自动变速器

自动变速器2020年5月26日星期二自动变速器自动变速器2020年5月26日星期二自动变速器的组成变矩器(或偶合器）行星齿轮机构液压控制系统电子控制系统自动变速器2020年5月26日星期二一、液力传动装置自动变速器2020年5月26日星期二1、液力偶合器包括主动的泵轮、从动的涡轮和工作介质ATF油,是一种液力传动装置，输入和输出转矩相等。自动变速器2020年5月26日星期二自动变速器2020年5月26日星期二2、三元件液力变矩器三元件为：泵轮、导轮、涡轮由于有了导轮，使得变矩功能得以实现。在涡轮低于泵轮转速90%时，就产生增加转矩的作用。自动变速器2020年5月26日星期二自动变速器2020年5月26日星期二自动变速器2020年5月26日星期二自动变速器2020年5月26日星期二自动变速器2020年5月26日星期二自动变速器2020年5月26日星期二二、自动变速器的分类自动变速器2020年5月26日星期二•按内部换挡机构的不同可以分为三类：1、行星齿轮自动变速器2、平行轴式自动变速器3、无极变速器自动变速器2020年5月26日星期二1、行星齿轮自动变速器自动变速器2020年5月26日星期二不同的自动变速器在结构上有差异，主要表现在：前进挡的挡数不同，离合器、制动器、单向离合器的数目和布置方式不同，采用的行星齿轮机构的类型不同。前进挡的数目越多，离合器、制动器、单向离合器的数目就越多。而它们的布置方式主要取决于行星齿轮变速器的前进挡挡位数和行星齿轮机构的类型。目前，轿车上广泛采用的行星齿轮机构的类型主要有辛普森式和拉威挪式两种。自动变速器2020年5月26日星期二行星齿轮结构图1、辛普森式行星齿轮自动变速器2020年5月26日星期二自动变速器2020年5月26日星期二双排行星齿轮机构自动变速器2020年5月26日星期二目前大部分轿车都采用这种行星齿轮机构。辛普森式行星齿轮机构采用双行星排，其结构特点是：前、后两个行星排的太阳轮连成一个整体，称为太阳轮组件；前排的行星架和后排的齿圈连成一体，称为前行星架和后齿圈组件。通常输出轴与该组件相连。自动变速器2020年5月26日星期二该行星机构只有四个独立元件：前排齿圈，前、后太阳轮组件，后排行星架和前行星架后齿圈组件。根据前进挡的挡数不同，可将辛普森式行星齿轮变速器分为三挡和四挡两种。自动变速器2020年5月26日星期二拉威挪式行星齿轮机构是一种复合式行星齿轮机构，它有一些胜过辛普森式齿轮机构的优点。主要是结构紧凑，相互啮合的齿数较多，传递的扭矩较大。但是结构较复杂，工作原理更难理解。2、拉威挪式行星齿轮自动变速器2020年5月26日星期二•它是由一个单行星排与一个双行星排组合而成的复合式行星机构，共用一行星架、长行星轮和齿圈。后太阳轮和长行星轮、行星架、齿圈共同组成一个单行星排；前太阳轮、短行星排、长行星轮、行星架和齿圈共同组成一个双行星排。自动变速器2020年5月26日星期二它只有4个独立元件，前太阳轮、后太阳轮、行星架和齿圈。自动变速器2020年5月26日星期二行星齿轮变速器中所有的齿轮都是处于常啮合状态，其挡位变换必须通过以不同的方式对行星齿轮机构的基本元件进行约束（即固定或连接某些基本元件）来实现。能对这些基本元件实施约束的机构，就是行星齿轮变速器的换挡执行机构。行星齿轮变速器的换挡执行机构由离合器、制动器单向离合器三种执行元件组成，起连接、固定和锁止作用。3、换挡执行机构自动变速器2020年5月26日星期二连接是指将行星齿轮变速器的输入轴与行星排中的某个基本元件连接，以传递动力，或将前一个行星排的某一个基本元件与后一个行星排的某一个基本元件连接，以约束这两个基本元件的运动；固定是指将行星排的某一基本元件与自动变速器的壳体连接，使之被固定住而不能旋转；锁止是指把某个行星排的三个基本元件中的两个连接在一起，从而将该行星排锁止。换挡执行元件按一定的规律对行星齿轮机构的某些基本元件进行连接、固定或锁止，让行星齿轮机构获得不同的传动比，从而实现挡位的变换。自动变速器2020年5月26日星期二作用：连接轴和行星排的某个基本元件，或将行星排的某两个基本元件连接成一体，使之成为一个整体转动。1．离合器结构和工作原理自动变速器2020年5月26日星期二自动变速器中所用的离合器为湿式多片离合器。它通常由活塞、回位弹簧、弹簧座、一组钢片、一组摩擦片、调整垫片、离合器毂及几个密封圈组成。自动变速器2020年5月26日星期二钢片和摩擦片交错排列，两者统称为离合器片。钢片的外花键齿安装在离合器鼓的内花键齿圈上，可沿齿圈键槽作轴向移动；摩擦片由其内花键齿与离合器毂的外花键齿连接，也可沿键槽作轴向移动。摩擦片的两面均为摩擦片系数较大的铜基粉末冶金层或合成纤维层。自动变速器2020年5月26日星期二自动变速器2020年5月26日星期二制动器的作用是将行星排中的某一元件加以固定，使之不能转动。目前常见的是湿式多片式制动器和带式制动器2．制动器的结构和工作原理自动变速器2020年5月26日星期二（1）湿式多片制动器湿式多片制动器由制动器鼓、制动器活塞、回位弹簧、钢片、摩擦片及制动器毂等组成，如下图所示。自动变速器2020年5月26日星期二它的工作原理和湿式多片离合器基本相同，但制动鼓（相当于离合器鼓）是固在自动变速器壳体上的，当制动器工作时，与制动器毂相连的行星排某一元件被固定住而不能转动。自动变速器2020年5月26日星期二带式制动器又称制动带，它由制动毂、制动带、液压缸及活塞等组成，如下图所示。制动毂与行星排的某一基本元件连接，并随之一起转动。（2）带式制动器自动变速器2020年5月26日星期二制动带的一端支承在变速器壳体上的支架或制动带调整螺钉上，另一端与液压缸活塞上的推杆连接。当控制油压加在活塞上时，推动活塞向左运动，推杆推动制动带一端使制动带直径变小，紧箍在制动鼓上。当活塞缸中没有控制油压时，活塞和推杆在回位弹簧的作用下被推回，制动带松开。自动变速器2020年5月26日星期二自动变速器2020年5月26日星期二带式制动器的制动夹紧驱动装置有三种常见的类型：直秆式、杠杆式和钳形杆式自动变速器2020年5月26日星期二单向离合器在行星齿轮变速器中的作用和离合器、制动器的作用相同，也是用于固定或连接几个行星排中的某些太阳轮、行星架、齿圈等基本元件，让行星齿轮变速器组成不同传动比的挡位。它是依靠单向锁止原理来发挥固定或连接作用的，其固定和连接也只能单方向。当与之相连接的元件受力方向与锁止方向相同时，该元件即被固定或连接；当受力方向与锁止方向相反时，该元件即被释放或脱离连接。3．单向离合器结构与工作原理自动变速器2020年5月26日星期二单向离合器的常见形式有两种：滚柱式和楔块式。滚柱式单向离合器如右图所示。自动变速器2020年5月26日星期二楔块式单向离合器由内环、外环、滚子（楔块）等组成。滚子是特殊形状的楔块，如右图所示。自动变速器2020年5月26日星期二知识链接行星齿轮的传动方式自动变速器2020年5月26日星期二最简单的行星齿轮机构由一个太阳轮、一个内齿圈、一个行星架及若干个行星齿轮组成，一般称为单排行星齿轮机构。太阳轮、齿圈和行星架是行星排的三个基本构件，并且它们具有公共的固定轴线。1．行星齿轮机构的组成自动变速器2020年5月26日星期二行星齿轮机构安装于行星架的行星齿轮轴上，与齿圈和太阳轮两者啮合。行星齿轮既可绕行星齿轮轴自传，又可在齿圈内行走，绕太阳轮公转，如图2-12所示。这种运动方式，有两个自由度。图2-12行星齿轮机构1-齿圈;2-行星齿轮;3-行星架;4-太阳轮自动变速器2020年5月26日星期二按齿轮排数的不同，行星齿轮机构分为单排行星齿轮机构和多排行星齿轮机构。图2-13a为单排行星齿轮机构，图2-13b为多排行星齿轮机构，它由几个单排行星齿轮机构组成。自动变速器中的行星齿轮变速器采用的就是多排行星齿轮机构。图2-13行星齿轮机构简图1-太阳轮；2-齿圈；3-行星架；4-行星齿轮自动变速器2020年5月26日星期二自动变速器2020年5月26日星期二2．单排行星齿轮机构变速原理单排行星齿轮机构的运动规律：n1＋αn2－（1＋α）n3＝0其中：n1—太阳轮转速；n2—齿圈转速；n3—行星架转速；α—齿圈与太阳轮的齿数比。自动变速器2020年5月26日星期二由上式可知，由于单排行星齿轮机构具有两个自由度，在三个基本件中，任选两个分别作为主动件和从动件，而使另一元件固定不动（该元件转速为０）或使其运动受到一定的约束（该元件的转速为定值），则机构只有一个自由度，整个轮系将以一定的传动比传递动力。自动变速器2020年5月26日星期二1、齿圈固定方程中n2＝0，因此有：n1－(1+α)n3＝0，传动比：ί=n1/n3=1+α传动比ί大于１且为正值，因此同向降速，为低速档。太阳轮为主动件，行星架为从动件。自动变速器2020年5月26日星期二方程中n2＝0，因此有：n1－(1+α)n3＝0，传动比：ί=n3/n1=1/1+α传动比ί小于１且为正值，因此为超速挡，但运动方向相反。行星架为主动件，太阳轮为从动件。自动变速器2020年5月26日星期二2、太阳轮固定方程中n１＝0，因此有：αn２－(1+α)n３＝0传动比：ί=n２/n３=(1+α)／α传动比大于1且为正值，因此同向降速。齿圈为主动件，行星架为从动件。自动变速器2020年5月26日星期二方程中n１＝0，因此有：αn２－(1+α)n３＝0传动比：ί=n３/n２＝α／1+α＜1传动比小于1且为正值，因此同向增速。行星架为主动件，齿圈为从动件。自动变速器2020年5月26日星期二太阳轮为主动件，齿圈为从动件方程中n３＝0，因此有：n１+αn２＝0传动比：ί=n１/n２＝－α因传动比为负值，所以反向传力，为倒档。3、行星架固定自动变速器2020年5月26日星期二齿圈为主动件，太阳轮为从动件方程中n３＝0，因此有：n１+αn２＝0传动比：ί=n2/n1＝－1/α因传动比为负值，所以反向传力，为倒档。自动变速器2020年5月26日星期二4、任意两元件互相连接任意两元件互相连接，也就是说n１=n２或n２=n３，则由运动特性方程可知，第三个基本元件的转速必与前两个基本元件的转速相同，即行星排按直接挡传动，传动比ί=1。自动变速器2020年5月26日星期二5、任一个为主动件任一个为主动件，无夹持部件，该机构有两个自由度，因此不论以哪两个基本元件为主动件、从动件，都不能传递动力，处于空挡状态。自动变速器2020年5月26日星期二2、平行轴自动变速器自动变速器2020年5月26日星期二平行轴式自动变速器与行星齿轮式自动变速器一样，也是有机械传动部分和电控液压部分组成。平行轴式自动变速器有两根或三根平行的轴，轴上分别安装着即对长啮合的齿轮。1、平行轴自动变速器结构自动变速器2020年5月26日星期二自动变速器2020年5月26日星期二2、各挡动力传递路径自动变速器2020年5月26日星期二自动变速器2020年5月26日星期二自动变速器2020年5月26日星期二L挡：输入轴—输入轴长啮合齿轮—输出轴常啮合齿轮—I挡离合器—中间轴I挡常啮合齿轮—输出轴I挡常啮合齿轮—I挡固定离合器—输出轴自动变速器2020年5月26日星期二3、无极变速器自动变速器2020年5月26日星期二机械式无级自动变速器（CVT）是根据车速和节气门开度改变机械式V形传动带轮的作用半径，实现无级变速。目前机械式无级自动变速器以金属带式为主。CVT系统主要包括主动轮组、从动轮组、金属带和液压泵等基本部件。自动变速器2020年5月26日星期二CVT基本工作原理1、CVT动力传递基本路线发动机—电磁离合器—主动带轮—金属传动带—从动带轮—主减速器—差速器—半轴—驱动轮自动变速器2020年5月26日星期二2、CVT变速原理1）金属传动带金属传动带由两束金属环和几百个金属片构成，金属片在两侧工作轮的挤压作用下传递动力，金属环在动力传递过程中主要用来将金属片约束在一起，并正