第1章汽车自动变速器概要.ppt

1、汽车自动变速传动,刘振军 教授,第一章 概 述第二章 液力机械自动变速系统第三章 电控机械自动变速系统第四章 无级自动变速系统第五章 双离合器自动变速系统,32学时,第一章 概 述,变速器的功用 2.变速器的组成 3.自动变速器的特点 4.自动变速器的类型,1. 变速器的功用,汽车驱动力图,发动机,变速装置,差速器,车轮,车轮,汽车行驶必备的两个基本行驶条件：驱动条件和附着条件。,2附着条件,驱动力,车速,行驶阻力,道路所能提供的最大附着力,影响汽车动力性能的参数：,1驱动条件,汽车基本行驶原理,发动机功率,驱动力,车速,行驶阻力,汽车理想驱动特性,最大坡道行驶阻力,汽车动力性,恒功率曲线,发

2、动机外特性,柴油机外特性,扭矩,功率,燃油消耗率,发动机匹配不同速比后的特性,驱动力,车速,发动机匹配不同速比后可以扩大发动机的扭矩和转速变化范围，以适应车辆动力性的需求,车轮转速= 发动机转速 / (变速比差速器主减速比),发动机万有特性,设主减速比为5：,汽车的经济性,不同档位的燃油消耗,发动机匹配不同速比后的车辆燃油经济特性,L/百公里燃油消耗率,发动机匹配不同速比后可以扩大发动机的经济工作区间，以适应车辆经济性的需求,变速器是传动系统的主要组成部分,传动系统的功用,1）变速与变矩,改变从发动机到驱动轮的传动比不同的牵引力和速度，适应外界负载与道路条件变化的需要，使发动机在最有利工况工作

3、。,2） 设置倒挡和空挡,汽车能倒退行驶，利用空档暂中断动力传递。,车速,驱动力,最高车速 最大爬坡能力 加速性能 经济性 排放 噪声 舒适性,传动系统对车辆性能的影响,直接影响,液力传动,液压传动,液力机械传动,电力传动,机械传动,传动（变速）装置,如何改变速比？,2. 变速器的组成,i12=n1/n2= z2/z1= M2/M1,齿轮传动,定轴齿轮传动,变速装置,同步器 接合套,齿轮传动特点,优点：效率高、简单、可靠、传动精度高 。 缺点：单点啮合、 定速比传动。,与手动变速器相比，自动变速器具有下列特点： 优点 自动变速，连续变矩，换档时动力不中断； 路况适应性，操纵方便，安全舒适； 动

4、载荷小，机件寿命长。 缺点 结构复杂，价格高，油耗高，维修难。,3. 自动变速器的特点,自动变速器的组成,变速装置,换档装置,操纵装置,控制装置,其他部件： 润滑装置 密封装置 散热装置 箱体,4. 自动变速器的类型,按传动比变化方式分,1）有级式自动变速器：又称电控机构式自动变速器AMT。 2）无级式自动变速器：如液力式、电力式、金属带式CVT。 3）综合式自动变速器：一般指液力机械式自动变速器AT。 4） 双离合器自动变速器：DCT,AT/CVT/DCT/AMT 自动变速器四大技术解析,AT,特性：AT的英文全称是automatic transmission，由液力变矩器、行星齿轮和液压操

5、纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。其中液力变矩器是AT最重要的部件，它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成，兼有传递扭矩和离合的作用。因此AT也称为液力自动变速器。,优点：免除了手动变速器繁杂的换档和脚踩离合器踏板的频繁操作，使开车变得简单、省力，而且经过多年发展，AT的生产成本已经相当低。当前AT的挡位越来越多，从以前的4AT发展到现在的8AT，随之改变的是换挡速度和舒适性的提升以及油耗的改善。 缺点：对速度变化反应较慢，换挡顿挫感明显，相对耗油等。虽然档位增加（齿轮增加）可以减轻AT的天生缺陷，不过，档位的增多也意味着体积和重量的增大，因此AT在未来档位增加上还是有一定局限性

6、。 发展前景：目前绝大部分自动档车型都是采用AT，国内主流AT车型都是5速AT，4AT的车型越来越少，有部分中级车和中高档车搭载6速甚至7速AT、8速AT。可以预见，随着生产成本降低，更多挡位的AT将被装配到更多车型上，而且由于技术成熟和成本优势，AT在未来很长时间里都将是自动挡车型的主流技术。 代表车型：80%的自动挡车型,CVT,特性：CVT的英文全称是Continuous Variable Transmission，直接翻译就是连续可变传动，顾名思义就是没有明确具体的挡位，操作上类似自动变速箱，但是速比的变化却不同于自动变速箱的跳挡过程，而是连续的，CVT采用传动带和可变槽宽的带轮进行动

7、力传递，即当带轮变化槽宽时，相应改变驱动轮与从动轮上传动带的接触半径进行变速，传动带一般用皮带、金属带和金属链等。,优点：CVT由于没有了一般自动挡变速箱的传动齿轮，也就没有了自动挡变速箱的换挡过程，由此带来的换挡顿挫感也随之消失，因此CVT变速箱的动力输出是线性的，在实际驾驶中非常平顺。CVT的传动系统理论上挡位可以无限多，挡位设定更为自由，传统传动系统中的齿轮比、速比以及性能、耗油、废气排放的平衡，都更容易达到，CVT还有重量轻、体积小、零件少的优点。 缺点：相比传统自动挡变速箱，CVT变速箱制造成本要略高，并且如果操作不当的话，出问题的概率较高。目前CVT变速箱很多情况下还无法维修只能整

8、体更换。CVT的传动的钢制皮带能够承受的力量有限，一般而言3.0L排量或者300牛米以上的扭矩是它的上限，不过随着技术的不断发展，已经打破了这个上限，但是由于构造原理和机械磨损的不可逆行，钢制皮带的使用寿命始终无法完美的解决，尤其是在用户喜欢激情驾驶的情况下，可靠性得不到充分的保证。,发展前景：CVT技术的发展，已经有了一百多年的历史，德国奔驰公司是在汽车上采用CVT技术的鼻祖，博世是最新CVT变速器的发明和生产者。目前博世已与北汽签订CVT项目战略合作协议，加大对中国本土企业的技术转让力度，帮助中国自主品牌开发自己的CVT变速箱，以此来提高CVT关键技术对博世的采购量，从而推动国内CVT变速

9、器市场的快速发展。据悉，通过采取一系列成本控制手段，博世性能更为优异的第二代CVT变速器生产成本有望不升反降。博世将利用CVT在国外小排量汽车和混合动力车型上的应用经验，结合当前中国市场实际需求，推进上述两个方面的技术在中国地区的应用。 代表车型：在中国市场上应用CVT最多的整车企业主要是东风日产和本田，在轩逸、逍客、新天籁以及思域混合动力等车型上都有CVT，名爵的MG3 SW 1.8L、奇瑞旗云、奥迪A6L/A4L的Multitronic都是采用CVT技术。,DCT,特性：DCT的英文全称是double clutch transmission，中文意思是双离合器变速箱，大众对该技术应用较早，

10、也比较广泛，而且把其称为DSG（Direct-Shift Gearbox）。其实除了这两种叫法还有很多，比如三菱的SST，保时捷叫PDK，宝马叫DKG、福特、沃尔沃的Powershift，奥迪的S-Tronic等等。 DCT分湿式和干式两种，湿式用的变速箱油比较多，体积较大，可以承受较大的扭力，干式用的变速箱油较少，体积更小，更紧凑，效率更高，适合小型车，但能承受的扭力不如湿式大。,优点：DCT在效率和成本上都显示出许多优势，与传统的自动变速器相比，换挡的舒适性更高，而且能满足消费者对驾驶运动感和车辆节油的双重要求。同时，双离合器的使用，可以使变速器同时有两个挡位啮合，换挡速度不到0.2秒，比

11、专业车手的手动变速还快。从技术角度上DCT对所有档次的车都非常适合，比其他变速器具有更高的燃油经济性。 缺点：目前DCT变速箱面临的主要问题是制造加工的精度要求很高，导致成本也相当较高。另外，DCT依靠离合器来传递动力，在城市路况下，司机通常要在较慢的速度下驾驶车辆，此时DCT的离合器经常处于半离合状态，在较拥堵的城市路况下，长时间处于半离合状态的离合器容易过热，因此温度传感器会感知温度过高，从而使变速器停机。目前已知的DSG变速器停机案例多半发生在市区行驶过程中。,发展前景：DSG双离合器变速箱以大众集团为首的欧洲车系主推。由于大众和一汽、上汽的合作，在我国拥有广泛的市场基础，由此DCT变速

12、箱拥有广阔的推广平台。除了大众系车型大力普及DCT外，目前国内政策支持明显偏向DCT，2008年底，在国家发改委推动下，由12家(一汽、上汽、东风、长安、奇瑞、华晨、江淮、长丰、吉利、广汽、中顺、长城)中国车企联合成立的中发联实业有限公司，联合全球顶级自动变速器企业博格华纳成立合资公司，生产和开发双离合器自动变速器中的核心产品：双离合器模块、扭振减震器模块和控制模块。博格华纳相关人士预计，到2020年，中发联的12家股东厂商生产的自动挡车型中，将有80%采用DCT变速器。 代表车型：除了大众的车型外，国产车型方面，主要是沃尔沃S40 2.0L Powershift，福特的新一代福克斯和嘉年华也

13、有望搭载DCT变速器，进口车方面，保时捷Panamera、宝马M3、法拉利、三菱EVO、日产GT-R、奔驰部分AMG车型都采用DCT技术。,AMT,特性：AMT的英文全称是automated mechanical transmission，中文意思是机械式自动变速箱。AMT可以看成是自动的手动变速箱，AMT变速箱是在通常的手动变速箱和离合器上配备一套电子控制的液压操纵系统，以达到自动切换挡位目的。AMT核心技术是微机系统，电子技术及质量将直接决定AMT的性能与运行质量。,优点：AMT在性价比、节能环保等方面堪与AT、CVT产品媲美，而且解决了手动挡车的驾驶乐趣和自动挡车的安全省事的矛盾，AMT

14、变速器四类自动变速器中，技术难度相对较低，由于实质上还是手动变速箱，AMT在省油方面也继续了手动挡的优势。 缺点：在行车过程中，AMT因挡位变动引起的顿挫感较强，舒适性较差，换挡过程中有可能出现动力中断。,发展前景：在国内乘用车当中，AMT目前只应用于一些A0级别的车型，AMT在商用车上的普及速度比乘用车快。虽然AMT能在现生产的手动波基础上进行改造，生产继承性好，投入的费用也较低，容易被生产厂接受，但目前大部分厂家都有自己的AT供应商，加上AMT的舒适性和传动效率一般，AMT局限应用在经济型轿车之上，推广难度较大。,代表车型：奇瑞QQ、威志、两厢新赛欧。,据预测，2013年欧洲变速器市场上，配备手动变速器(MT)的汽车将占52%，配备手动自动变速器(AMT)的将占10%，配备无级变速器(CVT)的将占2%，配备双离合器变速器(DCT)的将占16%，配备自动变速器(AT)的将占20%。另有报告显示，在重型卡车和商用车上，自动变速器的比例也在增加。从1996年到2006年的10年里，重卡中自动变速器的比例已经从5%上升到18%。,目前国内乘用车中手、自动挡的比例是64，在高档乘用车上装配自动变速器的比例为89%，中档和经济型家庭乘用车的比例