汽车自动变速器ppt

第十七章汽车自动变速器普通变速器的不足①换档操作复杂，分散驾驶人员精力，增加行车不安全因素；②换档操作必须切断功率流，增加动载荷，影响传动系使用寿命；③换档操作最佳时机不易把握，影响汽车的动力性及经济性；④换档操作不平稳，影响乘员乘车的舒适性。自动变速器的主要优点①简化操作、减轻驾驶人员的劳动强度，提高了行车安全性；②减小了汽车传动部件的冲击载荷，提高了车辆的使用寿命；③实现了负载自动换档，提高了汽车的动力性能和通过性，减少了误车的可能性；④避免了驾驶人员的异常操作，减少了发动机的异常燃烧，降低了尾气排放的污染；自动变速器类型1、按传动比分：有级式、无级式、综合式2、按齿轮变速系统的控制方式：液控液压和电控液压式常用液力机械式自动变速器的组成：液力传动系统机械式齿轮变速系统液压操纵系统液压（电子）控制系统。液力耦合器液力偶合器实现传动的必要条件工作液在泵轮和涡轮之间有循环流动。而循环流动的产生、是由于两个工作轮转速不等，使两轮叶片的外缘处产生液压差所致。故液力偶合器在正常工作时，泵轮转速总是大于涡轮转速。如果二者转速相等，液力偶合器则不起传动作用。液力偶合器的优缺点可以保证汽车平稳地起步和加速，能够衰减传动系中的扭转振动并防止传动系过载，从而延长传动系和发动机各机件的寿命；显著减少了需要换挡的次数，甚至在暂时停车时不脱开传动系也能维持发动机怠速运转。液力偶合器只起传递转矩作用，而不起改变转矩大小的作用，故必须有变速机构与其配合使用。液力偶合器不能使发动机与传动系彻底分离。液力偶合器中存在液流损失，传动系效率比单用离合器时为低液力变矩器液力变矩器的特点不仅能传递转矩，且能在泵轮转矩不变的情况下，随着涡轮的转速不同而改变涡轮输出的转矩数值。液力变矩器工作轮展开示意图液力变矩器特性传动比变矩系数：K=Mw/Mb.从变矩器特性中可以看出，变矩系数K是随涡轮转速的改变而连续变化的。1bwnni输入转速输出转速几种典型的液力变矩器三元件综合式液力变矩器四元件综合式液力变矩器液力机械变速器液力变矩器存在着变矩能力与效率之间的矛盾。变矩系数不够大。广泛采用是液力变矩器与齿轮式变速器组成的液力机械式变速器。行星齿轮变速器工作原理1、单排行星齿轮机构的工作原理复合式行星齿轮机构液力变矩器与行星齿轮变速器组成的液力机械变速器自动变速器行星传动的工作原理以日本丰田生产的A43DE型变速器为例双排行星齿轮（Simpson)机构的运动规律方程根据单排行星齿轮机构的一般规律可得出：1022011213110)1(0)1(BPcPPCPPBBPBnnnnnnnnnnnn一档传动C0将超速档行星排的太阳轮与行星架锁在一起,使超速档行星排整体转动,直接向外输出动力。C1连接第二行星排的内齿圈,这样发动机动力通过超速档行星排和前离合器C1传到第二行星排的内齿圈上。。第二行星排的内齿圈转动时,第二行星排的行星架与太阳轮都要发生转动。此时只看第二行星排是不能传递动力的,但第一行星排的内齿圈是与第二行星排的行星架固定在一起向外输出动力的,由于外部阻力作用在第一行星排的内齿圈上,即作用在第二行星排的行星架上,其在转动的同时也被外部阻力所制动,动力通过行星轮传到太阳轮由于太阳轮是两行星排共用的,由于单向离合器F3的作用,第一行星排的行星架被固定,动力由太阳轮传到第一行星排的内齿圈上。同时太阳轮在传递动力的同时,也受到阻力矩的作用,动力又由第二行星排的内齿圈传递到第二行星排的行星架上。这样由第一行星排的内齿圈和第二行星排的行星架一起向外输出动力。一档行驶时两个行星排共同参加工作,这样既减轻了齿轮的负荷,又能达到预计的传动比,i1=(1+2α)/α。A43DE型变速器的一档传动比为2.45。二档传动汽车二档行驶时,超速档离合器C0继续工作,超速档行星排仍为一个整体传动。前离合器C1继续保持工作,第二制动器B2和单向离合器F2此时参加工作,太阳轮被制动。当发动机动力通过超速档行星排,前离合器C1传到第二行星排的内齿圈时,由于B2与F2工作,太阳轮被制动,内齿圈带动行星轮转动,动力由第二行星排的行星架输出。这时因两行星排共用的太阳轮被制动,动力不会传到第一行星排,由第二行星排单独工作,即太阳轮制动,内齿圈输入,行星架输出。i2=(1+α)/α,A43DE型变速器的二档传动比为1.45。三档传动当汽车行驶到三档速度时,变速器自动跳入三档工作,三档是直接档。此时超速档离合器C0,前离合器C1继续保持工作,而后离合器此时参加工作,第二制动器B2释放。由于前离合器C1与第二行星排的内齿圈连接,后离合器与太阳轮连接,两离合器同时工作,就把内齿圈与太阳轮锁在一起,这样整个行星排系统间都不发生运动而形成整体传动,超速档行星排已经是整体传动,于是整个传动系统以直接档的形式输出,i3=1.超速档传动汽车超速档行驶时,超速档离合器C0停止工作,而超速档制动器B0参加工作,超速行星排的太阳轮被制动,而前离合器C1、后离合器C2继续保持工作,使第一、第二行星排整体传动,此时动力由超速档行星排的行星架传到超速档行星排的内齿圈,再经第一、第二行星排整体由输出轴输出,超速档速比变化在超速档行星排上,其他行星排只是整体传动而不发生速比变化。超速档的传动比i4=α/(1+α),A43DE型变速器的传动比为0.689。倒档传动汽车需要倒车时,把变速杆拉到倒档位置,此时超速档离合器C0工作,把超速档行星排的太阳轮与行星架锁住,后离合器C2和第三制动器B3也参加工作,把第一行星排的行星架固定,这样发动机动力通过超速档行星排,后离合器传到太阳轮,由于第一行星排的行星架被制动,动力由第一行星排的内齿圈输出,即行星架固定、太阳轮输入,内齿圈输出,输入轴转向与输出轴转向相反。倒档时第二行星排不参加工作。iR=-α,A43DE型变速器的倒档传动比为-2.22。液力变矩器与固定轴线式齿轮变速器组成的液力机械变速器下图：原SH3540A型自卸汽车所采用的液力机械变速器的示意图。多用在重型汽车上。带锁止离合器的液力变矩器、换档离合器和全同步变速器组成的液力机械变速器当汽车在良好路面上行驶时．泵轮与涡轮之间的转速差减小。此时应将锁止离合器接合，使变短器不起作用而转为机械传动，借换档离合器选用不同档位以满足行驶要求。这样可充分发挥机械传动效率高的优点。换档离合器是单片干式离合器，仅供换档用，与汽车起步无关，故设计尺寸可较一般传动系中的离合器小些。这类液力机械变速器能保证汽车平顺起步，没有冲击和振动；明显减少换档次数；操纵轻便，利于安全行驶；可使用发动机缓速制动以及在下按时起动发动机。因此可以替代重型货车上的组合式变速器。双流液力机械传动将液力变短器与二自由度行星齿轮机构并联，而后再与机械变速器串联。在并联部分中，发动机功率的一部分经变矩器传递，其余部分经行星齿轮机构传递咽而兼起两种传动的优点。这种有并联部分的液力机械传动即称为双流液力机械传动或液力机械分流传动。其中并联部分可称为液力机械变矩器。汽车上采用的双流液力机械传动可分为外分流式，内分流式和复合分流式。外分流式液力机械传动的一种型式。其特点是功率分流在液力变矩器的外部实现，即发动机功率首先传给单排行星齿轮机构的行星架1，由此，一部分功率经中心齿轮2直接传给变距器输出轴75另一部分功率经齿圈3、泵轮4和涡轮5传给输出轴7，与前者汇合后传到机械变速器。内分流式液力机械传动与外分流式的区别是功率分流在液力传动内部实现的。即发动机功率从泵轮输入后，一部分经涡轮传至输出轴；另一部分经旋转的导轮传给输出抽，二者汇合后输出到机械变速器。在涡轮与输出轴之间以及导轮与输出轴之间可设置行星齿轮机构。复合分流式：是外分流式与内分流式的综合。发动机功率首先传给单排行星齿轮机构。由此，一部分功率直接经中心齿轮传给变矩器的输出轴，另一部分经泵轮、第二涡轮传至输出轴，此即外分流部分。除此之外，当功率由泵轮传经第一涡轮时，有一部分功率传至单排行星齿轮机构后又返回泵轮，使泵轮转短增大，此即内分流部分。这种复合分流式液力机械传动与内分流式相比，具有较高的变矩系数，较高的效率值和较宽的高效率范围。自动变速器的操纵系统一、液压操纵系统组成：供油系统：主要部件为油泵，实现动力及润滑。执行装置：换档离合器、换档制动器和单向离合器等。控制装置：主油路系统、换档信号系统、换档阀和滤清冷却系统组成。换档品质控制装置：保证换档过程平顺柔和、无冲击，包括缓冲阀、限流阀、单向节流阀和节流孔等。主要部件的结构与工作原理：1、换档离合器:多为湿式多片离合器。2、换档制动器：分带式与片式。3、主油路调压阀：主要改变倒档及倒档以外主油路的压力。4、手控制阀：即选档阀，根据位置不同将主油路压力送至换档阀。5、节气门阀：根据节气门的开度调节节气阀的输出油压6、离心调速器：根据车速的变化改变输入给换档阀的油压。7、换档阀：根据节气门的开度或车速的变化，自动地进行换档。8、缓冲阀：控制换档品质的部件。9、限流阀：调节低档制动器起作用的速度图10-12变速档位自动变速器的工作过程P档（停车档）：变速器输入轴与输出轴分离，其输出轴被锁止机构锁住，汽车不能移动；应特别注意，汽车在运动中不能挂入P档，若误操作会损坏机件，故特设有锁止按钮，驾驶人员应在汽车停稳后，按下锁止按钮4后方可挂入P档；R档（倒车档）：变速器输入轴与输出轴旋向相反，是倒车专用档；挂倒档也需在汽车停稳后，按下锁止按钮方可挂入；N档（空档）：变速器输入、输出轴脱离联系，变速器齿轮可自由转动，并且输入轴及输出轴均可自由转动，对汽车无锁止功能；D档（前进档）：在通常情况下运行均使用D档，变速器可根据汽车工况自动加、减档位；对4档车，3档为直接档，4档为超速档，在不需要高速行驶的路段，可通过超速档开关限制变速器自动升入超速档；S档（前进低速2档）：汽车在直接档及其以下各档行驶，并且发动机在较高转速下工作，以充分发挥汽车的动力性；该档适于爬长坡或在较为恶劣的路况行驶，在该档下，发动机对汽车有制动作用；L档（前进低速1档）：汽车只在低于直接档的各档位行驶；该档适于陡坡及极端恶劣的路段行驶，发动机可产生较大的牵引力及制动力，对车辆有较强的控制能力；自动变速器的控制开关超速档开关（O／D开关）：该开关控制汽车是否能升至超速档运行，若该开关断开，汽车仪表板相应的指示灯（O／DOFF）亮，汽车不能进入超速档行驶；模式选择开关：用于设定不同模式的换档控制图，以限定电脑换档时机；一般分经济模式、动力模式及标准模式可供选择；保持开关：保持开关也被称为档位锁定开关。该开关决定汽车运行的方式是自动换档还是手动换档，该开关设有‘A’位和‘M’位，分别表示‘自动’和‘手动’；自动变速器的电子控制系统一、电子控制单元（ECU）二、传感器1、节气门位置传感器2、车速传感器3、控制开关4、执行器金属带式无级自动变速器1、夹紧力控制：这是提高CVT传动效率和金属传动带与带轮摩擦副寿命的保证。夹紧力过小，金属带与带轮间产生滑转，这会降低传动效率并加快金属带与带轮的磨损，缩短使用寿命。金属带与带轮间除带的节圆层外，带与带轮间存在滑动，夹紧力过大时也会增加摩擦损失，降低传动效率，同时金属带的张力过大也会缩短带的使用寿命。所以根据传递转矩和速比的大小来确定夹紧力的最佳值，为了保持金属带在带轮稳定的节圆上啮合，主、被动带轮的转速得到速比，ECU发出指令由脉宽控制的压力控制阀给给被动带轮适当夹紧力，按一定的传动比，控制阀给主动带轮适当夹紧力以保持在一定传递转矩和速比下稳定工作。2、速比控制：为了满足动力性或经济性的要求，传动系的速比应按驾驶员的意图，在汽车行驶阻力和发动机输出功率之间实现最佳匹配。在保持被动带轮夹紧力不变时，速比变化可以通过改变主动带轮夹紧力实现，但随速比变化时，主、被动带轮夹紧力失去原有平衡，被动带轮夹紧力也必须相应变化。可见夹紧力控制与速比控制是相互影响的，这就使CVT的控制变得复杂。