汽车底盘构造课件：自动变速器

汽车底盘构造自动变速器&1自动变速器的功能和类型&4双离合器变速器&3机械式无级变速器目录&2液力机械式自动变速器&1自动变速器的功能和类型&1.1自动变速器的功能自动变速器功能：1.自动起步功能省掉了离合器踏板，起步时不需要驾驶员掌握离合器半联动及“油离配合”的技巧，驾驶踩住刹车挂好挡位松开刹车，车辆能够自动行驶；2.自动升降挡功能可根据发动机负荷和车速等工况的变化自动变换传动系统的传动比，自动进行升、降挡自动操纵式变速器；3.自动调节发动机处于经济油耗区根据车辆行驶状态采取合理的控制策略使发动机工作于经济油耗区，提高燃油经济性；&故障时具有“跛行”功能出现故障时具有“跛行”功能，以便使车辆维持一定的行驶能力返厂维修。汽车跛行模式发动机跛行回家模式自动变速箱跛行回家模式变速箱进入自我保护状态，前进档被机械锁止在某一个或两个固定的档位上，档位切换时会有较大的冲击或顿挫感。损坏的电控信号将被其它的信号或者一个常数代替，发动机可以启动和运行，但是性能会受到限制，节气门将被固定在某一个位置，踩油门踏板汽车也不能加速，或者限制发动机最高转速。&1.1自动变速器的功能&1.2自动变速器类型自动变速器类型：（1）液力机械式自动变速器(AutomaticTransmission,AT);（2）机械无级变速器(ConstantlyVariableTransmission,CVT);（3）双离合器自动变速器（DualClutchTransmission，DCT）；（4）机械有级自动变速器(AutomaticMechanicalTransmission,AMT)。&2液力机械式自动变速器(AT)1.AT的档位和AT的组成2.液力变矩器3.复合式行星齿轮机构&换挡执行机构5.液压操纵系统P—驻车AT中的离合器和制动器全部放松，动力不能输出，同时，在输出轴上的棘轮被棘爪机械地锁死在变速器壳体上，此时车辆既不能前进也不能倒退，汽车行驶中不能挂P档，挂P档时可以起动发动机；N—空档和P档类似，无动力输出，但输出轴没有机械锁死，汽车行驶中可以挂空档，空档可以起动发动机；R—倒档AT的输出轴将反向旋转，汽车倒驶，一定要在汽车停止后才能挂倒档，挂倒档时，不能起动发动机；D—前进档AT将依据车速或油门位置，自动地次高档-最高档升档（1-2、2-3）；最高档-次高档（3-2、2-1）降档；在D档位置发动机不能起动。2AT自动在1-2间升档和2-1间降档，为此，当汽车车速超100km/h时不要选择此位置；1防止AT自动进入2档及以上档位，用于汽车行驶在坏路、湿路或冰雪的道路。&2.1AT的档位和组成&2.1AT的档位和组成（1）液力变矩器，部分履行变速及增大转矩功能；（2）复合行星齿轮机构，进一步增大转矩、实施倒车及怠速下驻车；（3）液压操纵系统,根据发动机和汽车速度变化，自动换入不同档位工作。AT各部分功用？&2液力机械式自动变速器1.AT的档位和AT的组成2.液力变矩器3.复合式行星齿轮机构&换挡执行机构5.液压操纵系统&2.2液力变矩器1.液力耦合器泵轮，主动元件,刚性连接在外壳上，与曲轴一起旋转;涡轮，从动元件,连接在从动轴上。工作轮：泵轮和涡轮之间没有机械连接，而在壳体内贮有工作液，靠动液传动。泵轮与涡轮的半径相同，径向焊接了数目相同的叶片，用来传递动力。&2.2液力变矩器1.液力耦合器工作原理液力耦合器实现传动的必要条件：泵轮和涡轮之间有液体循环流动，产生液体循环流动的原因是二者存在转速差。液力耦合器工作时泵轮的转速总是大于涡轮的转速。&2.2液力变矩器1.液力耦合器工作过程：泵轮接受传来的机械能，并将其传给工作液，这时工作液的动能升高，然后再由工作液将动能传给涡轮，并由涡轮将动力输出。目前在汽车上的应用很少。&2.2液力变矩器1.液力耦合器优点：泵轮与涡轮之间允许较大的转速差，可以保证汽车的平稳起步和加速，同时衰减系统扭转振动引起的过载；可以延长传动系统的使用寿命；可以减少换档的次数，在暂时停车时可以不脱开传动系统也能维持发动机怠速运转。缺点：液力耦合器只能传递扭矩，而不能改变扭矩的大小，因此必须与变速机构一起使用；增加质量和尺寸。因为液力耦合器不能完全中断动力，因此采用定轴式变速器时，在换档时仍然需要离合器来中断动力；存在液流损失，传动效率低。&2.2液力变矩器2.液力变矩器液力变矩器作用：起到离合器的作用，传递或切断发动机与自动变速器传动机构的动力；在一定范围内变速变扭，可将发动机的动力增加2倍输出；起到飞轮的作用，使发动机运转平稳；缓冲发动机脉动带来的冲击振动；驱动液压控制系统的油泵运转。2.液力变矩器&2.2液力变矩器工作轮：&2.2液力变矩器2.液力变矩器泵轮，主动件,与发动机曲轴一起旋转；涡轮，从动件，与变速器输入轴相连；导轮，固定在不动的套管上，改变液流方向，改变扭矩。&2.2液力变矩器2.液力变矩器螺旋流将循环圆的中间流线展开一条直线，各循环圆中间流线均在同一平面展开，三个工作轮便成了三个环形平面。中间流线：将流道断面分割成面积相等的两部分的流线。&2.2液力变矩器2.液力变矩器工作原理&2液力机械式自动变速器(AT)1.AT的档位和AT的组成2.液力变矩器3.复合式行星齿轮机构&换挡执行机构5.液压操纵系统2.复合式行星齿轮机构&2.3行星齿轮机构定义：

具有两排以上行星齿轮的行星齿轮机构。原因：

单排行星齿轮机构所提供的传动比数目是有限的，为了获得较多的档数，采用两排或三排行星齿轮机构。典型类型：

（1）辛普森（Simpson）式

（2）拉威挪（Ravigneaux）式2.复合式行星齿轮机构&2.3行星齿轮机构（1）辛普森（Simpson）式两排行星齿轮机构共用一个太阳轮，前排齿圈与后排行星架连接，并作为整个行星齿轮机构的输出单元；有四个控制元件：离合器C1和C2，制动器B1和B2。离合器和制动器用来改变行星齿轮机构中各元件的相对运动关系，以实现不同挡位的传动。2.复合式行星齿轮机构&2.3行星齿轮机构（1）辛普森（Simpson）式2.复合式行星齿轮机构（2）拉威挪（Ravigneaux）式组成：大小两个太阳轮、长短两套行星轮、一个行星架、一个齿圈。两排行星齿轮机构共用一个齿圈和一个行星架。可以组成3个前进档和1个倒档的行星齿轮变速器。结构紧凑，所用构件少，相互啮合的齿较多，可传递较大转矩，但结构较复杂，传动效率略低。&2.3行星齿轮机构&2液力机械式自动变速器(AT)1.AT的档位和AT的组成2.液力变矩器3.复合式行星齿轮机构&换挡执行机构5.液压操纵系统干式离合器暴露在空气中，利用风冷散热，重量轻，效率高。湿式离合器安装在充满液压油的密闭容腔中，利用液压油驱动和散热，能传递较大扭矩，但存在液流损失。1.湿式多片离合器&2.4换挡执行机构1.湿式多片离合器&2.4换挡执行机构片式换挡制动器：钢片通过外花键安装在变速器壳体的内花键齿圈上；摩擦片通过内花键和制动鼓上的外花键齿配合。2.湿式多片制动器&2.4换挡执行机构片式制动器工作过程2.湿式多片制动器&2.4换挡执行机构&2液力机械式自动变速器(AT)1.AT的档位和AT的组成2.液力变力矩器3.复合式行星齿轮机构&换挡执行机构5.液压操纵系统&2.5液压操纵机构自动操纵——手控制阀选定后，汽车前进行驶过程中，驾驶员按行驶需要控制加速踏板，变速器根据发动机负荷和汽车行驶速度的变化，自动换入不同的档位。特点：

操纵轻便；换档过程平稳，提高舒适性；但结构复杂，工艺要求高。分类：非电控式液压操纵系统；电控式液压操纵系统。电控式非电控式控制方式采用传感器采集信号以电的形式输出，经A/D转换由ECU处理后通过电磁阀直接操控液压装置进行动作。&2.5液压操纵机构控制信号来自机械信号（车速和节气门开度），信号经过简单处理变成液压信号进行动作。&2.5液压操纵机构2.电控式液压操纵系统电控式液压操纵系统组成：1)液压操纵系统：与非电控式液压操纵系统基本相同，只是其中的负荷信息和车速信息改由传感器来收集，经过D/A转换，送入ECU处理。2)电子控制系统。&2.5液压操纵机构2.电控式液压操纵系统电子控制系统组成：传感器、电子控制单元、执行器和各种控制开关。电子控制系统作用：传感器传入电信号给ECU，ECU经过比较计算，通过电磁阀操纵液压的换挡阀去控制执行装置（换挡离合器和换挡制动器）油路，实现换挡。&2.5液压操纵机构2.非电控式和电控式AT比较在结构原理上并无差异，关键的差别在控制信息的提取、处理等方面：非电控式：控制信息来自可直接提取的机械信号，因此一般只有两个，即车速和发动机负荷(节气门开度)，信号经过简单处理变成液压信号进行动作；电控式：采用传感器采集信息以电信号的形式输出，经ECU处理后通过电磁阀再变成液压信号进行动作，可以采集更多信息。&3机械式无级变速器最常用的CVT是金属带式无级变速器（VDT-CVT）VDT-CVT组成：金属带、主动工作轮、从动工作轮、液压泵、起步离合器和控制系统等。&3机械式无级变速器（CVT）工作轮由固定部分和可动部分组成，二者之间形成V形槽，金属带在槽内与工作轮相啮合。主、从动工作轮可动部分可轴向移动，连续调节而实现无级变速传动。&3机械式无级变速器（CVT）VDT–CVTECU根据发动机转速、车速、节气门开度和换挡控制信号等，向液压控制单元发出指令，控制主、从工作轮液压油缸中的油液压力，使主、从工作轮的可动部分轴向移动，而改变金属带与工作轮之间的工作半径，实现无级自动变速传动。&3机械式无级变速器（CVT）VDT–CVT&4双离合器变速器&4双离合器变速