電控自動變速器§4-1概述一、手動變速器的不足⑴換檔操作勞動強(qiáng)度大，在進(jìn)行換檔操作時，司機(jī)需要交替操縱離合器踏板和加速踏板及變速器操縱桿，容易引起司機(jī)的緊張、疲勞及注意力分散，增加汽車行駛的不安全因素。⑵換檔操作產(chǎn)生動載荷，在換檔時，必需要切斷發(fā)動機(jī)的動力，因此，傳動系和發(fā)動機(jī)都將承受因換檔而引起的沖擊力，從而降低了發(fā)動機(jī)和傳動系統(tǒng)的使用壽命。⑶換檔的最佳時機(jī)不易把握，掌控好換檔的時機(jī)需要有豐富的經(jīng)驗和熟練的駕駛技術(shù)，但要把握好每次換檔時機(jī)是很困難的。加檔過早或減檔過晚，會使汽車的動力不足；加檔過晚或減檔過早，又會使發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速過高，油耗增加。⑷換檔操作帶來行車不平穩(wěn)，在變速器換檔操作時，由于有離合器的分離和接合過程，操作稍有不當(dāng)，就易造成車輛的抖動，給乘座帶來不適。

二、自動液力變速器的控制目標(biāo)（1）簡化駕駛操作，降低對駕駛經(jīng)驗和技能的要求，有助于提高行車安全。（2）防止發(fā)動機(jī)和傳動系過載，提高動力傳動系統(tǒng)使用壽命。（3）使汽車能以很低的車速穩(wěn)定行駛，提高了汽車在差路面上的通過性。（4）使汽車能自動適應(yīng)行駛阻力的變化，在一定范圍內(nèi)進(jìn)行無級變速，能保證發(fā)動機(jī)功率得到充分利用，有利于提高汽車的動力性。（5）能與發(fā)動機(jī)很好地協(xié)同工作，使發(fā)動機(jī)能經(jīng)常在經(jīng)濟(jì)、少排污的工況下工作，節(jié)省燃油并降低排污。（6）使汽車起步平穩(wěn)，能吸收和衰減振動與沖擊，提高了平順性。（7）實現(xiàn)系統(tǒng)自診斷，并根據(jù)故障情況采用相應(yīng)保護(hù)措施。§4-1概述三、自動液力變速器的分類1、按齒輪傳動機(jī)構(gòu)的類型分類：固定軸線式：體積大，傳動比小，使用較少。行星齒輪式：結(jié)構(gòu)緊湊，可獲得較大傳動比，多被采用。2、按無級變矩的方式分液力傳動式自動變速器：由液力變矩器和齒輪變速器承擔(dān)動力傳遞和變速機(jī)械傳動式自動變速器：由機(jī)械傳動裝置中的離心式自動離合器和依據(jù)車速、節(jié)氣門開度來改變V型皮帶輪作用半徑來實現(xiàn)無級變速。3、按控制方式分類：液壓控制自動變速器：將節(jié)氣門開度和車速轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤嚎刂茩n位。電子控制自動變速器：由ECU根據(jù)傳感器信號控制電磁閥實現(xiàn)自動換檔§4-1概述四、自動液力變速器的基本組成液力變速器：裝于發(fā)動機(jī)飛輪，將發(fā)動機(jī)動力傳給自動變速器輸入軸，能實現(xiàn)無級變速，吸收和衰減振動與沖擊。齒輪變速器：包括齒輪變速機(jī)構(gòu)和換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)，轎車上多采用行星齒輪變速器，多有3或4個前進(jìn)檔和1個倒檔，換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括離合器和制動器，用于變換傳動比?？刂葡到y(tǒng)：實現(xiàn)換檔和其它操縱，分液壓控制系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)。§4-1概述§4-1概述§4-1概述§4-1概述§4-1概述§4-1概述五、自動變速器選檔操縱桿檔位含義停車檔（P）：停車鎖止機(jī)構(gòu)鎖止輸出軸，防止汽車蠕動，變速器處于空擋狀態(tài)?？論酰∟）：換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)狀態(tài)與停車檔相同，輸出軸無動力輸出，汽車可能發(fā)生蠕動。前進(jìn)檔（D）：根據(jù)車速和節(jié)氣門開度等按換檔規(guī)律在各前進(jìn)檔之間變換。前進(jìn)低檔（S和L）：在S檔變速器在1－3檔間變換，在L檔變速器只能在1檔或1－2檔之間變換。倒檔（R）：變速器換入倒檔?！?-1概述§4-2液力變矩器一、液力偶合器1、液力偶合器的結(jié)構(gòu)原理§4-2液力變矩器§4-2液力變矩器§4-2液力變矩器2、液力耦合器的優(yōu)缺點（1）由于用液體作為傳動介質(zhì)，泵輪與渦輪泵輪之間允許有很大的轉(zhuǎn)速差，可保證汽車平穩(wěn)地起步和加速；（2）能夠衰減傳動系統(tǒng)中的扭轉(zhuǎn)振動并防止傳動系統(tǒng)過載；（3）在暫時停車時不脫開傳動系統(tǒng)也能維持發(fā)動機(jī)怠速運轉(zhuǎn)。（4）液力耦合器只起傳遞轉(zhuǎn)矩作用，而不起改變轉(zhuǎn)矩大小的作用；（5）傳動效率低?！?-2液力變矩器二、液力變矩器

1.作用：將發(fā)動機(jī)飛輪輸出的機(jī)械能通過液體介質(zhì)傳給變速器輸入軸，可實現(xiàn)無級變速，可緩和沖擊和振動。

2.組成：泵輪：由發(fā)動機(jī)飛輪通過變矩器殼體驅(qū)動，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐毫δ堋u輪：與變速器輸入軸相聯(lián)，將液力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。導(dǎo)輪：與變速器殼體軸套（或通過單向離合器）相聯(lián)，引導(dǎo)傳動液流動方向。鎖止離合器：使泵輪與渦輪轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械連接，提高傳動效率?！?-2液力變矩器3、液力變矩器的結(jié)構(gòu)原理液力變矩器工作時，貯于環(huán)形內(nèi)腔的傳動液受泵輪的作用，不僅作圓周運動，還在泵輪、渦輪和導(dǎo)輪中作循環(huán)流動§4-2液力變矩器§4-2液力變矩器§4-2液力變矩器§4-2液力變矩器§4-2液力變矩器特性傳動比：i=nW/nb≤1變矩系數(shù)：K=MW/Mb效率：η=PeW/Peb≤1§4-2液力變矩器兩種特殊工況：失速工況—泵輪旋轉(zhuǎn)而渦輪完全不轉(zhuǎn)時的工況，傳動比為0，轉(zhuǎn)矩比達(dá)到最大，一般在1.7~2.5，傳動效率為0。偶合工況—渦輪與泵輪同步旋轉(zhuǎn)時的工況稱為變矩器的偶合工況，變矩器在偶合工況的轉(zhuǎn)矩比約為1，傳動比為1，傳動效率為95%。§4-2液力變矩器由于液力變矩器是借助油液流動傳遞動力的，如果渦輪與泵輪之間沒有轉(zhuǎn)速差，油液就不可能在泵輪與渦輪之間流動，動力也就不能從泵輪向渦輪傳遞，因此，即使是偶合工況，渦輪與泵輪之間也至少有4%~5%的轉(zhuǎn)速差。油液在流動過程中由于摩擦和沖擊會產(chǎn)生功率損耗，功率損耗程度將隨摩擦和沖擊程度變化，變矩器在偶合工況的傳動效率一般也只有95%。§4-2液力變矩器三、鎖止式液力變矩器§4-2液力變矩器變矩器進(jìn)入偶合工況后，雖已不再起變矩作用，但仍存在功率損耗，導(dǎo)致汽車的油耗較高，為此，液力變矩器一般都增加了鎖止離合器。作用—未進(jìn)入偶合工況時，鎖止離合器處于分離狀態(tài)，渦輪和泵輪可以自由轉(zhuǎn)動，發(fā)揮變矩功能；進(jìn)入偶合工況時，鎖止離合器將處于接合狀態(tài)，將渦輪與泵輪連為一體，液力變矩器不起作用，構(gòu)成機(jī)械傳動。將發(fā)動機(jī)輸出的動力通過鎖止離合器直接傳給渦輪，避免了通過液力傳動時產(chǎn)生的功率損耗，有利于提高汽車燃油經(jīng)濟(jì)性。四、液力變矩器特性§4-2液力變矩器五、變速器油和油泵作用—變矩器傳動介質(zhì)、變速執(zhí)行器驅(qū)動介質(zhì)、傳動機(jī)構(gòu)潤滑介質(zhì)、冷卻散熱介質(zhì)。油泵——由泵輪驅(qū)動，形式有內(nèi)嚙、外嚙齒輪泵、葉片泵等不能牽引起動和驅(qū)動車輪著地長距離拖行。作用—液力變矩器變矩比較小，不能完全滿足各種行駛條件下對轉(zhuǎn)矩變化的要求，還需要配用機(jī)械變速器來擴(kuò)大傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩變化范圍。類型—定軸齒輪變速器，行星齒輪變速器。優(yōu)點—行星齒輪式結(jié)構(gòu)較為緊湊，在轎車中采用。組成—由二排或三排行星齒輪傳動結(jié)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)（單向離合器、離合器、制動器）組成。原理—所有齒輪都永久處于嚙合狀態(tài)，通過控制換檔離合器使某個傳動元件與輸入軸或輸出軸聯(lián)動，控制換檔制動器使某個傳動元件鎖止，就可以實現(xiàn)檔位變換，使換檔過程平順無沖擊地進(jìn)行。§4-3行星齒輪變速機(jī)構(gòu)§4-3行星齒輪變速機(jī)構(gòu)一、行星齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)二、工作原理設(shè)行星齒輪機(jī)構(gòu)傳動比為：1、傳動比計算§4-3行星齒輪變速機(jī)構(gòu)§4-3行星齒輪變速機(jī)構(gòu)(3)行星架固定，太陽輪為主動，內(nèi)齒圈為從動傳動比為“-”，倒向行駛。§4-3行星齒輪變速機(jī)構(gòu)§4-3行星齒輪變速機(jī)構(gòu)行星架、太陽輪和內(nèi)齒圈三個基本構(gòu)件中的任何兩個聯(lián)成一體，另一個必然與兩個聯(lián)體構(gòu)件同速轉(zhuǎn)動，即所有基本構(gòu)件之間沒有相對運動，行星齒輪機(jī)構(gòu)作直接檔傳動。§4-3行星齒輪變速機(jī)構(gòu)（8）行星架、太陽輪和內(nèi)齒圈三個基本構(gòu)件均不受約束，行星齒輪機(jī)構(gòu)失去傳動作用而處于空檔狀態(tài)。在一個簡單行星齒輪組中，如果行星架為輸入元件，則行星齒輪組產(chǎn)生超速檔；如行星架為輸出元件，則行星齒輪組產(chǎn)生前駛減速檔；如行星架固定，則行星齒輪組產(chǎn)生倒檔。而速度的快慢則遵循下述規(guī)律：①當(dāng)大齒輪驅(qū)動小齒輪時，則輸出的轉(zhuǎn)速增加，扭矩減小；②當(dāng)小齒輪驅(qū)動大齒輪時，則輸出轉(zhuǎn)速降低，扭矩增大?！?-3行星齒輪變速機(jī)構(gòu)§4-3行星齒輪變速機(jī)構(gòu)用于汽車自動變速器的行星齒輪機(jī)構(gòu)一般由2～3個單排行星齒輪機(jī)構(gòu)組成，單排行星齒輪機(jī)構(gòu)的變速原理和傳動比計算方法同樣適用于多排行星齒輪機(jī)構(gòu)，只需要根據(jù)各行星排在某檔時的工作情況，分別列出其行星齒輪機(jī)構(gòu)的運動方程式，然后通過解方程組，即可求出該檔的傳動比。§4-3行星齒輪變速機(jī)構(gòu)三、汽車常用行星齒輪變速機(jī)構(gòu)§4-3行星齒輪變速機(jī)構(gòu)1、兩速自動變速器1）結(jié)構(gòu)§4-3行星齒輪變速機(jī)構(gòu)2）兩速自動變速器各擋傳動路線§4-3行星齒輪變速機(jī)構(gòu)2、三速辛普生行星齒輪自動變速器1）結(jié)構(gòu)§4-3行星齒輪變速機(jī)構(gòu)該輪系由美國福特公司工程師H·W·辛普森設(shè)計發(fā)明。該行星輪系變速機(jī)構(gòu)的主要構(gòu)件(太陽輪、行星輪和齒圈)通用。兩行星排連接巧妙，擋位數(shù)較多(可三進(jìn)一倒)，且結(jié)構(gòu)緊湊簡單、傳動效率高、工藝性好、制造費用低、換擋平穩(wěn)、操縱性能好。適用于各種自動變速器和動力換擋變速器。二個行星齒輪組有一個公共的中心輪。前行星齒輪組安裝在公用中心齒輪前部，后行星齒輪組安裝在公用中心齒輪后部。二組行星齒輪組均通過花鍵和輸出軸連接。前排行星齒輪組的行星架上有花鍵孔，后行星齒輪組的齒圈有花鍵孔。中心輪的內(nèi)孔有變速驅(qū)動橋輸出軸從中間通過，但兩者沒有連接?！?-3行星齒輪變速機(jī)構(gòu)四個控制元件：C1、C2、B1、B2

每一個檔位通過兩個控制元件的動作來實現(xiàn)2)傳動原理和速比計算設(shè)兩排行星輪系的α相同，得雙排的運動方程：nB1+αn2-(1+α)nB2＝0（17-4）nB1+αnS-(1+α)n2＝0（17-5）nC1＝n1-nS

（17-6）nC2＝n1-nB1

（17-7）C1、C2完全接合時，nC1＝0；nC2＝0§4-3行星齒輪變速機(jī)構(gòu)C1接合，即nC1=0，由式（17-6）得，n1=nSFW鎖止，相當(dāng)于B2起作用，即nB2=0代入式（17-4）為：nB1+αn2=0代入式（17-5）為：nB1+αn1-(1+α)n2=0求得：ig1=n1/n2=(1+2α)/αC1接合，即nC1=0，由式（17-6）得，n1=nSB1起作用，即nB1=0代入式（17-5）為：αn1-(1+α)n2=0求得：ig2=n1/n2=(1+α)/αC1接合，即nC1=0，由式（17-6）得，n1=nSC2接合，即nC2=0，由式（17-7）得，n1=nB1代入式（17-5）為：n1+αn1-(1+α)n2=0求得：ig3=n1/n2=1C2接合，即nC2=0，由式（17-7）得，n1=nB1B2起作用，即nB2=0，第一排傳力，第二排自由轉(zhuǎn)動代入式（17-4）為：n1+αn2=0求得：igR=n1/n2=-α3、拉威挪式行星齒輪自動變速器1）結(jié)構(gòu)其特點是兩排行星齒輪機(jī)構(gòu)共用一個齒圈和一個行星架。行星架上的長行星輪與前排行星齒輪機(jī)構(gòu)的大太陽輪嚙合，同時還與后排行星齒輪機(jī)構(gòu)的短行星輪相嚙合。短行星輪還與小太陽輪嚙合。可以組成3個前進(jìn)檔和1個倒檔的行星齒輪變速器。結(jié)構(gòu)緊湊，所用構(gòu)件少，相互嚙合的齒較多，可傳遞較大轉(zhuǎn)矩，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，傳動效率略低?！?-3行星齒輪變速機(jī)構(gòu)§4-3行星齒輪變速機(jī)構(gòu)§4-3行星齒輪變速機(jī)構(gòu)§4-3行星齒輪變速機(jī)構(gòu)§4-3行星齒輪變速機(jī)構(gòu)§4-3行星齒輪變速機(jī)構(gòu)§4-3行星齒輪變速機(jī)構(gòu)§4-3行星齒輪變速機(jī)構(gòu)§4-4自動變速器的換擋系統(tǒng)一、基本組成由液壓動力源、換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)和換擋控制機(jī)構(gòu)等組成。二、液壓動力源1）作用：向變扭器、換擋控制機(jī)構(gòu)、換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)、冷卻器等提供一定壓力的油液，以實現(xiàn)變扭、換擋控制以及潤滑和降溫。2）組成：油泵和調(diào)壓閥。§4-4自動變速器的換擋系統(tǒng)三、換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)1、離合器2、制動器3、單向離合器§4-4自動變速器的換擋系統(tǒng)外圈與導(dǎo)輪聯(lián)接，內(nèi)圈用鍵與變速器殼體聯(lián)接，在內(nèi)圈與外圈之間利用保持彈簧均布若干個楔塊。當(dāng)導(dǎo)輪與泵輪同向旋轉(zhuǎn)時，楔塊傾斜，允許離合器外圈轉(zhuǎn)動，超越離合器處于分離狀態(tài)，導(dǎo)輪可以轉(zhuǎn)動；當(dāng)導(dǎo)輪與泵輪反向旋轉(zhuǎn)時，楔塊將離合器外圈與內(nèi)圈卡住，阻止外圈轉(zhuǎn)動，超越離合器處于接合狀態(tài)，導(dǎo)輪不能轉(zhuǎn)動。四、調(diào)速閥和節(jié)氣門閥§4-4自動變速器的換擋系統(tǒng)五、節(jié)氣門閥§4-4自動變速器的換擋系統(tǒng)六、換擋閥§4-4自動變速器的換擋系統(tǒng)七、選擋閥§4-4自動變速器的換擋系統(tǒng)一、液控與電控液動自動變速器比較§4-5電控液動自動變速器§4-5電控液動自動變速器§4-5電控液動自動變速器二、電控液動自動變速器電控系統(tǒng)組成§4-5電控液動自動變速器三、輸入信號及功能§4-5電控液動自動變速器§4-5電控液動自動變速器§4-5電控液動自動變速器§4-5電控液動自動變速器§4-5電控液動自動變速器§4-5電控液動自動變速器四、執(zhí)行機(jī)構(gòu)按用途1、換擋電磁閥2、調(diào)壓電磁閥3、鎖止電磁閥按結(jié)構(gòu)1、開關(guān)式電磁閥2、脈沖線性電磁閥§4-5電控液動自動變速器§4-5電控液動自動變速器§4-5電控液動自動變速器五、電子控制器及其主要功能1、換擋時刻控2、油路壓力控制3、鎖止離合器控制4、發(fā)動機(jī)制動控制5、換擋品質(zhì)改善控制6、失效保護(hù)控制功能7、故障自診斷功能§4-5電控液動自動變速器§4-5電控液動自動變速器§4-5電控液動自動變速器§4-5電控液動自動變速器§4-5電控液動自動變速器六、電控液動自動變速器的液壓控制系統(tǒng)工作原理§4-5電控液動自動變速器1、主油路調(diào)壓閥結(jié)構(gòu)原理§4-5電控液動自動變速器2、換擋閥結(jié)構(gòu)原理§4-5電控液動自動變速器3、鎖止離合器控制閥結(jié)構(gòu)原理§4-5電控液動自動變速器(1)換檔點準(zhǔn)確平穩(wěn)、迅速可靠；無調(diào)節(jié)部位，故障少。利用計算機(jī)控制瞬間最佳換檔時機(jī)，改善了操縱質(zhì)量和換檔規(guī)律。

(2)對節(jié)氣門開度和車速變化的響應(yīng)好，換檔規(guī)律好，無反復(fù)循環(huán)換檔現(xiàn)象。

(3)有自診功，不停地監(jiān)控著自動變速器的工作狀態(tài)，隨時報警和自診，對發(fā)動機(jī)有保護(hù)作用。

(4)驅(qū)動模式可任意選定，改善了汽車的動力性、經(jīng)濟(jì)性、凈化性。動力駕駛模式(Power)，經(jīng)濟(jì)駕駛模式(ECON)、正常駕駛模式(Nonnal)、OD檔駕駛模式、滑路駕駛模式(Winter)等；它們的升降點各有不同，其換檔規(guī)律也不同。提高了汽車對路面的適應(yīng)性能。七、電控液動自動變速器的優(yōu)點§4-5電控液動自動變速器一、AT和EAT的不足和ECVT的特點（1）傳動比不連續(xù)，只能實現(xiàn)分段范圍內(nèi)的無級變速；（2）液力傳動的效率較低，影響了整車的動力性能與燃料經(jīng)濟(jì)性；（3）增加變速器的檔位數(shù)來擴(kuò)大無級變速覆蓋范圍，就必須采用較多的執(zhí)行元件來