自动变速器培训

自动变速器培训20090830第一节基础知识自动变速器迅速发展的原因■消除职业和非职业驾驶员操作技能差异■电子控制技术的快速发展，促使燃油经济性明显改善■减轻操作时的劳动强度，提高行驶安全性■可降低发动机的排放污染自动变速器两种类型液力变矩器式(简称AT)（AutomaticTransmission）无级钢带式(简称CVT)（ContinuouslyVariableTransmission）液力变矩器式自动变速器结构液力变矩器多片离合器伺服油缸和制动带单向离合器行星齿轮变速机构润滑和冷却系统油泵控制阀储能器液压控制系统电子控制单元ECU传感器换档电磁线圈电子控制系统控制系统自动变速器几种典型的国产轿车的自动变速器•上海通用：4T65E(别克新世纪、商务车GL8)•上海大众：AG4-01N(桑车时代超人)、AG5-01V(帕萨特)•广州本田：AOYA(本田雅阁)无级钢带式自动变速器(CVT)●变速器中的主、被动轮通过两轮间的钢质柔性三角带传递，钢带和主、被动轮的接触半径是可调节的。通过改变皮带轮的沟槽宽窄，就可以改变传动比。作用半径是无级的，因此速比也为无级，且可调范围较大●这种变速器传动效率较高。但目前仅用于小排量轿车，传递大力矩时，钢带和轮子间发生滑转CVT解剖图CVT的工作原理(1)•可动盘与固定盘都是锥面结构，锥面结构形成V型槽与V型金属传动带啮合。•从动油缸是控制金属带的张紧力，保证来自发动机的动力高效、可靠的传递。主动油缸控制主动轮的位置沿轴向移动，金属带沿V型槽移动，金属带的长度不变，在从动轮组上金属带沿V型槽向相反的方向变化。金属带在主动轮组和从动轮组上的回转半径发生变化，实现速比的连续变化。CVT的工作原理(2)•由主动轮组、被动轮组、金属带和液压泵组成。•主、被动轮组分别由可动盘和固定盘组成，靠近油缸一侧的带轮可以在轴向滑动，另一侧固定。•金属带由两束金属环和几百个金属片组成。CVT的结构CVT自动变速系统的优点•行驶中不会出现动力传递中断，传动比变化平滑，无换档冲击。•更好地协调汽车和发动机的工况，发动机处于高效率区域工作，动力和经济性充分发挥，排放明显降低。•最大传动比可以达到5,传动功率一般为40-120kW。液力变矩器自动变速器的分类按驱动方式可分成∶前置前驱动(FWD)前置后驱动(RWD)四轮驱动(4WD)按控制方式可分成∶液压控制和电子控制按机械变速器的结构可分成∶行星齿轮机构平行轴齿轮机构(本田雅阁)前置前驱动自动变速器(FWD)●通常发动机横向布置,德国大众例外●变速器除具有变速功能外，还兼有驱动桥的功能，内含主减速器和差速器。亦称为变速驱动桥(transaxle)●一个输入，两根输出轴●外形呈L状或方箱形●变矩器中心线和变速机构中心线平行，但不在同一中心，通常用链条和齿轮连接●发动机纵置时，由于主减速器采用螺旋双曲线齿轮，因此变速器采用两种润滑油。前置后驱动自动变速器(RWD)●发动机呈纵向布置●变速器内不含主减速器和差速器，这两总成移至驱动桥内●一个输入，一根输出轴●发动机曲轴、变矩器和变速器三个中心，处于同一轴心线●外形呈细长的园筒状四轮驱动自动变速器(4WD)●发动机纵置和横置均可●变速器内含有主减器和差速器(供前轮驱动使用，轮间差速)，在内部还设置另外一个轴间差速器●一个输入，三根输出轴自动变速器控制框图控制方式发动机负荷信号汽车速度换档的方式液压控制节气门开度阀或真空压力调制器调速阀作用在换档两侧的信号油压进行比较，当发动机负荷信号油压大于车速信号油压则降档，反之则升档。电子控制节气门位置传感器或进气歧管绝对压力传感器车速传感器由电子传感器输入至ECU，输入信号与存储在电脑中的换档规律图进行比较，然后由换档电磁阀的通/断电决定升降档。液控和电控换档方式的主要区别半电子控制•在有些自动变速器中，换档控制已实现电子化，而压力调节器的控制方法仍采用机械或液控的方法，这种电子和机械混合的方法称谓半电子控制。•例如通用汽车公司生产的4T60E属于半电子控制，它的换档控制实现电子化，而主回路压力调节则采用真空压力调制器。行星齿轮变速机构•行星齿轮变速机构是使用最广泛的一种机构。又称为共轴式传动。•结构紧凑，传递力矩大，档位变化比较平稳，是比较理想的变速器结构形式。•结构比较复杂，加工装配要求高，润滑比较困难。行星齿轮变速机构•目前在液力变矩器式自动变速器中使用最广泛的一种机构。它又称之为共轴式传动。结构紧凑，传递力矩大，档位变化比较平稳，是一种比较理想的变速器结构形式。但结构比较复杂，加工装配要求高，润滑比较困难。本田平行轴式自动变速器平行轴传动变速器动力流图1-15平行轴式的变速机构•它保留了手动变速器的结构特征，齿轮和轴类的加工方式和手动变速器相同。在这种变速器中，原来手动变速器中的啮合套和啮合齿被多片离合器代替。其中齿轮(空套于轴)和从动片构成一体，而齿轮轴则和主动片构成一体。当多片离合器作用，则齿轮和轴联接，实现力矩传递。目前日本本田公司采用这种变速器。电控液力变矩器自动变速器的构成变矩器(带锁止离合器TCC)复合式的行星齿轮机构的机械变速器变速执行元件液压控制系统电子控制系统自动变速器的档位自动变速器存在两种档位∶速比档位和预选杆档位预选杆档位是由驾驶员操作四档变速器∶P.R.N.OD.D.2(S).1(L)三档变速器∶P.R.N.D.2.1预选杆的联动装置☆与P位置的驻车机构联动☆与档位开关联动☆与手动阀联动P档位的驻车锁止装置汽车滑行和发动机制动•汽车滑行∶当汽车速度达到较高状态，驾驶员松开油门，发动机处于怠速，而汽车驱动轮在惯性力作用下仍维持较高转速，并通过传动轴动力逆向传入变速器内，如果来自怠速的动力和来自驱动轮的动力，在变速器内部某一元件的汇交处，两种速度加以隔离或转化成第三元件的空转，则汽车进入滑行状态。汽车滑行和发动机制动•发动机制动∶和汽车滑行状态相反，当发动机进入怠速时，驱动轮逆向传入的动力和怠速传入动力，在变速器内无法实现两种速度的隔离，强制驱动轮必须把发动机转速提高，使两种速度趋于平衡，同时驱动轮的惯性力被消耗，汽车速度迅速下降，则实现了发动机制动。自动变速器的换档规律图●采用双参数的换档方法∶发动机负荷(节气门开度)和汽车车速●升档和降档曲线不是走同一路径，为了避免汽车工况处于曲线临界点时，档位频繁更换●四档变速器，应该有3条升档曲线∶1档升2档，2档升3档，3档升4档。3条曲线组成四个区域。凡是落在1档升2档曲线左侧的点为1档，落在1档升2档和2档升3档曲线之间点为2档，落在2档升3档和3档升4档曲线之间的点为3档。被3档升4档曲线包围的点则为4档●电控自动变速器通常可以设置2种以上的换档规律∶经济性换档(提前换档)、动力性换档(延时换档)、雪地换档和手动换档等●液控变速器的换档规律是唯一的，它由结构决定第二节偶合器和变矩器偶合器的结构变矩器内部结构液力变矩器的主要功能•具有力矩的增大作用，在汽车启步或低速状态，其力矩增大值最大可达1.8-2.5倍。•液力偶合(软连接)可实现平稳启步和吸收冲击和振动，延长传动系寿命。•具有锁止离合器的变矩器，可根据行驶工况自动地进行“软连接”(液力偶合)和“硬连接”(直接机械连接)的切换。低速和坏路使用液力偶合，增大输出力矩；高速则使用直接机械连接，提高传动效率。•液力变矩器可以直接或者通过与其相连的油泵驱动轴驱动油泵预选杆档位的定义P∶驻车位置，变速器输出轴锁止，允许发动机启动R∶倒车档位，仅允许停车时置入该位置N∶空车档位，减轻发动机和变矩器的负荷，允许发动机启动OD(超速档)∶允许在1.2.3.4档自动切换D(直接档)∶允许在1.2.3档自动切换。在有些变速器中该档位存在发动机制动和汽车滑行两种状态，则称之为手动3档，如4T65E2(手动2档)∶允许在1.2档自动切换。下坡时具有发动机制动功能1(或L)∶手动1档位，只允许在1档行驶，下坡时具有发动机制动功能。在某些变速器中，当发动机转速超过限值，也会自动换入2档，以保护发动机变矩器输出力矩增大原理•在变矩器中有三个叶轮，泵轮、涡轮和导轮。泵轮由发动机驱动，涡轮输出轴和变速器输入轴连接，导轮通过单向离合器和固定轴相连。•当液体离开泵冲击涡轮时，把液体能量传递给涡轮并使其转动，与此同时流经涡流的液体从涡轮中间流出，撞击导轮叶片的正面(此时单向离合器锁止)，液体受到导轮正面叶片的阻挡而产生液体折射，具有方向性的液体返回到泵轮叶片上，起到帮助发动机带动泵轮旋转的作用。流动的液体对导轮产生的作用力矩，可以使变矩器的输出力矩增大1.8~2.5倍。液体的内部流动变矩器中的导轮为什么设置单向离合器？•变矩器的扭矩增大系数并不是一个常数。随着车速增加，从涡轮喷射到导轮正面的液体，逐渐在改变切入角，导轮的作用力矩随之减小。当涡轮和泵轮转速比进入偶合点时，涡轮喷射的液体已作用在导轮背面，如果导轮固定，则液体经折射重返泵轮，将成为泵轮的阻力，同时导轮作用相反方向的力矩。为此，导轮设置单向离合器。当液体作用在导轮背面时，导轮开始旋转，力矩为零。变矩器成了偶合器。锁止离合器发动机泵轮涡轮变速器驱动轮软连接(低速、坏路)锁止离合器硬连接(高速、好路)变矩器两种工况动力传动路线液力偶合纯机械连接发动机泵轮涡轮变速器驱动轮软连接(低速、坏路)锁止离合器硬连接(高速、好路)变矩器两种工况动力传动路线液力偶合纯机械连接变矩器锁止离合器锁止条件•汽车处于50km/h以上的高速或三档以上的档位•汽车行车制动系统处于非制动状态•发动机的水温处于50-60C°以上•发动机节气门处于非怠速状态油冷却器的安装变矩器体外循环第三节行星齿轮机构和变速执行元件简单的行星齿轮机构的特点•若行星架作为被动件，则它的旋转方向和主动件同向。•若行星架作为主动件，则被动件的旋转方向和它同向。•在简单行星齿轮机构中，太阳轮齿数最少，行星架的当量齿数最多，而齿圈齿数则介于中间。（注：行星架的当量齿数＝太阳轮齿数＋齿圈齿数）•若行星齿轮机构中的任意两个元件同速同方向转动，则第三元件的转速和方向必然与前两者相同，则机构锁止，成为直接档。(这是一个十分重要的特征，尽管在上述的例子没有涉及。)行星齿轮机构变速执行元件•行星齿轮机构若要实现传动比的变化或者改变输出轴旋转方向的变化，通常的方法就是改变行星齿轮的主、被动件的关系，另一个方法就是改变固定的元件。通过不同组合方式可获得不同传动比和旋转方向。使传动比和旋转方向产生变化的元件称为变速执行元件。行星齿轮机构变速执行元件•制动箍带和伺服油缸∶固定行星齿轮机构中的某一构件。•多片离合器∶把来自发动机的动力源切换给行星齿轮机构中的某一构件。在有些变速器中，也可用于固定行星齿轮机构中的某一构件。•单向和超越式离合器∶固定行星齿轮机构中的某一构件。或者有条件地锁止或释放两个具有相对运动的部件。•伺服油缸和多片离合器的作用和释放需要液压控制，而单向和超越式离合器的作用和释放仅取决于运动构件的旋转方向或相对速度。制动箍带和伺服油缸•制动箍带和伺服油缸配对使用，它的功能是用于固定行星齿轮机构中的旋转件(太阳轮、行星架和齿圈)。有时又称两者为制动器。•制动箍带固定旋转件的能力(制动力矩)，除了和制动箍带上摩擦材料的摩擦系数有关之外，决定制动力矩大小是伺服油缸的油压。•制动箍带是一种湿式的制动器，即使浸入油液中，仍具有制动的能力。制动箍带几种结构型式•领蹄式和从蹄式上的制动箍带∶假若伺服油缸作用力的方向和旋转件的运动方一致，从而使制动箍带锁止力增大，伺服油缸油压减小，则称为“领蹄式”。假若相反则称为“从蹄式”。•单层式和双层式制动带∶为了使制动箍带和旋转件在制动状态园弧面贴合更均匀，提供更大的制动力矩，对那些制动箍带比较宽，刚度较大的，则要求使用双层制动带。这样制动过程平稳，并可提供更大的制动力矩。制动箍带的调节•制动箍带和旋转件在制动状态时相互间的磨损是难免的。当间隙过大，会引起换档冲击或换档延时。如果在装配时，间隙过小，则会出现拖滞，过量滑转会引起表面烧蚀。•通常可以调节制动箍带支承点的螺栓