汽車自動(dòng)變速器B

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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(wèn)題，推進(jìn)非職 業(yè)駕駛的進(jìn)程 （ 2）良好的行駛性能： 通過(guò)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(lái)的安全問(wèn)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

2、 控制自動(dòng)換檔操縱機(jī)構(gòu) （ 3）機(jī)械式無(wú)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(wú)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

3、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(wú)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(wú)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(wú)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)?傳動(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

4、的種類： （ 4）全液壓自動(dòng)無(wú)級(jí)傳動(dòng)： 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(wú) 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(méi)有機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn) 無(wú)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)

5、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，液力變矩器在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn) 無(wú)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(wú)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(méi)有變 速功能。 4.1 液力偶合器 4、優(yōu)點(diǎn) 起

6、步和加速平穩(wěn)，衰減傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)， 防止系統(tǒng)過(guò)載。 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(méi)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

7、退化為兩元液力耦合 器。 4.2 液力變矩器 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(yáng)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；

8、 N3為行星輪的轉(zhuǎn)速。 1212 321 0)1( /RR/zz nnn 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(yáng)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： 1212 321 0)1( /RR/zz nnn 1 2 3 1 312 2 1 3 2 231 110 1 1 10 z z n n : in z z n n : in 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(yáng)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。

9、（ 2）超速擋： 1212 321 0)1( /RR/zz nnn 21 1 1 3 312 1 2 2 3 321 z1 1 0 110 z z n n : in z z n n : in 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(yáng)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： 1212 321 0)1( /RR/zz nnn 2 1 1 2 21 1 2 2 1 213 1 0 z z n n i z z n n : in 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(yáng)輪

10、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）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) 1212 321 0)1( /RR/zz nnn 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(yáng)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) 1212 321 0)1( /RR/zz nnn 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

11、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年代：行 星變速?gòu)膬蓹n增至三 檔； 從 80年代：行星變速?gòu)?三檔增至四檔；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(yáng)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

12、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(guò)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(mén)開(kāi)度的大?。ㄘ?fù)荷大小）做為控制輸入 信號(hào)通過(guò)節(jié)氣門(mén)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(mén)閥

13、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)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(mén)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

14、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(mén)開(kāi)度小，變速器傳遞的轉(zhuǎn)矩小， 油壓低，反之則高； （ 2）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(mén)閥： 節(jié)氣門(mén)閥受發(fā)動(dòng)機(jī)加速踏板 的控制，隨節(jié)氣門(mén)開(kāi)度大小（即發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù) 荷大?。┑淖兓淖兤漭敵鲇蛪簤毫Φ?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(mén)液壓閥：機(jī)械式節(jié)氣門(mén) 閥和真空式節(jié)氣門(mén)閥 4

15、.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(mén)閥： 節(jié)氣門(mén)閥受發(fā)動(dòng)機(jī)加速踏板 的控制，隨節(jié)氣門(mén)開(kāi)度大?。窗l(fā)動(dòng)機(jī)負(fù) 荷大?。┑淖兓淖兤漭敵鲇蛪簤毫Φ?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(mén)液壓閥：機(jī)械式節(jié)氣門(mén) 閥和真空式節(jié)氣門(mén)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

16、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(lái)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 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

17、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(guò)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(guò)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 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(mén)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(kāi)關(guān)： 超速檔開(kāi)關(guān)、模式開(kāi)關(guān)和多功能開(kāi)關(guān) 電磁閥： 開(kāi)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

18、制 AT變速器結(jié)構(gòu)原理 4、電子控制裝置 控制開(kāi)關(guān)： 超速檔開(kāi)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(kāi)關(guān)：模式開(kāi)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(kāi)關(guān)： 多功能開(kāi)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(kāi)關(guān)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(jué)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

19、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(jué)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