1、第八章，電控自動(dòng)變速器,一. 自動(dòng)變速器概述,1. 自動(dòng)變速器的汽車具有的優(yōu)點(diǎn),1）. 操作簡化且提高了行車安全性 自動(dòng)變速器無需離合器操作和手動(dòng)換擋操作，減少了駕駛員操作的勞動(dòng)強(qiáng)度，因此，行車的安全性得以提高。,1. 自動(dòng)變速器的汽車具有的優(yōu)點(diǎn),2.） 提高了發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)的使用壽命 由于自動(dòng)變速器在自動(dòng)換擋過程中無動(dòng)力中斷、換擋平穩(wěn)、減小了發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)零件的動(dòng)載荷.,3）. 提高了汽車的動(dòng)力性 換擋時(shí)動(dòng)力不中斷，發(fā)動(dòng)機(jī)可維持在一穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速，因此可使汽車平穩(wěn)起步、加速性能和平均車速提高。,4）. 提高了汽車的通過性 液力變矩器可以在一定的范圍內(nèi)自動(dòng)變速來適應(yīng)汽車行駛阻力的變化，在必要時(shí)

2、又可自動(dòng)換擋以滿足牽引力的需要，因此顯著提高了汽車的通過性能。,5）. 減少了排氣污染 自動(dòng)變速器由于有液力傳動(dòng)和自動(dòng)換擋，在換擋過程中發(fā)動(dòng)機(jī)可保持在穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒條件不會(huì)惡化，因此可減少發(fā)動(dòng)機(jī)排氣污染。,6）. 可降低燃料消耗 尤其是現(xiàn)代汽車自動(dòng)變速器采用電子控制換擋，可按照最佳油耗規(guī)律控制換擋，加之采用了超速擋和鎖止離合器等，使自動(dòng)變速器汽車的油耗有了明顯的下降。,電控自動(dòng)變速器的發(fā)展歷程：,按結(jié)構(gòu)原理主要包括三種類型： 1.電子控制液力機(jī)械自動(dòng)變 速器（EAT) (AT-Automatic Transmission),(液力AT)由變矩器、變速器和電控系統(tǒng)組成，是目前最普遍的電

3、控自動(dòng)變速系統(tǒng)。,二 ，系統(tǒng)分類與組成,2.電子控制機(jī)械自動(dòng)變速器 (AMT) (AMT-Automatic Mechanical Transmission ),二 ，系統(tǒng)分類,(機(jī)械A(chǔ)T)由離合器、機(jī)械齒輪變速器和換擋電控系統(tǒng)組成，主要應(yīng)用在重型車上。,3.電子控制機(jī)械式無級(jí)變 速器(CVT) （CVT-Continuously Variable Transmission）,二 ，系統(tǒng)分類,(無級(jí)AT)由電控系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)連續(xù)變速。是一種新型的自動(dòng)變速系統(tǒng)，用輕型車上。,圖3.5 CVT傳動(dòng)裝置 結(jié)構(gòu)原理 1主動(dòng)半可動(dòng)錐輪； 2行星架； 3雙行星齒輪； 4輸入軸； 5太陽輪； 6倒擋

4、制動(dòng)器； 7前進(jìn)擋離合器； 8主動(dòng)缸； 9中間減速齒輪； 10半軸； 11從動(dòng)半固定錐輪； 12從動(dòng)缸,1) 按汽車驅(qū)動(dòng)形式不同分類 前輪驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)變速器 (又稱變速驅(qū)動(dòng)橋) 后輪驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)變速器,二 ，系統(tǒng)其它分類方法,圖1 前輪驅(qū)動(dòng)自動(dòng)變速器 1液力變矩器；2油泵； 3行星齒輪機(jī)構(gòu)； 4輸入軸； 5輸出軸； 6差速器,圖2 后輪驅(qū)動(dòng)自動(dòng)變速器 1液力變矩器；2油泵；3輸入軸；4行星齒輪機(jī)構(gòu)；5閥體總成；6輸出軸；7油底殼,2擋、3擋、4擋、5擋、 6擋自動(dòng)變速器。,2) 按前進(jìn)擋擋位的多少分類,目前自動(dòng)變速器一般為4個(gè)擋，4擋即為超速擋；少數(shù)自動(dòng)變速器有5個(gè)擋或6個(gè)擋，5擋或6擋即為超速擋

5、。,3) 按齒輪變速部分的結(jié)構(gòu)類型分 類,普通齒輪式(即非行星齒輪式) 行星齒輪式兩種。,行星齒輪根據(jù)其組合形式或結(jié)構(gòu)的不同可分為: 辛普森(Simpson)式、 拉維尼約喔(Ravigneaux)式 （ 也譯：拉維娜(Ravigneaux)式 ）。,液（力）控自動(dòng)變速器 液壓式控制方式，以液壓閥和液壓油路的邏輯控制系統(tǒng)為主。 電（力）控自動(dòng)變速器。 電液式控制方式 ，以電控 系統(tǒng)為主。,4) 按自動(dòng)換擋的控制方式分類,液控自動(dòng)變速器采用液力傳動(dòng)和液壓技術(shù)，由一個(gè)液力耦合器加上一個(gè)四檔行星變速器組成，能根據(jù)車速和油門開度的大小自動(dòng)換擋。是一種傳統(tǒng)的液控液動(dòng)操縱式。,(1) 液控自動(dòng)變速器,液控

6、自動(dòng)變速器換擋控制方式是通過機(jī)械手段將節(jié)氣門開度和車速參數(shù)轉(zhuǎn)化為液壓控制信號(hào)，使閥體中各控制閥按照設(shè)定的換擋規(guī)律控制換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。,(1) 液控自動(dòng)變速器,圖3. 液力控制自動(dòng)變速器控制過程原理圖,將信號(hào)轉(zhuǎn)換成控制油壓（控制信 號(hào)），按照設(shè)定的換擋規(guī)律，將該油 壓加到換擋閥的兩端，以控制換擋閥 的位置，從而改變換擋執(zhí)行元件（離 合器和制動(dòng)器）的油路。 這樣，工作液壓油層進(jìn)入相應(yīng)的 執(zhí)行元件，來控制行星齒輪變速器的 升擋或降擋。,液力自動(dòng)變速器的工作過程,液控自動(dòng)變速器基本過程,傳統(tǒng)的液控液動(dòng)操縱式的液力變速器被先進(jìn)的電子控制液動(dòng)操縱式（電液控制操縱技術(shù)）的電控自動(dòng)變速器所取代

7、。 （EAT-Electronic Controlled Automatic Transmission）,(2) 電控自動(dòng)變速器。,電控自動(dòng)變速器采用具有閉鎖離合器的液力變矩器，配備電控系統(tǒng)后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋和液力變矩器的閉鎖和解鎖控制等。 EAT采用的是以微處理器為核心的電控系統(tǒng)。,(2) 電控自動(dòng)變速器。,電控自動(dòng)變速器通過各種傳感器將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度、車速、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫、自動(dòng)變速器液壓油溫度參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，輸入自動(dòng)變速器電腦，電腦根據(jù)這些電信號(hào)確定自動(dòng)變速器換擋控制信號(hào)。,(2) 電控自動(dòng)變速器。,電腦輸出的換擋信號(hào)控制相應(yīng)的換擋電磁閥動(dòng)作，并通過換擋閥產(chǎn)生相應(yīng)的液壓控制信號(hào)，使有關(guān)的

8、換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作（離 合器、制動(dòng)器、伺服機(jī)構(gòu) 等） ，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。,(2) 電控自動(dòng)變速器。,圖4 電子控制自動(dòng)變速器控制過程原理圖,通過傳感器和開關(guān)監(jiān)測汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，接受駕駛員的指令，并將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度、車速、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度、自動(dòng)變速器液壓油溫度等參數(shù)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸入到ECU。,電控自動(dòng)變速器的工作過程,ECU根據(jù)這些信號(hào)，按照設(shè) 定的換擋規(guī)律，向換擋電磁閥、 油壓電磁閥等發(fā)出控制信號(hào)；電 磁閥控制液壓換擋閥，使其打開 或關(guān)閉通往換擋離合器和制動(dòng)器 的油路，從而控制換擋時(shí)刻和擋 位的變換，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速。,電控自動(dòng)變速器的工作過程,三. 自動(dòng)變速器的一般組成,三. 電控

9、自動(dòng)變速器的組成,ECU電控系統(tǒng),輔助變速器(箱）,電液操縱 控制系統(tǒng),液力耦合器,液力變矩器利用液體流動(dòng)將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳遞給變速器，同時(shí)具有離合器的作用； 輔助變速器利用齒輪或行星機(jī)構(gòu)改變轉(zhuǎn)速和扭矩； 操縱控制系統(tǒng)根據(jù)汽車的行使需要控制輔助變速箱，進(jìn)行加減檔，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速的功能。,三. 電控自動(dòng)變速器的組成,電控自動(dòng)變速器基本原理如圖3-3所示，電控自動(dòng)變速器上有節(jié)氣門位置傳感器和車速傳感器兩個(gè)核心傳感器。節(jié)氣門位置傳感器向TCU(自動(dòng)變速器電子控制裝置)傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷信號(hào)，,結(jié)構(gòu)與原理,裝在自動(dòng)變速器輸出軸上的車速傳感器向TCU傳遞車速信號(hào)。 TCU根據(jù)這些信息控制換擋電磁閥工作，換擋電磁閥

10、通過液壓控制閥體內(nèi)的換擋閥動(dòng)作，從而操縱離合器和制動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。,結(jié)構(gòu)與原理,圖3-3 電控自動(dòng)變速器基本原理示意圖,圖3.4 電子控制自動(dòng)變速器控制過程原理圖,1. 液力傳動(dòng)裝置,1) 液力變矩器 液力變矩器位于自動(dòng)變速器的最前端，安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪上。,液力變矩器(Hydraulic Torque Converter，HTC)，它是通過工作輪葉片的相互作用，引起機(jī)械能與液體能的相互轉(zhuǎn)換來傳遞動(dòng)力的。,液力變矩器,1. 液力傳動(dòng)裝置,1) 液力變矩器的組成 常用的汽車液力變矩器如圖3-4所示，它由泵輪、蝸輪和導(dǎo)輪組成，稱為三元件液力變矩器。液力傳動(dòng)裝置的基本形式為液力偶合器與液力變矩器

11、。,圖3-4 液力變矩器,液力耦 合器的結(jié)構(gòu) 曲軸、外 殼 、泵輪、 渦輪 、輸 出軸 。,無導(dǎo)輪稱為偶合器,圖 液力耦合器,泵輪P與渦輪T之間增加了一個(gè)固定在單向離合器上的導(dǎo)輪D。,圖 液力變矩器,它是通過工作輪葉片的相互作用，引起機(jī)械能與液體能的相互轉(zhuǎn)換來傳遞動(dòng)力，通過液體動(dòng)量矩的變化來改變轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)元件，具有無級(jí)連續(xù)改變速度與轉(zhuǎn)矩的能力。, 驅(qū)動(dòng)油泵。 大部分汽車自動(dòng)變速器液力油泵由變矩器泵輪驅(qū)動(dòng)轂直接驅(qū)動(dòng)，少部分汽車由變矩器蝸輪帶動(dòng)油泵軸間接驅(qū)動(dòng)。 低速區(qū)域內(nèi)增矩。 汽車起步時(shí)所需轉(zhuǎn)矩很大，運(yùn)行中逐漸減小。自動(dòng)變速器低速時(shí)增矩，主要依靠變矩器。,液力變矩器功用:, 變矩器和撓性板一起充

12、當(dāng)發(fā)動(dòng) 機(jī)的飛輪。 液力變矩器前端安裝在撓性板上，撓性板具有足夠的彈性。以允許液力變矩器受熱或受壓時(shí)的膨脹以及冷卻時(shí)收縮帶來的前后移動(dòng)。變矩器及其內(nèi)部油液及撓性板的重量一起相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的重量。,撓性板, 柔和地傳遞轉(zhuǎn)矩。 液體在傳力的同時(shí)，可以比機(jī)械傳動(dòng)更有效地吸收振動(dòng)。變矩器與摩擦式離合器不同之處是在停車時(shí)不用脫開傳動(dòng)系，也能維持發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速運(yùn)轉(zhuǎn)。因?yàn)榍S和泵輪是同步運(yùn)轉(zhuǎn)的，曲軸轉(zhuǎn)速低，泵輪轉(zhuǎn)速也同樣低。泵輪轉(zhuǎn)速低，液流就無法驅(qū)動(dòng)蝸輪，動(dòng)力就沒有輸出。,圖3-5 液力變矩器結(jié)構(gòu)簡圖,液力變矩器的具體結(jié)構(gòu)部件,圖3-6表示拆去蝸輪和導(dǎo)輪后，只剩下泵輪的示意圖。,(1) 泵輪。,圖3-6 泵

13、輪示意圖,左邊薄盤是與飛輪相當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)盤。由于液力變矩器較重，可當(dāng)作飛輪使用，裝在外緣的齒圈與驅(qū)動(dòng)盤形成一體。驅(qū)動(dòng)盤用螺栓與泵輪連接，液力變矩器左邊與曲軸相連接。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，液力變矩器隨曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。其內(nèi)部的自動(dòng)變速器油(以下簡稱ATF)由于離心力向外側(cè)射出，形成驅(qū)動(dòng)力。,(1) 泵輪。,圖3-7 蝸輪示意圖,蝸輪如圖3-7所示,(2) 蝸輪,它是有很多葉片的圓盤，可以在液力變矩器內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。蝸輪輪轂的花鍵與輸出軸(即自動(dòng)變速器的輸入軸)的花鍵相嚙合。它是液力變矩器的輸出元件，將液體的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。,(2) 蝸輪,導(dǎo)輪是液力變矩器中的反作用元件，用來改變液體流動(dòng)的方向。安裝在蝸輪與泵輪之間，如

14、圖3-4所示。 導(dǎo)輪與導(dǎo)輪軸之間裝有單向離合器。,(3) 導(dǎo)輪,為了防止汽車高速時(shí)出現(xiàn)變矩器的輸出扭矩小于輸入扭矩的現(xiàn)象，在導(dǎo)輪和固定軸之間安置了單向離合器。 當(dāng)在低速時(shí)，作用在導(dǎo)輪葉片正面的液體通過單向離合器鎖止使導(dǎo)輪固定，產(chǎn)生增大扭矩的效果。,導(dǎo)輪設(shè)置單向離合器的原因,當(dāng)在高速時(shí)，作用在導(dǎo)輪葉片的扭矩不能增大。 圖所示反映了單向離合器和導(dǎo)輪之間的裝配關(guān)系。,導(dǎo)輪設(shè)置單向離合器的原因,類似起動(dòng)機(jī)的滾柱單向離合器,單向離合器,單向離合器分為滾柱斜槽式或楔塊式兩種，處在固定的內(nèi)圈和轉(zhuǎn)動(dòng)的外圈之間。,4) 單向離合器,單向離合器不僅應(yīng)用在變矩器中，在行星齒輪機(jī)構(gòu)中也普遍采用,類似起動(dòng)機(jī)的滾柱單向離

15、合器,單向離合器,滾柱斜槽式,2)起動(dòng)機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)離合機(jī)構(gòu),滾柱式離合機(jī)構(gòu)是常用的離合機(jī)構(gòu),圖3-11 楔塊式單向離合器的構(gòu)造和鎖止原理,圖3.17 單向離合器 A向自由狀態(tài)； B向鎖緊狀態(tài) 1外圈；2滾柱；3回位彈簧；4內(nèi)圈；5楔塊,為了降低裝用液力變矩器汽車的油耗，而采用了閉鎖，即在液力變矩器的渦輪前面，安裝一個(gè)可控制的離合器，當(dāng)汽車的行駛需切斷動(dòng)力時(shí)可切斷動(dòng)力。,5) 鎖止離合器,液力變矩器的閉鎖與滑差控制,在蝸輪的前面加裝一個(gè)液壓控制的摩擦式離合器，采用升壓或降壓的控制辦法使其接合。,5) 鎖止離合器,其控制機(jī)構(gòu)多為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和車速傳感器共控一個(gè)電磁閥，電磁閥再控制一個(gè)油道而產(chǎn)生升

16、壓或降壓，使其分離或接合。,5) 鎖止離合器,帶鎖止離合器的液力變矩器的工作原理如圖3-12所示。,圖3-12 帶鎖止離合器的液力變矩器的工作原理 (a) 分離狀態(tài)；(b) 鎖止?fàn)顟B(tài),圖3.11 閉鎖離合器工作原理 1泵輪；2渦輪；3閉鎖離合器；4前蓋,鎖止?fàn)顟B(tài),閉鎖控制,閉鎖控制,閉鎖離合器的工作原理如圖3.11所示。 當(dāng)閉鎖壓力油從油道進(jìn)入離合器3的左邊，而其右邊的油液經(jīng)油道回流。,閉鎖控制,兩邊的壓力差使裝于渦輪軸花鍵上活塞右移，直至變矩器前蓋4與閉鎖離合器之間的油被排出，使渦輪與泵輪穩(wěn)定地鎖在一起，如圖3.11(a)。,圖3.11 閉鎖離合器工作原理 1泵輪；2渦輪；3閉鎖離合器；4前

17、蓋,鎖止?fàn)顟B(tài),閉鎖的實(shí)質(zhì)是液力傳動(dòng)與機(jī)械傳動(dòng)之間的轉(zhuǎn)換。,故有在何點(diǎn)閉鎖為佳的問題。從理論上講，閉鎖點(diǎn)定在轉(zhuǎn)入偶合器工況點(diǎn)為好，該點(diǎn)變矩器系數(shù)K1，既保證充分利用變矩器的自適應(yīng)長處，又減少了因閉鎖而造成的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的突變；,2) 液力變矩器的工作原理,液力傳動(dòng)裝置的基本形式為液力偶合器與液力變矩器。其功能是無級(jí)變速（增扭）和離合功能。,液力偶合器的基本構(gòu)件是具有若干徑向平面葉片的、構(gòu)成工作腔的泵輪和渦輪。液力偶合器工作原理如圖3.7所示,圖3.7 液力偶合器工作原理 1泵輪；2渦輪,液力傳動(dòng)油在工作腔里高速循環(huán)流動(dòng)傳遞動(dòng)力，油液隨著泵輪作牽連運(yùn)動(dòng)的同時(shí)因受離心力作用而作離心運(yùn)動(dòng)，從泵輪(輸入軸

18、)吸收機(jī)械能并轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，,2) 液力變矩器的工作原理,高速液流從泵輪沖入渦輪做向心流動(dòng)釋放動(dòng)能，推動(dòng)渦輪(輸出軸)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)工作機(jī)(負(fù)載)做功。,圖3.7 液力偶合器工作原理 1泵輪；2渦輪,液力變矩器如圖3.8所示的結(jié)構(gòu)與偶合器的區(qū)別是： 在泵輪P與渦輪T之間增加了一個(gè)固定在單向離合器上的導(dǎo)輪D。,泵輪P與渦輪T之間增加了一個(gè)固定在單向離合器上的導(dǎo)輪D。,圖 液力變矩器,油液在各工作輪(P、T與D)組成的閉合的循環(huán)流道(循環(huán)圓)內(nèi)傳遞動(dòng)力，發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)泵輪旋轉(zhuǎn)，其離心力使油液在泵輪中向半徑大的方向流動(dòng)，封閉的循環(huán)圓迫使液體沖進(jìn)渦輪，推動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，以驅(qū)動(dòng)汽車。,圖3.8 液力變矩器結(jié)構(gòu)簡圖 1

19、曲軸； 2齒圈； 3渦輪； 4泵輪； 5循環(huán)圓； 6導(dǎo)輪； 7單向離合器； 8渦輪軸； 9單向離合器固定套； 10泵輪軸套,液體受離心力和向心力的綜合作用形成圓流。,2) 液力變矩器的工作原理,發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)泵輪，泵輪轉(zhuǎn)動(dòng)把發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成ATF的液體動(dòng)能。當(dāng)ATF高速進(jìn)入蝸輪，推動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，又把ATF的液體動(dòng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，由輸出軸輸出動(dòng)力。,2) 液力變矩器的工作原理,液力變矩器的基本工作原理就像兩臺(tái)電風(fēng)扇對(duì)置時(shí)，一臺(tái)電風(fēng)扇不接電源， 另一臺(tái)電風(fēng)扇接通電源。后者轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的氣流可以吹動(dòng)前者的扇葉使其轉(zhuǎn)動(dòng)。,液力耦 合器的原 理可以用 兩個(gè)風(fēng)扇 說明。,2) 液力變矩器的工作原理,液力變矩

20、器的泵輪相當(dāng)于接通電源的電風(fēng)扇，變矩器的蝸輪相當(dāng)于未接通電源的電風(fēng)扇，變矩器內(nèi)的ATF相當(dāng)于空氣。,圖3.7 液力偶合器工作原理 1泵輪；2渦輪,圖3.8 液力變矩器結(jié)構(gòu)簡圖 1曲軸； 2齒圈； 3渦輪； 4泵輪； 5循環(huán)圓； 6導(dǎo)輪； 7單向離合器； 8渦輪軸； 9單向離合器固定套； 10泵輪軸套,液體受離心力和向心力的綜合作用形成圓流。,為了易于理解變矩器的工作原理和性能，先省去導(dǎo)輪，只分析泵輪、蝸輪和ATF之間的工作關(guān)系。,變矩器輸出扭矩增大原理,2) 液力變矩器的工作原理,圖3-8 ATF在泵輪與蝸輪間的流動(dòng)示意圖,發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)泵輪，泵輪葉片內(nèi)ATF由于離心作用沿葉片外側(cè)射出，并且流向蝸

21、輪。 也就是ATF形成一環(huán)流，很像螺旋狀旋轉(zhuǎn)流動(dòng)來傳遞動(dòng)力。,泵輪與蝸輪之間形成的環(huán)流在中心部分產(chǎn)生紊流，造成動(dòng)力損失。 中心部分在離心力作用下形成空心，造成強(qiáng)流的動(dòng)力遲滯損失。,若在泵輪和蝸輪之間安裝了導(dǎo)輪，ATF的流動(dòng)情況如圖3-9所示。,圖3-9 ATF的流動(dòng)情況(安裝了導(dǎo)輪),加導(dǎo)輪后,圖3-8 ATF在泵輪與蝸輪間的流動(dòng)示意圖,與未加對(duì)比,蝸輪液體流出方向和通過泵輪流入方向相反，且蝸輪液體流出通過導(dǎo)輪。 導(dǎo)輪的作用是再將液體回流至泵輪，且使流動(dòng)方向再次反向。,(3.1),凹面液體折射,具有方向性的液體返回到泵輪葉片上，而這種具有方向性的液體起到了幫助發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)泵輪的作用。 流動(dòng)的液體

22、對(duì)導(dǎo)輪產(chǎn)生的作用力矩，可以使變矩器的輸出扭矩提高。,變矩器輸出扭矩增大原理,凹面液體折射,泵輪與蝸輪的轉(zhuǎn)速相差越大，同時(shí)，流經(jīng)渦輪的液體從中間流出，撞擊導(dǎo)輪葉片的正面（此時(shí)單向離合器鎖止），液體受到導(dǎo)輪正面葉片的阻擋而產(chǎn)生液體折射，轉(zhuǎn)矩隨之增大。（液力流動(dòng)方向和葉片是垂直方向。） ，此時(shí)，導(dǎo)輪的轉(zhuǎn)矩最大。,變矩器輸出扭矩增大原理,當(dāng)泵輪和渦輪之間的速度差越大，單向離合器鎖止后的導(dǎo)輪起增矩的 作用越大。,N泵輪 n渦輪，兩輪之間產(chǎn)生扭向?qū)恿鳎h(huán)流沖擊導(dǎo)輪頁面。兩者接近時(shí)和頁面相切。,凹面液體折射,當(dāng)蝸輪轉(zhuǎn)速逐漸加快與泵輪轉(zhuǎn)速接近時(shí)，從泵輪葉片流過的ATF變成從葉片面(縫隙）流過，流動(dòng)方向改變了

23、。渦輪出口油液的速度方向與導(dǎo)輪弧形葉片相切時(shí)，（液力流動(dòng)方向和葉片是相切方向）。此時(shí)，導(dǎo)輪上受到的轉(zhuǎn)矩為零。,變矩器輸出扭矩增大原理,凸面受力解鎖,可見， 導(dǎo)輪上受到的轉(zhuǎn)矩TD的大小與轉(zhuǎn)速差成正比例關(guān)系。 隨泵輪與渦輪的轉(zhuǎn)速差的減小而逐漸變小。,而當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速進(jìn)一步升高，渦輪出口油液的速度方向指向?qū)л喨~片的凸面時(shí)，單向離合器受反作用力，支承導(dǎo)輪的單向離合器使導(dǎo)輪在油液的作用下可自由旋轉(zhuǎn)。,變矩器輸出扭矩增大原理,導(dǎo)輪由于單向離合器的作用在導(dǎo)輪軸上空轉(zhuǎn)。 蝸輪輪轉(zhuǎn)升高到接近主動(dòng)輪泵輪時(shí)，鎖止離合器解除對(duì)導(dǎo)輪 的鎖止。,導(dǎo)輪空轉(zhuǎn)開始點(diǎn)稱為偶合點(diǎn)。 開始空轉(zhuǎn)后，變矩器喪失了變矩的功能而只有液力偶合器離

24、合動(dòng)力的功能。 偶合點(diǎn)是液力變矩器向液力耦合器的轉(zhuǎn)折點(diǎn),偶合點(diǎn)實(shí)際是轉(zhuǎn)變變矩器功能的轉(zhuǎn)折點(diǎn)， 所以將導(dǎo)輪空轉(zhuǎn)的范圍稱為偶合范圍，導(dǎo)輪不空轉(zhuǎn)的范圍稱為變矩范圍。,液體回流至泵輪后，推動(dòng)其葉片的后表面，促使泵輪旋轉(zhuǎn)，故在來自發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的基礎(chǔ)上，再加上從導(dǎo)輪回流的轉(zhuǎn)矩，將合成的轉(zhuǎn)矩傳遞至渦輪，即,(3.1),式中，TP、TT、TD 分別為泵輪、渦輪及導(dǎo)輪上的作用轉(zhuǎn)矩。,變矩器輸出扭矩增大原理,3) 液力傳動(dòng)的特性 （液力變矩器）,1) 變矩系數(shù)：液力變矩器輸出轉(zhuǎn)矩與輸入轉(zhuǎn)矩(即泵輪轉(zhuǎn)矩TP)之比稱為變矩系數(shù)，用K表示。,(3.2),3) 液力傳動(dòng)的特性,液力變矩器是以液體的動(dòng)能來傳遞能量的，在泵輪與

25、渦輪之間的轉(zhuǎn)速差大時(shí)，渦輪旋轉(zhuǎn)所形成的反壓力小，則從泵輪處流入渦輪的流速高，循環(huán)圓中的流量也大，故渦輪上的轉(zhuǎn)矩也隨之增大。顯然，當(dāng)渦輪不動(dòng)(nT0)時(shí)，循環(huán)流量達(dá)到最大，渦輪上轉(zhuǎn)矩也增至最大。,3) 液力傳動(dòng)的特性,2. 機(jī)械傳動(dòng)裝置,也稱為 輔助變速器,液力變矩器的無級(jí)變速性能雖然很好，但它不能完全滿足車輛改變速度和變化動(dòng)力兩方面的要求，故需與齒輪傳動(dòng)串聯(lián)或并聯(lián)，以擴(kuò)大其傳動(dòng)比與高效率工作范圍。,液力變矩器的變矩比(K)不能太大，只能在24之間，此值遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了汽車使用工況的需要。 為此，變矩器后面再串聯(lián)行星齒輪系統(tǒng)，使轉(zhuǎn)矩再增大24倍。,2. 機(jī)械傳動(dòng)裝置,2. 機(jī)械傳動(dòng)裝置,液力變矩器的

26、無級(jí)變速性能雖然很好，但需與齒輪傳動(dòng)串聯(lián)或并聯(lián)，以擴(kuò)大其傳動(dòng)比與高效率工作范圍。 齒輪傳動(dòng)有行星齒輪式與定軸式兩種。,前AT,行星齒輪系統(tǒng)的組成。 包括行星齒輪組和換擋 執(zhí)行機(jī)構(gòu)。,1) 行星齒輪結(jié)構(gòu)式自動(dòng)變速器,換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以使行星齒輪組處于不同的嚙合狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)不同的傳動(dòng)比。,換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)。,簡單行星齒輪機(jī)構(gòu)如圖,行星齒輪組主要由太陽輪、行星輪及行星架、齒圈三元件組成。 位于行星齒輪機(jī)構(gòu)中央位置的是太陽輪，太陽輪周圍是行星輪。,1.行星齒輪組,每一組行星齒輪機(jī)構(gòu)又被稱為1個(gè)行星排； 四速的自動(dòng)變速器一般有3個(gè)行星排，二速和三速的自動(dòng)變速器都是2個(gè)行星排。,1.行星齒輪組,一個(gè) 太陽輪、

27、若干個(gè) 行星齒輪 和一個(gè)齒 輪圈,1）簡單（單排）的行星齒輪機(jī)構(gòu)：,圖3-13 簡單的行星齒輪機(jī)構(gòu),傳動(dòng)的基本原理,行星齒輪變速器,圖3.12 行星齒輪機(jī)構(gòu)簡圖,太陽輪經(jīng)過兩個(gè)相互嚙合的行星輪才與齒圈相連的雙星行星排，在行星架不轉(zhuǎn)時(shí)，因太陽輪與齒圈旋轉(zhuǎn)方向相同，,運(yùn)動(dòng)關(guān)系圖,見圖（a），齒圈固定，太陽輪為主 動(dòng)件且順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，而行星架則為被動(dòng)件。,運(yùn)動(dòng)關(guān)系圖,見圖（b），太陽輪固定，行星架為主動(dòng)件且順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，齒圈為被動(dòng)件。,運(yùn)動(dòng)關(guān)系圖,見圖（C），行星架固定，太陽輪為主動(dòng)件且順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，而齒圈則作為被動(dòng)件。,兩個(gè)外齒輪相互嚙合時(shí)，其轉(zhuǎn) 動(dòng)方向相反。 一個(gè)外齒輪與一個(gè)內(nèi)齒輪相嚙 合時(shí)，其轉(zhuǎn)動(dòng)方

28、向相同。 小齒輪驅(qū)動(dòng)大齒輪時(shí)，輸出扭 矩增大而輸出轉(zhuǎn)速降低。,行星齒輪機(jī)構(gòu)基本特征：,大齒輪驅(qū)動(dòng)小齒輪時(shí)，輸出扭矩減小而輸出轉(zhuǎn)速提高。 若行星架作為被動(dòng)件，則它的旋轉(zhuǎn)方向和主動(dòng)件同向。 若行量架作為主動(dòng)件，則被動(dòng)件的旋轉(zhuǎn)方向和它同向。,行星齒輪機(jī)構(gòu)基本特征：,在簡單行星齒輪機(jī)構(gòu)中，太陽輪 齒數(shù)最少，行星架的當(dāng)量齒數(shù)最 多而齒圈齒數(shù)則介于中間。 若行星齒輪機(jī)構(gòu)中的任意兩個(gè)元 件同速同方向旋轉(zhuǎn)，則第三元件 的轉(zhuǎn)速和方向必然與前兩者相 同，即機(jī)構(gòu)鎖止，成為直接檔。,行星齒輪機(jī)構(gòu)基本特征：,簡單行星齒輪機(jī)構(gòu)的三元件經(jīng)組合后六種不同的運(yùn)動(dòng)狀況（表）,(2) 行星齒輪系統(tǒng)的傳動(dòng)規(guī)律,行星齒輪為軸轉(zhuǎn)式齒輪系

29、統(tǒng)，與定軸式齒輪系統(tǒng)一樣，也是降速增扭和升速降扭的原理， 只不過由于自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的存在，傳動(dòng)比的計(jì)算方法不同。,(2) 行星齒輪系統(tǒng)的傳動(dòng)規(guī)律,行星齒輪系統(tǒng)的傳動(dòng)比取決于齒圈齒數(shù)和太陽輪齒數(shù)，與行星齒輪(惰輪)的齒數(shù)無關(guān)。,圖3-15為行星齒輪組傳動(dòng)簡圖。,設(shè)太陽輪的齒數(shù)為z1，齒圈齒數(shù)為z2，太陽輪、齒圈和行星架的轉(zhuǎn)速分別為n1、n2、n3,并令齒圈與太陽輪的齒數(shù)比為行星齒輪機(jī)構(gòu)參數(shù)，用表示，即,(2) 行星齒輪系統(tǒng)的傳動(dòng)規(guī)律,a. 太陽輪(n1)為主動(dòng)， 行星架(n3)為從動(dòng)，其傳動(dòng)比為,結(jié)論：前進(jìn)行駛最大速比減速擋。, 齒圈固定(n20)。,b. 行星架(n3)為主動(dòng)， 太陽輪(n1)為從

30、動(dòng)，其傳動(dòng)比為,結(jié)論：前進(jìn)行駛快超速擋。(少用), 齒圈固定(n20)。,a. 行星架(n3)為主動(dòng)，齒圈(n2)為從動(dòng)，其傳動(dòng)比為,結(jié)論：前進(jìn)行駛超速擋。, 太陽輪固定(n10),b. 齒圈(n2)為主動(dòng)， 行星架(n3)為從動(dòng)，其傳動(dòng)比為：,結(jié)論：前進(jìn)行駛最小速比減速擋。, 太陽輪固定(n10),a. 太陽輪(n1)為主動(dòng)，齒圈(n2)為從動(dòng)，其傳動(dòng)比為,結(jié)論：n1與n2的符號(hào)相反，即表示 主動(dòng)軸與從動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)方向相反， 且傳動(dòng)比的絕對(duì)值大于1，是倒擋。, 行星架固定(n30),b. 齒圈(n2)為主動(dòng)，太陽輪 (n1) 為從動(dòng)，其傳動(dòng)比為,結(jié)論：n1與n2的符號(hào)相反，即表示主動(dòng)軸與從動(dòng)軸

31、的旋轉(zhuǎn)方向相反，且傳動(dòng)比的絕對(duì)值小于1，是快倒擋(汽車不用)。, 太陽輪(n1)和齒圈(n2)均為主動(dòng)，行星架(n3)為從動(dòng)，則有,n1n2,其傳動(dòng)比為,i13i231,結(jié)論：前進(jìn)行駛直接擋。,同樣，如果以太陽輪和行星架為主動(dòng)，齒圈為從動(dòng)件；或以齒圈和行星架為主動(dòng)件，太陽輪為從動(dòng)件，都可以得到n1n2n3。, 太陽輪(n1)為主動(dòng)，行星架(n3)和齒圈(n2)不受約束，即沒有一個(gè)元件是固定的。此時(shí)行星齒輪組雖有輸入，但沒有輸出。,結(jié)論：空擋,為了更好了解行星齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)規(guī)律，根據(jù)三元件齒數(shù)的多少，太陽輪(z1)、齒圈(z2)、行星架(zc)(其中zc只是想象中的行星架齒數(shù)，本身沒有齒，因其行

32、星齒輪是內(nèi)外嚙合，,其數(shù)量必大于齒圈齒數(shù))三者的大小關(guān)系即被確定為zcz2z1。行星齒輪機(jī)構(gòu)三元件大小關(guān)系如圖3-16所示，了解這種關(guān)系，可判定不同組合的傳動(dòng)關(guān)系，確定降速擋或升速擋，進(jìn)而掌握行星齒輪傳動(dòng)的規(guī)律。,圖3-16 行星齒輪機(jī)構(gòu)三元件大小關(guān)系,也稱為 輔助變速器,包括 1）行星齒輪組 2）換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu) 是最常見的結(jié)構(gòu)型式。,行星齒輪式 輔助變速器,換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以使行星齒輪組處于不同的嚙合狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)不同的傳動(dòng)比。,2）換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu),因?yàn)樗旋X輪是處于常嚙合狀態(tài)，AT擋位變換不同于手動(dòng)變速器用移動(dòng)撥叉變速，它是以對(duì)行星機(jī)構(gòu)的基本元件進(jìn)行約束來實(shí)現(xiàn)。,2）換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu),想想如何改變傳動(dòng)

33、比,想想如何改變傳動(dòng)比,內(nèi)齒圈采用制動(dòng)器， 太陽輪采用單向離合器或制動(dòng)器， 行星齒輪的固定是指固定行星架，可采用制動(dòng)器或單向離合器。,固定的方法是：,行星齒輪機(jī)構(gòu)的三個(gè)元件中，若一個(gè)元件固定，另一個(gè)元件作驅(qū)動(dòng)，則剩下的一個(gè)元件就可以變速轉(zhuǎn)動(dòng)輸出動(dòng)力。 這是行星齒輪自動(dòng)變速器的基本工作原理。,行星齒輪系統(tǒng)工作原理,2）換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu),通常有離合器、制動(dòng)器和單向離合器3種執(zhí)行機(jī)構(gòu)，具有連接、固定或鎖止功能，使變速器獲得不同傳動(dòng)比，從而達(dá)到換擋的目的。,1) 離合器,離合器是液壓控制的執(zhí)行元件，一般為多片摩擦式，采用的是多片濕式結(jié)構(gòu)。,作用是用來連接輸入軸、中間軸、輸出軸和行星齒輪系的元件，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的

34、傳遞。 離合器的作用既是連接行星排二元件成為一體。,1) 離合器作用,1) 離合器,離合器通常由離合器鼓、活塞、回位彈簧、鋼片與摩擦片組、離合器轂及密封圈組成。,圖3-27 離合器原理圖,1) 離合器,離合器鼓與輸入軸相連、離合器轂與輸出軸相連，如圖所示。 離合器摩擦片通?？績?nèi)齒與離合器轂連接。,圖3.13 多片離合器原理圖 1單向閥；2密封圈；3輸入軸；4活塞；5離合器鼓；6密封圈；7鋼片；8摩擦片；9卡環(huán)；10離合器轂；11回位彈簧,離合器接合： 當(dāng)壓力油經(jīng)過油道進(jìn)入活塞缸時(shí)，油壓克服彈簧張力推動(dòng)活塞右移，將所有主、從動(dòng)件依次壓緊，即鋼片與摩擦片在摩擦力的作用下一同旋轉(zhuǎn)，離合器接合，動(dòng)力從

35、輸入軸經(jīng)離合器傳到輸出軸。,1) 離合器功能接合、分離,離合器分離： 當(dāng)油壓撤除后，活塞在回位彈簧作用下回位，離合器分離，切斷輸入軸至輸出軸的動(dòng)力傳遞。,1) 離合器功能接合、分離,圖3.14 離心平衡離合器 1密封圈；2壓力油室；3單向閥；4活塞；5離合器鼓；6鋼片；7摩擦片；8回位彈簧；9離合器轂；10密封板；11離心平衡油室,作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的制動(dòng)器常見的有帶式和濕式多片式制動(dòng)器兩種型式。 即： 帶式與片式。,2) 制動(dòng)器,2) 制動(dòng)器,制動(dòng)器的作用是將行星排中太陽輪、齒圈、行星架三個(gè)元件之一加以固定，使之不能旋轉(zhuǎn)，以產(chǎn)生不同的方向或速比。,2) 制動(dòng)器,制動(dòng)器的作用即是： 使所控制元件固定

36、不轉(zhuǎn)。,2) 制動(dòng)器,a，帶式制動(dòng)器由制動(dòng)帶及其伺服裝置(控制液壓缸)組成。 結(jié)構(gòu)如圖3.15所示，,圖3.15 帶式制動(dòng)器 1內(nèi)彈簧；2回位彈簧；3調(diào)整螺釘；4殼體；5制動(dòng)帶；6轉(zhuǎn)鼓；7推桿；8活塞,束皮帶動(dòng)作,圖3-28 帶式制動(dòng)器原理圖,伺服裝置,2) 制動(dòng)器,制動(dòng)帶開口的一端支承在與變速器殼體固連的支座上，另一端與伺服裝置相連。,b，片時(shí)制動(dòng)器 濕式多片制動(dòng)器在工作原理上，它與濕式多片離合器結(jié)構(gòu)類似，僅鋼片為固定不動(dòng)。,圖3.16 濕式多片制動(dòng)器 1回位彈簧；2活塞；3密封圈；4摩擦片；5鋼片；6齒圈；7行星架；8行星齒輪；9太陽輪,3) 單向離合器,單向離合器可以起到離合器與制動(dòng)器的

37、作用，所不同的是以單向鎖止原理來實(shí)現(xiàn)固定或連接作用。,3) 單向離合器,單向離合器無須控制機(jī)構(gòu)，工作完全由與之相連的元件的方向控制，瞬間即可接合或分離，自動(dòng)切斷或接通變速時(shí)轉(zhuǎn)矩。,圖3 單向離合器 A向自由狀態(tài)； B向鎖緊狀態(tài) 1外圈；2滾柱；3回位彈簧；4內(nèi)圈；5楔塊,3) 單向離合器,單向離合器常用的是：滾柱斜槽式 楔塊式,圖3.17 單向離合器 A向自由狀態(tài)； B向鎖緊狀態(tài) 1外圈；2滾柱；3回位彈簧；4內(nèi)圈；5楔塊,1.辛普森(Simpson)機(jī)構(gòu)； 兩排行星輪共用一個(gè)太陽輪.,行星齒輪式 輔助變速器種類：,辛普森(Simpson)式自動(dòng)變速器一般是兩排行星齒輪機(jī)構(gòu)，共用一個(gè)太陽輪的行

38、星齒輪機(jī)構(gòu)。,辛普森結(jié)構(gòu),辛普森結(jié)構(gòu),這是以發(fā)明者Simpson工程師命名的結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是由兩個(gè)完全相同齒輪參數(shù)的行星排組成，,圖3-17 雙行星排辛普森式行星齒輪自動(dòng)變速器,2.拉維尼約喔 (Ravigneaux)結(jié)構(gòu)。 一長一短兩排行星輪，一大一小兩個(gè)太陽輪共用一個(gè)齒圈。,行星齒輪式 輔助變速器種類：,2） 拉維尼約喔(Ravigneaux)式,該自動(dòng)變速器有兩個(gè)太陽輪，兩排行星齒輪共用一個(gè)齒圈和一個(gè)行星架。 行星齒輪機(jī)構(gòu)共用一行星架、長行星輪和齒圈，只有4個(gè)獨(dú)立元件,圖3-21 拉維尼約喔式行星齒輪自動(dòng)變速器,長行星輪,功能： 1）為液力變矩器提供傳動(dòng)介質(zhì) 2）完成變速器自動(dòng)換擋控制

39、。 3）它還保證變速器各部分的潤 滑，使變速器得到可靠的散 熱和冷卻。,3. 液壓系統(tǒng),a.功能： 可見，液壓系統(tǒng)起到傳動(dòng)、控制、操縱、冷卻和潤滑等功能。,3. 液壓系統(tǒng),1) 液壓控制系統(tǒng)的組成 液壓控制系統(tǒng)主要有液力油泵、主油路調(diào)壓閥、手控閥、節(jié)氣門閥、調(diào)速閥、換擋閥、強(qiáng)制低擋閥，另外還有冷油器、濾油器、變矩器閥、緩沖閥、限流閥、單向閥等。,3. 液壓控制系統(tǒng),圖3-25 液壓自動(dòng)換擋控制系統(tǒng)簡圖,圖3.6 自動(dòng)換擋控制系統(tǒng)構(gòu)成圖,液壓自動(dòng)換擋控制系統(tǒng),(1) 液力油泵。 液力油泵的作用是定壓、定量地向變矩器、液壓操縱系統(tǒng)、齒輪系統(tǒng)和冷油器供油，以便完成傳動(dòng)、控制、潤滑和降溫等任務(wù)。,2)

40、 液壓控制系統(tǒng)的構(gòu)造和工作原理,圖3-26 油泵和主油路調(diào)壓閥,手控閥的作用是提供選擋操縱手柄位置信號(hào)，控制液壓系統(tǒng)接通不同的操縱油路，使自動(dòng)變速器按照駕駛員的操縱意圖工作。,(2) 手控閥,圖3.43 自動(dòng)變速器操縱手柄擋位的布置 1操縱受柄；2擋位；3超速擋開關(guān)或保持開關(guān)；4鎖止按鈕,表3-2 擋位和操縱手柄的對(duì)應(yīng)關(guān)系,手柄位于前進(jìn)擋或其它位置時(shí)，滑閥沿閥體移動(dòng)到相應(yīng)的位置，接通操縱油路，液壓系統(tǒng)按照駕駛員選擇的擋位完成相應(yīng)的工作。,(2) 手控閥,(a)空擋,(b)前進(jìn)擋 圖3.25 手控制閥 1手控連桿機(jī)構(gòu)；2滑閥；A油泵壓力油入口； B通往主油路調(diào)壓閥；C、D、E通往操縱油路,圖3-

41、33 手控閥結(jié)構(gòu)示意圖,圖3.24 主油路調(diào)壓 1進(jìn)油口；2出油口；3泄油口；4彈簧；5活塞,換擋閥的作用是控制擋位油路的轉(zhuǎn)換，一個(gè)換擋閥控制兩個(gè)擋位的相互轉(zhuǎn)換。,(3) 換擋閥,圖3-34 換擋閥的原理圖,圖3.26 換擋閥,圖3-35 換擋閥的結(jié)構(gòu)簡圖,(a) 1擋 (b) 2擋,圖3.29 電液換擋控制工作原理 A、B換擋電磁閥；11-2擋換擋閥； 22-3擋換擋閥；33-4擋換擋閥,(c) 3擋 (d) 4擋 圖3.29 電液換擋控制工作原理 A、B換擋電磁閥；11-2擋換擋閥； 22-3擋換擋閥；33-4擋換擋閥,1) 功用：在換擋控制方面用電信號(hào)代替油壓信號(hào)，用微機(jī)處理代替換擋閥進(jìn)

42、行換擋控制，可實(shí)現(xiàn)換擋規(guī)律的最佳控制，使換擋及時(shí)、準(zhǔn)確，更好地適應(yīng)汽車的行駛要求.,4. 電控系統(tǒng),圖3.30 電子控制系統(tǒng),2) 組成： 由傳感器， 控制單元(TCU) 執(zhí)行器 三部分組成。,4. 自動(dòng)變速器電控系統(tǒng),圖3-36 自動(dòng)變速器電控系統(tǒng)的組成,圖3-37 自動(dòng)變速器電控元件布置圖 (b)駕駛室內(nèi)控制裝置,圖3-37 自動(dòng)變速器電控元件布置圖(a) 發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)元件位置；,包括：節(jié)氣門位置傳感器(TPS)、1號(hào)車速傳感器(反映發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速)、2號(hào)車速傳感器(反映汽車行駛速度)、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器、自動(dòng)變速器油溫度傳感器(部分自動(dòng)變速器內(nèi)有)等。,傳感器,電控系統(tǒng)中還有許多開關(guān)：如

43、空擋啟動(dòng)開關(guān)(NSW)、超速擋(O/D擋)開關(guān)、行駛模式選擇開關(guān)(包括經(jīng)濟(jì)模式開關(guān)、運(yùn)動(dòng)模式開關(guān)、雪地駕駛開關(guān)、巡航電控開關(guān))、強(qiáng)制降擋開關(guān)及制動(dòng)燈開關(guān)等。,傳感器,(1) 傳感器。 節(jié)氣門位置傳感器。 節(jié)氣門位置傳感器是將節(jié)氣門開啟角度轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)送至電子控制裝置，作為決定換擋點(diǎn)和變矩器鎖止機(jī)構(gòu)的基本信號(hào)之一。,3）電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理,圖3-38 直接型節(jié)氣門位置傳感器,圖3-39 間接型節(jié)氣門位置傳感器, 車速傳感器。 常見的車速傳感器有兩種類型。一種是安裝在自動(dòng)變速器殼體上的舌簧開關(guān)常開的舌簧開關(guān)式車速傳感器，如圖3-40所示。,圖3-40 舌簧開關(guān)式車速傳感器,另一種纏繞在磁芯上的

44、電磁線圈式車速傳感器，如圖3-41所示，它的位置相對(duì)于自動(dòng)變速器輸出軸或速度表蝸桿旋轉(zhuǎn)一周，該線圈將產(chǎn)生交變電壓。電子控制單元以產(chǎn)生交變電壓的頻率為依據(jù)確定行駛速度。電控自動(dòng)變速器一般有兩個(gè)車速傳感器。,圖3-41 電磁線圈式車速傳感器, 空擋啟動(dòng)開關(guān)。 空擋啟動(dòng)開關(guān)及其電路如圖3-42所示，它是一個(gè)多功能開關(guān)，通過多個(gè)接頭與電控單元相連，將選擋操縱手柄信號(hào)送至電控單元。,圖3-42 空擋啟動(dòng)開關(guān)及其電路 (a) 空擋啟動(dòng)開關(guān)；(b) 空擋啟動(dòng)開關(guān)電路, 行駛模式選擇開關(guān)。 行駛模式選擇開關(guān)位于儀表板或選擋操縱手柄支架附近。,圖3.43 自動(dòng)變速器操縱手柄擋位的布置 1操縱受柄；2擋位；3超速

45、擋開關(guān)或保持開關(guān)；4鎖止按鈕,選擇了經(jīng)濟(jì)行駛模式就選擇了節(jié)油的工況，自動(dòng)變速器內(nèi)的離合器和制動(dòng)器按照省油的原則，自動(dòng)地轉(zhuǎn)換3擋或4擋。,經(jīng)濟(jì)行駛模式 (Economy mode 簡稱E或ECO)。,選擇了跑車擋模式，提高了自動(dòng)變速器的換擋點(diǎn)，使汽車動(dòng)力性能得到充分發(fā)揮。,b. 跑車擋模式 (Sport簡稱S)。,選擇動(dòng)力行駛模式，電控單元將推遲升擋時(shí)間，即只有在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和節(jié)氣門開度均較高的情況下才能升擋。同時(shí)，自動(dòng)變速器降擋時(shí)間提前。當(dāng)汽車在山區(qū)路段行駛或帶有拖車時(shí)適合選用這種模式。,c. 動(dòng)力行駛模式(Power mode)。,選擇了該模式就恢復(fù)了自動(dòng)變速器在D位上的正常工作。,d. 正常

46、駕駛模式(Normal)。,在冰雪道路上，為防止汽車在光滑路面上起步時(shí)打滑，選擇冬季駕駛模式，汽車在3擋起步，這樣可以避免驅(qū)動(dòng)力大于附著力而造成的驅(qū)動(dòng)車輪原地打滑的現(xiàn)象。,e. 冬季駕駛模式(Winter)。,圖3.34 自動(dòng)選擇換擋模式原理, 超速擋開關(guān)(O/D開關(guān)) 制動(dòng)燈開關(guān) 巡航電控開關(guān)(或巡航 電控裝置)。 強(qiáng)制降擋開關(guān)。,其它,表3-1 傳感器的方式與主要功能,表3-1 傳感器的方式與主要功能,功能： 控制換擋時(shí)刻。 控制超速行駛。 若實(shí)際行駛車速低于設(shè)定車速4 kmh 以上，巡航控制單元將向電控單元發(fā)出信號(hào)，要求自動(dòng)退出超速擋。,(2)電控單元(TCU), 控制鎖止離合器。 控制

47、換擋品質(zhì)。 自我診斷。 失效保護(hù)功能。,(3) 執(zhí)行器,執(zhí)行器則是由各種功用的電磁閥組成。,最常用的電磁閥有1號(hào)、2號(hào)換擋電磁閥、鎖止離合器電磁閥、主油壓控制電磁閥等。,執(zhí)行器,圖3-47 4個(gè)電磁閥在自動(dòng)變速器液壓控制閥中的位置圖,(3) 執(zhí)行器, 按電磁閥控制形式分類。 間接控制方式：電磁閥裝在控制閥上。,直接控制方式： 電磁閥位于行星齒輪系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的油路中，直接控制通向執(zhí)行元件的自動(dòng)變速器油。,圖3-47 4個(gè)電磁閥在自動(dòng)變速器液壓控制閥中的位置圖,(a) (b) 圖3.37 開關(guān)式電磁閥 1電磁線圈；2銜鐵和閥芯；3閥球； 4泄油孔；5主油道；6控制油道,圖3.38 脈沖式電磁閥 1

48、壓力油出油口；2壓力油進(jìn)油口；3接線器；4限流鋼球；5線圈；6骨架；7泄壓口,圖3-44 脈沖式電磁閥的結(jié)構(gòu) (a) 普通脈沖式電磁閥；(b) 滑閥式脈沖電磁閥,圖3-48 5個(gè)電磁閥在自動(dòng)變速器液壓控制閥中的位置圖,(1) 冷卻裝置的作用。 自動(dòng)變速器油溫以保持在8090為最佳。利用冷卻器使自動(dòng)變速器油保持在正常溫度。,5. 冷卻裝置和濾清器,(2) 油濾清器的作用。 它可以將工作中產(chǎn)生的金屬或非金磨料及時(shí)分離，以延長元件的使用壽命。,5. 冷卻裝置和濾清器,課后作業(yè),本章系統(tǒng)學(xué)習(xí)了自動(dòng)變速器的類型，特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)和工作原理；,課后作業(yè),1.簡述自動(dòng)變速器的優(yōu)點(diǎn)和結(jié)構(gòu)。,THANK YOU, 拉

49、出油尺檢查油位。(W：正常工作溫度標(biāo)準(zhǔn)范圍；HOT：溫度過熱范圍；COLD：溫度過冷范圍)。,3.1.4 故障診斷與檢修,圖3-57 自動(dòng)變速器變速桿的布置,THANK YOU,2、自動(dòng)變速器的基本組成 液力變矩器、變速齒輪機(jī)構(gòu)、供油系統(tǒng)和換擋操縱機(jī)構(gòu)等四大部分組成。,課外,四， 電子控制自動(dòng)變速器工作原理,電子控制自動(dòng)變速器采用電液式控制系統(tǒng)，即電控液壓操縱系統(tǒng)。 電液式控制系統(tǒng)的核心是電子控制系統(tǒng)，電子控制系統(tǒng)由信號(hào)輸入裝置(傳感器、控制開關(guān))、電子控制裝置(ECU)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部件組成，如圖3.30所示。,2. 電子控制系統(tǒng),圖3.30 電子控制系統(tǒng),傳感器將汽車及發(fā)動(dòng)機(jī)的各種運(yùn)動(dòng)參數(shù)轉(zhuǎn)

50、變?yōu)殡娦盘?hào)，ECU根據(jù)這些電信號(hào)，按照設(shè)定的控制程序發(fā)出控制信號(hào)，通過各種電磁閥(換擋電磁閥、油壓電磁閥等)來操縱閥體總成中各個(gè)控制閥的工作，以完成各種控制任務(wù)。,2. 信號(hào)輸入裝置 ：電子控制自動(dòng)變速器用到的信號(hào)輸入裝置有傳感器和開關(guān)，產(chǎn)生的信號(hào)一般有脈沖、模擬、開關(guān)3種形態(tài)。速度傳感器產(chǎn)生脈沖信號(hào)，溫度傳感器產(chǎn)生模擬信號(hào)，選擇開關(guān)則產(chǎn)生開關(guān)信號(hào)。,1) 節(jié)氣門位置傳感器 節(jié)氣門位置傳感器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門體上并與節(jié)氣門聯(lián)動(dòng)，是由駕駛員通過節(jié)氣門踏板來控制的。其作用就是測量發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門的開度，使ECU了解發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷，以此作為自動(dòng)變速器換擋的一個(gè)依據(jù)。,具體信號(hào)傳感器裝置,2) 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感

51、器 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速測量常用脈沖信號(hào)式轉(zhuǎn)速傳感器，除測量轉(zhuǎn)速外，它還可以測量發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸角度位置。,3) 車速傳感器： 車速傳感器用于測量汽車的行駛速度，常用的有電磁感應(yīng)式車速傳感器和光電式車速傳感器。,4) 輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器 它安裝在行星齒輪機(jī)構(gòu)輸入軸(液力變矩器渦輪輸出軸)附近或與輸出軸連接的離合器鼓附近的殼體上，用于檢測行星齒輪變速器輸入軸轉(zhuǎn)速，以更精確地控制換擋過程。,5) 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器用于監(jiān)測發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的溫度，為熱敏電阻結(jié)構(gòu)，通常是位于冷卻系中靠近節(jié)溫器的地方。 6) 自動(dòng)變速器油溫度傳感器 自動(dòng)變速器油溫度傳感器為熱敏電阻結(jié)構(gòu)，安裝在自動(dòng)變速器底殼內(nèi)，用

52、于連續(xù)監(jiān)控自動(dòng)變速器油的溫度。,7) 超速擋開關(guān) 超速擋開關(guān)通常裝在自動(dòng)變速器操縱手柄 上，用于控制變速器的超速擋。 在駕駛室儀表盤上，有超速擋切斷指示燈(“O/D OFF”指示燈)顯示超速擋開關(guān)的狀態(tài)。,8) 換擋模式開關(guān)：換擋模式開關(guān)又稱程序開關(guān)，用于選擇自動(dòng)變速器的換擋控制模式，即選擇自動(dòng)變速器的換擋規(guī)律，以滿足不同的使用要求。 9) 空擋啟動(dòng)開關(guān) 空擋啟動(dòng)開關(guān)是一個(gè)多功能開關(guān)，不僅具有控制啟動(dòng)繼電器線圈電路的功能，還可將變速器操縱手柄位置的信息傳送給自動(dòng)變速器的ECU，使ECU可判斷操縱手柄的位置。,10) 停車制動(dòng)開關(guān)： 停車制動(dòng)開關(guān)安裝在制動(dòng)踏板支架上，當(dāng)踩下制動(dòng)踏板時(shí)開關(guān)接通。E

53、CU根據(jù)制動(dòng)開信號(hào)，松開變矩器閉鎖離合器，同時(shí)停車燈亮。,ECU ECU實(shí)質(zhì)上是向換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出換擋指令的發(fā)生器。它接收來自車速、油門、加速度及換擋選擇機(jī)構(gòu)所傳來的信號(hào)，進(jìn)行比較和處理，并按預(yù)定的規(guī)律選擇擋位和換擋時(shí)刻，及時(shí)發(fā)出相應(yīng)的換擋指令至換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)。,ECU的功能包括，控制換擋時(shí)刻、控制超速行駛、控制閉鎖離合器、控制換擋品質(zhì)、故障診斷與失效保護(hù)等功能。,控制換擋時(shí)刻 換擋控制即控制自動(dòng)變速器的換擋時(shí)刻，也就是在汽車達(dá)到某一車速時(shí)，讓自動(dòng)變速器升擋或降擋。,常見的換擋模式大致有以下幾種： 經(jīng)濟(jì)模式(economy) 該模式以汽車獲得最佳燃油經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)設(shè)計(jì)換擋規(guī)律。 這種換擋規(guī)律，通常

54、當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相對(duì)較低時(shí)，就會(huì)換入高一擋，即提前升擋。,(2) 動(dòng)力模式(power)： 該模式以汽車獲得最大動(dòng)力性為目標(biāo)設(shè)計(jì)換擋規(guī)律。 發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常處在大轉(zhuǎn)矩、大功率范圍內(nèi)運(yùn)行，從而提高了汽車的動(dòng)力性能。,(3) 普通模式(normal) 普通模式的換擋規(guī)律介于經(jīng)濟(jì)模式與動(dòng)力模式之間。 它使汽車既保證了一定的動(dòng)力性，又有較好的燃油經(jīng)濟(jì)性。,(4) 手動(dòng)模式(manual) ： 該模式讓駕駛員可在各擋位之間以手動(dòng)方式選擇合適的擋位，使汽車像裝用了手動(dòng)變速器一樣行駛，而又不必像手動(dòng)變速器那樣換擋時(shí)必須踩離合器踏板。,(5) 雪地模式(snow) 適用于在雪地上行駛的方式。,五，電控自動(dòng)變速器的使用,

55、一. 選擋桿的使用 操縱手柄有拉鈕式和撥桿式兩種。 拉鈕式的一般布置在儀表盤上，撥桿式的布置形式有兩種，一種布置在轉(zhuǎn)向柱上，另一種布置在地板上。目前，絕大多數(shù)自動(dòng)變速器擋位的設(shè)置數(shù)目及操縱手柄上各擋位的位置如圖3.43所示。,圖3.43 自動(dòng)變速器操縱手柄擋位的布置 1操縱受柄；2擋位； 3超速擋開關(guān)或保持開關(guān)；4鎖止按鈕,不同車型的電子控制自動(dòng)變速器在脫開換擋電磁閥后，操縱手柄的擋位與變速器實(shí)際工作擋位的對(duì)應(yīng)關(guān)系不盡相同，大多數(shù)型號(hào)見表3-2。,表3-2 擋位和操縱手柄的對(duì)應(yīng)關(guān)系,認(rèn)識(shí)自動(dòng)變速器操縱手柄擋位的含義，是正確使用自動(dòng)變速器的前提。,1. 駐車擋(P位) 駐車擋(P位)在停放車輛時(shí)

56、使用，自動(dòng)變速 器操縱手柄置于P位時(shí)，自動(dòng)變速器齒輪處于 自由轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，不傳遞動(dòng)力； 同時(shí)，通過鎖止機(jī)構(gòu)將變速器的輸出軸鎖 止，可防止車輛移動(dòng)。 P位只能在汽車停穩(wěn)后 才能掛入，否則就容易損壞駐車鎖止機(jī)構(gòu)。,2. 空擋(N位)： 空擋(N位)當(dāng)操縱手柄置于N位時(shí)，自動(dòng)變速器齒輪處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，不傳遞動(dòng)力。 這一點(diǎn)與P位相同，但N位沒有鎖止變速器輸出軸的作用。（即駐車功能）,3. 前進(jìn)擋(D位) 前進(jìn)擋(D位)在起步和一般行駛時(shí)使用。 當(dāng)操縱手柄置于D位時(shí)，自動(dòng)變速器可根據(jù)車速和節(jié)氣門的開度自動(dòng)換擋。 對(duì)于有4個(gè)前進(jìn)擋的自動(dòng)變速器，3擋為直接擋，4擋為超速擋。,4. 倒車擋(R位)： 倒車擋(R位

57、)在倒車時(shí)使用。,5. 前進(jìn)低擋2擋(S位) 前進(jìn)低擋2擋(S位)有的汽車自動(dòng)變速器標(biāo)為“2位”。 當(dāng)操縱手柄置于S位時(shí)，變速器在前進(jìn)擋1、2擋之間自動(dòng)變換。操縱手柄在S位時(shí)與D位時(shí)的區(qū)別是：S位下獲得的發(fā)動(dòng)機(jī)各擋轉(zhuǎn)速較高，可以有較大的動(dòng)力性，較適用于長坡路和壞路行駛；,6. 前進(jìn)低擋1擋(L位) 前進(jìn)低擋1擋(L位)有的汽車自動(dòng)變速器標(biāo)為“1位”，當(dāng)操縱手柄置于L位時(shí)，自動(dòng)變速器被鎖定在1擋時(shí)，只能在該擋行駛無法升入高擋。,二.電控自動(dòng)變速器的控制開關(guān)的使用 電控自動(dòng)變速器除了可用操縱手柄進(jìn)行換擋控制外，還可以通過操縱手柄上或汽車儀表板上的一些控制開關(guān)來進(jìn)行一些其他的控制。 不同車型的自動(dòng)變

58、速器，控制開關(guān)的數(shù)量和名稱不盡相同，常見的有以下幾種。,超速擋開關(guān)(O/D開關(guān))： 這一開關(guān)用來控制自動(dòng)變速器的超速 2.模式開關(guān) 大部分電子控制自動(dòng)變速器都有一個(gè)模式開關(guān)，用來選擇自動(dòng)變速器的控制模式，即指自動(dòng)變速器不同的換擋規(guī)律，以適應(yīng)不同路況的使用要求。,3. 保持開關(guān) 保持開關(guān)也稱為擋位鎖定開關(guān)。 按下這個(gè)開關(guān)后，自動(dòng)變速器的自動(dòng)換擋作用消失，只能通過手動(dòng)換擋。 保持開關(guān)通常設(shè)置在操縱手柄上，如圖3.43所示。也有一些自動(dòng)變速器將此開關(guān)設(shè)置在操縱手柄處的地板上，并在開關(guān)兩端標(biāo)有“A”和“M”。 A表示自動(dòng)換擋，M表示手動(dòng)換擋。,圖3.43 自動(dòng)變速器操縱手柄擋位的布置 1操縱受柄；2擋位； 3超速擋開關(guān)或保持開關(guān)；4鎖止按鈕,圖3.6 自動(dòng)換擋控制系統(tǒng)構(gòu)成圖,圖3.7 液力偶合器工作原理 1泵輪；2渦輪,圖3.8 液力變矩器結(jié)構(gòu)簡圖 1曲軸； 2齒圈； 3渦輪； 4泵輪； 5循環(huán)圓； 6導(dǎo)輪； 7單向離合器； 8渦輪軸； 9單向離合器固定套； 10泵輪軸套,圖3.9 綜合式液力變矩器性能曲線,o,C C0Cm,圖3.10 液力變矩器透過性 1負(fù)透過性；2混合透過性； 3非透過性；4正透過性,圖3.11 閉鎖離合器工作原理 1泵輪