自动变速器构造和维修变矩器

主讲：朱明高级技师、经济师、工程师高级技能专业教师汽车维修工高级考评员第三章1液力变矩器1

自动变速器第三章电控自动变速器的结构与工作原理-------液力变矩器2自动变速器3自动变速器

第三章电控自动变速器的结构与工作原理第一节、液力传动装置

1.液压(流)传动⑴定义：利用液体传输功率称为液压(流)传动。⑵形式：①液压传动----通过液流的压力传输功率，如油马达。②液力传动----通过液流的动能传输功率，如液力偶合器，液力变矩器。4液力传动装置液体传动容积式液压传动：以液体的压力能传递动力，称为液压传动。动力式液压传动：以液体的动能传递动力，称为液力传动。千斤顶各种液压阀液力偶合器液力变矩器5液力传动原理6自动变速器

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⑵液力偶合器的工作原理①动力传输：将电扇A与电扇B隔开几厘米，相对放置，然后打开电扇A，则A会在两电扇间产生流动的空气，由电扇A产生的气流冲击电扇B的叶片，使电扇B转动。换句话说，电扇A与B之间的动力传送是以空气为介质而实现的。偶合器的工作原理也是如此，泵轮相当于电扇A，涡轮相当于电扇B。只是现在是以变速器液为介质，而不是以空气。2.液力偶合器的组成与工作原理7自动变速器

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⑴组成：由外壳、泵轮和蜗轮三个基本部件组成。2.液力偶合器的组成与工作原理8自动变速器

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（1）液力偶合器的组成：

1)液力偶合器的主动部分：是泵轮。泵轮与外壳焊在一起，随发动机曲轴一同旋转。2)液力偶合器的从动部分：是涡轮。涡轮和输出轴连接在一起。3)泵轮和涡轮相对安装，它们统称为工作轮。4)在泵轮和涡轮上，径向排列着许多平直叶片，泵轮和涡轮不接触，两者之间有约3～4mm的间隙，液力偶合器壳体和两工作轮形成的环状空间内充满着液压油。5)泵轮和涡轮所包围的空间形成一个封闭的液体循环油道，称为工作腔或循环圆。2.液力偶合器的组成与工作原理9液力偶合器液力偶合器的结构：由壳体、泵轮和涡轮组成，内部设有导环。传动介质：自动变速器油（ATF）壳体与发动机飞轮相连接，涡轮与齿轮机构的输入轴相连接。工作原理：以ATF作为传动介质，利用液体在主、从动元件之间循环流动过程中动能的变化来传递动力。能量传递的线路：发动机飞轮——液力耦合器外壳——泵轮——ATF——涡轮——齿轮机构输入轴10

11自动变速器

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⑵工作原理：当发动机运转时，曲轴带动液力偶合器的壳体和泵轮旋转，泵轮叶片内的液压油在泵轮的带动下随泵轮一同旋转。在离心力的作用下，液压油从泵轮叶片内缘被甩向外缘，并从外缘冲向涡轮叶片，使涡轮在液压油的冲击作用下旋转；冲向涡轮叶片的液压油沿涡轮叶片向内缘流动，返回到泵轮的内缘，被泵轮再次甩向外缘。2.液力偶合器的组成与工作原理12自动变速器

第三章电控自动变速器的结构与工作原理

偶合器油流泵轮涡轮泵轮偶合器叶片分解图12345112234435(4)(5)13自动变速器

第三章电控自动变速器的结构与工作原理第一节、液力传动装置⑵工作原理

②偶合器中液体的环流和涡流：液力偶合器工作时其内部液体发生两种流动，环流(圆周流动)和涡流(循环流动)。这两种不同的流动是相互复合而产生的，流动的产生取决于泵轮与蜗轮之间的速度差。2.液力偶合器的组成与工作原理低速时高速时141、泵轮转动，ATF从泵轮中心向四周沿叶片方向甩出，中心压力<外缘压力;2、涡轮外缘压力<泵轮外缘压力，ATF从泵轮流入涡轮，冲击涡轮叶片;3、推动涡轮转动后，ATF顺涡轮叶片从外缘到内缘，再返回到泵轮的内缘。15ATF的旋转运动涡流：ATF经泵轮到涡轮再回到泵轮的循环圆运动（相对运动）环流：ATF随同工作轮绕轴线的圆周运动（牵连运动）ATF的绝对运动：涡流与环流的合成运动——首尾相接的环形螺旋线。液力偶合器实现传动的必要条件：ATF在泵轮和涡轮间有循环流动。理论上，涡轮的转速永远小于泵轮的转速。16液力偶合器的优势与不足优势：1、泵轮和涡轮允许存在转速差，发动机可以在传动系不断开时保持运转；2、ATF作为传动介质，能保证汽车起步和加速的稳定性；3、能够缓冲和衰减传动系的就转振动，防止传动系过载；不足：液力偶合器只传递转矩，而不能改变转矩的大小。17自动变速器

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③液力偶合器的效率：因为液压油在循环流动过程中，除了泵轮和涡轮之间的作用力之外，没有受到任何其它附加外力，而且泵轮与蜗轮之间存在滑动，使涡轮的转速稍低于泵轮的转速，形成偶合器的传动效率小于1，因此输出转矩始终不会超出输入转矩。亦即液力偶合器只传递扭矩，而不改变扭矩的大小。2.液力偶合器的组成与工作原理⑵工作原理18自动变速器

第三章电控自动变速器的结构与工作原理

偶合器的缺陷液体流动的过程如左图所示，当泵轮的液体冲击涡轮之后，返回到泵轮，此时液体作用的结果在阻止泵轮的旋转，导致发动机功率损失。泵轮涡轮泵轮问：液力偶合器能够传递扭矩，但是为何现在没有在自动变速器中采用？阻力19液力变矩器液力变矩器的结构：由壳体、泵轮、涡轮和导轮组成；液力变矩器和液力偶合器结构上的区别：1、泵轮和涡轮叶片的形状设计能将工作液流动的扰动降到最小，减少能量的损失；2、增加了导轮——具有增大转矩的作用。结构形式：组装式（可拆）和焊接式（不可拆）。20泵轮涡轮

导轮21ATF的旋转运动22自动变速器

第三章电控自动变速器的结构与工作原理一、液力变矩器变矩器由泵轮、涡轮转轮、导轮、变矩器壳体组成。泵轮由曲轴驱动，涡轮转轮与变速器输入轴连接，导轮由单向离合器及定轮轴与变速器壳体固定，所有这些部件则全部安装于变矩器壳体内。变矩器内充满油泵提供的自动变速器液。变速器液被泵轮甩出，成为一股强大油流，推动变矩器蜗轮转轮转动。3.液力变矩器的组成与工作原理⑴液力变矩器的组成23241.组成泵轮、涡轮、导轮2.原理泵轮带动油的力矩MP，油带动涡轮的力矩MT，导轮推动油的力矩MD

MP+MD=MT

三.液力变矩器25导轮的作用：改变由从涡轮回流向泵轮的ATF的方向，使ATF冲击泵轮的背部，促使泵轮旋转，从而增加输出转矩。26液力变矩器27自动变速器

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3.液力变矩器的作用28三.液力变矩器29泵轮涡轮导轮锁止离合器HIVEC自动变速箱——液力变矩器30三.液力变矩器3.类型单级双相三元件综合式单级：一个涡轮输出动力，双相：偶合与变矩器两种状态，三元件：泵轮、涡轮、导轮。3132自动变速器

第三章电控自动变速器的结构与工作原理变矩器结构识别锁止离合器33自动变速器

第三章电控自动变速器的结构与工作原理一、液力变矩器①泵轮：泵轮与变矩器壳体连成一体，其内部径向装有许多弯曲的叶片，而叶片内缘则装有让变速器液平滑流过的导环。变矩器壳体经由驱动盘与曲轴相连。3.液力变矩器的组成与工作原理⑴组成

注意泵轮与曲轴相连，总是与曲轴一起转动。34◎泵轮泵轮隔板涡轮毂叶片液力变矩器35第二章自动变速器

第二节电控自动变速器的结构与工作原理一、液力变矩器

②涡轮：涡轮装在变速器输入轴上，这样，其叶片与泵轮叶片相对放置，中间有一很小的间隙。3.液力变矩器的组成与工作原理⑴组成36◎涡轮涡轮隔板花键叶片液力变矩器37自动变速器

第三章电控自动变速器的结构与工作原理一、液力变矩器3.液力变矩器的组成与工作原理⑴组成在变速器置于“D”、“2”、“L”或“R”档域，车辆行驶时涡轮转轮就与变速箱的输入轴一起转动。在变速器置于“D”、“2”、“1。”或“R”档域车辆停驶时涡轮转轮不能转动在变速器置于“P”、“N”档域时，车辆停驶时涡轮与泵轮一起自由转动泵轮与曲轴相连，总是与曲轴一起转动。涡轮与变速器输入轴相连，38自动变速器

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③导轮：导轮位于泵轮与涡轮转轮之间，安装在定轮轴上，而导轮轴则由经单向离合器固定在变速器壳体上。3.液力变矩器的组成与工作原理⑴组成39◎导轮内圈叶片花键毂单向离合器HIVEC自动变速箱——液力变矩器404.工作原理导轮的作用是：增加涡轮的输出力矩415.工作状态：导轮不转时：变矩状态。导轮转动时：偶合状态。425.工作状态：导轮不转时：变矩状态。导轮转动时：偶合状态。43带单向离合器的导轮滚柱式单向离合器楔块式单向离合器单向离合器类型：棘轮型、滚柱型和楔块型。4445导轮带单向离合器的作用导轮转速无单向离合器有单向离合器低转速导轮固定不动，将从涡轮流出的ATF改变方向后冲击泵轮背面，增加输出转矩。高转速导轮固定不动将产生紊流，阻碍液力变矩器的动力传动，降低传动效率。导轮在ATF的作用下沿涡轮方向单向自由旋转，不阻碍动力传动。46自动变速器

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④导轮单向离合器:导轮单向离合器使导轮以与发动机曲轴相同的方向转动。但是，如导轮要以相反方向转动时，单向离合器就将导轮锁止住，使其无法朝相反方向转动。所以导轮是转动还是被锁止，取决于变速器液冲击叶片的方向。3.液力变矩器的组成与工作原理⑴组成47自动变速器

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单向离合器的锁止原理：当外座圈要按箭头方向转动时，就会推动楔块顶部，由于L1小于L，楔块就会倾翻，使外座圈转动。但当外座圈要朝相反方向转动时，楔块就无法倾翻，因为L2大于L这样，楔块起到楔子的作用，锁住外座圈，使其无法转动。另外还安装了定位弹簧，使楔块总是朝着锁止外座圈的方向略为倾斜，以加强楔块锁止功能。3.液力变矩器的组成与工作原理⑴组成48带锁止离合器的液力变矩器当液力变矩器进入高速偶合工作时，理论上涡轮的输出转矩应该等于泵轮的输入转矩，但在实际运行过程中，由于ATF的摩擦和冲击会引起部分能量的损失，泵轮和涡轮间一般存在4%—5%的转速差，因此传动效率不能达到100%。改善措施：增设锁止离合器。

锁止离合器在液压自动操纵系统的控制下，可以在适当的时机进行锁止切换，一般在转矩比K=1时的偶合点切换成动力直接传递方式，把泵轮和涡轮机械旳连接成一体，从而提高液力变矩器在中高速行驶时的传动效率。496.锁止离合器1）结构组成502）作用将泵轮与涡轮刚性连接，以提高传动效率。51锁止离合器的工作过程523）工作条件温度：ATF温度正常，达60度以上，速度：约68-70km/h，档位：3档或4档，(有些车1、2、3、4档)制动：无行车制动。53◎单向离合器楔块固定圈内圈液力变矩器54汽车自动变速器丰田A341E辛普森单向离合器F255汽车自动变速器丰田340辛普森超速单向离合器56

带有单向离合器的导轮变矩器中锁止离合器识别，锁止离合器接合时的情况变矩器中锁止离合器识别，锁止离合器分开时的情况57自动变速器

第三章电控自动变速器的结构与工作原理一、液力变矩器以两部电扇作为例子:如果加上一条输送管道，气流将穿过电扇B(被动电扇)然后经由管道，从电扇A后面流回电扇A(主动电扇)，这就会加强电扇A的叶片所吹动的气流，因为气流通过电扇B后所剩下的能量，将增强电扇A叶片的转动。所以变矩器使转矩成倍放大，正是由液体流过蜗轮后，借助定轮叶片流回泵轮而实现的。3.液力变矩器的组成与工作原理⑵液力变矩器的工作原理58液力变矩器的工作原理59自动变速器

第三章电控自动变速器的结构与工作原理一、液力变矩器在变矩器中，导轮就起到空气管道的作用。换言之，由发动机产生的转矩，再加上从涡轮转轮流回的液体的转矩驱动泵轮。就是说，泵轮使原来传送至涡轮转轮的输入转矩成倍放大。3.液力变矩器的组成与工作原理⑵工作原理60自动变速器

第三章电控自动变速器的结构与工作原理一、液力变矩器在变矩器中，导轮就起到空气管道的作用。换言之，由发动机产生的转矩，再加上从涡轮转轮流回的液体的转矩驱动泵轮。就是说，泵轮使原来传送至涡轮转轮的输入转矩成倍放大。3.液力变矩器的组成与工作原理⑵工作原理61下一页液力变矩器的涡流与环流62自动变速器

第三章电控自动变速器的结构与工作原理泵轮涡轮泵轮导轮涡轮(变)导轮泵轮(曲轴)导轮固定时液体的流动63自动变速器

第三章电控自动变速器的结构与工作原理泵轮涡轮泵轮偶合器叶片分解图12345(4)(5)泵轮涡轮泵轮导轮64自动变速器

第三章电控自动变速器的结构与工作原理泵轮涡轮泵轮导轮泵轮涡轮泵轮导轮问：液力变矩中单向离合器的作用？导轮开始旋转导轮不旋转65下一页液力变矩器的受力66自动变速器

第三章电控自动变速器的结构与工作原理一、液力变矩器3.液力变矩器的组成与工作原理⑵液力变矩器的特性曲线转矩比=涡轮输出转矩/泵轮输入转矩传动比=涡轮转速/泵轮转速(1)失速点:涡轮不动而泵轮仍转,传动比=0(2)偶合器工作点2)传动效率=转矩比X转矩比X100%=(涡轮输出转矩/泵轮输入转矩)X传动比X100%67下一页液力变矩器的特性曲线68液力变矩器的工作过程1.车辆静止,发动机怠速2.车辆起步3.车辆低速行驶4.车辆中速至高速行驶5.车辆制动69自动变速器

第三章电控自动变速器的结构与工作原理一、液力变矩器

⑤锁止离合器:锁止离合器通过机械机构将泵轮与涡轮转轮相连接，使发动机产生的动力100％地传送至变速器。

锁止离合器装在涡轮转轮毂上、涡轮转轮的前端。减振弹簧在离合器接合时，吸收扭力，防止产生振动。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。3.液力变矩器的组成与工作原理⑴组成70◎锁止离合器DCC锁止离合器减震弹簧摩擦片HIVEC自动变速箱——液力变矩器71自动变速器

第三章电控自动变速器的结构与工作原理一、液力变矩器⑤锁止离合器: