1、學習任務學習任務14 自動變速器自動變速器主講人：XXX更新日期：XXXX-XX-XX自動變速器自動變速器任務任務目標目標任務任務描述描述1.了解：自動變速器操縱機構的類型。2.熟悉：液力變矩器的性能。3.掌握：自動變速器換擋執行元件的結構特點。4.學會：行星齒輪變速器的工作原理。自動變速器在轎車上的應用越來越廣泛，能自動適應行駛阻力的變化，在一定范圍內實現自動換擋，提高了汽車的動力性和燃油經濟性。本任務主要討論液力變矩器、液力耦合器、齒輪變速傳動裝置和自動變速器操縱系統。學習學習任任務務 14142學習任務14 自動變速器33Syllabus Do one thing at a time,

2、and do it well本章內容合作交流創新項目14.1 概述項目 14.2 液力元件項目 14.3 行星齒輪變速傳動裝置項目 14.4 自動變速器液壓自動操縱系統項目 14.5 其他類型自動變速器學習任務14 自動變速器項目14.1 概述58%4學習任務14 自動變速器 隨著現代汽車工業的快速發展，自動變速器在汽車上的應用越來越廣泛。自動變速器與傳統手動變速器一樣屬于汽車傳動系統的一部分，位于發動機和傳動軸之間。自動變速器與手動有級式齒輪變速器的主要差別在于以下幾個方面：(1)自動變速器通過變矩器殼的前端由撓性盤用螺栓與發動機曲軸后端凸緣相連，發動機曲軸末端不再設置厚重的飛輪。(2)在發

3、動機與自動變速器之間取消了離合器，因而在這類汽車上就沒有離合器踏板。(3)在前進擋位下，換擋過程基本上是自動進行的，因而大大減少了手動換擋的頻率。項目14.1 概述58%5學習任務14 自動變速器1 1自動變速器的功用自動變速器的功用(1)根據汽車行駛條件自動地改變傳動比，擴大驅動輪轉矩和轉速的變化范圍，同時使發動機在有利的工況下工作。目前大多數自動變速器可以提供4個以上前進擋、一個空擋和一個倒擋。(2)在發動機旋轉方向不變的前提下，使汽車能倒退行駛。(3)利用空擋，中斷動力傳遞，以使發動機能夠起動和怠速運轉。(4)利用液力變矩器，在一定范圍內實現無級變速。并在很大程度上減緩傳動系的沖擊，延長

4、傳動系和發動機的使用壽命。1414.1.1.1.1 自動變速器功用及類型自動變速器功用及類型項目14.1 概述58%6學習任務14 自動變速器2 2自動變速器的類型自動變速器的類型(1)按齒輪變速器的類型：普通齒輪式、行星齒輪式 普通齒輪式自動變速器體積較大，最大傳動比較小，只有少數幾種車型使用（如本田ACCORD轎車）。行星齒輪式自動變速器結構緊湊，能獲得較大的傳動比，為絕大多數轎車采用。(2)按變矩的方式：機械式自動變速器（MT)、液力機械式自動 變速器（AT）、金屬帶式自動變速器（CVT） (3)按換擋的控制方式：液力控制自動變速器、電子控制自動變速器項目14.1 概述58%7學習任務1

5、4 自動變速器(4)按汽車驅動方式：前驅動自動變速器、后驅動自動變速器 前驅動自動變速器除了具有與后驅動變速器相同的組成外，在自動變速器的殼體內還裝有主減速器和差速器，也稱為自動變速驅動橋。圖圖14.1 14.1 后驅動自動變速器后驅動自動變速器1-1-發動機；發動機；2-2-自動變速器；自動變速器；3-3-傳動軸；傳動軸；4-4-主減速器和差速器主減速器和差速器圖14.2 前驅自動變速器1-驅動軸；2-驅動橋；3-發動機項目14.1 概述58%8學習任務14 自動變速器1 1液力控制自動變速器液力控制自動變速器液力控制自動變速器主要由液力元件、行星齒輪變速器、液壓操縱系統等幾部分組成。 14

6、14.1.1.2 2 自動變速器組成自動變速器組成圖圖14.3 14.3 液力控制自動變速器組成示意圖液力控制自動變速器組成示意圖項目14.1 概述58%9學習任務14 自動變速器液力元件：變矩器變矩器 功能：功能：在一定范圍內自動、連續地改變轉矩比，以滿足不同行駛阻力的要求 行星齒輪機構：包括太陽輪、齒圈、行星架包括太陽輪、齒圈、行星架( (行星架上有若干個行星輪行星架上有若干個行星輪) ) 功能：功能：提供數個前進擋和一個倒擋 液壓操縱系統：包括動力源、執行機構和液壓控制系統包括動力源、執行機構和液壓控制系統 功能：功能：用來實現控制行星齒輪機構自動換擋。動力源包括液壓泵等，產生系統所需的

7、油壓 項目14.1 概述58%10學習任務14 自動變速器 執行元件的動作用來控制行星齒輪機構的元件(太陽輪、齒圈、行星架)，使某個元件接受動力成為輸入元件，使某個元件固定或使某個元件自由轉動，自動地形成特定的擋位。執行機構包括由液壓活塞驅動的離合器、制動器和純機械的單向離合器，離合器、制動器和單向離合器可以稱為執行元件。液壓控制系統的各種控制閥大多集中在閥體總成上，調速器閥一般在自動變速器輸出軸上。根據汽車行駛中換擋參數的變化，引導壓力油流進或流出特定執行元件的活塞缸，使執行元件產生需要的動作，進而實現自動換擋。液控自動變速器換擋的直接參數：節氣門油壓和調速閥油壓 節氣門閥產生的節氣門油壓反

8、映節氣門開度的大小，調速閥產生的油壓反映車速的高低。項目14.1 概述58%11學習任務14 自動變速器2 2電子控制自動變速器電子控制自動變速器與液力控制自動變速器相比：增加了電子控制系統，其操縱系統是電子控制液壓式 圖圖14.14.4 4 電子電子控制自動變速器組成示意圖控制自動變速器組成示意圖 電子控制系統：由信號輸入裝置(傳感器)、控制單元(ECU)和執行元件(電磁閥)組成 控制單元根據各種傳感器的信號，發出控制指令，使電磁閥產生動作，進一步通過液壓操縱系統實現自動換擋 換擋控制的主要參數：車速信號和節氣門開度信號項目14.1 概述58%12學習任務14 自動變速器1414.1.1.3

9、 3 自動變速器特點自動變速器特點(1)消除了離合器操作和頻繁換擋，使駕駛員操作簡單、省力，提高了行車的安全性；(2)能自動適應汽車行駛阻力的變化；在一定范圍內實現無級變速，提高了汽車的動力性和平均車速；(3)汽車起步、加速更加平穩，能吸收和衰減換擋過程中的振動與沖擊，提高了乘座舒適性；(4)因采用了液力傳動，發動機和傳動系是柔性連接，能緩沖接合沖擊，減輕傳動系零件的負荷，有利于延長有關零件的使用壽命；(5)可避免因外界負荷突增而造成發動機熄火的現象，減少發動機起動次數，提高燃油經濟性，降低排放污染。優點：優點：項目14.1 概述58%13學習任務14 自動變速器1414.1.1.3 3 自動

10、變速器特點自動變速器特點 自動變速器較廣泛地應用于中高級轎車、起重型自卸車、高通過性軍用越野車、一級城市用大型客車上。缺點：缺點：結構復雜，價格較高，對維修人員的技術要求高，液力傳動的效率低結構復雜，價格較高，對維修人員的技術要求高，液力傳動的效率低自動變速器功用及類型。液力控制自動變速器和電子控制自動變速器組成。自動變速器特點。項目項目14.1 14.1 小節小節2項目14.2 液力元件14學習任務14 自動變速器傳遞或改變發動機的轉矩；具有離合器的作用；兼有飛輪的作用。作用：作用：自動變速器的液力元件通過油液的動能來傳遞發動機動力。因此，把這種發動機與自動變速器的連接方式，稱為“柔性連接”

11、或“軟連接”。這使得在發動機轉速低、自動變速器處于前進擋位時，汽車可保持停止狀態。汽車上常用的液力元件有液力偶合器和液力變矩器。項目14.2 液力元件15學習任務14 自動變速器1 1液力耦合器的結構和工作原理液力耦合器的結構和工作原理1414. .2 2. .1 1 液力耦合器液力耦合器圖圖14.5 14.5 液力耦合器結構示意圖液力耦合器結構示意圖1-1-發動機發動機曲軸曲軸；2-2-耦合器外殼耦合器外殼；3-3-泵輪；泵輪；4-4-渦輪；渦輪；5-5-從動軸從動軸 在發動機曲軸1的凸緣上固定著耦合器外殼2、葉輪3與外殼2剛性連接并隨曲軸一起旋轉，是耦合器的主動元件，稱為泵輪；葉輪4與從動

12、軸5相連，為耦合器的從動元件，稱為渦輪。泵輪與渦輪統稱為工作輪。泵輪和渦輪具有相同內、外徑，都安裝有徑向排列的葉片；泵輪和渦輪相對安裝，兩者端面間留有約3-4mm間隙，沒有機械聯系。泵輪與渦輪裝合后成為一個整體，其軸線斷面一般為圓形，稱為循環圓，內腔充滿工作液。項目14.2 液力元件16學習任務14 自動變速器圖圖14.5 14.5 液力耦合器結構示意圖液力耦合器結構示意圖1-1-發動機發動機曲軸曲軸；2-2-耦合器外殼耦合器外殼；3-3-泵輪；泵輪；4-4-渦輪；渦輪；5-5-從動軸從動軸 在當發動機帶動泵輪旋轉時，動力經發動機曲軸1傳給泵輪3。由于泵輪葉片的作用，使耦合器內部的工作液也隨葉

13、片一起繞軸線旋轉，在離心力的作用下，迫使工作液沿葉片間通道從半徑較小的內緣處向半徑較大的外緣處流動，此時，葉片外緣處工作液的動能和壓力都大于葉片內緣處工作液的動能和壓力，其動能的差值取決于泵輪的內外緣半徑差和泵輪的轉速。工作液在到達葉片外緣時，已成為具有一定壓力和速度的高速液流，并將發動機的機械能轉換為工作液的動能。在一般情況下，渦輪的轉速總是低于泵輪的轉速，因此，泵輪外緣處工作液的能量大于渦輪外緣處工作液的能量。在此能量差的作用下，離開泵輪后的高速液流緊接著流入渦輪，并作用于渦輪葉片，當能克服渦輪轉動所產生的阻力和負載時，便推動渦輪轉動，經從動軸5輸出，將液體的動能轉換為渦輪輸出軸上的機械能

14、。項目14.2 液力元件17學習任務14 自動變速器2 2液力耦合器的特性液力耦合器的特性圖圖14.6 14.6 液力耦合器傳動效率特性液力耦合器傳動效率特性液力耦合器的傳動效率為液力耦合器的傳動效率為：0wwbbMnMn由于Mw=Mb，則：0wbnin式中：Mw- -渦輪輸出轉矩；渦輪輸出轉矩；Mb- -泵輪輸泵輪輸入入轉矩；轉矩； 當渦輪轉速等于泵輪轉速時，i=1 =100%,泵輪葉片出口與渦輪葉片入口處液體壓差為零，不存在循環流動，液力耦合器失去傳遞動力的作用，傳動效率為零，這說明液力耦合器的傳動效率永遠達不到100。nw- -渦輪輸出轉速；渦輪輸出轉速；nb- -泵輪輸泵輪輸入入轉速轉

15、速；i-液力耦合器傳動比。項目14.2 液力元件18學習任務14 自動變速器功用功用：1414. .2 2. .2 2 液力變矩器液力變矩器(1)增大由發動機產生的轉矩；(2)起到自動離合器的作用，傳遞（或不傳遞）發動機轉矩至變速器；(3)緩沖發動機和傳動系統的扭振；(4)起到飛輪作用，使發動機轉動平穩；(5)驅動液壓控制系統的機油泵。項目14.2 液力元件19學習任務14 自動變速器1 1液力變矩器的結構和工作原理液力變矩器的結構和工作原理1414. .2 2. .2 2 液力變矩器液力變矩器圖圖14.8 14.8 液力變矩器結構示意圖液力變矩器結構示意圖（圖注同圖（圖注同圖14.7)14.

16、7)圖圖14.7 14.7 液力變矩器主要零件液力變矩器主要零件1-1-發動機曲軸；發動機曲軸；2-2-變矩器殼；變矩器殼；3-3-渦輪；渦輪；4-4-泵輪；泵輪；5-5-導輪；導輪；6-6-導輪固定套管；導輪固定套管；7-7-從動軸；從動軸；8-8-起動齒圈起動齒圈 液力變矩器主要由液力變矩器主要由可旋轉可旋轉的泵輪的泵輪4 4和和渦輪渦輪3 3以及以及固定不動固定不動的導輪的導輪5 5三個零件組成三個零件組成。項目14.2 液力元件20學習任務14 自動變速器圖圖14.8 14.8 液力變矩器結構示意圖液力變矩器結構示意圖1-1-發動機曲軸；發動機曲軸；2-2-變矩器殼；變矩器殼；3-3-

17、渦輪；渦輪；4-4-泵輪；泵輪；5-5-導輪；導輪；6-6-導輪固定套管；導輪固定套管；7-7-從動從動軸；軸；8-8-起動齒圈起動齒圈 泵輪4與變矩器殼2連成一體，用螺栓固定在發動機曲軸1后端的凸緣上。變矩器殼2做成兩半，裝配后焊成一體(有的用螺栓連接)，變矩器殼體外面裝有起動齒圈8。渦輪3通過從動軸7與傳動系統的其他部件相連。導輪5固定在不動的導輪固定套管6上。所有工作輪裝配后，形成斷面為循環圓的環狀體。項目14.2 液力元件21學習任務14 自動變速器圖圖14.9 14.9 環流和渦流環流和渦流1-1-環流環流；2-2-渦流渦流；渦流：渦流：泵輪泵出的液流通過渦輪和導輪，然 后再回到泵輪

18、的液流 液力變矩器正常工作時，儲于環形內腔中的工作液的實際流動是由渦流和環流疊加而成的。車輛起動時，泵輪和渦輪的轉速差越大，渦流就越大。環流：環流：變矩器內與變矩器轉動方向相同的液流當泵輪與渦輪轉速差較小時，環流就大，此時車輛以恒速行駛。變矩器不僅能傳遞轉矩，變矩器不僅能傳遞轉矩，并并能在泵輪轉矩不變的情況下，隨著能在泵輪轉矩不變的情況下，隨著渦輪的轉速（反映汽車行駛速度）不同而改變渦輪輸出的轉矩。渦輪的轉速（反映汽車行駛速度）不同而改變渦輪輸出的轉矩。與耦合與耦合器不同器不同：項目14.2 液力元件22學習任務14 自動變速器圖圖14.10 14.10 液力變矩器工作輪展開示意圖液力變矩器工

19、作輪展開示意圖B-B-泵輪；泵輪；W-W-渦輪；渦輪；D-D-導輪導輪 用變矩器葉輪的展開圖來說明變矩器用變矩器葉輪的展開圖來說明變矩器的工作原理。的工作原理。將循環圓上的中間流線將循環圓上的中間流線（此流線將液流通道斷面分割成面積相（此流線將液流通道斷面分割成面積相等的內外兩部分）展開成一直線，各循等的內外兩部分）展開成一直線，各循環圓中間流線均在同一平面上展開。環圓中間流線均在同一平面上展開。泵輪泵輪B、渦輪、渦輪W和導輪和導輪D便成為三個環形平面便成為三個環形平面展開展開圖上圖上：為了便于說明，現假設在液力變矩器工作中，發動機的轉速和負荷不變，為了便于說明，現假設在液力變矩器工作中，發動

20、機的轉速和負荷不變，即液力變矩器的即液力變矩器的泵輪泵輪轉速轉速nb和轉矩和轉矩Mb為常數為常數。項目14.2 液力元件23學習任務14 自動變速器圖圖14.11 14.11 液力變矩器工作原理液力變矩器工作原理 a) a) 起步工況起步工況（1 1）汽車起步工況）汽車起步工況 剛起步時，渦輪轉速剛起步時，渦輪轉速nw為零，為零，設泵設泵輪、渦輪和導輪對液流的作用轉矩分別輪、渦輪和導輪對液流的作用轉矩分別為為Mb、Mw和和Md。根據液流受力平衡條。根據液流受力平衡條件，則件，則Mw+Mb + Md=0 由于液流對渦輪的作用轉矩由于液流對渦輪的作用轉矩Mw與與Mw大小相等方向相反，因而大小相等方

21、向相反，因而Mw=Mb + Md因此因此：MwMb，即液力變矩器起了增大轉矩的作用即液力變矩器起了增大轉矩的作用項目14.2 液力元件24學習任務14 自動變速器圖圖14.11 14.11 液力變矩器工作原理液力變矩器工作原理 b) b) 加速行駛工況加速行駛工況（2 2）汽車加速行駛工況）汽車加速行駛工況 渦輪轉速渦輪轉速nw從零逐漸增加，從零逐漸增加，當當nw增大到某一數值，由渦輪流出的液流方增大到某一數值，由渦輪流出的液流方向正好沿導輪出口方向沖向導輪時，由向正好沿導輪出口方向沖向導輪時，由于液體流經導輪時方向不改變，液流與于液體流經導輪時方向不改變，液流與導輪葉片之間無相互作用力，導輪

22、葉片之間無相互作用力，Md=0于是可得：于是可得：Mw= Mb所以所以項目14.2 液力元件25學習任務14 自動變速器圖圖14.11 14.11 液力變矩器工作原理液力變矩器工作原理 b) b) 加速行駛工況加速行駛工況 當當nw繼續增大，液流沖擊導輪葉片背面，繼續增大，液流沖擊導輪葉片背面，導輪轉矩方向與泵輪轉矩方向相反，導輪轉矩方向與泵輪轉矩方向相反，Mw= Mb-Md即：即：Mw1時，時，稱為變矩工況；稱為變矩工況； 液力變矩器特性是在轉速nb和泵輪轉矩Mb不變的條件下得出的，所以Mwnw曲線也反映了變矩系數K與渦輪轉速nw(或傳動比i)之間的變化關系。K=1時，時，稱為稱為耦合耦合工

23、況工況。 當nw=0時，相當于起步前的工況也稱零速工況或起動工況，在此工況，變矩系數最大(K值一般為1.9-2.5左右)。Agenda28液力元件的作用液力耦合器的結構和工作原理液力耦合器的特性液力變矩器的功用液力變矩器的結構及工作原理液力變矩器的特性項目項目14.2 14.2 小節小節2學習任務14 自動變速器項目14.3 行星齒輪變速傳動裝置58%2914.3.1 14.3.1 單排行星齒輪機構單排行星齒輪機構 單排行星齒輪結構圖1-太陽輪；2-齒圈；3-行星架；4-行星齒輪單排行星齒輪機構由一個齒圈、一個太陽輪、一個行星架和數個行星輪組成1 1. .單排行星齒輪機構的組成單排行星齒輪機構

24、的組成項目14.3 行星齒輪變速傳動裝置 （a a） （b b）圖圖14.14 14.14 單排行星齒輪工作原理示意圖及作用力單排行星齒輪工作原理示意圖及作用力（a a）示意圖）示意圖 (b) (b)作用力作用力1-1-太陽輪；太陽輪；2-2-齒圈；齒圈；3-3-行星架；行星架；4-4-行星輪行星輪單排行星齒輪機構一般運單排行星齒輪機構一般運動規律的特性方程式動規律的特性方程式： n n1 1+ +nn2 2- -（1 1+ +) )n n3 30 0式中式中: : n n1 1是太陽輪轉速；是太陽輪轉速；n n2 2是齒圈轉速；是齒圈轉速；n n3 3是行星架轉是行星架轉速；速；是齒圈齒數是

25、齒圈齒數z z2 2與太陽與太陽輪齒數輪齒數z z1 1之比之比 學習任務14 自動變速器項目14.3 行星齒輪變速傳動裝置單排行星齒輪機構的傳動方案單排行星齒輪機構的傳動方案項目14.3 行星齒輪變速傳動裝置14.3.14.3.2 2 辛普森式行星齒輪變速機構辛普森式行星齒輪變速機構辛普森式行星齒輪機構辛普森式行星齒輪機構是一種雙排行星齒輪機是一種雙排行星齒輪機構，以其簡單、傳動效構，以其簡單、傳動效率高以及運轉平穩、噪率高以及運轉平穩、噪聲低等優點而著稱，尤聲低等優點而著稱，尤其因為其制造成本低而其因為其制造成本低而在現代轎車上得到了廣在現代轎車上得到了廣泛的應用。泛的應用。福特福特C-6

26、C-6自動變速器傳動原理示意圖自動變速器傳動原理示意圖項目14.3 行星齒輪變速傳動裝置14.3.14.3.3 3 拉威娜式行星齒輪變速機構拉威娜式行星齒輪變速機構拉威挪式行星齒輪機構拉威挪式行星齒輪機構1-后太陽輪；2-前太陽輪；3-行星架；4-短行星齒輪；5-長行星齒輪；6-齒圈 拉威娜式行星齒輪機拉威娜式行星齒輪機構比構比辛辛普森式行星齒輪機普森式行星齒輪機構更緊湊構更緊湊。其結構特點是：其結構特點是：兩行星排具有公共行星架兩行星排具有公共行星架和齒圈，前太陽輪和齒圈，前太陽輪2 2、短、短行星齒輪行星齒輪4 4、長行星齒輪、長行星齒輪5 5、行星架行星架3 3及齒圈及齒圈6 6組成一個

27、組成一個雙行星輪式行星排，后太雙行星輪式行星排，后太陽輪陽輪1 1、長行星齒輪、行、長行星齒輪、行星架及齒圈組成一個單行星架及齒圈組成一個單行星輪式行星排星輪式行星排項目14.3 行星齒輪變速傳動裝置拉威挪式四擋行星齒輪變速器拉威挪式四擋行星齒輪變速器 a) a) 傳動原理圖；傳動原理圖；b) b) 布置簡圖布置簡圖 1-1-輸輸入入軸；軸；2-2-前太陽輪；前太陽輪；3-3-后太陽輪；后太陽輪；4-4-齒圈；齒圈；5-5-輸出軸；輸出軸；6-6-短行星齒輪；短行星齒輪；7-7-長行星長行星齒輪；齒輪；C C1 1- -前進離合器；前進離合器；C C2 2- -倒擋離合器；倒擋離合器；C C3

28、 3- -前進強制離合器；前進強制離合器；C C4 4- -高擋離合器；高擋離合器；B B1 1-2-2擋擋及及4 4擋制動器；擋制動器；B B2 2- -低擋及倒擋制動器；低擋及倒擋制動器；F F1 1- -低擋單向離合器；低擋單向離合器；F F2 2- -前進單向離合器前進單向離合器項目14.3 行星齒輪變速傳動裝置拉威挪式四擋行星齒輪變速器擋位與執行元件工作關系表元件工作，元件接合或制動，但不傳遞動力項目項目14.3 14.3 小節小節2單排行星齒輪機構的組成及工作原理辛普森式行星齒輪變速機構的組成拉威娜式行星齒輪變速機構的組成項目14.4 自動 變速器液壓自動操縱系統 58%37學習任

29、務14 自動變速器 液壓自動操縱系統包括動力源、執行機構和控制機構三部分1414. .4 4. .1 1 動力源動力源 動力源是裝在變矩器與前閥體之間，由變矩器泵輪驅動的液壓動力源是裝在變矩器與前閥體之間，由變矩器泵輪驅動的液壓泵，常見的是內嚙合齒輪式液壓泵、葉片泵及轉子泵。它除了向控泵，常見的是內嚙合齒輪式液壓泵、葉片泵及轉子泵。它除了向控制機構、執行機構供應壓力油以實現換擋外，還向液力變矩器供應制機構、執行機構供應壓力油以實現換擋外，還向液力變矩器供應工作油液，向行星齒輪變速器供應潤滑油。液壓泵的排量取決于變工作油液，向行星齒輪變速器供應潤滑油。液壓泵的排量取決于變矩器尺寸及執行機構工作缸

30、尺寸和數目以及油路的繁簡，轎車的液矩器尺寸及執行機構工作缸尺寸和數目以及油路的繁簡，轎車的液壓泵常用排量范圍為壓泵常用排量范圍為10-20L/1000r。項目14.4 自動變速器液壓自動操縱系統 58%38學習任務14 自動變速器1414. .4 4. .2 2 執行機構執行機構 換擋執行機構起到換擋執行機構起到連接連接、固定固定和和鎖止鎖止的作用。主要由的作用。主要由濕式多片濕式多片離合器離合器、濕式多片濕式多片或或帶式制動器帶式制動器，以及，以及單向離合器單向離合器等組成。等組成。1 1濕式多片離合器濕式多片離合器濕式多片離合器既用作驅動元件，濕式多片離合器既用作驅動元件，也可用作鎖止元件

31、。也可用作鎖止元件。濕式多片離合器通常由活塞濕式多片離合器通常由活塞1 1、回位、回位彈簧彈簧2 2、彈簧座圈、彈簧座圈3 3、一組主動片、一組主動片4 4、一、一組從動片組從動片7 7、調整墊片、離合器、調整墊片、離合器轂轂8 8及幾及幾個密封圈個密封圈1010等組成。等組成。項目14.4 自動變速器液壓自動操縱系統 39學習任務14 自動變速器當離合器處于分離狀態時，活塞在回位彈簧當離合器處于分離狀態時，活塞在回位彈簧的作用下處于左極限位置，主、從動片間存在的作用下處于左極限位置，主、從動片間存在一定間隙。當壓力油經油道進入活塞左腔室后，一定間隙。當壓力油經油道進入活塞左腔室后，液壓力克服

32、彈簧張力使活塞右移，將所有主、液壓力克服彈簧張力使活塞右移，將所有主、從動片依次壓緊，離合器接合，該元件成為輸從動片依次壓緊，離合器接合，該元件成為輸入入元件。動力經渦輪軸、離合器轂、主動片和元件。動力經渦輪軸、離合器轂、主動片和花鍵轂傳至行星齒輪機構。油壓撤除后，活塞花鍵轂傳至行星齒輪機構。油壓撤除后，活塞在回位彈簧的作用下回位，離合器分離，動力在回位彈簧的作用下回位，離合器分離，動力傳遞路線被切斷。傳遞路線被切斷。a) a) 分離狀態分離狀態b) b) 接合狀態接合狀態（1 1）汽車起步工況）汽車起步工況項目14.4 自動變速器液壓自動操縱系統 40學習任務14 自動變速器功用：將行星排中

33、的太陽輪、齒圈、行星架這三個基本元件之一加以固定。功用：將行星排中的太陽輪、齒圈、行星架這三個基本元件之一加以固定。 目前最常見的是目前最常見的是濕式多片制動器濕式多片制動器和和帶式制動器帶式制動器。2 2制動器制動器濕式多片式制動器也稱片式制動器，濕式多片式制動器也稱片式制動器，在機構上與濕式多片式離合器沒有多大在機構上與濕式多片式離合器沒有多大差別。差別。典型多片式制動器主要由制動轂、典型多片式制動器主要由制動轂、活塞組件、回位彈簧、鋼片和摩擦片組活塞組件、回位彈簧、鋼片和摩擦片組件等組成。件等組成。（1 1）濕式多片制動器）濕式多片制動器項目14.4 自動變速器液壓自動操縱系統 41學習

34、任務14 自動變速器向制動器活塞缸供油時，向制動器活塞缸供油時，活塞把制動器的鋼片和摩擦活塞把制動器的鋼片和摩擦片壓緊在一起，處于接合狀片壓緊在一起，處于接合狀態，不能轉動的鋼片使摩擦態，不能轉動的鋼片使摩擦片制動，從而使制動片制動，從而使制動轂轂和行和行星齒輪機構的元件（圖中為星齒輪機構的元件（圖中為行星架）也停止轉動即制動。行星架）也停止轉動即制動。油液排出時，回位彈簧使油液排出時，回位彈簧使活塞回位，制動器就處于分活塞回位，制動器就處于分離狀態，制動毅和行星齒輪離狀態，制動毅和行星齒輪機構的元件（圖中為行星架）機構的元件（圖中為行星架）就可以轉動了。就可以轉動了。項目14.4 自動變速器

35、液壓自動操縱系統 42學習任務14 自動變速器（2 2）帶式制動器）帶式制動器 帶式制動器是執行機構中的鎖止帶式制動器是執行機構中的鎖止元件，由元件，由制動帶制動帶及其及其伺服裝置（控制伺服裝置（控制液壓缸）液壓缸）組成。組成。圖圖14.24 14.24 帶式制動器的組成和工作原理示意圖帶式制動器的組成和工作原理示意圖( (非制動狀態非制動狀態) )制動時，當液壓施加于活塞時，活制動時，當液壓施加于活塞時，活塞在缸體內移動至左端，壓縮復位彈塞在缸體內移動至左端，壓縮復位彈簧，活塞帶動推桿移動，推動制動帶簧，活塞帶動推桿移動，推動制動帶的一端。因為制動帶的另一端固定在的一端。因為制動帶的另一端固

36、定在變速器殼體上，制動帶的直徑即減小，變速器殼體上，制動帶的直徑即減小，因此制動帶夾持制動鼓，使其不能轉因此制動帶夾持制動鼓，使其不能轉動。動。項目14.4 自動變速器液壓自動操縱系統 43學習任務14 自動變速器圖圖14.24 14.24 帶式制動器的組成和工作原理示意圖帶式制動器的組成和工作原理示意圖( (非制動狀態非制動狀態) ) 解除制動后，制動帶與制動鼓之解除制動后，制動帶與制動鼓之間應存在一定間隙，否則會造成制動間應存在一定間隙，否則會造成制動帶和制動鼓的過度磨損，影響行星齒帶和制動鼓的過度磨損，影響行星齒輪機構的正常工作。調整該間隙的常輪機構的正常工作。調整該間隙的常見結構有以下

37、見結構有以下兩兩種：種：長度可調的推桿；長度可調的推桿；通過調整螺釘調整長度的杠桿。通過調整螺釘調整長度的杠桿。項目14.4 自動變速器液壓自動操縱系統 58%44學習任務14 自動變速器 單向離合器也稱為單向離合器也稱為單向超速離合器單向超速離合器。 自動變速器中使用較多的是自動變速器中使用較多的是滾柱式滾柱式和和楔塊式單向離合器楔塊式單向離合器。3 3單向離合器單向離合器 由內座圈、外座圈、滾動體、彈簧等組成。由內座圈、外座圈、滾動體、彈簧等組成。 若外圈固定，當內圈順時針轉動時將滾柱帶到楔形切若外圈固定，當內圈順時針轉動時將滾柱帶到楔形切槽的較寬端，內座圈可以自由轉動稱為自由狀態。槽的較

38、寬端，內座圈可以自由轉動稱為自由狀態。 當內圈逆時針轉動時將滾柱帶到楔形切槽的較窄端，當內圈逆時針轉動時將滾柱帶到楔形切槽的較窄端，內外座圈被滾柱卡緊，使內座圈停止轉動，稱為鎖止狀態。內外座圈被滾柱卡緊，使內座圈停止轉動，稱為鎖止狀態。 鎖止或自由狀態，取決于內外座圈的轉向及轉速。鎖止或自由狀態，取決于內外座圈的轉向及轉速。（1 1）滾柱式單向離合器）滾柱式單向離合器項目14.4 自動變速器液壓自動操縱系統 45學習任務14 自動變速器（2 2）楔塊式單向離合器）楔塊式單向離合器推動楔塊推動楔塊2 2頂頂部，由于部，由于l11，楔塊無法傾翻，楔塊無法傾翻, ,起到起到楔子的作用，鎖住外座圈。楔

39、子的作用，鎖住外座圈。定位彈簧定位彈簧3 3，使楔塊朝著，使楔塊朝著鎖止外座圈的方向略為傾鎖止外座圈的方向略為傾斜，加強楔塊的鎖止功能。斜，加強楔塊的鎖止功能。外座圈按圖外座圈按圖b)b)中箭頭方中箭頭方向轉動時向轉動時: :外座圈外座圈4 4按按圖圖a)a)中箭中箭頭方向轉頭方向轉動時動時: :項目14.4 自動變速器液壓自動操縱系統 58%46學習任務14 自動變速器1414. .4 4. .3 3 控制機構控制機構 液控自動變速器液壓控制系統的主要元件包括液控自動變速器液壓控制系統的主要元件包括控制手柄控制手柄及及開關開關、主、主油路系統中的油路系統中的主調壓閥主調壓閥、手動換擋閥手動換

40、擋閥、換擋閥換擋閥、節氣門閥節氣門閥、調速閥調速閥、蓄蓄能器能器等，電控自動變速器還包括等，電控自動變速器還包括電磁閥電磁閥。1 1自動變速器操縱手柄及控制開關自動變速器操縱手柄及控制開關按鈕式按鈕式: :一般布置在儀表板上一般布置在儀表板上。拉桿式拉桿式: :即通常所稱的選擋桿，即通常所稱的選擋桿，自動變速器的選擋元件以拉桿式最自動變速器的選擋元件以拉桿式最為常見。為常見。（1 1）自動變速器操縱手柄）自動變速器操縱手柄 自動變速器是由駕駛員通過自動變速器是由駕駛員通過選擋元件選擋元件進行擋位選擇的。選擋進行擋位選擇的。選擋元件有元件有按鈕式按鈕式和和拉桿式拉桿式兩種類型。兩種類型。項目14

41、.4 自動變速器液壓自動操縱系統 47 學習任務14 自動變速器P P位位: :駐車擋駐車擋。駐車鎖止機構將自動變速器輸出軸鎖止。駐車鎖止機構將自動變速器輸出軸鎖止。R R位位: :倒擋倒擋。液壓系統倒擋油路被接通，驅動輪反轉，實現液壓系統倒擋油路被接通，驅動輪反轉，實現倒向行駛。倒向行駛。N N位位: :空擋空擋。齒輪機構空轉，不能輸出動力。齒輪機構空轉，不能輸出動力。D D位位: :前進擋前進擋。隨行駛條件變化，在前進擋中自動升降擋，隨行駛條件變化，在前進擋中自動升降擋，實現自動變速功能。實現自動變速功能。2 2位位: :高速發動機制動擋高速發動機制動擋。只能在一、二兩個擋位間自動換只能在

42、一、二兩個擋位間自動換擋，無法升擋，無法升入入更高擋位，使獲得發動機制動效果。更高擋位，使獲得發動機制動效果。 L L位（也稱位（也稱1 1位）位）: :低速制動擋低速制動擋。被鎖定在前進一擋，無法被鎖定在前進一擋，無法升入高擋，發動機制動效果更強。多用于山區等路況行駛。升入高擋，發動機制動效果更強。多用于山區等路況行駛。項目14.4 自動變速器液壓自動操縱系統 58%48 學習任務14 自動變速器發動機只有在選擋桿置于N或P位時，汽車才能啟動，此功能靠空擋啟動開關來實現。圖圖14.29 14.29 選擋桿的位置選擋桿的位置(a) (a) 布置在轉向柱上；布置在轉向柱上；(b) (b) 布置在

43、駕駛室地板上布置在駕駛室地板上 常見的選擋桿的位置可布置在轉向柱上或駕駛室地板上。項目14.4 自動變速器液壓自動操縱系統 58%49學習任務14 自動變速器開關接通開關接通：如果相應條件滿足，如果相應條件滿足，ECTECT便進入超速擋便進入超速擋開關關斷開關關斷：ECTECT在任何情況下都不能換在任何情況下都不能換入入超速擋超速擋（2 2）自動變速器控制開關）自動變速器控制開關超速擋開關超速擋開關58%58%又稱程序開關，用于選擇控制模式，即換擋規律，滿足不同的使用要求又稱程序開關，用于選擇控制模式，即換擋規律，滿足不同的使用要求模式開關模式開關經濟模式經濟模式：以獲得最佳燃油經濟性為目標設

44、計換擋規律動力模式動力模式：以獲得最大動力性為目標設計換擋規律普通模式普通模式：換擋規律介于經濟模式與動力模式之間手動模式手動模式：駕駛員可在1-4擋之間以手動方式選擇合適的擋位，不必踩離合器踏板雪地模式雪地模式：適用于在雪地上行駛的方式項目14.4 自動變速器液壓自動操縱系統 50學習任務14 自動變速器2 2控制閥控制閥（1 1）主調壓閥）主調壓閥圖圖14.30 14.30 主油路調壓閥主油路調壓閥a) a) 結構圖結構圖 b) b) 工作原理圖工作原理圖1-1-反饋柱塞；反饋柱塞；2-2-調壓彈簧；調壓彈簧；3-3-主調壓閥閥體主調壓閥閥體項目14.4 自動變速器液壓自動操縱系統 51學

45、習任務14 自動變速器（2 2）手動換擋閥）手動換擋閥圖圖14.31 14.31 手動換擋閥工作原理手動換擋閥工作原理(a) 空擋(N位)；(b) 高擋(D位)P-P-主油路；主油路；1-1-前進擋油路；前進擋油路；2-2-二擋油路；二擋油路；3-3-高擋油路；高擋油路；4-4-手手動二擋油路；動二擋油路；5-5-手動低擋油路；手動低擋油路；6-6-倒擋油路倒擋油路項目14.4 自動變速器液壓自動操縱系統 52學習任務14 自動變速器圖圖14.32 14.32 機械式節氣門閥布置機械式節氣門閥布置(a) 空擋(N位)；(b) 高擋(D位)1-1-節氣門閥；節氣門閥；2-2-調壓彈簧；調壓彈簧；

46、3-3-推推桿；桿；4-4-凸輪；凸輪；5-5-拉索；拉索；6-6-節氣門節氣門搖臂；搖臂；7-7-加速踏板；加速踏板；8-8-節氣門體節氣門體（3 3）節氣門閥）節氣門閥項目14.4 自動變速器液壓自動操縱系統 53圖圖14.33 14.33 機械式節氣門閥機械式節氣門閥1-1-節氣門閥柱塞；節氣門閥柱塞；2-2-至節氣門油壓控制隨動閥；至節氣門油壓控制隨動閥；3-3-主油路油壓；主油路油壓；4-4-減壓閥油壓；減壓閥油壓；5-5-調速器油壓；調速器油壓；6-6-減壓閥；減壓閥；7-7-節氣門油壓；節氣門油壓；8-8-降擋柱塞；降擋柱塞；9-9-至鎖止調壓閥至鎖止調壓閥項目14.4 自動變速

47、器液壓自動操縱系統 學習任務14 自動變速器（4 4）調速閥）調速閥圖圖14.314.34 4 中間傳動復合雙級調速閥工作原理示意圖中間傳動復合雙級調速閥工作原理示意圖由閥體、閥芯（滑閥）、初級重塊、次級重塊、傳力彈簧、傳動齒輪（螺旋齒輪）等組成。調速閥利用節流調壓原理，油口a、c均為節流口，可稱為雙邊節流。項目14.4 自動變速器液壓自動操縱系統 55學習任務14 自動變速器（5 5）換擋閥）換擋閥圖圖14.35 14.35 換檔閥阻斷主油路壓力換檔閥阻斷主油路壓力1-1-高的節氣門閥壓力；高的節氣門閥壓力；2-2-主油路主油路壓力；壓力；3-3-低的調速器閥壓力低的調速器閥壓力圖圖14.3

48、6 14.36 換檔閥接通主油路壓力換檔閥接通主油路壓力1-1-高的節氣門閥壓力；高的節氣門閥壓力；2-2-主油路主油路壓力；壓力；3-3-低的調速器閥壓力低的調速器閥壓力項目14.4 自動 變速器液壓自動操縱系統 58%56學習任務14 自動變速器1414. .4 4. .4 4 液控自動變速器操縱系統換擋分析液控自動變速器操縱系統換擋分析 液壓泵輸出的液壓油經過主調壓閥調節液壓泵輸出的液壓油經過主調壓閥調節后形成主油路油壓，同時供給到后形成主油路油壓，同時供給到手動換擋閥、手動換擋閥、節氣門閥、速控閥。節氣門閥、速控閥。對對駐車擋駐車擋(P)(P)、倒擋、倒擋(R)(R)、空擋空擋(N)(

49、N)等不需要自動換擋的擋位，手動換擋等不需要自動換擋的擋位，手動換擋閥直接控制油路的接通或關閉。閥直接控制油路的接通或關閉。項目項目14.4 14.4 小節小節2自動變速器液壓自動操縱系統動力源自動變速器液壓自動操縱系統執行機構自動變速器液壓自動操縱系統控制機構液控自動變速器操縱系統換擋分析項目14.5 金屬帶式無級變速器58%58學習任務14 自動變速器1414. .5 5. .1 1 金屬帶式無級變速器金屬帶式無級變速器 金屬帶式無級傳動金屬帶式無級傳動( (Continously Continously Variable TransmissionVariable Transmission

50、，簡稱，簡稱CVTCVT) )，變速器稱為變速器稱為VDT-CVTVDT-CVT。具有結構工作可靠、壽命長、效率高且噪聲低等優點。1-1-輸輸入入軸；軸；2-2-半軸；半軸；3-3-電磁離合器；電磁離合器；4-4-電刷架；電刷架；5-5-換擋軟軸；換擋軟軸；6-6-從動帶輪；從動帶輪；7-7-金屬帶傳動；金屬帶傳動；8-8-油泵；油泵；9-9-換擋機構；換擋機構；10-10-液壓控制閥；液壓控制閥；11-11-主動帶輪主動帶輪項目14.5 金屬帶式無級變速器58%1 1自動變速器操縱手柄自動變速器操縱手柄 及控制開關及控制開關1-1-發動機飛輪；發動機飛輪；2-2-離合器；離合器；3-3-主動

51、工作輪液主動工作輪液壓控制缸；壓控制缸；4-4-主動工作輪可動部分；主動工作輪可動部分；4a-4a-主主動工作輪固定部分；動工作輪固定部分；5-5-液壓泵；液壓泵；6-6-從動工作從動工作輪液壓控制缸；輪液壓控制缸；7-7-從動工作輪可動部分；從動工作輪可動部分；7a-7a-從動工作輪固定部分；從動工作輪固定部分；8-8-中間減速器；中間減速器；9-9-主減速器與差速器；主減速器與差速器；10-10-金屬帶金屬帶由金屬帶、工作輪、液壓泵、起步離合器和控制系統等組成。學習任務14 自動變速器圖圖14.40 14.40 金屬帶金屬帶1-1-金屬片；金屬片；2-2-金屬環金屬環 每個金屬環的厚度為1

52、.4mm。它在兩側工作輪擠壓力的作用下傳遞動力。每 組 金 屬 環 由 數 片 厚 為0.18mm的帶環疊合而成。在動力傳遞過程中，它正確地推動和引導金屬片的運動。項目14.5 金屬帶式無級變速器項目14.5 金屬帶式無級變速器2 2控制方式控制方式圖圖14.41 CVT14.41 CVT的機械液壓控制系統工作原理示意圖的機械液壓控制系統工作原理示意圖1-1-鋼索；鋼索；2-2-換擋凸輪；換擋凸輪；3-3-速比控制閥；速比控制閥；4-4-工作輪位置傳感器；工作輪位置傳感器；5-5-主動工作輪液壓缸；主動工作輪液壓缸；6-6-從動工作輪液壓缸；從動工作輪液壓缸；7-7-金屬帶；金屬帶；8-8-液

53、壓泵；液壓泵；9-9-主壓力控制閥；主壓力控制閥；10-10-加速踏板；加速踏板；11-11-節氣門節氣門當駕駛員踩下加速踏板，通過柔性鋼索1帶動換擋凸輪2轉動，控制速比控制閥3。由發動機驅動的液壓泵8將壓力油輸送給主壓力控制閥9。控制閥9根據工作輪位置傳感器4的液壓信號，控制速比控制閥3中油液的壓力，從而控制主、從動工作輪可動部分的壓缸中油液的壓力，以調節金屬帶與工作輪的工作半徑，實現無級自動變速。 一般有一般有機械液壓控制系統機械液壓控制系統和和電子電子液壓控制系統液壓控制系統兩種。兩種。項目14.5 金屬帶式無級變速器系統中包括電磁離合器的控制和主、從動帶輪的傳動比控制。傳動比由發動機節

54、氣門信號和主動帶輪轉速所決定。電子制單元（ECU）根據發動機轉速、車速、節氣門開度和換擋控制信號等控制主、從動帶上伺服液壓缸的壓力，使主、從動工作輪的可動部分軸向移動，改變金屬帶與工作輪間的工作半徑，從而實現無級變速。學習任務14 自動變速器項目14.5 金屬帶式無級變速器58%631414. .5 5. .2 2 電控機械式自動變速器電控機械式自動變速器 電控機械式自動變速器電控機械式自動變速器(Automatic Mechanical Transmission, (Automatic Mechanical Transmission, 簡稱簡稱AMT)AMT)成本低成本低，基本結構與手動變速

55、器基本一致，基本結構與手動變速器基本一致，換擋沖擊比較明顯換擋沖擊比較明顯，舒適舒適性較差性較差。因此，。因此，AMTAMT變速器主要在變速器主要在重型載貨車重型載貨車及及微型車微型車、小型車小型車中使用。中使用。 1 1AMTAMT的組成及工作原理的組成及工作原理主要由電子控制單元、執行機構及傳感器三部分組成。1-1-離合器位置傳感器；離合器位置傳感器；2-2-電動泵單元；電動泵單元；3-3-離合器執行機構；離合器執行機構；4-4-液壓儲能罐；液壓儲能罐；5-5-選擋位置傳感器；選擋位置傳感器；6-6-選擋執行機構；選擋執行機構；7-7-換擋執行機構；換擋執行機構；8-8-換擋位置傳感器；換

56、擋位置傳感器；9-9-控制軸控制軸學習任務14 自動變速器58%64學習任務14 自動變速器電子控制單元：包括包括各種信號處理單元、微處理器、程序及數據存儲器、驅動各種信號處理單元、微處理器、程序及數據存儲器、驅動 電路、顯示單元、故障自診斷單元及工作電源等電路、顯示單元、故障自診斷單元及工作電源等 執行機構：包括離合器執行機構、選換擋執行機構及油門開度執行機構包括離合器執行機構、選換擋執行機構及油門開度執行機構 選換擋執行機構：選換擋執行機構：用來完成摘擋、選位和換擋操作 油門開度執行機構：油門開度執行機構：由電機驅動，完成對油門開度踏板位置的跟蹤以及換擋過程中發動機轉速的調節 離合器執行機

57、構：離合器執行機構：實現離合器的自動分離和平穩接合控制傳感器：包括動力源、執行機構和液壓控制系統包括動力源、執行機構和液壓控制系統 功能：功能：用來采集控制參數，如拖拉機運行和作業過程中的速度、油門開度和滑轉率參數，并將采集到的信號轉換成ECU能識別的信息，便于ECU進行處理，從而對車輛的運行狀態做出及時反應以調整車輛行駛狀態項目14.5 金屬帶式無級變速器65學習任務14 自動變速器 根據根據選換擋選換擋和和離合器的操縱方式離合器的操縱方式的不同，的不同，AMTAMT可分為可分為氣壓驅動式氣壓驅動式和和電動機驅動式電動機驅動式、液壓驅動式液壓驅動式三種。三種。2 2AMTAMT的類型的類型（

58、1 1）氣壓驅動式）氣壓驅動式 選換擋和離合器的操縱由選換擋和離合器的操縱由氣壓系統氣壓系統控制控制 重型汽車重型汽車上多采用氣壓驅動式。由于氣壓系統存在壓力波動較大，對上多采用氣壓驅動式。由于氣壓系統存在壓力波動較大，對選換擋和離合器的選換擋和離合器的精確控制不利精確控制不利。項目14.5 金屬帶式無級變速器66學習任務14 自動變速器 采用采用直流電機直流電機來驅動選換擋機構和離合器。來驅動選換擋機構和離合器。 優點：結構簡單，能夠靈活控制，適應能力強，制造簡單，成本低，能耗小。 缺點：電動機的執行動作比液壓缸慢，而且不精確，在對選換擋速度要求不太快的情況下可以選用電動機驅動式。（3 3）液壓驅動式）液壓驅動式 選換擋和離合器的操縱靠選換擋和離合器的操縱靠液壓油液壓油來實現，需要建立一個來實現，需要建立一個液壓控制系統液壓控制系統。液壓。液壓控制系統根據控制系統根據ECUECU的指令控制電磁閥，使執行機構自動地完成離合器分離、接合的指令控制電磁閥，使執行機構自動地完成離合器分離、接合和變速器選、換擋等動作。和變速器選、換擋等動作。 優點：操作簡便、能容量大、易