7课 液力机械式自动变速器（2） 17:16 汽车拖拉机学课件 7 2.单排行星齿轮机构单排行星齿轮机构 （2）特性方程式）特性方程式 行星机构的动力学和运行星机构的动力学和运 动学特性方程式如下：动学特性方程式如下： M11+M22+M33=0 n1+n2-(1+)n3=0 =Z2/Z1（齿数比、结构（齿数比、结构 参数）参数） 四、行星齿轮变速机构 第二章

7、汽车拖拉机 的传动系统 第7课 液力机械式自动变速器（2） 17:16 汽车拖拉机学课件 8 2.单排行星齿轮机构单排行星齿轮机构 （3）传动方案）传动方案 方案一：方案一：太阳轮太阳轮1为主动件，行星架为主动件，行星架3为从动件，齿圈为从动件，齿圈2固定固定 i13=n1/n3=1+ 方案二：方案二：太阳轮太阳轮1为主动件，齿圈为主动件，齿圈2为从动件，行星架为从动件，行星架3固定固定 i12=n1/n2=- 方案三：方案三：齿圈齿圈2为主动件，行星架为主动件，行星架3为从动件，太阳轮为从动件，太阳轮1固定固定 i23=n2/n3=(1+)/ 方案四：齿圈方案四：齿圈2为主动件，太阳轮为主动

8、件，太阳轮1为从动件，行星架为从动件，行星架3固定固定 i21=n2/n1=-1/ n1+n2-(1+)n3=0 四、行星齿轮变速机构 第二章 汽车拖拉机 的传动系统 第7课 液力机械式自动变速器（2） 17:16 汽车拖拉机学课件 9 2.单排行星齿轮机构单排行星齿轮机构 （3）传动方案）传动方案 方案五：行星架方案五：行星架3为主动件，太阳轮为主动件，太阳轮1为从动件，齿圈为从动件，齿圈2固定固定 i31=n3/n1=1/（1+） 方案六方案六：行星架：行星架3为主动件，齿圈为主动件，齿圈2为从动件，太阳轮为从动件，太阳轮1固定固定 i32=n3/n2=/(1+) 方案七方案七 ：如果太阳

9、轮和齿圈连为一体，：如果太阳轮和齿圈连为一体，n1=n2，n1=n2=n3 i=1 方案八方案八 ：如果所有元件均不约束，即没有固定件，：如果所有元件均不约束，即没有固定件， 则可自由转动，失去传动功能。则可自由转动，失去传动功能。 i=0（空档）（空档） n1+n2-(1+)n3=0 四、行星齿轮变速机构 第二章 汽车拖拉机 的传动系统 第7课 液力机械式自动变速器（2） 17:16 汽车拖拉机学课件 10 2.单排行星齿轮机构单排行星齿轮机构 （3）传动方案）传动方案 四、行星齿轮变速机构 第二章 汽车拖拉机 的传动系统 第7课 液力机械式自动变速器（2） 17:16 汽车拖拉机学课件 1

10、1 3.辛普森式行星齿轮机构（复合排）辛普森式行星齿轮机构（复合排） （1）结构特点）结构特点 l 前后两个行星排的太阳轮连接为前后两个行星排的太阳轮连接为 一个整体，即前后太阳轮组件；一个整体，即前后太阳轮组件； l 前行星架和后齿圈连接为另一个前行星架和后齿圈连接为另一个 整体，即前行星架和后齿圈组件；整体，即前行星架和后齿圈组件； l 输出轴通常与前行星架和后齿圈输出轴通常与前行星架和后齿圈 组件连接。组件连接。 l 可以获得可以获得3个前进档和个前进档和1个倒档个倒档 四、行星齿轮变速机构 第二章 汽车拖拉机 的传动系统 第7课 液力机械式自动变速器（2） 17:16 汽车拖拉机学课件

11、 12 3.辛普森式行星齿轮机构（复合排）辛普森式行星齿轮机构（复合排） （2）换挡执行元件的布置）换挡执行元件的布置 四、行星齿轮变速机构 第二章 汽车拖拉机 的传动系统 第7课 液力机械式自动变速器（2） 17:16 汽车拖拉机学课件 13 3.辛普森式行星齿轮机构（复合排）辛普森式行星齿轮机构（复合排） （3）换挡执行元件的工作规律）换挡执行元件的工作规律 操纵手柄位置操纵手柄位置挡位挡位 换挡执行元件换挡执行元件 D D1 1挡挡- - - - D D2 2挡挡- - - - D D3 3挡挡- - - - 倒挡倒挡- - - - 、或、或、 S S1 1挡挡- - - - S S2

12、2挡挡- - - - 注：接合、制动或锁止 四、行星齿轮变速机构 第二章 汽车拖拉机 的传动系统 第7课 液力机械式自动变速器（2） 17:16 汽车拖拉机学课件 14 4.改进型辛普森改进型辛普森3速行星齿轮变速系统速行星齿轮变速系统 （1）换挡执行元件的布置）换挡执行元件的布置 四、行星齿轮变速机构 第二章 汽车拖拉机 的传动系统 第7课 液力机械式自动变速器（2） 17:16 汽车拖拉机学课件 15 4.改进型辛普森改进型辛普森3速行星齿轮变速系统速行星齿轮变速系统 （2）换挡执行元件的工作规律）换挡执行元件的工作规律 操纵手柄位置操纵手柄位置挡位挡位 换挡执行元件换挡执行元件 D1挡挡

13、- D2挡挡- D3挡挡- 倒挡倒挡- 、或、或、 S1挡挡- S2挡挡- 四、行星齿轮变速机构 第二章 汽车拖拉机 的传动系统 第7课 液力机械式自动变速器（2） 17:16 汽车拖拉机学课件 16 5.三行星排辛普森式三行星排辛普森式4速行星齿变速系统速行星齿变速系统 （1）换挡执行元件的布置）换挡执行元件的布置 四、行星齿轮变速机构 第二章 汽车拖拉机 的传动系统 第7课 液力机械式自动变速器（2） 17:16 汽车拖拉机学课件 17 5.三行星排辛普森式三行星排辛普森式4速行星齿变速系统速行星齿变速系统 （2）换挡执行元件的工作规律）换挡执行元件的工作规律 操纵手柄位操纵手柄位 置置

14、挡位挡位 换挡执行元件换挡执行元件 C C1 1C C2 2B B1 1B B2 2B B3 3F F1 1F F2 2C C0 0B B0 0F F0 0 D D D D1 1挡挡- - - - - - D D2 2挡挡- - - - - - - D D3 3挡挡- - - - - - D D4 4挡挡- - - - - - - P P停车停车- - - - - - - - - R R倒挡倒挡- - - - - - - - N N空挡空挡- - - - - - - - - - S S、L或或2、1 S S1 1挡挡- - - - - - S S2 2挡挡- - - - - L L1 1挡挡-

15、 - - - - - 四、行星齿轮变速机构 第二章 汽车拖拉机 的传动系统 第7课 液力机械式自动变速器（2） 17:16 汽车拖拉机学课件 18 6.双行星排辛普森式双行星排辛普森式4速齿轮变速系统速齿轮变速系统 （1）换挡执行元件的布置）换挡执行元件的布置 四、行星齿轮变速机构 第二章 汽车拖拉机 的传动系统 第7课 液力机械式自动变速器（2） 17:16 汽车拖拉机学课件 19 6.双行星排辛普森式双行星排辛普森式4速齿轮变速系统速齿轮变速系统 （2）换挡执行元件的工作规律）换挡执行元件的工作规律 操纵手柄位操纵手柄位 置置 挡位挡位 换挡执行元件换挡执行元件 C C1 1C C2 2C

16、 C3 3C C4 4B B1 1B B2 2F F1 1F F2 2 D D D D1 1挡挡- - - - - - D D2 2挡挡- - - - - - D D3 3挡挡- - - - - - D D4 4挡挡- - - - - - R R倒挡倒挡- - - - - - - S S或或2 S S1 1挡挡- - - - - - S S2 2挡挡- - - - - - S S3 3挡挡- - - - - - 四、行星齿轮变速机构 第二章 汽车拖拉机 的传动系统 第7课 液力机械式自动变速器（2） 17:16 汽车拖拉机学课件 20 7.拉维娜式拉维娜式3速行星齿轮变速系统速行星齿轮变速系统

17、 （1）结构特点）结构特点 是一种复合式行星齿轮机构；是一种复合式行星齿轮机构； 由一个单行星轮式行星和一个双行星轮由一个单行星轮式行星和一个双行星轮 式行星排组合而成；式行星排组合而成； 前太阳轮和长行星轮、行星架、齿圈共前太阳轮和长行星轮、行星架、齿圈共 同组成一个单行星式行星排；同组成一个单行星式行星排； 前太阳轮、短行星轮、长行星轮、行星前太阳轮、短行星轮、长行星轮、行星 架和齿圈共同组成一个双行星轮式行星排；架和齿圈共同组成一个双行星轮式行星排； 2个行星排共用一个齿圈和一个行星架。个行星排共用一个齿圈和一个行星架。 四、行星齿轮变速机构 第二章 汽车拖拉机 的传动系统 第7课 液力

18、机械式自动变速器（2） 17:16 汽车拖拉机学课件 21 7.拉维娜式拉维娜式3速行星齿轮变速系统速行星齿轮变速系统 （2）换挡执行元件的布置）换挡执行元件的布置 其特点是两排行星齿轮机构共用一其特点是两排行星齿轮机构共用一 个齿圈和一个行星架。行星架上的个齿圈和一个行星架。行星架上的 长行星轮与前排行星齿轮机构的大长行星轮与前排行星齿轮机构的大 太阳轮啮合，同时还与后排行星齿太阳轮啮合，同时还与后排行星齿 轮机构的短行星轮相啮合。短行星轮机构的短行星轮相啮合。短行星 轮还与小太阳轮啮合。可以组成轮还与小太阳轮啮合。可以组成3个个 前进档和前进档和1个倒档的行星齿轮变速器。个倒档的行星齿轮变

19、速器。 拉威挪式行星齿轮机构的结构拉威挪式行星齿轮机构的结构 紧凑，所用构件少，相互啮合的齿紧凑，所用构件少，相互啮合的齿 较多，可传递较大转矩，但结构较较多，可传递较大转矩，但结构较 复杂，传动效率略低。复杂，传动效率略低。 四、行星齿轮变速机构 第二章 汽车拖拉机 的传动系统 第7课 液力机械式自动变速器（2） 17:16 汽车拖拉机学课件 22 7.拉维娜式拉维娜式3速行星齿轮变速系统速行星齿轮变速系统 （3）换挡执行元件的工作规律）换挡执行元件的工作规律 操纵手柄位置操纵手柄位置挡位挡位 换挡挡执行元件换挡挡执行元件 C C1 1C C2 2B B1 1B B2 2F F1 1 D D

20、 D D1 1挡挡- - - - D D2 2挡挡- - - - D D3 3挡挡- - - - R R倒挡倒挡- - - - S S或或2 S S1 1挡挡 - - - - S S2 2挡挡- - - - 四、行星齿轮变速机构 第二章 汽车拖拉机 的传动系统 第7课 液力机械式自动变速器（2） 17:16 汽车拖拉机学课件 23 7.拉维娜式拉维娜式3速行星齿轮变速系统速行星齿轮变速系统 （8）应用）应用 拉维娜式行星齿轮机构具有结构简单、尺拉维娜式行星齿轮机构具有结构简单、尺 寸小、传动比变换范围大、灵活多边的特寸小、传动比变换范围大、灵活多边的特 点。奥迪、大众（捷达、宝来轿车的点。奥迪

21、、大众（捷达、宝来轿车的01M和和 01N型自动变速器）和福特、塞欧、马自达型自动变速器）和福特、塞欧、马自达 等前驱动轿车的自动变速器均采用此种类等前驱动轿车的自动变速器均采用此种类 型。型。 五、换挡执行元件 第二章 汽车拖拉机 的传动系统 第7课 液力机械式自动变速器（2） 17:16 汽车拖拉机学课件 24 类型：离合器、制动器、单向超越离合器类型：离合器、制动器、单向超越离合器 1. 离合器离合器 （1）作用）作用 离合器连接、脱开液力变矩器和行星齿轮、离合器连接、脱开液力变矩器和行星齿轮、 传递或脱开其到达或来自输出轴的扭矩。传递或脱开其到达或来自输出轴的扭矩。 五、换挡执行元件

22、第二章 汽车拖拉机 的传动系统 第7课 液力机械式自动变速器（2） 17:16 汽车拖拉机学课件 25 类型：离合器、制动器、单向超越离合器类型：离合器、制动器、单向超越离合器 1. 离合器离合器 （2）结构）结构 五、换挡执行元件 第二章 汽车拖拉机 的传动系统 第7课 液力机械式自动变速器（2） 17:16 汽车拖拉机学课件 26 类型：离合器、制动器、单向超越离合器类型：离合器、制动器、单向超越离合器 1. 离合器离合器 （3）工作原理）工作原理 离合器接合：离合器接合：当控制油液流至活塞缸时，推动单向当控制油液流至活塞缸时，推动单向 阀刚球，使其关闭单向阀。活塞克服回位弹簧力的阀刚球，

23、使其关闭单向阀。活塞克服回位弹簧力的 作用将摩擦片与刚片压紧，产生摩擦力，动力从输作用将摩擦片与刚片压紧，产生摩擦力，动力从输 入轴传递到输出轴。入轴传递到输出轴。 离合器分离：离合器分离：当控制油压减小时，活塞缸内的油压当控制油压减小时，活塞缸内的油压 就下降，使单向阀刚球在离心力的作用下离开阀座，就下降，使单向阀刚球在离心力的作用下离开阀座， 活塞缸外缘的油液经单向阀流出。这样由于回位弹活塞缸外缘的油液经单向阀流出。这样由于回位弹 簧的作用，活塞返回到原来位置，离合器分离。簧的作用，活塞返回到原来位置，离合器分离。 五、换挡执行元件 第二章 汽车拖拉机 的传动系统 第7课 液力机械式自动变

24、速器（2） 17:16 汽车拖拉机学课件 27 2. 制动器制动器 （1）作用）作用 制动器夹持行星齿轮部件之一（太阳齿轮、内点圈制动器夹持行星齿轮部件之一（太阳齿轮、内点圈 或齿轮架）使其不能转动，以便获得必需的传动比。或齿轮架）使其不能转动，以便获得必需的传动比。 制动器用液压操作。制动器用液压操作。 （2）类型）类型 u 换档制动器最常见的结构形式有片式和带式两种。换档制动器最常见的结构形式有片式和带式两种。 u 片式换档制动器的工作原理与多片湿式换档离合片式换档制动器的工作原理与多片湿式换档离合 器基本相同。器基本相同。 u 由于片式制动器较带式制动器工作平顺，故目前由于片式制动器较带

25、式制动器工作平顺，故目前 在轿车自动变速器中应用较多。在轿车自动变速器中应用较多。 五、换挡执行元件 第二章 汽车拖拉机 的传动系统 第7课 液力机械式自动变速器（2） 17:16 汽车拖拉机学课件 28 2. 制动器制动器 （3）带式制动器）带式制动器 u 带式换档制动器是将内侧粘有摩擦材带式换档制动器是将内侧粘有摩擦材 料的钢带卷绕在制动鼓外表面上，故料的钢带卷绕在制动鼓外表面上，故 又称外束带式制动器。它由制动鼓、又称外束带式制动器。它由制动鼓、 制动带、推杆、活塞等元件组成。制动带、推杆、活塞等元件组成。 u 制动带的一端固定在自动变速器壳体制动带的一端固定在自动变速器壳体 上，另一端

26、与控制油缸的推杆相连接。上，另一端与控制油缸的推杆相连接。 u 不制动时制动带与制动鼓之间有一定不制动时制动带与制动鼓之间有一定 间隙，此间隙可用调整螺钉调整。间隙，此间隙可用调整螺钉调整。 五、换挡执行元件 第二章 汽车拖拉机 的传动系统 第7课 液力机械式自动变速器（2） 17:16 汽车拖拉机学课件 29 2. 制动器制动器 （3）带式制动器）带式制动器 u 当控制油压加在活塞上时，活塞向左移，当控制油压加在活塞上时，活塞向左移， 压缩回位弹簧，推杆推动制动带的一端，压缩回位弹簧，推杆推动制动带的一端， 由于制动带的另一端固定在变速器壳体上，由于制动带的另一端固定在变速器壳体上， 制动带

27、的直径变小，箍紧在制动鼓上，在制动带的直径变小，箍紧在制动鼓上，在 制动带与制动鼓之间产生很大的摩擦力，制动带与制动鼓之间产生很大的摩擦力， 使之无法转动。使之无法转动。 u 当活塞缸中没有控制油压时，活塞和推杆当活塞缸中没有控制油压时，活塞和推杆 在回位弹簧作用下被推回，制动带松开，在回位弹簧作用下被推回，制动带松开， 制动鼓解除制动。制动鼓解除制动。 五、换挡执行元件 第二章 汽车拖拉机 的传动系统 第7课 液力机械式自动变速器（2） 17:16 汽车拖拉机学课件 30 2. 制动器制动器 （4）片式制动器）片式制动器 当制动器不工作时，钢片与摩擦片之间没当制动器不工作时，钢片与摩擦片之间

28、没 有压力，制动毂可自由转动。当制动器工有压力，制动毂可自由转动。当制动器工 作时，来自液压控制系统的自动变速器油作时，来自液压控制系统的自动变速器油 液进入制动器鼓内油腔中，其油压作用在液进入制动器鼓内油腔中，其油压作用在 制动器活塞上，推动活塞将制动器摩擦片制动器活塞上，推动活塞将制动器摩擦片 和钢片压紧在一起，制动器毂以及与其相和钢片压紧在一起，制动器毂以及与其相 连的行星齿轮机构的某一元件被固定住。连的行星齿轮机构的某一元件被固定住。 当压力油从油腔排出时，活塞在回位弹簧当压力油从油腔排出时，活塞在回位弹簧 作用下回到原始位置，即解除制动。作用下回到原始位置，即解除制动。 五、换挡执行

29、元件 第二章 汽车拖拉机 的传动系统 第7课 液力机械式自动变速器（2） 17:16 汽车拖拉机学课件 31 2. 制动器制动器 （4）片式制动器）片式制动器 五、换挡执行元件 第二章 汽车拖拉机 的传动系统 第7课 液力机械式自动变速器（2） 17:16 汽车拖拉机学课件 32 3.单向超越离合器单向超越离合器 （1）作用）作用 用于固定或连接某些太阳轮、行星架、齿圈等基本元件，让行星齿轮变速用于固定或连接某些太阳轮、行星架、齿圈等基本元件，让行星齿轮变速 器组成不同转动比的挡位器组成不同转动比的挡位 执行装置的单向离合器与液力变矩器的单向离合器相同，有滚柱式和楔块执行装置的单向离合器与液力变矩器的单向离合器相同，有滚柱式和楔块 式两种式两种 五、换挡执行元件 第二章 汽车拖拉机 的传动系统 第7课 液力机械式自动变速器（2） 17:16 汽车拖拉机学课件 33 3.单向超越离合器单向超越离合器 （2）滚柱斜槽式单向离合器）滚柱斜槽式单向离合器 u 自由状态：自由状态：内环（内座圈）固定，外内环（内座圈）固定，外 环（外座圈