第八章，電控自動變速器一.自動變速器概述

1.自動變速器的汽車具有的優點

1〕.操作簡化且提高了行車平安性自動變速器無需離合器操作和手動換擋操作，減少了駕駛員操作的勞動強度，因此，行車的平安性得以提高。

1.自動變速器的汽車具有的優點

2.〕提高了發動機和傳動系統的使用壽命由于自動變速器在自動換擋過程中無動力中斷、換擋平穩、減小了發動機和傳動系統零件的動載荷.3〕.提高了汽車的動力性換擋時動力不中斷，發動機可維持在一穩定的轉速，因此可使汽車平穩起步、加速性能和平均車速提高。4〕.提高了汽車的通過性液力變矩器可以在一定的范圍內自動變速來適應汽車行駛阻力的變化，在必要時又可自動換擋以滿足牽引力的需要，因此顯著提高了汽車的通過性能。5〕.減少了排氣污染自動變速器由于有液力傳動和自動換擋，在換擋過程中發動機可保持在穩定的轉速，發動機的燃燒條件不會惡化，因此可減少發動機排氣污染。

6〕.可降低燃料消耗尤其是現代汽車自動變速器采用電子控制換擋，可按照最正確油耗規律控制換擋，加之采用了超速擋和鎖止離合器等，使自動變速器汽車的油耗有了明顯的下降。電控自動變速器的開展歷程：按結構原理主要包括三種類型：1.電子控制液力機械自動變速器〔EAT)(AT-AutomaticTransmission)

(液力AT)由變矩器、變速器和電控系統組成，是目前最普遍的電控自動變速系統。二，系統分類與組成2.電子控制機械自動變速器

(AMT)(AMT-AutomaticMechanicalTransmission

)

二，系統分類

(機械AT)由離合器、機械齒輪變速器和換擋電控系統組成，主要應用在重型車上。3.電子控制機械式無級變速器(CVT)〔CVT-ContinuouslyVariableTransmission〕二，系統分類

(無級AT)由電控系統和機械傳動裝置實現連續變速。是一種新型的自動變速系統，用輕型車上。圖3.5CVT傳動裝置結構原理1—主動半可動錐輪；2—行星架；3—雙行星齒輪；4—輸入軸；5—太陽輪；6—倒擋制動器；7—前進擋離合器；8—主動缸；9—中間減速齒輪；10—半軸；11—從動半固定錐輪；12—從動缸1)按汽車驅動形式不同分類

前輪驅動的自動變速器

(又稱變速驅動橋)

后輪驅動的自動變速器二，系統其它分類方法圖1前輪驅動自動變速器1—液力變矩器；2—油泵；3—行星齒輪機構；4—輸入軸；5—輸出軸；6—差速器圖2后輪驅動自動變速器1—液力變矩器；2—油泵；3—輸入軸；4—行星齒輪機構；5—閥體總成；6—輸出軸；7—油底殼

2擋、3擋、4擋、5擋、6擋自動變速器。2)按前進擋擋位的多少分類目前自動變速器一般為4個擋，4擋即為超速擋；少數自動變速器有5個擋或6個擋，5擋或6擋即為超速擋。3)按齒輪變速局部的結構類型分類普通齒輪式(即非行星齒輪式)行星齒輪式兩種。行星齒輪根據其組合形式或結構的不同可分為:辛普森(Simpson)式、拉維尼約喔(Ravigneaux)式〔也譯：拉維娜(Ravigneaux)式〕。液〔力〕控自動變速器液壓式控制方式，以液壓閥和液壓油路的邏輯控制系統為主。電〔力〕控自動變速器。

電液式控制方式，以電控系統為主。4)按自動換擋的控制方式分類

液控自動變速器采用液力傳動和液壓技術，由一個液力耦合器加上一個四檔行星變速器組成，能根據車速和油門開度的大小自動換擋。是一種傳統的液控液動操縱式。

(1)液控自動變速器液控自動變速器換擋控制方式是通過機械手段將節氣門開度和車速參數轉化為液壓控制信號，使閥體中各控制閥按照設定的換擋規律控制換擋執行機構動作，實現自動換擋。

(1)液控自動變速器圖3.液力控制自動變速器控制過程原理圖將信號轉換成控制油壓〔控制信號〕，按照設定的換擋規律，將該油壓加到換擋閥的兩端，以控制換擋閥的位置，從而改變換擋執行元件〔離合器和制動器〕的油路。這樣，工作液壓油層進入相應的執行元件，來控制行星齒輪變速器的升擋或降擋。液力自動變速器的工作過程液控自動變速器根本過程傳統的液控液動操縱式的液力變速器被先進的電子控制液動操縱式〔電液控制操縱技術〕的電控自動變速器所取代。〔EAT-ElectronicControlledAutomaticTransmission〕(2)電控自動變速器。

電控自動變速器采用具有閉鎖離合器的液力變矩器，配備電控系統后實現自動換擋和液力變矩器的閉鎖和解鎖控制等。EAT采用的是以微處理器為核心的電控系統。(2)電控自動變速器。電控自動變速器通過各種傳感器將發動機轉速、節氣門開度、車速、發動機水溫、自動變速器液壓油溫度參數轉變為電信號，輸入自動變速器電腦，電腦根據這些電信號確定自動變速器換擋控制信號。(2)電控自動變速器。電腦輸出的換擋信號控制相應的換擋電磁閥動作，并通過換擋閥產生相應的液壓控制信號，使有關的換擋執行機構動作〔離合器、制動器、伺服機構等〕，實現自動換擋。(2)電控自動變速器。圖4電子控制自動變速器控制過程原理圖通過傳感器和開關監測汽車和發動機的運行狀態，接受駕駛員的指令，并將發動機轉速、節氣門開度、車速、發動機冷卻液溫度、自動變速器液壓油溫度等參數轉換成電信號輸入到ECU。電控自動變速器的工作過程ECU根據這些信號，按照設定的換擋規律，向換擋電磁閥、油壓電磁閥等發出控制信號；電磁閥控制液壓換擋閥，使其翻開或關閉通往換擋離合器和制動器的油路，從而控制換擋時刻和擋位的變換，以實現自動變速。電控自動變速器的工作過程三.自動變速器的一般組成

三.電控自動變速器的組成ECU電控系統輔助變速器(箱〕電液操縱控制系統液力耦合器

液力變矩器利用液體流動將發動機動力傳遞給變速器，同時具有離合器的作用；

輔助變速器利用齒輪或行星機構改變轉速和扭矩；

操縱控制系統根據汽車的行使需要控制輔助變速箱，進行加減檔，實現自動變速的功能。三.電控自動變速器的組成電控自動變速器根本原理如圖3-3所示，電控自動變速器上有節氣門位置傳感器和車速傳感器兩個核心傳感器。節氣門位置傳感器向TCU(自動變速器電子控制裝置)傳遞發動機負荷信號，結構與原理?裝在自動變速器輸出軸上的車速傳感器向TCU傳遞車速信號。TCU根據這些信息控制換擋電磁閥工作，換擋電磁閥通過液壓控制閥體內的換擋閥動作，從而操縱離合器和制動器，實現自動換擋。結構與原理圖3-3電控自動變速器根本原理示意圖圖3.4電子控制自動變速器控制過程原理圖1.液力傳動裝置1)液力變矩器

液力變矩器位于自動變速器的最前端，安裝在發動機的飛輪上。液力變矩器(HydraulicTorqueConverter，HTC)，它是通過工作輪葉片的相互作用，引起機械能與液體能的相互轉換來傳遞動力的。液力變矩器1.液力傳動裝置1)液力變矩器的組成常用的汽車液力變矩器如圖3-4所示，它由泵輪、蝸輪和導輪組成，稱為三元件液力變矩器。液力傳動裝置的根本形式為液力偶合器與液力變矩器。圖3-4液力變矩器

液力耦合器的結構曲軸、外殼、泵輪、

渦輪、輸出軸。無導輪稱為偶合器圖

液力耦合器泵輪P與渦輪T之間增加了一個固定在單向離合器上的導輪D。圖

液力變矩器

它是通過工作輪葉片的相互作用，引起機械能與液體能的相互轉換來傳遞動力，通過液體動量矩的變化來改變轉矩的傳動元件，具有無級連續改變速度與轉矩的能力。①驅動油泵。大局部汽車自動變速器液力油泵由變矩器泵輪驅動轂直接驅動，少局部汽車由變矩器蝸輪帶動油泵軸間接驅動。②低速區域內增矩。汽車起步時所需轉矩很大，運行中逐漸減小。自動變速器低速時增矩，主要依靠變矩器。

液力變矩器功用:③變矩器和撓性板一起充當發動機的飛輪。液力變矩器前端安裝在撓性板上，撓性板具有足夠的彈性。以允許液力變矩器受熱或受壓時的膨脹以及冷卻時收縮帶來的前后移動。變矩器及其內部油液及撓性板的重量一起相當于發動機飛輪的重量。

撓性板④柔和地傳遞轉矩。

液體在傳力的同時，可以比機械傳動更有效地吸收振動。變矩器與摩擦式離合器不同之處是在停車時不用脫開傳動系，也能維持發動機的怠速運轉。因為曲軸和泵輪是同步運轉的，曲軸轉速低，泵輪轉速也同樣低。泵輪轉速低，液流就無法驅動蝸輪，動力就沒有輸出。

圖3-5液力變矩器結構簡圖

液力變矩器的具體結構部件圖3-6表示拆去蝸輪和導輪后，只剩下泵輪的示意圖。

(1)泵輪。圖3-6泵輪示意圖

左邊薄盤是與飛輪相當的驅動盤。由于液力變矩器較重，可當作飛輪使用，裝在外緣的齒圈與驅動盤形成一體。驅動盤用螺栓與泵輪連接，液力變矩器左邊與曲軸相連接。發動機轉動時，液力變矩器隨曲軸轉動。其內部的自動變速器油(以下簡稱ATF)由于離心力向外側射出，形成驅動力。

(1)泵輪。圖3-7蝸輪示意圖

蝸輪如圖3-7所示

(2)蝸輪

它是有很多葉片的圓盤，可以在液力變矩器內自由轉動。蝸輪輪轂的花鍵與輸出軸(即自動變速器的輸入軸)的花鍵相嚙合。它是液力變矩器的輸出元件，將液體的動能轉變為機械能。

(2)蝸輪導輪是液力變矩器中的反作用元件，用來改變液體流動的方向。安裝在蝸輪與泵輪之間，如圖3-4所示。導輪與導輪軸之間裝有單向離合器。(3)導輪

為了防止汽車高速時出現變矩器的輸出扭矩小于輸入扭矩的現象，在導輪和固定軸之間安置了單向離合器。當在低速時，作用在導輪葉片正面的液體通過單向離合器鎖止使導輪固定，產生增大扭矩的效果。導輪設置單向離合器的原因當在高速時，作用在導輪葉片的扭矩不能增大。圖所示反映了單向離合器和導輪之間的裝配關系。導輪設置單向離合器的原因類似起動機的滾柱單向離合器單向離合器單向離合器分為滾柱斜槽式或楔塊式兩種，處在固定的內圈和轉動的外圈之間。4)單向離合器

單向離合器不僅應用在變矩器中，在行星齒輪機構中也普遍采用類似起動機的滾柱單向離合器單向離合器滾柱斜槽式2)起動機傳動機構－離合機構滾柱式離合機構是常用的離合機構圖3-11楔塊式單向離合器的構造和鎖止原理

圖3.17單向離合器A向—自由狀態；B向—鎖緊狀態1—外圈；2—滾柱；3—回位彈簧；4—內圈；5—楔塊為了降低裝用液力變矩器汽車的油耗，而采用了閉鎖，即在液力變矩器的渦輪前面，安裝一個可控制的離合器，當汽車的行駛需切斷動力時可切斷動力。

5)鎖止離合器

液力變矩器的閉鎖與滑差控制在蝸輪的前面加裝一個液壓控制的摩擦式離合器，采用升壓或降壓的控制方法使其接合。

5)鎖止離合器

其控制機構多為發動機轉速傳感器和車速傳感器共控一個電磁閥，電磁閥再控制一個油道而產生升壓或降壓，使其別離或接合。5)鎖止離合器

帶鎖止離合器的液力變矩器的工作原理如圖3-12所示。圖3-12帶鎖止離合器的液力變矩器的工作原理(a)別離狀態；(b)鎖止狀態圖3.11閉鎖離合器工作原理1—泵輪；2—渦輪；3—閉鎖離合器；4—前蓋

鎖止狀態閉鎖控制

閉鎖控制

閉鎖離合器的工作原理如圖3.11所示。當閉鎖壓力油從油道進入離合器3的左邊，而其右邊的油液經油道回流。閉鎖控制

兩邊的壓力差使裝于渦輪軸花鍵上活塞右移，直至變矩器前蓋4與閉鎖離合器之間的油被排出，使渦輪與泵輪穩定地鎖在一起，如圖3.11(a)。圖3.11閉鎖離合器工作原理1—泵輪；2—渦輪；3—閉鎖離合器；4—前蓋

鎖止狀態閉鎖的實質是液力傳動與機械傳動之間的轉換。

故有在何點閉鎖為佳的問題。從理論上講，閉鎖點定在轉入偶合器工況點為好，該點變矩器系數K＝1，既保證充分利用變矩器的自適應長處，又減少了因閉鎖而造成的轉矩與轉速的突變；2)液力變矩器的工作原理液力傳動裝置的根本形式為液力偶合器與液力變矩器。其功能是無級變速〔增扭〕和離合功能。液力偶合器的根本構件是具有假設干徑向平面葉片的、構成工作腔的泵輪和渦輪。液力偶合器工作原理如圖3.7所示圖3.7液力偶合器工作原理1—泵輪；2—渦輪液力傳動油在工作腔里高速循環流動傳遞動力，油液隨著泵輪作牽連運動的同時因受離心力作用而作離心運動，從泵輪(輸入軸)吸收機械能并轉化為動能，2)液力變矩器的工作原理高速液流從泵輪沖入渦輪做向心流動釋放動能，推動渦輪(輸出軸)旋轉，帶開工作機(負載)做功。圖3.7液力偶合器工作原理1—泵輪；2—渦輪

液力變矩器如圖3.8所示的結構與偶合器的區別是：在泵輪P與渦輪T之間增加了一個固定在單向離合器上的導輪D。泵輪P與渦輪T之間增加了一個固定在單向離合器上的導輪D。圖

液力變矩器

油液在各工作輪(P、T與D)組成的閉合的循環流道(循環圓)內傳遞動力，發動機帶動泵輪旋轉，其離心力使油液在泵輪中向半徑大的方向流動，封閉的循環圓迫使液體沖進渦輪，推動葉片轉動，以驅動汽車。圖3.8液力變矩器結構簡圖1—曲軸；2—齒圈；3—渦輪；4—泵輪；5—循環圓；6—導輪；7—單向離合器；8—渦輪軸；9—單向離合器固定套；10—泵輪軸套液體受離心力和向心力的綜合作用形成圓流。2)液力變矩器的工作原理發動機帶動泵輪，泵輪轉動把發動機的機械能轉換成ATF的液體動能。當ATF高速進入蝸輪，推動蝸輪轉動，又把ATF的液體動能轉換成機械能，由輸出軸輸出動力。2)液力變矩器的工作原理液力變矩器的根本工作原理就像兩臺電風扇對置時，一臺電風扇不接電源，另一臺電風扇接通電源。后者轉動時，產生的氣流可以吹動前者的扇葉使其轉動。液力耦合器的原理可以用兩個風扇說明。2)液力變矩器的工作原理液力變矩器的泵輪相當于接通電源的電風扇，變矩器的蝸輪相當于未接通電源的電風扇，變矩器內的ATF相當于空氣。圖3.7液力偶合器工作原理1—泵輪；2—渦輪圖3.8液力變矩器結構簡圖1—曲軸；2—齒圈；3—渦輪；4—泵輪；5—循環圓；6—導輪；7—單向離合器；8—渦輪軸；9—單向離合器固定套；10—泵輪軸套液體受離心力和向心力的綜合作用形成圓流。為了易于理解變矩器的工作原理和性能，先省去導輪，只分析泵輪、蝸輪和ATF之間的工作關系。

變矩器輸出扭矩增大原理2)液力變矩器的工作原理圖3-8ATF在泵輪與蝸輪間的流動示意圖

發動機帶動泵輪，泵輪葉片內ATF由于離心作用沿葉片外側射出，并且流向蝸輪。也就是ATF形成一環流，很像螺旋狀旋轉流動來傳遞動力。泵輪與蝸輪之間形成的環流在中心局部產生紊流，造成動力損失。中心局部在離心力作用下形成空心，造成強流的動力遲滯損失。假設在泵輪和蝸輪之間安裝了導輪，ATF的流動情況如圖3-9所示。圖3-9ATF的流動情況(安裝了導輪)加導輪后圖3-8ATF在泵輪與蝸輪間的流動示意圖

與未加比照蝸輪液體流出方向和通過泵輪流入方向相反，且蝸輪液體流出通過導輪。

導輪的作用是再將液體回流至泵輪，且使流動方向再次反向。(3.1)

凹面液體折射具有方向性的液體返回到泵輪葉片上，而這種具有方向性的液體起到了幫助發動機轉動泵輪的作用。流動的液體對導輪產生的作用力矩，可以使變矩器的輸出扭矩提高。變矩器輸出扭矩增大原理凹面液體折射泵輪與蝸輪的轉速相差越大，同時，流經渦輪的液體從中間流出，撞擊導輪葉片的正面〔此時單向離合器鎖止〕，液體受到導輪正面葉片的阻擋而產生液體折射，轉矩隨之增大。〔液力流動方向和葉片是垂直方向。〕，此時，導輪的轉矩最大。變矩器輸出扭矩增大原理當泵輪和渦輪之間的速度差越大，單向離合器鎖止后的導輪起增矩的作用越大。N泵輪＞n渦輪，兩輪之間產生扭向層流，循環流沖擊導輪頁面。兩者接近時和頁面相切。凹面液體折射當蝸輪轉速逐漸加快與泵輪轉速接近時，從泵輪葉片流過的ATF變成從葉片面(縫隙〕流過，流動方向改變了。渦輪出口油液的速度方向與導輪弧形葉片相切時，〔液力流動方向和葉片是相切方向〕。此時，導輪上受到的轉矩為零。變矩器輸出扭矩增大原理凸面受力解鎖可見，導輪上受到的轉矩TD的大小與轉速差成正比例關系。

隨泵輪與渦輪的轉速差的減小而逐漸變小。而當渦輪轉速進一步升高，渦輪出口油液的速度方向指向導輪葉片的凸面時，單向離合器受反作用力，支承導輪的單向離合器使導輪在油液的作用下可自由旋轉。變矩器輸出扭矩增大原理

導輪由于單向離合器的作用在導輪軸上空轉。蝸輪輪轉升高到接近主動輪泵輪時，鎖止離合器解除對導輪的鎖止。

導輪空轉開始點稱為偶合點。開始空轉后，變矩器喪失了變矩的功能而只有液力偶合器離合動力的功能。

偶合點是液力變矩器向液力耦合器的轉折點

偶合點實際是轉變變矩器功能的轉折點，所以將導輪空轉的范圍稱為偶合范圍，導輪不空轉的范圍稱為變矩范圍。液體回流至泵輪后，推動其葉片的后外表，促使泵輪旋轉，故在來自發動機轉矩的根底上，再加上從導輪回流的轉矩，將合成的轉矩傳遞至渦輪，即(3.1)

式中，TP、TT、TD分別為泵輪、渦輪及導輪上的作用轉矩。變矩器輸出扭矩增大原理3)液力傳動的特性〔液力變矩器〕

1)變矩系數：液力變矩器輸出轉矩與輸入轉矩(即泵輪轉矩TP)之比稱為變矩系數，用K表示。(3.2)3)液力傳動的特性液力變矩器是以液體的動能來傳遞能量的，在泵輪與渦輪之間的轉速差大時，渦輪旋轉所形成的反壓力小，那么從泵輪處流入渦輪的流速高，循環圓中的流量也大，故渦輪上的轉矩也隨之增大。顯然，當渦輪不動(nT＝0)時，循環流量到達最大，渦輪上轉矩也增至最大。

3)液力傳動的特性

2.機械傳動裝置也稱為輔助變速器液力變矩器的無級變速性能雖然很好，但它不能完全滿足車輛改變速度和變化動力兩方面的要求，故需與齒輪傳動串聯或并聯，以擴大其傳動比與高效率工作范圍。液力變矩器的變矩比(K)不能太大，只能在2～4之間，此值遠遠滿足不了汽車使用工況的需要。為此，變矩器后面再串聯行星齒輪系統，使轉矩再增大2～4倍。

2.機械傳動裝置

2.機械傳動裝置液力變矩器的無級變速性能雖然很好，但需與齒輪傳動串聯或并聯，以擴大其傳動比與高效率工作范圍。齒輪傳動有行星齒輪式與定軸式兩種。前AT行星齒輪系統的組成。

包括行星齒輪組和換擋執行機構。

1)行星齒輪結構式自動變速器

換擋執行機構可以使行星齒輪組處于不同的嚙合狀態，以實現不同的傳動比。

換擋執行機構。簡單行星齒輪機構如圖

行星齒輪組主要由太陽輪、行星輪及行星架、齒圈三元件組成。位于行星齒輪機構中央位置的是太陽輪，太陽輪周圍是行星輪。1.行星齒輪組每一組行星齒輪機構又被稱為1個行星排；四速的自動變速器一般有3個行星排，二速和三速的自動變速器都是2個行星排。1.行星齒輪組一個太陽輪、假設干個行星齒輪和一個齒輪圈1〕簡單〔單排〕的行星齒輪機構：圖3-13簡單的行星齒輪機構

傳動的根本原理行星齒輪變速器圖3.12行星齒輪機構簡圖太陽輪經過兩個相互嚙合的行星輪才與齒圈相連的雙星行星排，在行星架不轉時，因太陽輪與齒圈旋轉方向相同，運動關系圖見圖〔a〕，齒圈固定，太陽輪為主動件且順時針轉動，而行星架那么為被動件。運動關系圖②見圖〔b〕，太陽輪固定，行星架為主動件且順時針轉動，齒圈為被動件。運動關系圖③見圖〔C〕，行星架固定，太陽輪為主動件且順時針轉動，而齒圈那么作為被動件。①兩個外齒輪相互嚙合時，其轉動方向相反。②一個外齒輪與一個內齒輪相嚙合時，其轉動方向相同。③小齒輪驅動大齒輪時，輸出扭矩增大而輸出轉速降低。行星齒輪機構根本特征：④大齒輪驅動小齒輪時，輸出扭矩減小而輸出轉速提高。⑤假設行星架作為被動件，那么它的旋轉方向和主動件同向。⑥假設行量架作為主動件，那么被動件的旋轉方向和它同向。行星齒輪機構根本特征：⑦在簡單行星齒輪機構中，太陽輪齒數最少，行星架的當量齒數最多．而齒圈齒數那么介于中間。⑧假設行星齒輪機構中的任意兩個元件同速同方向旋轉，那么第三元件的轉速和方向必然與前兩者相同，即機構鎖止，成為直接檔。行星齒輪機構根本特征：簡單行星齒輪機構的三元件經組合后

六種不同的運動狀況〔表〕(2)行星齒輪系統的傳動規律

行星齒輪為軸轉式齒輪系統，與定軸式齒輪系統一樣，也是降速增扭和升速降扭的原理，只不過由于自轉和公轉的存在，傳動比的計算方法不同。

(2)行星齒輪系統的傳動規律行星齒輪系統的傳動比取決于齒圈齒數和太陽輪齒數，與行星齒輪(惰輪)的齒數無關。圖3-15為行星齒輪組傳動簡圖。設太陽輪的齒數為z1，齒圈齒數為z2，太陽輪、齒圈和行星架的轉速分別為n1、n2、n3,?并令齒圈與太陽輪的齒數比為行星齒輪機構參數，用α表示，即(2)行星齒輪系統的傳動規律a.太陽輪(n1)為主動，行星架(n3)為從動，其傳動比為結論：前進行駛最大速比減速擋。①齒圈固定(n2＝0)。b.行星架(n3)為主動，太陽輪(n1)為從動，其傳動比為結論：前進行駛快超速擋。(少用)①齒圈固定(n2＝0)。a.行星架(n3)為主動，齒圈(n2)為從動，其傳動比為結論：前進行駛超速擋。

②太陽輪固定(n1＝0)b.齒圈(n2)為主動，行星架(n3)為從動，其傳動比為：結論：前進行駛最小速比減速擋。②太陽輪固定(n1＝0)a.太陽輪(n1)為主動，齒圈(n2)為從動，其傳動比為結論：n1與n2的符號相反，即表示主動軸與從動軸的旋轉方向相反，且傳動比的絕對值大于1，是倒擋。③行星架固定(n3＝0)b.齒圈(n2)為主動，太陽輪(n1)為從動，其傳動比為結論：n1與n2的符號相反，即表示主動軸與從動軸的旋轉方向相反，且傳動比的絕對值小于1，是快倒擋(汽車不用)。④太陽輪(n1)和齒圈(n2)均為主動，行星架(n3)為從動，那么有n1＝n2

其傳動比為

i13＝i23＝1結論：前進行駛直接擋。同樣，如果以太陽輪和行星架為主動，齒圈為從動件；或以齒圈和行星架為主動件，太陽輪為從動件，都可以得到n1＝?n2?＝?n3。⑤太陽輪(n1)為主動，行星架(n3)和齒圈(n2)不受約束，即沒有一個元件是固定的。此時行星齒輪組雖有輸入，但沒有輸出。結論：空擋為了更好了解行星齒輪機構的傳動規律，根據三元件齒數的多少，太陽輪(z1)、齒圈(z2)、行星架(zc)(其中zc只是想象中的行星架齒數，本身沒有齒，因其行星齒輪是內外嚙合，其數量必大于齒圈齒數)三者的大小關系即被確定為zc＞z2＞z1。行星齒輪機構三元件大小關系如圖3-16所示，了解這種關系，可判定不同組合的傳動關系，確定降速擋或升速擋，進而掌握行星齒輪傳動的規律。圖3-16行星齒輪機構三元件大小關系

也稱為輔助變速器包括1〕行星齒輪組2〕換擋執行機構是最常見的結構型式。行星齒輪式輔助變速器

換擋執行機構可以使行星齒輪組處于不同的嚙合狀態，以實現不同的傳動比。

2〕換擋執行機構因為所有齒輪是處于常嚙合狀態，AT擋位變換不同于手動變速器用移動撥叉變速，它是以對行星機構的根本元件進行約束來實現。2〕換擋執行機構想想如何改變傳動比想想如何改變傳動比

內齒圈采用制動器，

太陽輪采用單向離合器或制動器，

行星齒輪的固定是指固定行星架，可采用制動器或單向離合器。固定的方法是：行星齒輪機構的三個元件中，假設一個元件固定，另一個元件作驅動，那么剩下的一個元件就可以變速轉動輸出動力。這是行星齒輪自動變速器的根本工作原理。行星齒輪系統工作原理2〕換擋執行機構通常有離合器、制動器和單向離合器3種執行機構，具有連接、固定或鎖止功能，使變速器獲得不同傳動比，從而到達換擋的目的。1)離合器

離合器是液壓控制的執行元件，一般為多片摩擦式，采用的是多片濕式結構。

作用是用來連接輸入軸、中間軸、輸出軸和行星齒輪系的元件，實現轉矩的傳遞。

離合器的作用既是連接行星排二元件成為一體。1)離合器作用1)離合器離合器通常由離合器鼓、活塞、回位彈簧、鋼片與摩擦片組、離合器轂及密封圈組成。圖3-27離合器原理圖

1)離合器

離合器鼓與輸入軸相連、離合器轂與輸出軸相連，如下圖。離合器摩擦片通常靠內齒與離合器轂連接。圖3.13多片離合器原理圖1—單向閥；2—密封圈；3—輸入軸；4—活塞；5—離合器鼓；6—密封圈；7—鋼片；8—摩擦片；9—卡環；10—離合器轂；11—回位彈簧

離合器接合：

當壓力油經過油道進入活塞缸時，油壓克服彈簧張力推動活塞右移，將所有主、從動件依次壓緊，即鋼片與摩擦片在摩擦力的作用下一同旋轉，離合器接合，動力從輸入軸經離合器傳到輸出軸。1)離合器功能－接合、別離離合器別離：當油壓撤除后，活塞在回位彈簧作用下回位，離合器別離，切斷輸入軸至輸出軸的動力傳遞。1)離合器功能－接合、別離圖3.14離心平衡離合器1—密封圈；2—壓力油室；3—單向閥；4—活塞；5—離合器鼓；6—鋼片；7—摩擦片；8—回位彈簧；9—離合器轂；10—密封板；11—離心平衡油室

作為執行機構的制動器常見的有帶式和濕式多片式制動器兩種型式。即：帶式與片式。

2)制動器2)制動器制動器的作用是將行星排中太陽輪、齒圈、行星架三個元件之一加以固定，使之不能旋轉，以產生不同的方向或速比。2)制動器制動器的作用即是：

使所控制元件固定不轉。

2)制動器

a，帶式制動器由制動帶及其伺服裝置(控制液壓缸)組成。結構如圖3.15所示，圖3.15帶式制動器1—內彈簧；2—回位彈簧；3—調整螺釘；4—殼體；5—制動帶；6—轉鼓；7—推桿；8—活塞束皮帶動作圖3-28帶式制動器原理圖

伺服裝置2)制動器

制動帶開口的一端支承在與變速器殼體固連的支座上，另一端與伺服裝置相連。

b，片時制動器濕式多片制動器在工作原理上，它與濕式多片離合器結構類似，僅鋼片為固定不動。圖3.16濕式多片制動器1—回位彈簧；2—活塞；3—密封圈；4—摩擦片；5—鋼片；6—齒圈；7—行星架；8—行星齒輪；9—太陽輪3)單向離合器單向離合器可以起到離合器與制動器的作用，所不同的是以單向鎖止原理來實現固定或連接作用。3)單向離合器單向離合器無須控制機構，工作完全由與之相連的元件的方向控制，瞬間即可接合或別離，自動切斷或接通變速時轉矩。圖3單向離合器A向—自由狀態；B向—鎖緊狀態1—外圈；2—滾柱；3—回位彈簧；4—內圈；5—楔塊3)單向離合器單向離合器常用的是：滾柱斜槽式

楔塊式圖3.17單向離合器A向—自由狀態；B向—鎖緊狀態1—外圈；2—滾柱；3—回位彈簧；4—內圈；5—楔塊1.辛普森(Simpson)機構；

兩排行星輪共用一個太陽輪.

行星齒輪式輔助變速器種類：辛普森(Simpson)式自動變速器一般是兩排行星齒輪機構，共用一個太陽輪的行星齒輪機構。辛普森結構辛普森結構

這是以創造者Simpson工程師命名的結構，其結構特點是由兩個完全相同齒輪參數的行星排組成，圖3-17雙行星排辛普森式行星齒輪自動變速器

2.拉維尼約喔(Ravigneaux)結構。

一長一短兩排行星輪，一大一小兩個太陽輪共用一個齒圈。行星齒輪式輔助變速器種類：2〕拉維尼約喔(Ravigneaux)式該自動變速器有兩個太陽輪，兩排行星齒輪共用一個齒圈和一個行星架。

行星齒輪機構共用一行星架、長行星輪和齒圈，只有4個獨立元件圖3-21拉維尼約喔式行星齒輪自動變速器

長行星輪功能：1〕為液力變矩器提供傳動介質2〕完成變速器自動換擋控制。3〕它還保證變速器各局部的潤滑，使變速器得到可靠的散熱和冷卻。

3.液壓系統a.功能：可見，液壓系統起到傳動、控制、操縱、冷卻和潤滑等功能。3.液壓系統

1)液壓控制系統的組成液壓控制系統主要有液力油泵、主油路調壓閥、手控閥、節氣門閥、調速閥、換擋閥、強制低擋閥，另外還有冷油器、濾油器、變矩器閥、緩沖閥、限流閥、單向閥等。3.液壓控制系統圖3-25液壓自動換擋控制系統簡圖

圖3.6自動換擋控制系統構成圖液壓自動換擋控制系統

(1)液力油泵。液力油泵的作用是定壓、定量地向變矩器、液壓操縱系統、齒輪系統和冷油器供油，以便完成傳動、控制、潤滑和降溫等任務。2)液壓控制系統的構造和工作原理

圖3-26油泵和主油路調壓閥

手控閥的作用是提供選擋操縱手柄位置信號，控制液壓系統接通不同的操縱油路，使自動變速器按照駕駛員的操縱意圖工作。(2)手控閥圖3.43自動變速器操縱手柄擋位的布置1—操縱受柄；2—擋位；3—超速擋開關或保持開關；4—鎖止按鈕操縱手柄位置擋位操縱手柄位置擋位P駐車擋D超速擋R倒擋S3擋N空擋L1擋表3-2擋位和操縱手柄的對應關系手柄位于前進擋或其它位置時，滑閥沿閥體移動到相應的位置，接通操縱油路，液壓系統按照駕駛員選擇的擋位完成相應的工作。(2)手控閥(a)空擋

(b)前進擋圖3.25手控制閥1—手控連桿機構；2—滑閥；A—油泵壓力油入口；B—通往主油路調壓閥；C、D、E—通往操縱油路圖3-33手控閥結構示意圖

圖3.24主油路調壓1—進油口；2—出油口；3—泄油口；4—彈簧；5—活塞換擋閥的作用是控制擋位油路的轉換，一個換擋閥控制兩個擋位的相互轉換。(3)換擋閥圖3-34換擋閥的原理圖

圖3.26換擋閥圖3-35換擋閥的結構簡圖

(a)1擋(b)2擋圖3.29電液換擋控制工作原理A、B—換擋電磁閥；1—1-2擋換擋閥；2—2-3擋換擋閥；3—3-4擋換擋閥

(c)3擋(d)4擋

圖3.29電液換擋控制工作原理A、B—換擋電磁閥；1—1-2擋換擋閥；2—2-3擋換擋閥；3—3-4擋換擋閥1)功用：在換擋控制方面用電信號代替油壓信號，用微機處理代替換擋閥進行換擋控制，可實現換擋規律的最正確控制，使換擋及時、準確，更好地適應汽車的行駛要求.4.電控系統信號輸入裝置ECU車速傳感器發動機轉速傳感器節氣門位置傳感器水溫傳感器變速器油溫傳感器擋位開關換擋模式選擇開關制動燈開關電子控制裝置執行機構換擋電磁閥壓力調節電磁閥O/D指示燈閉鎖電磁閥圖3.30電子控制系統2)組成：由傳感器，控制單元(TCU)執行器三局部組成。4.自動變速器電控系統圖3-36自動變速器電控系統的組成

圖3-37自動變速器電控元件布置圖－(b)駕駛室內控制裝置圖3-37自動變速器電控元件布置圖－(a)發動機室內元件位置；包括：節氣門位置傳感器(TPS)、1號車速傳感器(反映發動機的轉速)、2號車速傳感器(反映汽車行駛速度)、發動機冷卻液溫度傳感器、自動變速器油溫度傳感器(局部自動變速器內有)等。傳感器電控系統中還有許多開關：如空擋啟動開關(NSW)、超速擋(O/D擋)開關、行駛模式選擇開關(包括經濟模式開關、運動模式開關、雪地駕駛開關、巡航電控開關)、強制降擋開關及制動燈開關等。傳感器(1)傳感器。①節氣門位置傳感器。節氣門位置傳感器是將節氣門開啟角度轉換為電壓信號送至電子控制裝置，作為決定換擋點和變矩器鎖止機構的根本信號之一。3〕電控系統的結構與原理圖3-38直接型節氣門位置傳感器

圖3-39間接型節氣門位置傳感器

②車速傳感器。常見的車速傳感器有兩種類型。一種是安裝在自動變速器殼體上的舌簧開關常開的舌簧開關式車速傳感器，如圖3-40所示。圖3-40舌簧開關式車速傳感器

另一種纏繞在磁芯上的電磁線圈式車速傳感器，如圖3-41所示，它的位置相對于自動變速器輸出軸或速度表蝸桿旋轉一周，該線圈將產生交變電壓。電子控制單元以產生交變電壓的頻率為依據確定行駛速度。電控自動變速器一般有兩個車速傳感器。圖3-41電磁線圈式車速傳感器

③空擋啟動開關。空擋啟動開關及其電路如圖3-42所示，它是一個多功能開關，通過多個接頭與電控單元相連，將選擋操縱手柄信號送至電控單元。圖3-42空擋啟動開關及其電路(a)空擋啟動開關；(b)空擋啟動開關電路

④行駛模式選擇開關。行駛模式選擇開關位于儀表板或選擋操縱手柄支架附近。圖3.43自動變速器操縱手柄擋位的布置1—操縱受柄；2—擋位；3—超速擋開關或保持開關；4—鎖止按鈕選擇了經濟行駛模式就選擇了節油的工況，自動變速器內的離合器和制動器按照省油的原那么，自動地轉換3擋或4擋。經濟行駛模式(Economymode簡稱E或ECO)。選擇了跑車擋模式，提高了自動變速器的換擋點，使汽車動力性能得到充分發揮。

b.跑車擋模式(Sport簡稱S)。選擇動力行駛模式，電控單元將推遲升擋時間，即只有在發動機轉速和節氣門開度均較高的情況下才能升擋。同時，自動變速器降擋時間提前。當汽車在山區路段行駛或帶有拖車時適合選用這種模式。c.動力行駛模式(Powermode)。選擇了該模式就恢復了自動變速器在D位上的正常工作。

d.正常駕駛模式(Normal)。在冰雪道路上，為防止汽車在光滑路面上起步時打滑，選擇冬季駕駛模式，汽車在3擋起步，這樣可以防止驅動力大于附著力而造成的驅動車輪原地打滑的現象。e.冬季駕駛模式(Winter)。圖3.34自動選擇換擋模式原理⑤超速擋開關(O/D開關)⑥制動燈開關⑦巡航電控開關(或巡航電控裝置)。⑧強制降擋開關。其它傳感器信號方式主要功能車速傳感器脈沖模擬儀表：開關數字儀表：光電元件檢測停止狀態，換擋規律的條件發動機轉速傳感器脈沖點火脈沖啟動，變速時離合器的接合條件輸入軸轉速傳感器脈沖電磁傳感器離合器接合點的檢測擋位脫離的判定車速傳感器發生故障時的支撐功能加速踏板傳感器模擬電位計節氣門開閉控制信號離合器位置傳感器模擬電位計離合器分離、接合控制對離合器磨損的調整功能表3-1傳感器的方式與主要功能傳感器信號方式主要功能油溫傳感器模擬熱敏電阻修正離合器控制擋位開關觸點加壓式接點檢測擋位，確認換擋終了指示器的顯示選擇器開關觸點擺動式接點自動換擋及人工換擋的切換指示指示燈開關節氣門開關觸點微動開關空載位置及全節氣門位置的檢測加速踏板傳感器的控制修正加速踏板空載開關觸點微動開關啟動顯示節氣門側的匹配調整表3-1傳感器的方式與主要功能功能：①控制換擋時刻。②控制超速行駛。假設實際行駛車速低于設定車速4km／h以上，巡航控制單元將向電控單元發出信號，要求自動退出超速擋。(2)電控單元(TCU)③控制鎖止離合器。④控制換擋品質。⑤自我診斷。⑥失效保護功能。(3)執行器執行器那么是由各種功用的電磁閥組成。

最常用的電磁閥有1號、2號換擋電磁閥、鎖止離合器電磁閥、主油壓控制電磁閥等。執行器圖3-474個電磁閥在自動變速器液壓控制閥中的位置圖

(3)執行器①按電磁閥控制形式分類。

間接控制方式：電磁閥裝在控制閥上。

直接控制方式：電磁閥位于行星齒輪系統執行機構的油路中，直接控制通向執行元件的自動變速器油。圖3-474個電磁閥在自動變速器液壓控制閥中的位置圖

(a)(b)圖3.37開關式電磁閥1—電磁線圈；2—銜鐵和閥芯；3—閥球；4—泄油孔；5—主油道；6—控制油道圖3.38脈沖式電磁閥1—壓力油出油口；2—壓力油進油口；3—接線器；4—限流鋼球；5—線圈；6—骨架；7—泄壓口圖3-44脈沖式電磁閥的結構(a)普通脈沖式電磁閥；(b)滑閥式脈沖電磁閥

圖3-485個電磁閥在自動變速器液壓控制閥中的位置圖

(1)冷卻裝置的作用。自動變速器油溫以保持在80～90℃為最正確。利用冷卻器使自動變速器油保持在正常溫度。5.冷卻裝置和濾清器(2)油濾清器的作用。它可以將工作中產生的金屬或非金磨料及時別離，以延長元件的使用壽命。5.冷卻裝置和濾清器課后作業本章系統學習了自動變速器的類型，特點，結構和工作原理；課后作業

1.簡述自動變速器的優點和結構。THANKYOU⑤拉出油尺檢查油位。(W：正常工作溫度標準范圍；HOT：溫度過熱范圍；COLD：溫度過冷范圍)。3.1.4故障診斷與檢修圖3-57自動變速器變速桿的布置

THANKYOU2、自動變速器的根本組成液力變矩器、變速齒輪機構、供油系統和換擋操縱機構等四大局部組成。課外

四，電子控制自動變速器工作原理

電子控制自動變速器采用電液式控制系統，即電控液壓操縱系統。電液式控制系統的核心是電子控制系統，電子控制系統由信號輸入裝置(傳感器、控制開關)、電子控制裝置(ECU)、執行機構三部件組成，如圖3.30所示。

2.電子控制系統信號輸入裝置ECU車速傳感器發動機轉速傳感器節氣門位置傳感器水溫傳感器變速器油溫傳感器擋位開關換擋模式選擇開關制動燈開關電子控制裝置執行機構換擋電磁閥壓力調節電磁閥O/D指示燈閉鎖電磁閥圖3.30電子控制系統傳感器將汽車及發動機的各種運動參數轉變為電信號，ECU根據這些電信號，按照設定的控制程序發出控制信號，通過各種電磁閥(換擋電磁閥、油壓電磁閥等)來操縱閥體總成中各個控制閥的工作，以完成各種控制任務。

2.信號輸入裝置：電子控制自動變速器用到的信號輸入裝置有傳感器和開關，產生的信號一般有脈沖、模擬、開關3種形態。速度傳感器產生脈沖信號，溫度傳感器產生模擬信號，選擇開關那么產生開關信號。

1)節氣門位置傳感器節氣門位置傳感器安裝在發動機節氣門體上并與節氣門聯動，是由駕駛員通過節氣門踏板來控制的。其作用就是測量發動機節氣門的開度，使ECU了解發動機負荷，以此作為自動變速器換擋的一個依據。

具體信號傳感器裝置2)發動機轉速傳感器發動機轉速測量常用脈沖信號式轉速傳感器，除測量轉速外，它還可以測量發動機曲軸角度位置。

3)車速傳感器：

車速傳感器用于測量汽車的行駛速度，常用的有電磁感應式車速傳感器和光電式車速傳感器。

4)輸入軸轉速傳感器

它安裝在行星齒輪機構輸入軸(液力變矩器渦輪輸出軸)附近或與輸出軸連接的離合器鼓附近的殼體上，用于檢測行星齒輪變速器輸入軸轉速，以更精確地控制換擋過程。

5)發動機冷卻液溫度傳感器發動機冷卻液溫度傳感器用于監測發動機冷卻液的溫度，為熱敏電阻結構，通常是位于冷卻系中靠近節溫器的地方。6)自動變速器油溫度傳感器自動變速器油溫度傳感器為熱敏電阻結構，安裝在自動變速器底殼內，用于連續監控自動變速器油的溫度。

7)超速擋開關超速擋開關通常裝在自動變速器操縱手柄上，用于控制變速器的超速擋。在駕駛室儀表盤上，有超速擋切斷指示燈(“O/DOFF〞指示燈)顯示超速擋開關的狀態。

8)換擋模式開關：換擋模式開關又稱程序開關，用于選擇自動變速器的換擋控制模式，即選擇自動變速器的換擋規律，以滿足不同的使用要求。9)空擋啟動開關

空擋啟動開關是一個多功能開關，不僅具有控制啟動繼電器線圈電路的功能，還可將變速器操縱手柄位置的信息傳送給自動變速器的ECU，使ECU可判斷操縱手柄的位置。10)停車制動開關：停車制動開關安裝在制動踏板支架上，當踩下制動踏板時開關接通。ECU根據制動開信號，松開變矩器閉鎖離合器，同時停車燈亮。

ECUECU實質上是向換擋執行機構發出換擋指令的發生器。它接收來自車速、油門、加速度及換擋選擇機構所傳來的信號，進行比較和處理，并按預定的規律選擇擋位和換擋時刻，及時發出相應的換擋指令至換擋執行機構。

ECU的功能包括，控制換擋時刻、控制超速行駛、控制閉鎖離合器、控制換擋品質、故障診斷與失效保護等功能。控制換擋時刻換擋控制即控制自動變速器的換擋時刻，也就是在汽車到達某一車速時，讓自動變速器升擋或降擋。

常見的換擋模式大致有以下幾種：經濟模式(economy)該模式以汽車獲得最正確燃油經濟性為目標設計換擋規律。這種換擋規律，通常當發動機轉速相對較低時，就會換入高一擋，即提前升擋。

(2)動力模式(power)：該模式以汽車獲得最大動力性為目標設計換擋規律。發動機經常處在大轉矩、大功率范圍內運行，從而提高了汽車的動力性能。

(3)普通模式(normal)

普通模式的換擋規律介于經濟模式與動力模式之間。它使汽車既保證了一定的動力性，又有較好的燃油經濟性。

(4)手動模式(manual)：該模式讓駕駛員可在各擋位之間以手動方式選擇適宜的擋位，使汽車像裝用了手動變速器一樣行駛，而又不必像手動變速器那樣換擋時必須踩離合器踏板。

(5)雪地模式(snow)適用于在雪地上行駛的方式。五，電控自動變速器的使用一.選擋桿的使用操縱手柄有拉鈕式和撥桿式兩種。拉鈕式的一般布置在儀表盤上，撥桿式的布置形式有兩種，一種布置在轉向柱上，另一種布置在地板上。目前，絕大多數自動變速器擋位的設置數目及操縱手柄上各擋位的位置如圖3.43所示。圖3.43自動變速器操縱手柄擋位的布置1—操縱受柄；2—擋位；3—超速擋開關或保持開關；4—鎖止按鈕不同車型的電子控制自動變速器在脫開換擋電磁閥后，操縱手柄的擋位與變速器實際工作擋位的對應關系不盡相同，大多數型號見表3-2。操縱手柄位置擋位操縱手柄位置擋位P駐車擋D超速擋R倒擋S3擋N空擋L1擋表3-2擋位和操縱手柄的對應關系認識自動變速器操縱手柄擋位的含義，是正確使用自動變速器的前提。

1.駐車擋(P位)駐車擋(P位)在停放車輛時使用，自動變速器操縱手柄置于P位時，自動變速器齒輪處于自由轉動狀態，不傳遞動力；同時，通過鎖止機構將變速器的輸出軸鎖止，可防止車輛移動。P位只能在汽車停穩后才能掛入，否那么就容易損壞駐車鎖止機構。2.空擋(N位)：空擋(N位)當操縱手柄置于N位時，自動變速器齒輪處于空轉狀態，不傳遞動力。這一點與P位相同，但N位沒有鎖止變速器輸出軸的作用。〔即駐車功能〕3.前進擋(D位)

前進擋(D位)在起步和一般行駛時使用。當操縱手柄置于D位時，自動變速器可根據車速和節氣門的開度自動換擋。對于有4個前進擋的自動變速器，3擋為直接擋，4擋為超速擋。4.倒車擋(R位)：

倒車擋(R位)在倒車時使用。

5.前進低擋2擋(S位)前進低擋2擋(S位)有的汽車自動變速器標為“2位〞。當操縱手柄置于S位時，變速器在前進擋1、2擋之間自動變換。操縱手柄在S位時與D位時的區別是：S位下獲得的發動機各擋轉速較高，可以有較大的動力性，較適用于長坡路和壞路行駛；6.前進低擋1擋(L位)前進低擋1擋(L位)有的汽車自動變速器標為“1位〞，當操縱手柄置于L位時，自動變速器被鎖定在1擋時，只能在該擋行駛無法升入高擋。

二.電控自動變速器的控制開關的使用電控自動變速器除了可用操縱手柄進行換擋控制外，還可以通過操縱手柄上或汽車儀表板上的一些控制開關來進行一些其他的控制。不同車型的自動變速器，控制開關的數量和名稱不盡相同，常見的有以下幾種。

超速擋開關(O/D開關)：這一開關用來控制自動變速器的超速2.模式開關大局部電子控制自動變速器都有一個模式開關，用來選擇自動變速器的控制模式，即指自動變速器不同的換擋規律，以適應不同路況的使用要求。3.保持開關保持開關也稱為擋位鎖定開關。按下這個開關后，自動變速器的自動換擋作用消失，只能通過手動換擋。保持開關通常設置在操縱手柄上，如圖3.43所示。也有一些自動變速器將此開關設置在操縱手柄處的地板上，并在開關兩端標有“A〞和“M〞。A表示自動換擋，M表示手動換擋。

圖3.43自動變速器操縱手柄擋位的布置1—操縱受柄；2—擋位；3—超速擋開關或保持開關；4—鎖止按鈕圖3.6自動換擋控制系統構成圖圖3.7液力偶合器工作原理1—泵輪；2—渦輪圖3.8液力變矩器結構簡圖

1—曲軸；2—齒圈；3—渦輪；4—泵輪；5—循環圓；6—導輪；7—單向離合器；8—渦輪軸；9—單向離合器固定套；10—泵輪軸套圖3.9綜合式液力變矩器性能曲線4im

i132oCC0Cm圖3.10液力變矩器透過性1—負透過性；2—混合透過性；3—非透過性；4—正透過性

圖3.11閉鎖離合器工作原理1—泵輪；2—渦輪；3—閉鎖離合器；4—前蓋

圖3.12行星齒輪機構簡圖圖3.11閉鎖離合器工作原理1—泵輪；2—渦輪；3—閉鎖離合器；4—前蓋

圖3.12行星齒輪機構簡圖圖3.13多片離合器原理圖1—單向閥；2—密封圈；3—輸入軸；4—活塞；5—離合器鼓；6—密封圈；7—鋼片；8—摩擦片；9—卡環；10—離合器轂；11—回位彈簧

圖3.14離心平衡離合器1—密封圈；2—壓力油室；3—單向閥；4—活塞；5—離合器鼓；6—鋼片；7—摩擦片；8—回位彈簧；9—離合器轂；10—密封板；11—離心平衡油室圖3.15帶式制動器1—內彈簧；2—回位彈簧；3—調整螺釘；4—殼體；5—制動帶；6—轉鼓；7—推桿；8—活塞圖3.16濕式多片制動器1—回位彈簧；2—活塞；3—密封圈；4—摩擦片；5—鋼片；6—齒圈；7—行星架；8—行星齒輪；9—太陽輪圖3.17單向離合器A向—自由狀態；B向—鎖緊狀態1—外圈；2—滾柱；3—回位彈簧；4—內圈；5—楔塊圖3.18辛普森3擋行星齒輪變速器圖3.194擋辛普森結構圖3.20豐田A340E行星齒輪傳動機構圖3.21拉維娜結構圖3.22捷達、帕薩特AG4結構圖3.23神龍富康AL4結構圖3.24主油路調壓閥1—進油口；2—出油口；3—泄油口；4—彈簧；5—活塞(a)空擋

(b)前進擋圖3.25手控制閥1—手控連桿機構；2—滑閥；A—油泵壓力油入口；B—通往主油路調壓閥；C、D、E—通往操縱油路圖3.26換擋閥圖3.27蓄能器1—活塞；2—彈簧；A—主油壓；B—調節油壓(a)彈簧節流閥式(b)球閥節流孔式圖3.28單向節流閥圖3.18辛普森3擋行星齒輪變速器(a)1擋(b)2擋(c)3擋(d)4擋圖3.29電液換擋控制工作原理A、B—換擋電磁閥；1—1-2擋換擋閥；2—2-3擋換擋閥；3—3-4擋換擋閥

(a)1擋(b)2擋圖3.29電液換擋控制工作原理A、B—換擋電磁閥；1—1-2擋換擋閥；2—2-3擋換擋閥；3—3-4擋換擋閥

(a)1擋(b)2擋圖3.29電液換擋控制工作原理A、B—換擋電磁閥；1—1-2擋換擋閥；2—2-3擋換擋閥；3—3-4擋換擋閥

(c)3擋(d)4擋圖3.29電液換擋控制工作原理A、B—換擋電磁閥；1—1-2擋換擋閥；2—2-3擋換擋閥；3—3-4擋換擋閥信號輸入裝置ECU車速傳感器發動機轉速傳感器節氣門位置傳感器水溫傳感器變速器油溫傳感器擋位開關換擋模式選擇開關制動燈開關電子控制裝置執行機構換擋電磁閥壓力調節電磁閥O/D指示燈閉鎖電磁閥圖3.30電子控制系統V1←21→22→32←3V1

V2α圖3.31單參數換擋規律圖3.32雙參數換擋規律圖3.32雙參數換擋規律N(r/min)圖3.33組合型換擋規律圖3.34自動選擇換擋模式原理78912324

6555圖3.35電液反響控制系統原理1—油泵；2—電控壓力調制閥；3—制動器；4—離合器；5—壓力傳感器；6—電子控制單元7—輸出軸轉速傳感器；8—發動機轉速傳感器；9—渦輪轉速傳感器圖3.36汽車控制系統結構圖(a)(b)圖3.37開關式電磁閥1—電磁線圈；2—銜鐵和閥芯；3—閥球；4—泄油孔；5—主油道；6—控制油道圖3.38脈沖式電磁閥1—壓力油出油口；2—壓力油進油口；3—接線器；4—限流鋼球；5—線圈；6—骨架；7—泄壓口圖3.39AMT的根本原理圖圖3.40AMT的電子控制單元框圖傳感器信號方式主要功能車速傳感器脈沖模擬儀表：開關數字儀表：光電元件檢測停止狀態，換擋規律的條件發動機轉速傳感器脈沖點火脈沖啟動，變速時離合器的接合條件輸入軸轉速傳感器脈沖電磁傳感器離合器接合點的檢測擋位脫離的判定車速傳感器發生故障時的支撐功能加速踏板傳感器模擬電位計節氣門開閉控制信號離合器位置傳感器模擬電位計離合器分離、接合控制對離合器磨損的調整功能油溫傳感器模擬熱敏電阻修正離合器控制擋位開關觸點加壓式接點檢測擋位，確認換擋終了指示器的顯示選擇器開關觸點擺動式接點自動換擋及人工換擋的切換指示指示燈開關節氣門開關觸點微動開關空載位置及全節氣門位置的檢測加速踏板傳感器的控制修正加速踏板空載開關觸點微動開關啟動顯示節氣門側的匹配調整表3-1傳感器的方式與主要功能表3-1傳感器的方式與主要功能(續)傳感器信號方式主要功能加速踏板全開開關觸點微動開關強制低擋的顯示節氣門側的匹配調整制動開關觸點加壓式接點自動巡航的暫時解除條件巡航開關觸點加壓式接點自動巡航控制(固定車速，加速，減速，解除等)圖3.41離合器行程的脈寬調節圖3.42AMT液壓系統原理圖1—油泵；2—壓力繼電器；3—蓄能器；4—電磁閥；5—離合器液壓缸圖3.42AMT液壓系統原理圖1—油泵；2—壓力繼電器；3—蓄能器；4—電磁閥；5—離合器液壓缸圖3.43自動變速器操縱手柄擋位的布置1—操縱受柄；2—擋位；3—超速擋開關或保持開關；4—鎖止按鈕圖3.43自動變速器操縱手柄擋位的布置1—操縱受柄；2—擋位；3—超速擋開關或保持開關；4—鎖止按鈕操縱手柄位置擋位操縱手柄位置擋位P駐車擋D超速擋R倒擋S3擋N空擋L1擋表3-2擋位和操縱手柄的對應關系本節內容結束6).按工作原理分類自動變速器分為電控液力自動變速器(AT)、電控機械自動變速器(AMT)和電控無級自動變速器(CVT)三種。

無級自動變速器指無級控制速比變化的變速器，它的種類很多，有機械式、流體式和電動式等等。目前，應用最多的是金屬帶式機械無級變速器，如圖3.5所示。圖3.5CVT傳動裝置結構原理1—主動半可動錐輪；2—行星架；3—雙行星齒輪；4—輸入軸；5—太陽輪；6—倒擋制動器；7—前進擋離合器；8—主動缸；9—中間減速齒輪；10—半軸；11—從動半固定錐輪；12—從動缸

根據汽車的行駛速度和節氣門開度的變化，自動變換擋位。換擋控制方式是通過機械方式將車速和節氣門開度信號兩個參數轉換成控制油壓〔控制信號〕，按照設定的換擋規律，將該油壓加到換擋閥的兩端，以控制換擋閥的位置，從而改變換擋執行元件〔離合器和制動器〕的油路。這樣，工作液壓油層進入相應的執行元件，使離合器結合或別離，制動器制動或松開，控制行星齒輪變速器的升擋或降擋，從而實現自動換擋。液力自動變速器的工作過程電子控制自動變速器由液力變矩器、輔助變速器與電液換擋控制系統三大局部組成。液力變矩器多采用帶閉鎖離合器的三元件綜合式結構，可以自動調節傳遞轉矩的大小。輔助變速器普遍采用行星齒輪傳動，用來擴大液力變矩器的傳動范圍并實現倒擋傳動。

3.電子控制自動變速器工作原理電液換擋控制系統是電子控制自動變速器的核心，電子控制裝置通過傳感器采集變速器及整車的相關信息，通過電磁閥來控制液壓執行機構，使整個自動變速器協調工作。電子控制信號轉變為液壓控制信號，閥體中的各個控制閥根據這些液壓控制信號，控制換擋執行機構的動作，從而實現自動換擋，如圖3.4所示。

圖3.4電子控制自動變速器控制過程原理圖假設在泵輪和蝸輪之間安裝了導輪，ATF的流動情況如圖3-9所示。圖3-9ATF的流動情況(安裝了導輪)當蝸輪轉動時，從蝸輪流出的ATF有殘留的動能，此動能施加在泵輪上可以增大轉矩。泵輪與蝸輪的轉速相差越大，即泵輪轉速越快而蝸輪轉速越慢時，由于單向離合器的作用，導輪固定在導輪軸上而不轉動，轉矩隨之增大(約2.5倍)。當蝸輪轉速逐漸加快與泵輪轉速接近時，從泵輪葉片流過的ATF變成從葉片面流過，流動方向改變了。導輪由于單向離合器的作用在導輪軸上空轉。導輪空轉開始點稱為偶合點。開始空轉后，變矩器喪失了變矩的功能而只有液力偶合器離合動力的功能。偶合點實際是轉變變矩器功能的轉折點，所以將導輪空轉的范圍稱為偶合范圍，導輪不空轉的范圍稱為變矩范圍。

當液體離開泵輪沖擊渦輪時，把液體能量傳遞給渦輪并使其轉動，與此同時流經渦輪的液體從中間流出，撞擊導輪葉片的正面〔此時單向離合器鎖止〕，液體受到導輪正面葉片的阻擋而產生液體折射，具有方向性的液體返回到泵輪葉片上，而這種具有方向性的液體起到了幫助發動機轉動泵輪的作用。流動的液體對導輪產生的作用力矩，可以使變矩器的輸出扭矩提高。變矩器輸出扭矩增大原理3)液力傳動的特性〔液力變矩器〕

(1)變矩比(K)與轉速比(i)的關系

變矩比(K)隨轉速比(i)的增大而減小，又隨轉速比(i)的減小而增大。即適應性強，在一定的范圍內能自動無級變矩。例如：①

怠速時，液流速度慢，MW小，蝸輪不動，汽車不能行駛。②

起步時，nW＝0，nB＞nW,?K＞1,?MW最大，能產生高能量來克服靜止慣性。此時的變矩比(K)多在1.7～2.5之間，又叫“起步變矩比〞，該點稱為“失速點〞。③逐漸加速時，nW增大，MW減小，達偶合點時，K＝1，MW＝MB。再加速時，MW＜MB,而汽車經常使用的轉速比(i)多在0.8～1之間，需采取措施來改進偶合區的性能。例如：增設單向離合器或鎖止離合器等。圖3.9綜合式液力變矩器性能曲線3)液力傳動的特性變矩器的傳動效率(η)隨NW的增大而增大，在轉速比為0.8時最高，轉折點在偶合點附近(i＝0.85時