自动变速器结构原理与检修

液力自动变速器原理与维修液力自动变速器概述•1.汽车自动变速器的发展及应用•1）1940年，通用汽车公司第一次子汽车上安装自动变速器（耦合器，行星4档变速系统，自动换挡系统）；•2）1948年，通用别克在别克车上安装自动变速器（变矩器，行星4档变速系统，自动换挡系统）；•3）50年代，日本从西方引进自动变速器，发展迅猛；•4）近十年，计算机控制的液力自动变速器普遍推广。2.自动变速器的分类•1）液力自动变速器2）液压传动自动变速器3）电力传动自动变速器4）有级式机械自动变速器5）无极式机械自动变速器3.液力自动变速器的优缺点•优点：操纵简单、行车安全性高、行驶平稳舒适性好、防止传动系过载、衰减传动系扭转震动、延长发动机及传动部件寿命、提高汽车行驶性能、改善和提高汽车的动力性、减少燃油消耗、降低空气污染•缺点：结构复杂、制造难度大、生产成本高、维修困难、传动效率低液力自动变速器的结构及原理(液压传动装置)•1.液力自动变速器的组成及分类由液力变速器传动装置和液压控制齿轮变速装置、液压控制系统、电子控制系统组成。分类：按控制方式分为液压控制和电子液压控制方式两种。2.液力传动装置•作用：以液体的动能变化来传递动力和扭矩。•分类：液力传动装置有液力耦合器和液力变矩器。•1）液力耦合器，作用传递发动机扭矩，组成由泵轮和涡轮。•液体运动方向:环流运动和旋转运动。•特点：1.不能改变扭矩大小•2.液体经过涡轮后作用在泵轮上阻碍泵轮运动变矩器•组成：泵轮、涡轮、导论变矩器工作原理：补充：耦合器油流方向变矩器油流方向：扭矩比变化规律：•变矩器特点：1.可增加扭矩大小，2.液体在涡轮转速较低时，加大传给泵轮的力矩液体运动方向：环流和旋转运动液力自动变速器的结构及原理（齿轮变速装置）为什么需要此轮变速装置？•液力传动装置的扭矩变化范围窄，所以需要齿轮变速装置增加扭矩变化范围分类：•行星齿轮变速机构，•平行轴式齿轮变速机构平行轴式齿轮变速机构行星齿轮变速机构•分类：单排单级行星齿轮变速机构单排双级行星齿轮变速机构双排单级行星齿轮变速机构双排双级行星齿轮变速机构单排单级行星齿轮变速机构•组成：太阳轮、齿圈、行星架组（行星架和行星齿轮）传动比：运动规律：•三元件可以绕统一轴心转动，当一元件锁定、另两元件任意一个做主动，另一元件做从动，就构成了一种特定的传动比。•根据能量守恒定律，可以得出一般运动规律：（1）锁定内齿圈•当太阳轮做主动，传动比•当行星架做主动，传动比(2)锁定太阳轮•当齿圈做主动，传动比•当行星架做主动，传动比(3)锁定行星架•当齿圈做主动，传动比•当太阳轮做主动，传动比（4）锁定任由两元件•传动比(5)不锁定任何元件•传动比单排双极行星齿轮机构•思考如何计算传动比？理论辛普森行星齿轮变速器结构简图特点：前后两排行星齿轮组的太阳轮连为一体，前排行星架与后排齿圈连为一体执行元件工作情况传动比计算•（1）1档传动比计算2+1/a•（2）2档传动比计算•1+1/a•（3）3档传动比计算•1•（4）倒档传动比计算•-a实际三档辛普森自动变速器实际三档辛普森变速器结构图各挡离合器制动器工作情况档位路线传递过程1）1档传递路线2）2档传递路线3）3档传递路线4）倒档传递路线拉维奈尔赫行星齿轮变速器•特点：前排为双极行星齿轮机构，后排为单极行星齿轮机构，前后排行星齿轮共用内齿圈，共用行星齿轮架。01M自动变速器动力图01M自动变速器结构简图01M变速器结构简图09G大众6档动力图09G自动变速器动力传动图液压控制系统的组成•作用：液压控制系统是液力自动变速器的重要组成部分，同时液压控制系统也是自动变速器的控制中心，具有动力传递、操纵控制和润滑冷却等功能。•分类：1）全液压操纵方式2）电子控制液压操纵方式2.液压控制系统的组成•1）主供油油路2）控制油路3）换挡油路•4）阻尼缓冲（换挡品质）5）执行元件6）冷却润滑•7）锁止控制主供油路作用：•主供油路为液压系统提供主油压，压力随着负荷、速度、档位不断变化。组成•主供油路由油泵、调压阀、滤清器、油底壳组成•油泵：内啮合齿轮泵、摆线转子泵、叶片泵、可变流量的叶片泵内啮合转子泵摆线转子泵叶片泵可变流量的叶片泵调压阀主油路系统故障液压系统的控制油路控制油路作用•给自动变速器提供档位更换的控制信号油压，最终能够使液压油作用在执行元件上，使自动变速器能够自动完成档位的更换组成•控制油路由节气门阀、速控阀、手动阀组成手动阀手动阀特点：相当于开关的作用分为：两柱式、三柱式节气门阀：机械式、真空式特点：•节气门油压是一个调压器，根据负荷（节气门开度）的大小将主油路油压变为节气门油压，节气门油压与负荷成正比。速控阀：泄压式、节流式速控阀特点：•速控油压与车速成正比，速控阀其实是由轴产生的离心力造成的•换挡油路换挡控制阀的作用：•自动变速器的换挡是由换挡控制阀来完成的，他负责给执行元件加压或泄压，完成档位的切换。•换挡控制阀的分类：全液压式，电控液压式全液压操纵方式换挡控制阀•在两侧受节气门油压和速控油压控制换挡阀的切换，•1）油路通断式换挡阀2）油路切换式换挡阀3）实际换挡阀：必须有泄油通道，否则执行元件无法完成退出状态。4.电控液压操纵换挡阀•电控液压换挡阀的控制由电磁阀来控制，分为泄压控制和加压控制。1）泄压控制2）加压控制换挡阀换挡规律：1.车速与节气门开度配合换挡；2.油门越大，换挡车速越高。执行元件•作用：对行星齿轮运动部件进行连接或制动•分类：离合器、制动器、单向离合器离合器•离合器分为干式和湿式，自动变速器常用的是多片湿式离合器，•组成：离合器鼓、离合器毂（盘）、活塞、离合器片、离合器盘、回位弹簧等组成。离合器工作原理离合器单向阀离合器压紧力控制双油路控制双活塞控制执行元件（制动器、单向离合器）•作用：制动器分为湿式多片制动器和带式制动器，作用都是制动锁止旋转部件。•湿式多片制动器和离合器大部分相同，只是将离合器壳体与变速器壳体相连。带式制动器•带式制动器通过制动带对制动鼓进行制动，达到制动锁止制动鼓的目的，如下图带式制动器的制动带夹紧驱动装置•直杆式、杠杆式、钳形杆式制动带伺服器•单向作用伺服器、双向作用伺服器单向离合器特点：不受液压控制，在两运动部件单向传递力，分为滚子式和楔块式•滚子式单向离合器•组成：外圈、内圈、滚子弹簧楔块式单向离合器•组成：外圈、内圈、楔块、保持弹簧•换挡品质控制概述•换挡品质指换挡过程中的平顺性，缓解换挡过程中的冲击。•造成换挡冲击主要有：1）换挡过程中个执行元件换挡不协调的定时问题；2）转动部件惯性能量的冲击；3）执行部件摩擦力矩巨变产生的不平顺。•采用措施：缓冲控制、定时控制、液压控制。缓冲控制•概述：缓冲控制主要是对作用在执行元件上的液压上升速度的缓慢控制。有节流孔、节流球、节流阀、限流阀、缓冲阀、蓄能器等。节流孔节流阀限流阀受节气门油压调解控制缓冲阀•节流型缓冲阀溢流型缓冲阀蓄能器定时控制•概述：换挡定时控制要求，换挡时两个执行元件的运转要求同步，及一个执行器分离时，另一个执行器结合，这就要求动作的时间协调。•低档换到高档时，车辆惯性大，车速不大，要求变速器输入轴减速；反之，当高档换低档时，要求发动机增速。升档定时阀降挡时定时阀干预换挡定时阀•干预换挡定时阀能提高强制降挡和快速换挡的平顺性。强降档时油路（急踩油门）快升档时油路（快松油门）换挡品质控制（油压控制）•概述：为了保证执行器在换挡过程中结合平顺性，结合慢，分开快，同时要求换挡油压随油门档位的变化而变化，需调解主油压和调节最大执行油压。1.主油压调解，根据行驶条件（档位、油门、车速）自动调节主油压；2.调解最大执行油压。四种办法：•1）双油路作用在不同面积的单活塞液压缸•2）塞用双活塞油缸或大小油缸•3）采用补偿油腔的液压缸，油腔有两个，通常是主油压和节气门油压。•4）调解液压执行件的供油压力。锁止控制•概述：为提高液力变矩器的传递效率，将离合器的泵轮和涡轮直接结合，通过锁止离合器的结合和分离，是传动比为1。锁止状态解除锁止•锁止控制分类：液压控制、液压电子控制液压锁止控制•由锁止信号阀和锁止中继阀来控制电子液压锁止控制完全锁止（两个电磁阀）半平稳锁止解除锁止润滑冷却•.概述,自动变速器供油系统除了给液压变速控制系统外，还要给个齿轮、轴承润滑，还要对液力变矩器的工作进行冷却。通常冷却润滑系统由一个次调压阀控制，有的也由主调压阀控制。主调压阀直接控制主调压阀经节流孔后到液力变矩器，然后经过液力变矩器后变为润滑油压。次调压阀•总结：液压系统包括主系统油压，变矩器油压，润滑油压，冷却系统油压，主油压0.4-1.3MP，个别最大可达2.2MP，变矩器油压0.2-0.5MP，润滑油压0.1-0.3MP，油温控制在80-90度。安全限压•安全限压用来防止油路液压过高，如变矩器限压阀，油泵安全阀，散热冷却旁通阀，以及变矩器回油阀。通常有球阀和柱阀两种。二挡液压控制系统组成：油泵、油底壳、调压阀、手动阀、换挡阀、降档阀、低档阀、高档离合器、低档制动器、倒挡制动器组成执行器工作过程：1档：低档制动器；2档：高档离合器倒档：倒挡制动器1.空挡•空档时，主油路与任何档位油路均不通，油泵油经调压阀到手动阀截止。倒挡•（1）主油路由油泵到调压阀到手动阀直接到倒挡制动器•（2）手动阀的一路油路作用在主调压阀下端，增加主油路油。3.前进挡D档（低档）•（1）油路经油泵到调压阀到手动阀，直接到换挡阀，分两路。•（2）一路到低档制动器，一路再分3路•（3）一路到速控阀，一路到降档阀，一路到节气门阀•（4）节气门油压此时大于速控油压，换挡阀处于右侧4.前进挡D档（高档）（1）油路其它部分与低档时相同（2）此时速控油压高于节气门油压5.强降档（1）踩下节气门后，降档阀打开，油路进入换挡阀左侧（2）此时进入低档6.低档（1）油路由手动阀处经过低档阀进入换挡阀左侧（2）此时进入低档AT自动变速器电子控制系统第五节电控系统•概述•系统组成•控制原理•控制内容自动变速器控制流程电控系统组成一、概述•作用：是液压控制系统的控制装置。以电脑为控制核心，通过节气门位置传感器、车速传感器等，将车辆的运行状态参数，转变为电信号，输送到控制单元电脑中，由电脑根据预先储存的程序，对电磁阀等执行元件发出指令，来控制液压阀体中油路的走向。•组成：电脑、传感器、执行器。（一）控制单元电子控制单元是电控系统的核心控制元件。它实际上是一个微型计算机，一方面接收来自传感器的信号，另一方面完成对这些信息的处理，并发出相应的指令来控制执行元件的正确动作。传感器是感知信息的部件，负责向电子控制单元提供系统的工作情况和运行状况，从而使电子控制单元正确的管理系统的运转。执行元件负责电子控制单元发出的各项指令，是指令的完成者。二、系统组成（一）控制单元作用：•接受信号•处理信号•发出指令•监控作用•替代信号68个插脚•输入信号插脚数：11•输出信号插脚数：15•电源线插脚数：3(23#/1545#/3060#/30)•接地线插脚数：1(1#)•诊断接口插脚数：1(24#)宝来：01、03、06、09、10、11、12、15、18、20、21、22、23、24、25、29、40、43、44、45、47、54、55、56、57、58、62、63、65、66、67捷达：01、06、09、10、11、12、13、15、16、18、19、20、21、22、23、24、29、40、41、43、44、45、47、54、55、56、57、58、62、63、65、66、67紧急状态：如果部分或全部电子控制系统出现故障，则自变箱进入紧急状态。在这种状态下，只有1、3、R档可以使用。•控制单元采集驾驶员的个人信息做为辅助换档信号。•自动变速器控制单元同发动机控制单元可实现互相通讯，保证换档平顺。传统的自动变速箱档位控制•根据油面踏板位置和车速，按照换档特性曲线来进行换档。换档点的选择是相对固定的，在一定的油门踏板位置和车速下总是在相同的点进行换档。模糊逻辑89年型的AG4自动变速箱：•引入了动力型和经