《汽車自動(dòng)變速器B》PPT課件

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1、第二講 汽車自動(dòng)變速,汽車自動(dòng)變速的優(yōu)點(diǎn)： （1）有更好的駕駛性能： 自動(dòng)變速解決最佳燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性的問題，推進(jìn)非職業(yè)駕駛的進(jìn)程 （2）良好的行駛性能： 通過液壓和電子操作，減輕沖擊和動(dòng)載荷。換檔平穩(wěn)和快速，改善了汽車的舒適性 （3）提高行車安全性：自動(dòng)換檔消除人為操作的技術(shù)因素和人的疲勞帶來的安全問題 （4）降低廢氣的排放： 發(fā)動(dòng)機(jī)常處于經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速區(qū)運(yùn)轉(zhuǎn)，減低了廢氣的排放,,第二講 汽車自動(dòng)變速,汽車自動(dòng)變速的種類： （1）有級(jí)式機(jī)械自動(dòng)變速（AMT)：傳統(tǒng)有級(jí)變速器加自動(dòng)換檔變速 （2）液力機(jī)械傳動(dòng)自動(dòng)變速(AT)：液力變矩器、有級(jí)行星齒輪傳動(dòng)、液壓或電子控制自動(dòng)換檔操縱機(jī)構(gòu) （3）機(jī)械

2、式無級(jí)自動(dòng)變速(CVT)：變節(jié)圓傳動(dòng)（帶式和鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)）、摩擦傳動(dòng) （4）全液壓自動(dòng)無級(jí)傳動(dòng) （5）電氣傳動(dòng)變速,,第二講 汽車自動(dòng)變速,（1）有級(jí)式機(jī)械自動(dòng)變速(AMT)： 傳統(tǒng)有級(jí)變速器、自動(dòng)離合器、選檔和換檔液壓操縱機(jī)構(gòu)、電子控制裝置。 既有自動(dòng)變速的優(yōu)點(diǎn)，又有普通齒輪傳動(dòng)變速器的價(jià)格低和效率高的優(yōu)點(diǎn)。目前不普遍，但有發(fā)展?jié)摿?,傳統(tǒng)的變速器,,手動(dòng)換檔操縱機(jī)構(gòu),,,液壓變擋執(zhí)行機(jī)構(gòu),,,第二講 汽車自動(dòng)變速,汽車自動(dòng)變速的種類： （2）液力機(jī)械傳動(dòng)自動(dòng)變速(AT)： 液力變矩器、有級(jí)行星齒輪傳動(dòng)、液壓或電子控制自動(dòng)換檔操縱機(jī)構(gòu)。 行星齒輪借助摩擦離合器和制動(dòng)器等換檔變速，

3、液力變矩器在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速和消除換檔變速?zèng)_擊。變速器總傳動(dòng)比為液力變矩器的變矩系數(shù)和機(jī)械變速器傳動(dòng)比的乘積，部分無級(jí)變速 。 傳動(dòng)效率低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和成本高,,,,第二講 汽車自動(dòng)變速,汽車自動(dòng)變速的種類： （3）機(jī)械式無級(jí)自動(dòng)變速(CVT)： 從變速范圍、比功率、使用壽命和可靠性以及制造成本等方面看，變節(jié)圓傳動(dòng)（帶式和鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)）是現(xiàn)代轎車的最佳。最具代表性：v形金屬傳動(dòng)帶。 Ford和FiaT裝備于1.11.6L轎車； Honda Civic 1.6L和Audi A6（金屬鏈）也裝備這類裝置。,,,,第二講 汽車自動(dòng)變速,汽車自動(dòng)變速的種類： （4）全液壓自動(dòng)無級(jí)傳動(dòng)：

4、 采用液壓容積調(diào)速的原理，利用液壓泵和液壓馬達(dá)構(gòu)成的無級(jí)調(diào)速。 變速范圍大，變速平穩(wěn)、減少?zèng)_擊和振動(dòng)，適用于工程機(jī)械，傳動(dòng)效率低，一般汽車上應(yīng)用少。,,第二講 汽車自動(dòng)變速,汽車自動(dòng)變速的種類： （5）電氣傳動(dòng)變速： 沒有機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速。 有多種方案：直流發(fā)電機(jī)直流驅(qū)動(dòng)；交流發(fā)電機(jī)直流變頻（整流、逆變）交流驅(qū)動(dòng),,第二講 汽車自動(dòng)變速,汽車自動(dòng)變速的不足： （1) 普遍存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度和成本高，維修難度大。 （2）效率不夠高,,第四章 液力機(jī)械傳動(dòng)自動(dòng)變速(AT),液力機(jī)械傳動(dòng)自動(dòng)變速(AT)： 液力變矩器、有級(jí)行星齒輪傳動(dòng)、液壓或電子控制自動(dòng)換檔操縱機(jī)構(gòu)。

5、 行星齒輪借助摩擦離合器和制動(dòng)器等換檔變速，液力變矩器在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速和消除換檔變速?zèng)_擊。變速器總傳動(dòng)比為液力變矩器的變矩系數(shù)和機(jī)械變速器傳動(dòng)比的乘積，部分無級(jí)變速 。 傳動(dòng)效率低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和成本高,,,,第四章 液力機(jī)械傳動(dòng)自動(dòng)變速(AT),4.1 液力偶合器 1、結(jié)構(gòu)原理,,,4.1 液力偶合器,2 、特性曲線 渦輪與泵輪的轉(zhuǎn)速比等于偶合器的傳動(dòng)效率。 渦輪轉(zhuǎn)速總是小于泵輪轉(zhuǎn)速。,4.1 液力偶合器,3、應(yīng)用特點(diǎn) 偶合器只傳遞轉(zhuǎn)矩，不改變轉(zhuǎn)矩的大小。相當(dāng)一個(gè)聯(lián)軸器。沒有變速功能。,4.1 液力偶合器,4、優(yōu)點(diǎn) 起步和加速平穩(wěn)，衰減傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)，防止系統(tǒng)過載

6、。 5、缺點(diǎn)及改進(jìn) 停車時(shí)需要完全制動(dòng)，否則會(huì)爬行。 換檔還需要換檔離合器； 沒有變速功能 傳遞載荷大時(shí)，有較大的滑動(dòng)損失。增加鎖止機(jī)構(gòu)提高傳動(dòng)效率。,,,4.2 液力變矩器,1、結(jié)構(gòu)及工作原理 可動(dòng)渦輪和泵輪、固定不動(dòng)的導(dǎo)輪等三個(gè)基本元件,,,4.2 液力變矩器,渦輪轉(zhuǎn)矩等于泵輪轉(zhuǎn)矩加導(dǎo)輪轉(zhuǎn)矩之和,4.2 液力變矩器,2、特性曲線 渦輪轉(zhuǎn)矩隨渦輪轉(zhuǎn)速變化自動(dòng)改變，轉(zhuǎn)速低輸出轉(zhuǎn)矩增加（比泵輪輸入轉(zhuǎn)矩大）；最高效率為90%,4.2 液力變矩器,3、三元件綜合式液力變矩器（導(dǎo)輪帶單向超越離合器） 渦輪轉(zhuǎn)速足夠高后，三元液力變矩器退化為兩元液力耦合器。,,,4.2 液力變矩

7、器,3、三元件綜合式液力變矩器 圖中K為液力變矩器的輸出轉(zhuǎn)矩與輸入轉(zhuǎn)矩之比，也叫變矩系 數(shù)。K=1點(diǎn)以后綜合式變矩器進(jìn)入偶合器工況。,4.2 液力變矩器,4、閉鎖式液力變矩器 為提高效率，結(jié)合液力和機(jī)械各自的優(yōu)點(diǎn)。如在平坦的高速公路上液力變矩器的效率低，可鎖止液力變矩器，直接機(jī)械傳動(dòng)。,4.2 液力變矩器,閉鎖式液力變矩器的操作,4.3 行星齒輪變速機(jī)構(gòu),1、行星齒輪機(jī)構(gòu)原理,4.3 行星齒輪變速機(jī)構(gòu),1、行星齒輪機(jī)構(gòu)原理 n1,z1和R1為太陽輪的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑； n2,z2和R2為齒圈的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑； N3為行星輪的轉(zhuǎn)速。,,4.3 行星齒輪變速機(jī)構(gòu),1、行星齒輪機(jī)構(gòu)原理 n

8、1,z1和R1為太陽輪的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑； n2,z2和R2為齒圈的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑； N3為行星輪的轉(zhuǎn)速。 （1）減速擋：,,,4.3 行星齒輪變速機(jī)構(gòu),1、行星齒輪機(jī)構(gòu)原理 n1,z1和R1為太陽輪的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑； n2,z2和R2為齒圈的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑； N3為行星輪的轉(zhuǎn)速。 （2）超速擋：,,,4.3 行星齒輪變速機(jī)構(gòu),1、行星齒輪機(jī)構(gòu)原理 n1,z1和R1為太陽輪的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑； n2,z2和R2為齒圈的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑； N3為行星輪的轉(zhuǎn)速。 （3）倒檔：,,,4.3 行星齒輪變速機(jī)構(gòu),1、行星齒輪機(jī)構(gòu)原理 n1,z1和R1為太陽輪的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑； n2,z2和R2為

9、齒圈的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑； N3為行星輪的轉(zhuǎn)速。 （4）直接擋：任意鎖定行星機(jī)構(gòu)中兩個(gè)元件即構(gòu)成直接檔（i=1),,,4.3 行星齒輪變速機(jī)構(gòu),1、行星齒輪機(jī)構(gòu)原理 n1,z1和R1為太陽輪的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑； n2,z2和R2為齒圈的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑； N3為行星輪的轉(zhuǎn)速。 （5）空擋：全部放松行星機(jī)構(gòu)中各元件即構(gòu)成空檔（i=0),,,4.3 行星齒輪變速機(jī)構(gòu),2、換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu),4.3 行星齒輪變速機(jī)構(gòu),2、換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu),4.3 行星齒輪變速機(jī)構(gòu),2、換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu),4.3 行星齒輪變速機(jī)構(gòu),3、行星齒輪變速器變速原理,,,4.3 行星齒輪變速機(jī)構(gòu),3、行星齒輪變速器變速原理 從50年代到70年

10、代：行星變速?gòu)膬蓹n增至三檔； 從80年代：行星變速?gòu)娜龣n增至四檔；液力變矩器閉鎖 從90年代：實(shí)現(xiàn)從液壓控制到電子液壓控制轉(zhuǎn)變,4.3 行星齒輪變速機(jī)構(gòu),4、典型行星齒輪變速器變速原理 辛普森式的特點(diǎn)：兩太陽輪連為一體，前排行星架和后排的齒圈連成一體。,4、典型行星齒輪變速器變速原理（三檔辛普森）,4、典型行星齒輪變速器變速原理（四檔辛普森）,4、典型行星齒輪變速器變速原理（拉維奈爾赫） 拉維奈爾赫式特點(diǎn)： 前后齒圈共用 前后行星架共用,4、典型行星齒輪變速器變速原理（拉維奈爾赫三檔）,4、典型行星齒輪變速器變速原理（拉維奈爾赫四檔）,,,4.4發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出特性及換檔規(guī)律,,4.4發(fā)動(dòng)機(jī)的輸

11、出特性及換檔規(guī)律,,,,,,,,4.5機(jī)液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,機(jī)械液壓控制自動(dòng)變速器控制原理： （1）變速器輸出軸轉(zhuǎn)速作為控制輸出量，通過離心調(diào)速閥把變速器輸出軸轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫π盘?hào)反饋至換檔閥的一端 （2）節(jié)氣門開度的大?。ㄘ?fù)荷大?。┳鰹榭刂戚斎胄盘?hào)通過節(jié)氣門閥轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫π盘?hào)至換檔閥的另一端，兩壓力信號(hào)比較使換檔閥動(dòng)作。 （3）換檔控制規(guī)律完全由換檔閥的結(jié)構(gòu)尺寸、各換檔閥的彈簧剛度、節(jié)氣門閥和車速調(diào)速閥等決定。,,,4.5機(jī)液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,液壓控制的自動(dòng)變速器的液壓系統(tǒng)組成： （1）動(dòng)力源：即被變矩器驅(qū)動(dòng)的液壓泵。汽車液壓泵常用內(nèi)嚙合齒輪泵和葉片泵。向換檔控制和執(zhí)行機(jī)構(gòu)供油，同時(shí)

12、還有液力變矩器閉鎖、冷卻補(bǔ)油，行星齒輪潤(rùn)滑油。 （2）執(zhí)行機(jī)構(gòu)：即行星齒輪變檔執(zhí)行機(jī)構(gòu) （3）控制機(jī)構(gòu)：主油路、換檔信號(hào)系統(tǒng)（節(jié)氣門閥和離心調(diào)速閥）、換檔閥系統(tǒng)和緩沖安全系統(tǒng)，以及液力變矩器的控制裝置,,,4.5機(jī)液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,1、自動(dòng)變速器實(shí)例,4.5機(jī)液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,2、自動(dòng)變速器換檔系統(tǒng)結(jié)構(gòu),4.5機(jī)液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,3、主油路系統(tǒng) 主油路的構(gòu)成：油泵、壓力調(diào)節(jié)裝置（一次壓力調(diào)節(jié)、二次壓力調(diào)節(jié)、節(jié)流閥和安全閥） 壓力調(diào)節(jié)裝置：避免車速對(duì)系統(tǒng)壓力的影響， 根據(jù)不同的工況調(diào)節(jié)不同的控制壓力。 （1） 油門開度小，變速器傳遞的轉(zhuǎn)矩小，油壓低，反之則高； （2）

13、低速檔行駛，傳遞的轉(zhuǎn)矩大，油壓要高，反之則低 （3）倒檔機(jī)構(gòu)尺寸小需要高的操縱壓力,,,4.5機(jī)液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,4、換檔信號(hào)系統(tǒng) a 節(jié)氣門閥：節(jié)氣門閥受發(fā)動(dòng)機(jī)加速踏板的控制，隨節(jié)氣門開度大?。窗l(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷大小）的變化而改變其輸出油壓壓力的液壓閥。輸出油壓壓力的高低作為換檔信號(hào)的一種。 有兩種節(jié)氣門液壓閥：機(jī)械式節(jié)氣門閥和真空式節(jié)氣門閥,4.5機(jī)液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,4、換檔信號(hào)系統(tǒng) a 節(jié)氣門閥：節(jié)氣門閥受發(fā)動(dòng)機(jī)加速踏板的控制，隨節(jié)氣門開度大?。窗l(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷大?。┑淖兓淖兤漭敵鲇蛪簤毫Φ囊簤洪y。輸出油壓壓力的高低作為換檔信號(hào)的一種。 有兩種節(jié)氣門液壓閥：機(jī)械式節(jié)氣

14、門閥和真空式節(jié)氣門閥,4.5機(jī)液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,b 離心調(diào)速閥：安裝在變速器輸出軸上，為換檔閥提供一個(gè)隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化的油壓壓力。 有兩種離心調(diào)速閥： 普通復(fù)合式雙級(jí)調(diào)速閥 中間傳動(dòng)復(fù)合式雙級(jí)調(diào)速閥,4.5機(jī)液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,b 離心調(diào)速閥：安裝在變速器輸出軸上，為換檔閥提供一個(gè)隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化的油壓壓力。 有兩種離心調(diào)速閥： 普通復(fù)合式雙級(jí)調(diào)速閥 中間傳動(dòng)復(fù)合式雙級(jí)調(diào)速閥,4.5機(jī)液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,5、換檔閥組 換檔閥組根據(jù)換檔信號(hào)系統(tǒng)發(fā)出的信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作，來控制自動(dòng)變速器中液壓操縱油路的流動(dòng)方向，而完成換檔動(dòng)作。 換檔閥組主要包括有：手動(dòng)閥和換檔閥,

15、4.5機(jī)液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,自動(dòng)變速器手動(dòng)閥換檔手柄所處的位置不對(duì)應(yīng)檔位。一般有P、R、N、D、2（S）、L（1）等位置。以四檔變速器為例： P（停車檔）、R（倒車擋）、N（空檔）、D（前進(jìn)高檔）、2（S）（前進(jìn)低2檔）、L（1）（前進(jìn)低1檔）,4.5機(jī)液控制AT結(jié)構(gòu)原理,換檔閥：,4.5機(jī)液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,5、自動(dòng)變速器的換檔過程（1檔）,4.5 機(jī)液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,5、自動(dòng)變速器的換檔過程（4檔）,,4.6 電液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,1、電液控制自動(dòng)變速器實(shí)例,4.6電液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,2、電液控制自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)框圖,4.6電液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,

16、3、電液控制自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu),4.6電液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,4、電子控制裝置 傳感器： 節(jié)氣門位置傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、車速傳感器、 控制開關(guān)： 超速檔開關(guān)、模式開關(guān)和多功能開關(guān) 電磁閥： 開關(guān)電磁閥和脈沖電磁閥 微電腦及其控制電路：,4.6電液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,4、電子控制裝置 控制開關(guān)： 超速檔開關(guān),4.6電液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,4、電子控制裝置 控制開關(guān)：模式開關(guān) 經(jīng)濟(jì)模式 動(dòng)力模式 普通模式 手動(dòng)模式,4.6電液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,4、電子控制裝置 控制開關(guān)： 多功能開關(guān),4.6電液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,4、電子控制裝置 電磁閥：開關(guān)

17、電磁閥和脈沖電磁閥,4.6電液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,5、控制功能 換檔控制 油壓控制 自動(dòng)模式選擇控制 閉鎖離合器控制 改善換檔感覺控制 電子車速控制（巡航控制）,4.6電液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,5、控制工作原理 換檔控制,4.6電液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,5、控制工作原理 換檔控制 油壓控制 自動(dòng)模式選擇控制 閉鎖離合器控制 改善換檔感覺控制 電子車速控制（巡航控制）,4.6電液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,6、電液控制系統(tǒng)的液壓閥 除換檔閥和變矩器控制閥由電腦控制電磁鐵外，還有油壓控制由電磁閥控制 主油路油壓調(diào)壓閥及控制原理 換檔閥結(jié)構(gòu)及控制原理 閉鎖離合器控制閥結(jié)構(gòu)及控制原理,4.6電液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,6、電液控制系統(tǒng)的液壓閥 換檔閥結(jié)構(gòu)及控制原理,4.6電液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,6、電液控制系統(tǒng)的液壓閥 換檔閥結(jié)構(gòu)及控制原理,4.6電液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,6、電液控制系統(tǒng)的液壓閥 閉鎖離合器控制閥結(jié)構(gòu)及控制原理,,,4.6 電液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,6、電液控制系統(tǒng)的液壓閥 除換檔閥和變矩器控制閥由電腦控制電磁鐵外，還有油壓控制由電磁閥控制 主油路油壓調(diào)壓閥及控制原理 換檔閥結(jié)構(gòu)及控制原理 閉鎖離合器控制閥結(jié)構(gòu)及控制原理,4.7 AT變速器的關(guān)鍵控制技術(shù),1、換檔規(guī)律 2、液力變矩器鎖止技術(shù) 3、換檔元件的切換控制 4、動(dòng)態(tài)建模和仿真,