汽車自動(dòng)變速器本章內(nèi)容：各類自動(dòng)變速器組成、構(gòu)造和工作原理。本章重點(diǎn)：自動(dòng)變速器工作原理。本章難點(diǎn)：液力變矩器的工作原理。一、自動(dòng)變速器的優(yōu)點(diǎn)（原因）

1.良好的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性；

2.有效減少發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染；

3.顯著提高車輛行駛的安全性、乘坐舒適性和操縱輕便性。第一節(jié)概述有級(jí)式(電控機(jī)械式自動(dòng)變速器AMT)無(wú)級(jí)式(電力式、動(dòng)液式、金屬帶式)綜合式(液力機(jī)械式)1.按傳動(dòng)比變化方式分二、自動(dòng)變速器的類型2.按齒輪變速系統(tǒng)的控制方式分液控液壓式和電控液壓式三、液力機(jī)械式自動(dòng)變速器的組成由液力傳動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械式齒輪變速系統(tǒng)、液壓操縱系統(tǒng)、液壓或電子控制系統(tǒng)組成。第二節(jié)液力耦合器與液力變矩器一、液力耦合器1．液力耦合器的結(jié)構(gòu)和工作原理

液力耦合器的工作原理可以用水泵帶動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)或者一個(gè)風(fēng)扇通過(guò)氣流帶動(dòng)另一個(gè)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)的原理加以理解。液力耦合器主要由泵輪、渦輪和耦合器外殼等部件組成。泵輪和渦輪之間靠液體流動(dòng)來(lái)傳遞動(dòng)力。特點(diǎn)：泵輪轉(zhuǎn)速總大于渦輪轉(zhuǎn)速，若相等，則不起傳動(dòng)作用實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的必要條件：工作液在泵輪與渦輪間有循環(huán)流動(dòng)。液力耦合器的傳動(dòng)過(guò)程：2．液力耦合器的優(yōu)缺點(diǎn)1）液力耦合器的優(yōu)點(diǎn)

（1）保證汽車平穩(wěn)起步；

（2）衰減傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)；

（3）防止傳動(dòng)系過(guò)載；

（4）顯著減少換檔次數(shù)。

2）液力耦合器的缺點(diǎn)

（1）只能傳遞轉(zhuǎn)矩，不能改變轉(zhuǎn)矩大小；

（2）不能取代離合器，使傳動(dòng)系統(tǒng)縱向尺寸增加；

（3）傳動(dòng)效率較低。二、液力變矩器

1．液力變矩器的組成、工作原理和特性（1）液力變矩器組成

液力變矩器主要由泵輪、渦輪、導(dǎo)輪和變矩器外殼等部件組成，與液力耦合器的最大區(qū)別是增加了導(dǎo)輪。（2）液力變矩器的工作原理依據(jù)液流方向?qū)⒐ぷ鬏啺幢幂啞鷾u輪→導(dǎo)輪展開(kāi)，得到下圖：在循環(huán)流動(dòng)過(guò)程中，導(dǎo)輪給渦輪一個(gè)反作用力矩，使渦輪輸出的轉(zhuǎn)矩不同于泵輪輸入的轉(zhuǎn)矩（即變矩）。液力變矩器的工作原理如下：

1、當(dāng)nw=0時(shí)，M`w=Mb+Md，渦輪受力大于泵輪（增大轉(zhuǎn)矩）；

2、隨著nw的增加，u增加，使v的方向改變，由渦輪流出的液流正好沿導(dǎo)輪出口方向沖向?qū)л啎r(shí)，Md=0，Mw=Mb；

3、隨著nw的繼續(xù)增大，u增加為u′，v的方向改變?yōu)関′，Mw=Mb-Md；4、當(dāng)nw=nb時(shí)，工作液的循環(huán)流動(dòng)停止，將不能傳遞動(dòng)力。牽連速度相對(duì)速度絕對(duì)速度（3）液力變矩器特性（？）兩個(gè)重要的特性參數(shù)：液力變矩器傳動(dòng)比i和液力變矩器變矩系數(shù)K（1）液力變矩器傳動(dòng)比

（2）液力變矩器變矩系數(shù)

或=1變矩系數(shù)連續(xù)變化，能隨汽車行駛阻力的不同自動(dòng)改變變矩系數(shù)，且具備液力耦合器的功能2．幾種典型液力變矩器（1）三元件綜合式液力變矩器即由泵輪、渦輪和導(dǎo)輪三個(gè)主要元件組成。

1）構(gòu)造作用：是只允許導(dǎo)輪單向旋轉(zhuǎn)，不允許其逆轉(zhuǎn)。2）單向離合器（自由輪機(jī)構(gòu)）

①滾柱式單向離合器的構(gòu)造和工作原理

導(dǎo)輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾柱向外座圈和內(nèi)座圈形成的楔形槽的寬槽處滾動(dòng)，滾柱與外座圈（包括導(dǎo)輪）一起繞內(nèi)座圈轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)入耦合器的工作狀況（因此稱為綜合式液力變矩器）。導(dǎo)輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾柱向楔形槽窄槽處滾動(dòng)，從而阻止外座圈（包括導(dǎo)輪）的轉(zhuǎn)動(dòng)。②楔塊式單向離合器的構(gòu)造和工作原理

工作原理：內(nèi)座圈固定，當(dāng)外座圈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，楔塊順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，L1<L，外座圈可相對(duì)楔塊和內(nèi)座圈旋轉(zhuǎn)；反之，當(dāng)外座圈逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，楔塊逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，L2>L，楔塊阻止外座圈旋轉(zhuǎn)。

3）三元件綜合式液力變矩器的特性（2）四元件綜合式液力變矩器

多了一個(gè)導(dǎo)輪，兩個(gè)導(dǎo)輪分別裝在各自的單向離合器上。四元件綜合式液力變矩器的特性是：兩個(gè)變矩器特性和一個(gè)耦合器特性的綜合。（3）帶鎖止離合器的液力變矩器其特點(diǎn)：汽車在變工況下行駛時(shí)（如起步、經(jīng)常加減速），鎖止離合器分離，相當(dāng)于普通液力變矩器；當(dāng)汽車在穩(wěn)定工況下行駛時(shí)，鎖止離合器接合，動(dòng)力不經(jīng)液力傳動(dòng)，直接通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)，變矩器效率為1，從而提高汽車行駛速度和燃油經(jīng)濟(jì)性。第三節(jié)液力機(jī)械變速器

一、單排行星齒輪變速器的組成和工作原理1．單排行星齒輪機(jī)構(gòu)的特性方程式

行星機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)特性方程式如下：

M1ω1+M2ω2+M3ω3=0α=Z2/Z1=r2/r1

n1+αn2-(1+α)n3=0

2．單排行星齒輪機(jī)構(gòu)的工作原理（1）太陽(yáng)輪1為主動(dòng)件，行星架3為從動(dòng)件，齒圈2固定

i13=n1/n3=1+α=1+z2/z1（2）齒圈2為主動(dòng)件，行星架3為從動(dòng)件，太陽(yáng)輪1固定i23=n2/n3=(1+α)/α=1+z1/z2（3）太陽(yáng)輪1為主動(dòng)件，齒圈2為從動(dòng)件，行星架3固定

i12=n1/n2=-α=-z2/z1

（4）如果太陽(yáng)輪和齒圈連為一體，n1=n2n1=n2=n3由上可見(jiàn)，單排行星齒輪機(jī)構(gòu)可以獲得4種不同的傳動(dòng)比，若所有元件均不受約束，則失去傳動(dòng)作用

直接檔傳動(dòng)接倒檔傳動(dòng)

n1+αn2-(1+α)n3=0二、復(fù)合式行星齒輪機(jī)構(gòu)1.辛普森（Simpson）式（目前應(yīng)用最為廣泛）圖1A43DL型行星齒輪變速器結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：是由兩排行星齒輪機(jī)構(gòu)共用一個(gè)太陽(yáng)輪組成的。1-渦輪；2-泵輪；3-超速離合器C0；4-超速制動(dòng)器B0；5-超速行星排；6-前進(jìn)離合器C1；7-高速擋、倒擋離合器C2；8-二擋強(qiáng)制制動(dòng)器B1；9-二擋制動(dòng)器B2；10-低速擋、倒擋制動(dòng)器B3；11-前行星排；12-后行星排；13-輸出軸；14-單向離合器F2；15-單向離合器F1；16-中間軸；17-前、后排輸入軸；18-單向離合器F0；19-主動(dòng)軸；20-導(dǎo)輪單向離合器；21-導(dǎo)輪；22-發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸A43DL自動(dòng)變速器各構(gòu)件及各擋工作狀況2.拉威挪（Ravigneaux）式（目前應(yīng)用最為廣泛）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：兩排行星齒輪機(jī)構(gòu)共用一個(gè)齒圈和一個(gè)行星架。圖2拉威娜式行星齒輪機(jī)構(gòu)1-小（前）太陽(yáng)輪；2-行星架；3-短行星齒輪；4-長(zhǎng)行星齒輪；5-齒圈；6-大（后）太陽(yáng)輪三、換擋執(zhí)行元件1.離合器（1）離合器的功用將變速器的輸入軸和行星齒輪機(jī)構(gòu)中的某個(gè)基本元件連接；或?qū)⑿行驱X輪機(jī)構(gòu)中的某兩個(gè)基本元件連接在一起，使之成為一個(gè)整體。（2）離合器的結(jié)構(gòu)圖3離合器1-離合器鼓；2-離合器活塞；3-密封圈；4-回位彈簧；5、8-卡環(huán)；6-摩擦片；7-壓盤(pán)；9-鋼片（2）離合器的工作原理1-活塞缸；2-活塞；3-離合器片；4-花鍵轂；5-輸入軸；6-回位彈簧圖4濕式離合器工作原理圖2.制動(dòng)器1-制動(dòng)鼓；4-制動(dòng)帶；3-外彈簧；4-活塞；5-內(nèi)彈簧圖5帶式制動(dòng)器的工作原理其作用是固定行星齒輪機(jī)構(gòu)中的基本元件，阻止其旋轉(zhuǎn)。常用的有片式和帶式兩種四、液力機(jī)械自動(dòng)變速器的幾種結(jié)構(gòu)形式1．液力變矩器與行星齒輪變速器組成的液力機(jī)械自動(dòng)變速器共有7個(gè)檔位，4個(gè)前進(jìn)檔、1個(gè)倒檔（R）、1個(gè)空檔（N）、1個(gè)駐車檔（P）。2．液力變矩器與固定軸線式齒輪變速器組成

廣州本田轎車采用的MAXA型自動(dòng)變速器，由帶鎖止離合器的液力變矩器、固定軸線式的常嚙合斜齒輪機(jī)械變速器、液壓控制系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)4部分組成。

3．帶鎖止離合器的液力變矩器、換檔離合器和全同步變速器

國(guó)外重型貨車和工程車輛上開(kāi)始采用由WSK系統(tǒng)與全同步多檔變速器（4～6檔）組成的液力機(jī)械變速器。所謂WSK系統(tǒng)是由鎖止離合器、變矩器、滑行單向離合器和換檔離合器組成的“變矩器—換檔離合器系統(tǒng)”的德文縮寫(xiě)。第四節(jié)自動(dòng)變速器的操縱機(jī)構(gòu)一、自動(dòng)變速器操縱機(jī)構(gòu)的類型液控式（全液壓）操縱系統(tǒng)和電控式操縱系統(tǒng)三、電控式操縱系統(tǒng)電子控制系統(tǒng)包括電子控制單元（ECU）、傳感器、控制開(kāi)關(guān)、執(zhí)行器等。

動(dòng)力源（供油系統(tǒng)）、執(zhí)行裝置、控制裝置、換檔品質(zhì)控制裝置和濾清冷卻系統(tǒng)。二、液控式（全液壓）操縱系統(tǒng)液壓操縱系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)第五節(jié)機(jī)械式無(wú)級(jí)變速器

VDT-CVT是由金屬帶、主動(dòng)工作輪、從動(dòng)工作輪、液壓泵、起步離合器和控制系統(tǒng)等組成。工作輪由固定部分和可動(dòng)部分組成，二者之間形成V形槽，金屬帶在槽內(nèi)與工作輪相嚙合。當(dāng)工作輪的可動(dòng)部分作軸向移動(dòng)時(shí)，即可改變金屬帶與主、從動(dòng)工作輪的工作半徑，從而改變金屬帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比。主、從動(dòng)工作輪可動(dòng)部分的軸向移動(dòng)是根據(jù)汽車的行駛工況，通過(guò)液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行連續(xù)地調(diào)節(jié)而實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)的。一、金屬帶式無(wú)級(jí)變速器（VDT-CVT）組成和工作原理機(jī)械式無(wú)級(jí)變速器主要分為鏈?zhǔn)胶蛶絻煞N。（1）金屬帶金屬帶由多個(gè)金屬片和兩組金屬環(huán)組成。（2）工作輪主、從動(dòng)輪由可動(dòng)部分和固定部分組成，其工作面為直線錐面體。（3）液壓操縱系統(tǒng)主要由液壓泵、液壓閥及機(jī)油濾清器等組成。液壓泵為系統(tǒng)控制的液壓源，其類型有齒輪泵和葉片泵兩種。（4）控制系統(tǒng)為一種電液控制的CVT控制系統(tǒng)。而