自动变速器及其液压控制系统-一节课

自动变速器的发展液力自动变速器结构：液力耦合器+行星齿轮由若干个复杂的液压阀和油路构成的逻辑控制系统，按照设定的换挡规律，控制换挡执行机构的动作，实现自动换挡。结构：液力变矩器+行星齿轮动变速器液压液力系统手动挡变速器(ManualTransmission,MT)液力自动变速器(AutomaticTransmission,AT)机械式自动变速器(AutomatedMechanicalTransmission,AMT)无级变速器(ContinuouslyVariableTransmission,CVT)双离合变速器(DualClutchTransmission,DCT)(DirectShiftGearbox,DSG)自动变速器液压液力系统自动变速器概述变速器的种类手动挡变速器(ManualTransmission,MT)结构简单，技术成熟传动效率高图6-2手动变速器操纵过程繁琐缺点：换挡冲击、动力中断体现驾驶乐趣自动变速器液压液力系统自动变速器概述变速器的种类液力自动变速器(AutomaticTransmission,AT)图6-3液力自动变速器效率低免除了手动变速器繁杂的操作结构复杂，成本高自动切换过程柔和、平顺缺点：电控系统根据检测到的车速和发动机转速，来控制离合器和换挡拨叉。这种变速器能够实现自动变速，手动变速的功能。变速器的种类机械式自动变速器(AutomatedMechanicalTransmission,AMT)自动变速器液压液力系统自动变速器概述图6-4机械式自动变速器AMT=手动变速器+自动变速操纵机构MT+ASCS（AutomaticShiftControlSystem）电控气动AMT电控液动AMT电控电动AMT变速器的种类机械式自动变速器(AutomatedMechanicalTransmission,AMT)自动变速器液压液力系统自动变速器概述换挡会有明显顿挫感传动的效率高免除手动变速器繁杂的操作成本低、结构简单缺点：图6-5机械式自动变速器电控系统根据检测到的车速和发动机转速，来控制离合器和换挡拨叉。这种变速器能够实现自动变速，手动变速的功能。自动变速器液压液力系统自动变速器概述变速器的种类无级变速器(ContinuouslyVariableTransmission,CVT)采用传动带来传递动力，通过工作直径可变的主、从动轮相互配合来实现传动比的改变。良好的驾驶舒适性优越的燃油经济性图6-6无级变速器无级调速——传动比连续可变。缺点：不能传递大扭矩自动变速器液压液力系统自动变速器概述变速器的种类双离合变速器(DualClutchTransmission,DCT)图6-7双离合变速器效率高换挡时无动力中断(DirectShiftGearbox,DSG)成本高缺点：自动变速器液压液力系统自动变速器概述变速器的种类双离合变速器(DualClutchTransmission,DCT)(DirectShiftGearbox,DSG)图6-8双离合变速器结构原理示意图自动变速器液压液力系统液力自动变速器结构与工作原理液力自动变速器的组成图6-9液力自动变速器实物图自动变速器液压液力系统液力自动变速器结构与工作原理液力自动变速器的组成自动变速器在结构上主要是由液力变矩器、行星齿轮机构、换挡执行机构和控制系统组成。图6-10自动变速器结构剖视图离合器制动器自动变速器液压液力系统液力耦合器与液力变矩器液力耦合器——奥兹莫比尔——劳斯莱斯——吉姆图6-13液力耦合器结构液力耦合器只能传递转矩，而不能改变转矩大小。应用车型自动变速器液压液力系统液力耦合器与液力变矩器液力耦合器图6-14液力耦合器结构示意图1-发动机曲轴；2-耦合器外壳；3-泵轮；4-涡轮；5-从动轴5自动变速器液压液力系统液力耦合器与液力变矩器液力耦合器工作原理离心力使液体沿泵轮叶片向外缘甩动外缘油压高于内缘油压压力差取决于泵轮半径与转速2vFmR首尾相连的环形螺旋线23OOppO1O2O35自动变速器液压液力系统液力耦合器与液力变矩器液力耦合器两种油流的合成，形成一条首尾相接的螺旋流。图6-15液力耦合器油液流动方式工作原理自动变速器液压液力系统液力耦合器与液力变矩器液力耦合器工作原理泵轮接收发动机传来的机械能，在带动液体流动的过程中将动能传给涡轮。必要条件：油液在泵轮与涡轮间有循环流动。泵轮转速总是大于涡轮转速nBnWMW=MB力矩关系传给泵轮的力矩与涡轮输出的力矩相等自动变速器液压液力系统液力耦合器与液力变矩器液力耦合器耦合器的传动效率为传动比效率与转速比WBnin图6-16液力耦合器的效率与传动比nBnWMW=MB第6章自动变速器液压液力系统6.3液力耦合器与液力变矩器液力耦合器可以衰减传动系统的旋转振动以液体作为传动介质，使汽车可以顺利起步和加速防止传动系过载停车时维持发动机的怠速运转作用缺点不能改变所传递力矩的大小自动变速器液压液力系统液力耦合器与液力变矩器液力变矩器图6-17液力变矩器结构示意图工作原理自动变速器液压液力系统液力耦合器与液力变矩器液力变矩器工作原理图6-18液力变矩器工作轮展开环形平面图自动变速器液压液力系统液力耦合器与液力变矩器液力变矩器工作原理图6-18液力变矩器工作轮展开环形平面图自动变速器液压液力系统液力耦合器与液力变矩器液力变矩器工作原理1WBDMMM泵轮给液流一个力矩MB液流冲进涡轮，对涡轮有一个作用力矩MW1，涡轮对液流有一个反作用力矩MW液流流经导轮时，导轮给液流一个反作用力矩MDWBD()MMM自动变速器液压液力系统液力耦合器与液力变矩器液力变矩器工作原理1WBDMMM图6-19液力变矩器液流动力学关系图随着涡轮转速nW的增加，冲向导轮的液流的速度方向将逐渐向左倾斜导轮上的力矩值MD逐渐减小自动变速器液压液力系统液力耦合器与液力变矩器液力变矩器工作原理随着涡轮转速nW的增加，冲向导轮的液流的速度方向将逐渐向左倾斜导轮上的力矩值MD逐渐减小图6-20液力变矩器特性曲线特性曲线自动变速器液压液力系统液力耦合器与液力变矩器液力变矩器的结构与类型泵轮导轮涡轮单向离合器三元件综合式液力变矩器图6-21三元件综合式液力变矩器自动变速器液压液力系统液力耦合器与液力变矩器液力变矩器的结构与类型泵轮导轮涡轮单向离合器三元件综合式液力变矩器ABC图6-22凸块式的单向离合器自动变速器液压液力系统液力耦合器与液力变矩器液力变矩器的结构与类型三元件综合式液力变矩器滚柱式单向离合器图6-23滚柱式的单向离合器导轮锁定——变矩状态导轮未锁——耦合状态单向离合器的作用自动变速器液压液力系统液力耦合器与液力变矩器液力变矩器的结构与类型四元件综合式液力变矩器图6-24四元件综合式液力变矩器结构示意图将导轮分割为两个，分别装在各自的单向离合器上，形成双导轮。泵轮导轮1导轮2涡轮自动变速器液压液力系统液力耦合器与液力变矩器液力变矩器的结构与类型闭锁式液力变矩器可以实现液力变矩器传动和机械直接传动两种功能，把两者的优点结合于一体。锁止离合器主动盘—连接变矩器壳体从动盘—连接涡轮输出轴右边通压力油；左边接锁止控制阀；图6-25锁止离合器分离状态弹性减振盘自动变速器液压液力系统液力耦合器与液力变矩器液力变矩器的结构与类型闭锁式液力变矩器图6-26锁止离合器分离状态自动变速器液压液力系统液力耦合器与液力变矩器液力变矩器的结构与类型闭锁式液力变矩器图6-27锁止离合器接合状态自动变速器液压液力系统油泵、蓄能器与行星轮机构油泵位于变速器的盖中，因此它以与发动机近乎相同的转速旋转，从变速器底部的贮槽中抽取变速器油并供应到液压系统。图6-28变速器齿轮泵向液压控制系统：压力油向液力变矩器：补偿油向行星齿轮机构：润滑油油泵的用途自动变速器液压液力系统油泵、蓄能器与行星轮机构蓄能器蓄能器可以把液压泵输出的多余压力油部分地存储起来，并在需要的时候释放出来。图6-29储能器安装位置——安装在泵的出口，吸收脉动压力——垂直安装，油口向下作用吸收换挡液压冲击短时维持系统压力自动变速器液压液力系统油泵、蓄能器与行星轮机构蓄能器弹簧式蓄能器－弹簧－活塞－液压油——利用弹簧的伸缩来存储、释放能量——结构简单、反应灵敏图6-30弹簧式储能器——容量小自动变速器液压液力系统油泵、蓄能器与行星轮机构蓄能器气体隔离式蓄能器——利用气体的压缩与膨胀的伸缩来存储、释放能量气瓶式图6-31气瓶式储能器活塞式1-气体；2-液压油自动变速器液压液力系统油泵、蓄能器与行星轮机构蓄能器气体隔离式蓄能器——利用气体的压缩与膨胀的伸缩来存储、释放能量气瓶式图6-32气瓶式储能器活塞式1-气体；2-活塞；3-液压油自动变速器液压液力系统油泵、蓄能器与行星轮机构行星齿轮机构行星轮的组成图6-33行星轮结构组成示意图包括4个组成部分：太阳轮，行星轮，行星轮架，齿圈。Vedio自动变速器液压液力系统油泵、蓄能器与行星轮机构行星齿轮机构转速基本耦合关系设太阳轮、齿圈和行星架的转速分别为n1、n2和n4，齿数分别为zl、z2和z4，齿圈与太阳轮的齿数比为k21ZkZ图6-34行星轮结构简图力矩比例关系124(1)nknkn124::1::(1)TTTkk第6章自动变速器液压液力系统6.4油泵、蓄能器与行星轮机构行星齿轮机构固定件主动件从动件转速旋转方向齿圈太阳轮行星架减速与主动件同向行星架太阳轮加速太阳轮齿圈行星架减速与主动件同向行星架齿圈加速行星架太阳轮齿圈减速与主动件反向齿圈太阳轮加速表6-1行星轮传动方式第6章自动变速器液压液力系统6.4油泵、蓄能器与行星轮机构行星齿轮机构范围约2.5~5,适用于低速档太阳轮为输入元件，行星架为输出元件，齿圈为固定元件。太阳轮带动行星齿轮沿静止的齿圈旋转，从而带动行星架以较慢的速度与太阳轮同向旋转。图6-35行星轮工作原理示意图141ik传动比第6章自动变速器液压液力系统6.4油泵、蓄能器与行星轮机构行星齿轮机构齿圈为输入元件，行星架为输出元件，太阳轮为固定元件时为减速传动图6-35行星轮工作原理示意图2411ik传动比范围约1.25~1.67,适用于中高速档第6章自动变速器液压液力系统6.4油泵、蓄能器与行星轮机构行星齿轮机构当行星架为输入元件，齿圈为输出元件，太阳轮为固定元件时，为增速传动图6-35行星轮工作原理示意图范围约0.6~0.8,适用于超速档421kik传动比第6章自动变速器液压液力系统6.4油泵、蓄能器与行星轮机构行星齿轮机构太阳轮作为输入，齿圈作为输出，行星架为固定元件时，齿圈的旋转方向与太阳轮相反，为反向减速传动图6-35行星轮工作原理示意图12ik传动比范围约1.5~4,适用于倒档第6章自动变速器液压液力系统6.4油泵、蓄能器与行星轮机构行星齿轮机构行星齿轮操作机构离合器图6-36行星齿轮啮合离合器工作原理——控制动力的输入路线第6章自动变速器液压液力系统6.4油泵、蓄能器与行星轮机构行星齿轮机构行星齿轮操作机构离合器图6-37行星齿轮啮合离合器工作原理——控制动力的输入路线离合器片第6章自动变速器液压液力系统6.4油泵、蓄能器与行星轮机构行星齿轮机构行星齿轮操作机构离合器图6-38行星齿轮啮合离合器工作原理——控制动力的输入路线第6章自动变速器液压液力系统6.4油泵、蓄能器与行星轮机构行星齿轮机构行星齿轮操作机构离合器制动器——固定行星轮三元件其中一个元件图6-39片式制动器结构原理图1、片式制动器2、带式制动器第6章自动变速器液压液力系统6.4油泵、蓄能器与行星轮机构行星齿轮机构行星齿轮操作机构离合器制动器图6-40带