任务一 自动变速器概述,1.自动变速器的特点,1、驾驶操作简单舒适，提高行车安全性 2、因采用液力传动，发动机和传动系是弹性连接，能缓和冲击，提高发动机和传动系寿命 3、在合适时机自动换挡，提高汽车的动力性和经济性，降低排放污染 4、不易熄火,2.自动变速器的分类,按控制原理分为液压控制式和电子控制式。 按传动方式分为 普通齿轮型自动变速器(AMT) 行星齿轮型自动变速器(AT) 无级式自动变速器(CVT) 双离合自动变速器(DSG) 按驱动方式分为FR车和FF车自动变速器。,2.自动变速器的分类,FF车用自动变速器,FR车用自动变速器,3.自动变速器的组成,变矩器(或偶合器） 行星齿轮机构 液压控制系统 电子控制系统,任务二 液力变矩器,1.液力变矩器构造,组成：泵轮、导轮、涡轮及外壳。 材料：用铝合金精密铸造，或用钢板冲压而成。 结构：泵轮与涡轮相对安装，导轮装于两者之间，三者之间都保持一定间隙，相互之间没有机械联系，并且装合后，轴向断面构成环状空腔，称为循环圆；泵轮随壳体固定在曲轴后端凸缘上，为主动部分，涡轮通过输出轴与传动系相连，为从动部分，导轮安装在固定套筒上，在导轮与固定套筒之间装有单向离合器，固定套筒与壳体刚性连为一体。,1.液力变矩器构造,1.液力变矩器构造,2.液力变矩器工作原理,2.液力变矩器工作原理,涡轮的扭矩为什么得到了增加？ Mw = Mb + Md,2.液力变矩器工作原理,2.液力变矩器工作原理,导轮何时起作用，何时不起作用？ 随涡轮转速的不断增大，涡轮出口处的液流的牵连速度相应的增大，液流冲击导轮叶片的作用逐渐减小，当达到某一数值时，液流不再对导轮叶片产生冲击作用，此时Mw = Mb ；若涡轮转速的进一步增大，液流对导轮叶片背部产生冲击作用，导轮开始自由转动。,3.液力变矩器性能指标,转矩比（K）涡轮输出转矩/泵轮输出转矩 Mw / Mb 转速比（i）涡轮转速/泵轮转速= nw/nB1 传动效率（）涡轮轴输出功率/泵轮轴输出功率,4.单向离合器,滚柱型单向离合器 楔块型单向离合器,4.1 滚柱型单向离合器,4.2楔块型单向离合器,5.锁止离合器,由于进入偶合工况后，由于没有增扭作用，涡轮得到的扭矩应是曲轴的输出扭矩，但实际过程中，并没有100传递动力，使燃油经济性下降。 于是在液力变矩器中设置锁止离合器使其在高速工况下，用机械方式连接泵轮和涡轮。,5.1 锁止离合器结构,5.2锁止离合器工作原理,5.2 锁止离合器工作原理,任务三 齿轮变速系统,1.概述,分类：平行轴式和行星齿轮式。 功能：速比可变、转向可逆、中断动力。 工作情况：由若干齿轮组（一般为常啮合齿轮）形成前进档和倒档，配之相应档位离合器及其执行机构等组成；液压操纵系统根据车速、负荷及驾驶员的意愿，利用各种液压控制阀及其执行机构来实现档位的变换。,2.行星齿轮变速系统,单排行星齿轮变速系统 复合式行星齿轮变速系统 典型自动变速器齿轮变速系统,2.1单排行星齿轮变速系统,组成：太阳轮、行星轮、行星轮架和齿圈。,（三）齿轮变速机构,1单排行星齿轮变速机构,1太阳轮 2齿圈 3行星架 4行星轮,（三）齿轮变速机构,1单排行星齿轮变速机构 单排行星齿轮机构运动规律： n1 + n2 (1 + )n3 = 0 式中，n1为太阳轮转速； n2为齿圈转速； n3为行星架转速； 为齿圈齿数z2与太阳轮齿数z1之比，即 = z2/z1，且1。,（三）齿轮变速机构,1单排行星齿轮变速机构 齿圈为主动件（输入），行星架为从动件（输出），太阳轮固定，此时，n1 = 0，则传动比i23为 i23 = n2/n3 = 1 + 1/1 传动比大于1，说明为减速传动，可以作为降速挡,（三）齿轮变速机构,1单排行星齿轮变速机构 行星架为主动件（输入），齿圈为从动件（输出），太阳轮固定，此时，n1 = 0，则传动比i32为 i32 = n3/n2 = /(1 + ) 1 传动比大于1，说明为减速传动，可以作为降速挡,（三）齿轮变速机构,1单排行星齿轮变速机构 行星架为主动件（输入），齿圈为从动件（输出），太阳轮固定，此时，n1 = 0，则传动比i32为 i32 = n3/n2 = /(1 + ) 1 传动比小于1，说明为增速传动，可以作为超速挡。,（三）齿轮变速机构,1单排行星齿轮变速机构 行星架为主动件（输入），太阳轮为从动件（输出），齿圈固定，此时，n2 = 0，则传动比i31为 i31 = n3/n1 = 1/（1 + ）1 传动比小于1，说明为增速传动，可以作为超速挡。,（三）齿轮变速机构,1单排行星齿轮变速机构 太阳轮为主动件（输入），齿圈为从动件（输出），行星架固定，此时，n3 = 0，则传动比i12为 i12 = n1/n2 = 由于传动比为负值，说明主从动件的旋转方向相反；又由于|i12|1，说明为增速传动，可以作为倒挡。,（三）齿轮变速机构,1单排行星齿轮变速机构 太阳轮为主动件（输入），齿圈为从动件（输出），行星架固定，此时，n3 = 0，则传动比i12为 i12 = n1/n2 = 由于传动比为负值，说明主从动件的旋转方向相反；又由于|i12|1，说明为增速传动，可以作为倒挡。,（三）齿轮变速机构,1单排行星齿轮变速机构 若使太阳轮、齿圈和行星架3个元件中的任何2个元件连为一体转动，则另一个元件的转速必然与前二者等速同向，即传动比i = 1。这种传动方式用于变速器的直接挡传动。 如果太阳轮、齿圈和行星架3个元件没有任何约束，则各元件的运动是不确定的，此时为空挡。,3.复合式行星齿轮变速系统,辛普森式齿轮机构 拉维纳式齿轮机构,3.1辛普森式齿轮机构,3.2拉维纳式齿轮机构,4.平行轴式齿轮变速系统,5 换挡执行元件,1离合器 功用:是连接轴和行星齿轮机构中的元件或是连接行星齿轮机构中的不同元件 结构:主要由离合器鼓、花键毂、活塞、主动摩擦片、从动钢片、回位弹簧等组成,5 换挡执行元件,1离合器 工作原理,5 换挡执行元件,1离合器 带单向安全阀的离合器,5 换挡执行元件,2制动器 功用:固定行星齿轮机构中的元件，防止其转动 带式制动器结构:由制动带和控制油缸等组成,5 换挡执行元件,2制动器 工作原理,5 换挡执行元件,3单向离合器 单向离合器的作用是使某元件只能按一定方向旋转，在另一个方向上锁止。 常见的单向离合器有楔块式和滚柱式两种结构形式。,任务四 换挡控制系统,自动变速器换挡控制系统由动力源、执行机构和控制机构组成。前两部分都为液压式，故整个换挡控制系统可按控制机构的形式分为液控液压式、电控液压式、电子控制式三种。下面介绍电控液压式控制系统。目前绝大部分自动变速器控制系统采用电子控制辅助液压系统完成自动变速器的升挡或降挡以及调节油压。电子控制系统包括传感器、电子控制单元（ECU）控制开关和执行器等组成，如图10-31所示。,1.传感器和控制开关 （1）节气门位置传感器：节气门位置传感器安装在节气门体上，用于检测节气门开度的大小，并将数据传送给电脑，电脑根据此信号判断发动机负荷，从而控制自动变速器的换档、调节主油压和对锁止离合器控制。 （2）车速传感器 车速传感器用于检测自动变速器输出轴转速，自动变速器ECU根据车速传感器输入的信号计算出车速，并以此信号控制自动变速器的换档和锁止离合器的锁止。,（3）液压油温度传感器：它是一个具有负温度系数的可变电阻。当液压油温度变化时，电阻发生变化，电信号也发生变化，电子控制单元根据变化的电信号可测出液压油的温度。 （4）控制开关：包括： 1）空档起动开关。空档起动开关有两个功用，一是给自动变速器ECU提供档位信息，二是保证只有选档杆置于P或N位才能起动发动机。 2）自动跳合（又称降挡）开关。用来检测加速踏板踩下是否超过节气门全开位置。当节气门全开位置时，自动跳合开关便接通，并将电信号输送给电控单元（ECU）。ECU按设定的换挡程序控制换挡，并将变速器自动降低一档，以提高汽车的加速性能。 3）制动灯开关。自动变速器ECU通过制动灯开关检测是否踩下制动踏板，如果踩下制动踏板，ECU会取消锁止离合器的工作。,4）超速挡开关。当超速挡开关打开后，超速挡控制电路被接通，此时若选挡操纵手柄位于“D”挡位时，自动变速器可随着车速的升高而升挡，直到升入最高挡（即超速挡）。关闭此开关后，超速挡控制电路被切断，仪表盘上的“O/D OFF”指示灯亮，此时随着车速的升高而升挡时，自动变速器最高只能升入超速挡的前一位，而不能升入超速挡。 5）模式选择开关。是供驾驶员选择所需要的行驶或换档模式的开关。大部分车型都具有常规模式（N或NORM）和动力模式（P或PWR），有些车型还有经济模式（E或ECO）。自动变速器ECU根据所选择的行驶模式执行不同的换档程序，控制换档和锁止正时。如选择动力模式，自动变速器会推迟升档，以提高动力性，而选择经济模式，自动变速器会提前升档，以提高经济性，常规模式介于二者之间。 电控单元（ECU）根据传感器传来的电信号（车速和发动机负荷等参数转变的电信号），按照设定的换挡程序对这些信号进行比较计算，作出是否需要换档的判断，当需要换档时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等）的油路，实现换挡。,2.指令的执行 执行器接到电控单元的指令，按照换挡程序中的要求执行换挡任务。执行器是指电子控制系统中的各种电磁阀。常用的电磁阀有开关电磁阀和脉冲式电磁阀两种。 在电子控制自动操纵系统中，由于换挡阀的工作完全由电磁阀控制，所以将换挡阀称为电液式换挡阀，其控制方式有加压控制和泄压控制两种。所谓加压控制，是指通过开启和关闭换挡阀控制油路的进油孔来控制换档阀的工作；所谓泄压控制，是指通过开启和关闭换挡阀控制油路的泄油孔来控制换档阀的工作。,