第九章 汽车自动变速器

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1、第 9 章 汽车自动变速器主要内容n自动变速器的组成与工作原理 n自动变速器行星齿轮系统 n自动变速器的液压控制系统 n自动变速器的电子控制系统 n自动变速器的使用、故障自诊断与试验 9.1 自动变速器的组成与工作原理 一、概述一、概述自动操纵式变速器可根据和等工况的变化自动变换传动系统的传动比，使汽车获得良好的动力性和燃油经济性，同时有效减少发动机排放污染，显著提高车辆行驶的安全性、乘坐舒适性和操纵轻便性。二、自动变速器的分类二、自动变速器的分类n按传动比变化的方式分，主要有：有级式自动变速器、无级式自动变速器以及综合式自动变速器。 n综合式自动变速器通常所指的是液力自动变速器，简称AT，是

2、本书讲述的重点。 1.有级式自动变速器有级式自动变速器简称简称AMT。电控机械式自动变速器AMT的基本控制原理 2.无级式自动变速器无级式自动变速器简称简称CVTCVT传动原理图 1主动轴 2主动轮 3V形钢带 4从动轮扭矩从发动机 输入到主动轮扭矩从从动轮输出到车轮低速档速比超速档速比3.综合式自动变速器综合式自动变速器 简称AT。液压控制系统液力变矩器齿轮变速机构制动器离合器三、自动变速器的组成与工作原理三、自动变速器的组成与工作原理n换档控制系统主要有控制参数信号发生系统、换档控制系统、换档执行机构等组成。自动换档系统工作流程简图n控制参数信号发生系统：控制参数信号发生系统：节气门位置信

3、号与车速信号，驾驶员控制的手动变速杆的位置信号、发动机转速与油温信号、变速器油温信号等等。 n换档执行机构换档执行机构主要指：换档离合器、制动器、单向离合器等，其功能是接受控制器指令具体完成挡位的变换。n换档控制系统换档控制系统的主要工作是：在给定手动换档位置信号后，接受来自节气门位置、车速及手动换档传感元件所传来的信号，进行比较和处理，选择最佳的换档规律，发出换档指令至换档执行机构。自动变速器的换档控制系统 图9-4 液控液压式自动换档系统工作简图 1节气门阀 2换档阀 3液力变矩器 4变速机构 5速控阀图9-5 电控液压式自动换档系统工作简图1自动变速器ECU 2节气门位置传感器 3换档电

4、磁阀A4液力变矩器 5变速机构 6车速传感器 7换档阀 8换档电磁阀B自动变速器的换档控制系统 电控液压式自动变速器的优点：电控液压式自动变速器的优点：1)计算机能够存储与处理多种换挡规律以及其他多种数据，可以按车辆的行驶需要，对自动换挡过程实现更合理、更复杂、更精确、更快速的控制，从而使车辆获得更理想的燃料经济性和动力性。2)可大大简化液压系统，从而使结构紧凑、重量轻。3)与整车其他电子控制系统(如发动机控制、巡航控制等)比较，该系统兼容性好，并具有自我故障诊断、失效保护等功能。4)自动换挡系统变更换挡规律或参数时，只需改变控制程序和某些电子元件的型号规格就能达到要求，所以适应性强，开发周期

5、短，有利于系列化生产。 Z1Z2Z3n1n2n3 9.2 9.2 自动变速器行星齿轮系统自动变速器行星齿轮系统 图9-6单排行星齿轮机构及作用力示意图1太阳轮2齿圈3行星架4行星轮n有以下四种传动情况：增速减扭传动减速增扭传动直接传动自由转动，动力无法传递减速传动1-太阳轮，n1=（1+) n3 ；-行星架；-齿圈，n2=0 。i n采用这种方案传动时，是一种减速增扭传动。 1131nni1131nni-齿圈；-行星架；-太阳轮，n1=0； 。i n采用这种方案传动时，是一种减速增扭传动。 1131nni减速传动2-太阳轮 ；-齿圈 ；-行星架 ，n3=0。i n此式的负号“”表示齿圈的转动方

6、向与太阳轮转向相反，即为倒挡。但其绝对值大于1，故仍为一种减速增扭传动。 减速传动321nni增速传动1-行星架， n1=0；-齿圈；-太阳轮。i 1123nni增速传动2-行星架，n1=（1+) n3 ；-太阳轮；-齿圈，n2=0 。i n此传动方案也是一种增速减扭传动，但其增速比大于前一种方案。11113nni增速传动3-齿圈；-太阳轮；-行星架，n3=0 。i n“”号表明，被动件太阳轮转动方向与齿圈相反，且是一种增速减扭传动，是一种升速的倒转。112nni直接传动 当太阳轮、齿圈和行星架三元件中，任二个元件连成一体转动时，则第三个元件必然与前二者转速相同，即传动比i1。自由转动 若所有

7、元件均不受约束，则行星齿轮机构失去传动作用。此种状态相当于空档。 表9-1单排行星齿轮机构传动情况序号太阳轮行星齿轮架齿圈传动比i挡 位 说 明1主动件从动件固定件=1+减速增距，前进挡，低挡2固定件从动件主动件=（1+）/减速增距，前进挡，高挡3主动件固定件从动件=-减速增矩，倒挡4固定件主动件从动件=/（1+）超速传动，前进挡5从动件主动件固定件=1/（1+）超速传动，前进挡6从动件固定件主动件=1/增速减矩，倒挡7三元件任何两个连成一体第三元件与前两个转速相等直接传动直接挡8三元件都不受约束自由转动无法传递动力2.行星齿轮机构的执行机构 离合器制动器单向离合器n离合器离合器通常采用圆盘式

8、多片湿式离合器。前传动轴及离合器鼓前传动轴及离合器鼓活塞活塞O O形密封圈形密封圈回位弹簧回位弹簧弹簧座弹簧座钢片钢片卡环卡环摩擦片摩擦片推力轴承推力轴承离合器花键毂离合器花键毂卡环卡环推力轴承推力轴承卡环卡环活塞活塞弹簧弹簧弹簧座弹簧座钢片钢片摩擦片摩擦片离合器毂离合器毂n制动器制动器最常见的有两种型式：盘式制动器和带式制动器。盘式制动器结构和工作原理同湿式多片离合器。转鼓转鼓制动带制动带调整螺钉调整螺钉壳体壳体弹簧弹簧活塞活塞推杆推杆带式制动器的工作原理内座圈内座圈外座圈外座圈锁止状态锁止状态自由状态自由状态单向离合器单向离合器内座圈内座圈外座圈外座圈滚子滚子弹簧弹簧自由状态自由状态锁止状

9、态锁止状态楔块式单向离合器楔块式单向离合器 滚柱式单向离合器滚柱式单向离合器 BCA楔块楔块单向离合器使某元件按一定方向旋转，在另一方向锁止。单向离合器有滚柱斜槽式和楔块式。ABC3、典型、典型行星齿轮式自动变速器行星齿轮式自动变速器n复合式行星齿轮机构一般有两种形式：辛普森式拉挪威式辛普森式行星齿轮变速器l结构特点：结构特点：前后两个行星排的齿轮参数完全相同；前后两个太阳轮连成一体，即共用太阳轮。称为前后太阳轮组件；前行星架与后齿圈相连并做为输出轴；前齿圈和太阳轮通常做为输入轴。前齿圈前齿圈前后太阳前后太阳轮组件轮组件前行星轮前行星轮后行星轮后行星轮后行星架后行星架前行星架和前行星架和后齿圈

10、组件后齿圈组件l结构特点：结构特点：两行星排共用行星架和齿圈；小太阳轮、短行星轮、长行星轮、行星架及齿圈组成双行星轮系行星排；大太阳轮、长行星轮、行星架及齿圈组成一个单行星轮系行星排；有四个独立元件：小太阳轮、大太阳轮、行星架和齿圈；两套行星轮互相啮合。拉维娜式行星齿轮变速器小太阳轮小太阳轮大太阳轮大太阳轮行星架行星架短行星轮短行星轮长行星轮长行星轮齿圈齿圈小太阳轮小太阳轮行星架行星架短行星轮短行星轮大太阳轮大太阳轮长行星轮长行星轮齿圈齿圈典型行星齿轮式自动变速器 112111023459687B0B3B2B1C0F0F1F2C1C2丰田A341E自动变速器行星齿轮变速系统 输入轴输入轴 超速

11、排太阳轮超速排太阳轮 超速排齿圈超速排齿圈 前传动轴前传动轴 后传动轴后传动轴 太阳轮太阳轮 前排齿圈前排齿圈 后排齿圈后排齿圈 输出轴输出轴 后排行星架后排行星架 前排行星架前排行星架 超速排行星架超速排行星架 手柄位置手柄位置 挡位挡位 C0 C1C2B0B1B2B3F0F1F2发动机制动发动机制动P 驻车挡驻车挡 R 倒档倒档 N 空挡空挡 D 1 1挡挡 2 2挡挡 3 3挡挡 O/DO/D挡挡 21 1挡挡 2 2挡挡 L1 1挡挡 A341E型自动变速器各挡位与换挡执行元件的工作情况对照表 n丰田A341E自动变速器D位1挡传动路线图 n1档：C0 、C1接合，F0、 F2锁止；n