毕业设计 自动变速器(课件)

1、自动变速器自动变速器AT （Automatic Transmission）电子控制变速系统ECT(Electronic Controlled Transmission Systam)一、自动变速器的基本组成一、自动变速器的基本组成主要由：主要由：液力变矩器；液力变矩器；变速齿轮机构；变速齿轮机构；供油系统；供油系统； 换 挡 操 纵 机 构换 挡 操 纵 机 构（包括人工和自（包括人工和自动控制）等动控制）等4 4大部大部分组成。分组成。离合器控制离合器控制油门传感器油门传感器脉 冲 输 入电 路中 央 处 理 器87C196KC模 拟 输 入电 路开 关 输 入电 路电磁阀驱动电路电 源存

2、储 器 ROM发 动 机 转 速 传 感 器油 门 开 度 传 感 器 油 门离 合 器 位 置 传 感 器档 位 位 置 开 关 （ 四 个 ）点 火 开 关制 动 开 关档 位 选 择 开 关 （ 三 个 ）起 步 挡 选 择 开 关自 动 /手 动 开 关选 档 电 磁 阀 1选 档 电 磁 阀 2推 档 电 磁 阀 1推 档 电 磁 阀 2离 合 器 电 磁 阀 出 1离 合 器 电 磁 阀 进 1离 合 器 电 磁 阀 出 2油 门 电 磁 阀 出油 门 电 磁 阀 进总 电 磁 阀车 速 传 感 器 1（ 仪 表 盘 ）车 速 传 感 器 2（ 变 速 箱 输 出 轴 ）离 合 器

3、 电 磁 阀 进 2最高效率为最高效率为82-9082-90左右左右第二节第二节 液力变矩器液力变矩器 液力耦合器（以下简称耦合器）和变液力耦合器（以下简称耦合器）和变矩器两者均属于液力传动机构，即通过矩器两者均属于液力传动机构，即通过液体的循环流动，利用液体动能的变化液体的循环流动，利用液体动能的变化来传递动力。来传递动力。两者最大的区别是有无导两者最大的区别是有无导轮，轮，后者有导轮，而前者则无。后者有导轮，而前者则无。液力耦合器的原理液力耦合器的原理 为了提高两叶轮间为了提高两叶轮间传递效率，人们就把两传递效率，人们就把两叶轮安装在一个密闭的叶轮安装在一个密闭的容器中，让两叶轮对置容器中

4、，让两叶轮对置的间隙尽可能减少，并的间隙尽可能减少，并在其中充满液压油，其在其中充满液压油，其中一个叶轮由发动机曲中一个叶轮由发动机曲轴直接驱动，称之为泵轴直接驱动，称之为泵轮，而另一个被动的叶轮，而另一个被动的叶轮则作为输出，称之为轮则作为输出，称之为涡轮。涡轮。 1.泵轮的作用：将发动机的转矩（机械能）转变泵轮的作用：将发动机的转矩（机械能）转变为流体的动能；为流体的动能；2.涡轮的作用：将流体的动能转变为机械转矩涡轮的作用：将流体的动能转变为机械转矩（机械能）；（机械能）；3.导环的作用：占居环流中心位置，起导流和汇导环的作用：占居环流中心位置，起导流和汇聚动能的作用，提高偶合效能。聚动

5、能的作用，提高偶合效能。（3）传动效率：）传动效率：效率曲线，效率曲线， P168P168，图图7-67-6（a)a)，曲线，曲线3 3。传动比传动比i i越大，越大，越高，越高，即传动效率随传动比即传动效率随传动比增大而提高，高传动增大而提高，高传动比工况下效率高。但比工况下效率高。但由于液力偶合器存在由于液力偶合器存在液流损失，传动效率液流损失，传动效率不足不足8080。因此，纯。因此，纯粹的偶合器是没有应粹的偶合器是没有应用价值的。用价值的。固定在不动的套管上固定在不动的套管上变矩器实物变矩器实物变矩器实物解剖变矩器实物解剖 导轮的作用导轮的作用-流体在循环流动的过程中，固定流体在循环流

6、动的过程中，固定不动的导轮给涡轮一个反作用力矩。使不动的导轮给涡轮一个反作用力矩。使涡轮输出的涡轮输出的转矩大于泵轮输入的转矩。转矩大于泵轮输入的转矩。 涡轮转矩涡轮转矩 = =发动机输入转矩发动机输入转矩 + +导轮反作用转矩导轮反作用转矩泵轮与涡轮转速泵轮与涡轮转速差越大，回流冲击力越强，转矩增加越多；而且随差越大，回流冲击力越强，转矩增加越多；而且随着转速差的缩小，增加转矩的作用越来越小。着转速差的缩小，增加转矩的作用越来越小。液力偶合器液力偶合器离合器离合器液力变矩器液力变矩器离离合器和变速器合器和变速器 1Mw nwMb nbMw nwMb nb随着涡轮转速升高，涡轮随着涡轮转速升高

7、，涡轮输出转矩减小。输出转矩减小。 阻力增大时阻力增大时，涡轮转速降，涡轮转速降低，输出转矩增大，从而低，输出转矩增大，从而获得较大的驱动扭矩。获得较大的驱动扭矩。阻力减小时阻力减小时，则输出转矩，则输出转矩减小，驱动轮转速升高。减小，驱动轮转速升高。所以，变矩器可随汽车行所以，变矩器可随汽车行驶阻力不同而自动改变转驶阻力不同而自动改变转矩。矩。k=1kk=1b bk=1单向离合器常用类型：单向离合器常用类型：作用：在高速区时（作用：在高速区时（i=0.8），将泵轮），将泵轮与涡轮锁在一起，变为摩擦式离合器，使与涡轮锁在一起，变为摩擦式离合器，使发动机的动力发动机的动力100%地传给涡轮。减少

8、变矩地传给涡轮。减少变矩器涡轮与泵轮之间存在转速差而产生的液器涡轮与泵轮之间存在转速差而产生的液力损失，提高变矩器高传动比工况下的传力损失，提高变矩器高传动比工况下的传动效率。动效率。车速提高车速提高-控制压力提控制压力提 高高-速度切换速度切换阀左移阀左移-锁止控制阀接通并左移锁止控制阀接通并左移-排泄口接排泄口接通通-锁止活塞左移锁止活塞左移-摩擦片与变矩器壳接合，摩擦片与变矩器壳接合，锁止活塞与涡轮花键连接锁止活塞与涡轮花键连接-泵轮与涡轮直泵轮与涡轮直接连接接连接液力锁止离合器的工作状况液力锁止离合器的工作状况带锁止离合器的变矩器构造带锁止离合器的变矩器构造 ？四元件（双导轮）综合式液

9、力变矩器特性四元件（双导轮）综合式液力变矩器特性 变矩器虽然能够在一定的范围内实现无级变矩器虽然能够在一定的范围内实现无级变速，但由于变速，但由于变矩器只有在输出转速低于输变矩器只有在输出转速低于输入转速一个较大范围时才具有较高的传动效入转速一个较大范围时才具有较高的传动效率率，而且它的增矩作用不够大（最大变矩，而且它的增矩作用不够大（最大变矩比），增矩不能满足汽车的使用要求。为此，比），增矩不能满足汽车的使用要求。为此，自动档汽车必须设置一个自动变速器，使转自动档汽车必须设置一个自动变速器，使转矩再次增大。矩再次增大。（有了变矩器为什么还要有变速器？）有了变矩器为什么还要有变速器？）汽车维修

10、工（技师） 第一单元单排行星齿轮变速机构单排行星齿轮变速机构1.单排行星齿轮机构的受力图单排行星齿轮机构的受力图二、行星齿轮变速机构的运动规律二、行星齿轮变速机构的运动规律单排行星齿轮变速机构的运动规律单排行星齿轮变速机构的运动规律（8 8种）种）序序号号固定件固定件 主动件主动件 从动件从动件传动比传动比i工作状态工作状态档位档位应用应用1内齿圈内齿圈n2=0太阳轮太阳轮 行星架行星架i13=n1/n3=1+a=3.3减速传动减速传动 低低 档档一档一档2行星架行星架 太阳轮太阳轮i31=n3/n1=1/(1+a)=0.30超速传动超速传动未被未被采用采用3太阳轮太阳轮n1=0内齿圈内齿圈

11、行星架行星架i23=n2/n3=(1+a)/a=1.43减速传动减速传动高高 档档二档二档4行星架行星架 内齿圈内齿圈i32=n3/n2=a/(1+a)=0.70超速传动超速传动超速超速档档（8 8种）种）序序号号固定件固定件 主动件主动件 从动件从动件传动比传动比i工作状态工作状态档位档位应用应用行星架行星架n3=0太阳轮太阳轮 内齿圈内齿圈i12=n1/n2= -a = - 2.33反向减速反向减速传传 动动倒档倒档内齿圈内齿圈 太阳轮太阳轮i21=n2/n1=-1/a= - 0.43反向超速反向超速传传 动动未被未被采用采用 I = 1直接传动直接传动直接档直接档（三档）（三档）自由转动

12、自由转动失去传动失去传动空空 档档l三个元件中任意两三个元件中任意两个元件连成一体，个元件连成一体，则：则： 行星轮系中所有行星轮系中所有元件转速相同，为元件转速相同，为直接档传动。传动直接档传动。传动比为：比为：1 1 例例1、齿圈固定，太阳轮输入、齿圈固定，太阳轮输入,行星架输出：行星架输出：i1/3（1+a1)/1 1a例例2、行星架固定，太阳轮输入、行星架固定，太阳轮输入,齿圈输出：齿圈输出：i1/2 -2/1 - a 变速机构的各挡速比有一定要求，变速机构的各挡速比有一定要求，单排行星机构虽然有四个前进挡，单排行星机构虽然有四个前进挡，但不但不能满足各挡的速比要求能满足各挡的速比要求

13、。因此，常用两。因此，常用两排或更多排的行星机构组成变速机构。排或更多排的行星机构组成变速机构。 现代轿车自动变速器为增加传递转现代轿车自动变速器为增加传递转矩，常采用双排至多排行星齿轮机构并矩，常采用双排至多排行星齿轮机构并联构成双排或多排变速传动装置。典型联构成双排或多排变速传动装置。典型的基本结构通常由辛普森式（的基本结构通常由辛普森式（SimpsonSimpson）和拉威娜式（和拉威娜式（RavigneanxRavigneanx）两种。）两种。 辛普森式行星齿轮机构有辛普森式行星齿轮机构有3 3挡位和挡位和4 4挡位之挡位之分。分。4 4挡位（如丰田挡位（如丰田A341EA341E、A

14、342EA342E等）的比等）的比3 3挡位的挡位的多设置了一个超速行星排，有超速挡多设置了一个超速行星排，有超速挡（ODOD挡），挡），而而3 3挡位的最高挡为直接挡。挡位的最高挡为直接挡。3 3挡挡位的位的辛普森行星齿轮机构的特点是前、后排辛普森行星齿轮机构的特点是前、后排行星齿轮公用一个太阳轮，且是同轴布置，行星齿轮公用一个太阳轮，且是同轴布置，犹如两套单排行星齿轮机构安装在同一轴上。犹如两套单排行星齿轮机构安装在同一轴上。 丰田丰田A340E变速器动力传递情况变速器动力传递情况C0-超速离合器；超速离合器；B0-超速制动器；超速制动器；F0-超速单向离超速单向离合器；合器；C1-前进离

15、合器；前进离合器；C2-直接档离合器直接档离合器; B1-二档二档制动器；制动器；B2-二档制动器；二档制动器；B3-倒档制动器；倒档制动器；F1-一一号单向离合器；号单向离合器； F2-二号单向离合器二号单向离合器汽车维修工（技师） 第一单元(1)倒档：倒档：P173(2) 3档：档：12(3) 2档：档： C1、B2、F1工作。动力由后内齿圈输入，工作。动力由后内齿圈输入， B2、F1使前、后太阳轮固定使前、后太阳轮固定, n1 = n1 =0。动力传递线路。动力传递线路为：输入轴为：输入轴 C1 中间轴中间轴后内齿圈后内齿圈后行星轮后行星轮后行星架后行星架输出轴。输出轴。 Ig=n3/

16、n2=Z3/Z2 =87/60=1.45 (4) 1档：档：C1、B3、F2工作。前行星轮固定。动力传递线路为：输入轴工作。前行星轮固定。动力传递线路为：输入轴 C1 中间轴中间轴后后 _内齿圈内齿圈后行星轮后行星轮 后行星架后行星架输出轴。输出轴。 /)/汽车维修工（技师） 第一单元汽车维修工（技师） 第一单元C C0 0- -超速离合器；超速离合器；B B0 0- -超速制动器；超速制动器；F F0 0- -超速单向离超速单向离合器；合器；C C1 1- -前进离合器；前进离合器；C C2 2- -直接档离合器直接档离合器; B; B1 1- -二二档制动器；档制动器；B B2 2- -二

17、档制动器；二档制动器；B B3 3- -倒档制动器；倒档制动器；F F1 1- -一号单向离合器；一号单向离合器； F F2 2- -二号单向离合器二号单向离合器汽车维修工（技师） 第一单元汽车维修工（技师） 第一单元汽车维修工（技师） 第一单元倒档倒档倒档倒档汽车维修工（技师） 第一单元输入轴后排内齿圈前排行星架中间齿轮输出后排行星架倒档离合器低档及倒档离合器后排中心轮倒档倒档汽车维修工（技师） 第一单元1 1档档汽车维修工（技师） 第一单元输入轴前排行星轮前排行星架中间齿轮输出前排内齿圈前进档离合器单向离合器前排中心轮1 1档档汽车维修工（技师） 第一单元1 1低档低档输入轴前排行星架中间

18、齿轮输出前排内齿圈前进档离合器单向离合器低档及倒档制动器前排中心轮前排行星轮汽车维修工（技师） 第一单元1 1低档低档汽车维修工（技师） 第一单元2 2档档汽车维修工（技师） 第一单元输入轴前排中心轮前排行星架中间齿轮输出前排行星轮前进档离合器前排内齿圈/后排行星架后排中心轮后排行星轮24档制动带2 2档档汽车维修工（技师） 第一单元3 3档档汽车维修工（技师） 第一单元输入轴前排中心轮前排行星架中间齿轮输出前进档离合器34档制动器前排内齿圈/后排行星架3 3档档汽车维修工（技师） 第一单元4 4档档汽车维修工（技师） 第一单元输入轴后排内齿圈前排行星架中间齿轮输出后排中心轮34档离合器24档

19、制动带后排行星架4 4档档 由双排的行星齿轮机构组成具有大、由双排的行星齿轮机构组成具有大、小两个太阳轮、三个长行星轮和三个短行小两个太阳轮、三个长行星轮和三个短行星轮并共用同一行星架，仅有一个齿圈并星轮并共用同一行星架，仅有一个齿圈并和输出轴连接。拉维奈行星齿轮机构可以和输出轴连接。拉维奈行星齿轮机构可以组成三个前进档及一个倒档。它的前排是组成三个前进档及一个倒档。它的前排是一个简单行星齿轮机构，而后排则是一个一个简单行星齿轮机构，而后排则是一个双行星轮的齿轮机构。双行星轮的齿轮机构。汽车维修工（技师） 第一单元汽车维修工（技师） 第一单元输入轴C1小中心轮F2短行星轮长行星轮公共内齿圈输出

20、F2公共行星架汽车维修工（技师） 第一单元汽车维修工（技师） 第一单元输入轴C2小中心轮短行星轮长行星轮公共内齿圈输出B2公共行星架汽车维修工（技师） 第一单元汽车维修工（技师） 第一单元输 入 轴C1小 中 心 轮F2短 行 星 轮长 行 星 轮公 共 内 齿 圈 输 出B1大 中 心 轮汽车维修工（技师） 第一单元汽车维修工（技师） 第一单元输入轴C3小中心轮短行星轮长行星轮公共内齿圈输出B1大中心轮汽车维修工（技师） 第一单元汽车维修工（技师） 第一单元输入轴C1小中心轮F2短行星轮长行星轮公共内齿圈输出C4公共行星架汽车维修工（技师） 第一单元汽车维修工（技师） 第一单元输入轴C3小中

21、心轮短行星轮长行星轮公共内齿圈输出C4公共行星架汽车维修工（技师） 第一单元汽车维修工（技师） 第一单元输入轴C4大中心轮长行星轮公共内齿圈输出B1公共行星架汽车维修工（技师） 第一单元汽车维修工（技师） 第一单元输入轴C2公共行星架长行星轮公共内齿圈输出B2大中心轮 摩擦片、离合器钢片与主从动毂花键摩擦片、离合器钢片与主从动毂花键连接；摩擦片的钢片两面粘有粉末冶金或连接；摩擦片的钢片两面粘有粉末冶金或纸基耐磨材料。纸基耐磨材料。 有的摩擦片表面压有网状或圆弧形油槽，有的摩擦片表面压有网状或圆弧形油槽，有利于润滑油流动，带走将摩擦的热量及有利于润滑油流动，带走将摩擦的热量及摩屑。摩屑。 纸基材

22、料摩擦片安装前应在自动变速器纸基材料摩擦片安装前应在自动变速器油中浸泡半个小时以上。油中浸泡半个小时以上。 压盘是比钢片厚压盘是比钢片厚的金属环。的金属环。 活塞回位活塞回位后，压盘与卡环之间后，压盘与卡环之间有一定的轴向间隙，有一定的轴向间隙，以保证离合器松开后以保证离合器松开后钢片和摩擦片之间互钢片和摩擦片之间互不接触。这一间隙称不接触。这一间隙称为离合器的自由间隙。为离合器的自由间隙。自由间隙大小可以用自由间隙大小可以用不同厚度的压盘来调不同厚度的压盘来调整。维修包中有不同整。维修包中有不同厚度的压盘供选择。厚度的压盘供选择。 组成：制动鼓、制动带、回位弹簧、制动组成：制动鼓、制动带、回

23、位弹簧、制动油缸等油缸等。制动油缸制动油缸1 制动油缸施压制动油缸施压腔通入压力油，释腔通入压力油，释放腔回油，推动推放腔回油，推动推杆带动制动带，使杆带动制动带，使制动器制动；制动器制动； 若释放腔通入若释放腔通入压力油，施压腔回压力油，施压腔回油，则制动器松开油，则制动器松开不制动。不制动。 制动油缸制动油缸2组成：内齿圈、组成：内齿圈、 小齿轮、月牙小齿轮、月牙板（隔板）。板（隔板）。基本组成：基本组成： 定子、定子、 转子、转子、 叶片、叶片、 配油盘。配油盘。工作原理：工作原理： 靠转靠转子和定子的偏心子和定子的偏心产生吸、压油流产生吸、压油流作用。作用。C C 通速度调节阀；通速度

24、调节阀；D D 通节气门阀及前进挡离合器；通节气门阀及前进挡离合器；E E 通通2 23 3挡换档阀，阻止升挡动作；挡换档阀，阻止升挡动作；F F 通通2 23 3挡换档阀，阻止升挡动作；挡换档阀，阻止升挡动作；G G 执行元件；执行元件；H H 通压力调节阀通压力调节阀, ,提高倒挡压力；提高倒挡压力；I I 泄油口泄油口倒档倒档 R空挡空挡 N自动挡自动挡 D（前进档）二挡二挡 2l低速档低速档 L1）机械式节气门阀）机械式节气门阀组成及工作原理组成及工作原理节气门开度小的情况节气门开度小的情况节气门开度大的情况节气门开度大的情况2）真空式节气门阀）真空式节气门阀工作原理工作原理节气门开度

25、小的情况节气门开度小的情况节气门开度大的情况节气门开度大的情况1）节流式）节流式没有转速没有转速低转速低转速转速升高转速升高高转速情况高转速情况 在离心力作用下，在离心力作用下，仅有滑阀移动。其质仅有滑阀移动。其质量较小，转速变化时，量较小，转速变化时，移动较慢，压力上升移动较慢，压力上升慢。慢。 故高转速下，压故高转速下，压力随转速的变化速率力随转速的变化速率变小。变小。压力输出情况压力输出情况单锤复合式单锤复合式复锤式复锤式2）泄压式泄压式飞锤式飞锤式工作原理工作原理D:12D:12挡换挡阀挡换挡阀 （低速）（低速）操纵手柄位于操纵手柄位于D D位。位。（节气门阀输出压（节气门阀输出压力弹

26、簧力）力弹簧力） 调调速阀输出压力速阀输出压力D:12D:12挡换挡阀挡换挡阀 （高速）（高速）（节气门阀输出压（节气门阀输出压力弹簧力）力弹簧力） 调调速阀输出压力速阀输出压力, ,换挡阀由低挡到高换挡阀由低挡到高挡。挡。L:12L:12挡换挡阀挡换挡阀（只有低挡）（只有低挡）操纵手柄位于操纵手柄位于L L位。位。D:12D:12挡换挡阀挡换挡阀（强制低挡）（强制低挡）正常行驶时，一脚正常行驶时，一脚油门踩到底，产生油门踩到底，产生强制低挡，以便加强制低挡，以便加速超车。速超车。高挡换低挡高挡换低挡 调速阀输出压调速阀输出压力力 弹簧力。弹簧力。 换挡点车速肯换挡点车速肯定小于升挡点车速。定

27、小于升挡点车速。避免频繁换挡。避免频繁换挡。 （1 1）空挡起动开关）空挡起动开关 空挡起动开关用以空挡起动开关用以判断选挡手柄的位置，防止发动机在驱动挡判断选挡手柄的位置，防止发动机在驱动挡位时起动（图位时起动（图7-317-31）。当选挡手柄位于空挡）。当选挡手柄位于空挡或驻车位置时，起动开关接通。这时起动发或驻车位置时，起动开关接通。这时起动发动机，起动开关便向电控单元输出起动信号，动机，起动开关便向电控单元输出起动信号，使发动机得以起动。使发动机得以起动。 如果选挡手柄位于任一驱动位置，则起如果选挡手柄位于任一驱动位置，则起动开关断开，发动机不能起动，从而保证使动开关断开，发动机不能起

28、动，从而保证使用安全。再者，当选挡手柄置于不同位置时，用安全。再者，当选挡手柄置于不同位置时，空挡起动开关便接通相关电路，空挡起动开关便接通相关电路，ECUECU根据接根据接通电路的信号，控制变速器进行自动换挡。通电路的信号，控制变速器进行自动换挡。控制模式控制模式经济模式经济模式动力模式动力模式标准模式标准模式电磁阀工作原理电磁阀工作原理电液换挡阀工作原理电液换挡阀工作原理系统工作原理系统工作原理换挡曲线换挡曲线 CVT与与AMT、AT比较最主要的优点是它比较最主要的优点是它的速比变化是无级的，在各种行驶工况下都能的速比变化是无级的，在各种行驶工况下都能选择最佳的速比，其动力性、经济性和排放与选择最佳的速比，其动力性、经济性和排放与AT比较，目前报道大约可以改善比较，目前报道大约可以改善5%左右。左右。CVT不能实现换空挡，在倒档和起步时还得有不能实现换空挡，在倒档和起步时还得有一个自动离合器。有的采用液力变矩器，有的一个自动离合器。有的采用液力变矩器，有的采用模拟液力变矩器起步特性的电控湿式离合采用模拟液力变矩器起步特性的电控湿式离合器或电磁离合器。器或电磁离合器。 等速比等速比 低速档低速档 超速档超速档 速比变化是通过改变两