《汽車自動變速器B》PPT課件

第二講 汽車自動變速,汽車自動變速的優(yōu)點： （1）有更好的駕駛性能： 自動變速解決最佳燃油經(jīng)濟性和動力性的問題，推進非職業(yè)駕駛的進程 （2）良好的行駛性能： 通過液壓和電子操作，減輕沖擊和動載荷。換檔平穩(wěn)和快速，改善了汽車的舒適性 （3）提高行車安全性：自動換檔消除人為操作的技術(shù)因素和人的疲勞帶來的安全問題 （4）降低廢氣的排放： 發(fā)動機常處于經(jīng)濟轉(zhuǎn)速區(qū)運轉(zhuǎn)，減低了廢氣的排放,第二講 汽車自動變速,汽車自動變速的種類： （1）有級式機械自動變速（AMT)：傳統(tǒng)有級變速器加自動換檔變速 （2）液力機械傳動自動變速(AT)：液力變矩器、有級行星齒輪傳動、液壓或電子控制自動換檔操縱機構(gòu) （3）機械式無級自動變速(CVT)：變節(jié)圓傳動（帶式和鏈式傳動）、摩擦傳動 （4）全液壓自動無級傳動 （5）電氣傳動變速,第二講 汽車自動變速,（1）有級式機械自動變速(AMT)： 傳統(tǒng)有級變速器、自動離合器、選檔和換檔液壓操縱機構(gòu)、電子控制裝置。 既有自動變速的優(yōu)點，又有普通齒輪傳動變速器的價格低和效率高的優(yōu)點。目前不普遍，但有發(fā)展?jié)摿?傳統(tǒng)的變速器,手動換檔操縱機構(gòu),液壓變擋執(zhí)行機構(gòu),第二講 汽車自動變速,汽車自動變速的種類： （2）液力機械傳動自動變速(AT)： 液力變矩器、有級行星齒輪傳動、液壓或電子控制自動換檔操縱機構(gòu)。 行星齒輪借助摩擦離合器和制動器等換檔變速，液力變矩器在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)無級變速和消除換檔變速沖擊。變速器總傳動比為液力變矩器的變矩系數(shù)和機械變速器傳動比的乘積，部分無級變速 。 傳動效率低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和成本高,第二講 汽車自動變速,汽車自動變速的種類： （3）機械式無級自動變速(CVT)： 從變速范圍、比功率、使用壽命和可靠性以及制造成本等方面看，變節(jié)圓傳動（帶式和鏈式傳動）是現(xiàn)代轎車的最佳。最具代表性：v形金屬傳動帶。 Ford和FiaT裝備于1.11.6L轎車； Honda Civic 1.6L和Audi A6（金屬鏈）也裝備這類裝置。,第二講 汽車自動變速,汽車自動變速的種類： （4）全液壓自動無級傳動： 采用液壓容積調(diào)速的原理，利用液壓泵和液壓馬達構(gòu)成的無級調(diào)速。 變速范圍大，變速平穩(wěn)、減少沖擊和振動，適用于工程機械，傳動效率低，一般汽車上應(yīng)用少。,第二講 汽車自動變速,汽車自動變速的種類： （5）電氣傳動變速： 沒有機械傳動機構(gòu)，可實現(xiàn)無級變速。 有多種方案：直流發(fā)電機直流驅(qū)動；交流發(fā)電機直流變頻（整流、逆變）交流驅(qū)動,第二講 汽車自動變速,汽車自動變速的不足： （1) 普遍存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度和成本高，維修難度大。 （2）效率不夠高,第四章 液力機械傳動自動變速(AT),液力機械傳動自動變速(AT)： 液力變矩器、有級行星齒輪傳動、液壓或電子控制自動換檔操縱機構(gòu)。 行星齒輪借助摩擦離合器和制動器等換檔變速，液力變矩器在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)無級變速和消除換檔變速沖擊。變速器總傳動比為液力變矩器的變矩系數(shù)和機械變速器傳動比的乘積，部分無級變速 。 傳動效率低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和成本高,第四章 液力機械傳動自動變速(AT),4.1 液力偶合器 1、結(jié)構(gòu)原理,4.1 液力偶合器,2 、特性曲線 渦輪與泵輪的轉(zhuǎn)速比等于偶合器的傳動效率。 渦輪轉(zhuǎn)速總是小于泵輪轉(zhuǎn)速。,4.1 液力偶合器,3、應(yīng)用特點 偶合器只傳遞轉(zhuǎn)矩，不改變轉(zhuǎn)矩的大小。相當一個聯(lián)軸器。沒有變速功能。,4.1 液力偶合器,4、優(yōu)點 起步和加速平穩(wěn)，衰減傳動系統(tǒng)振動，防止系統(tǒng)過載。 5、缺點及改進 停車時需要完全制動，否則會爬行。 換檔還需要換檔離合器； 沒有變速功能 傳遞載荷大時，有較大的滑動損失。增加鎖止機構(gòu)提高傳動效率。,4.2 液力變矩器,1、結(jié)構(gòu)及工作原理 可動渦輪和泵輪、固定不動的導(dǎo)輪等三個基本元件,4.2 液力變矩器,渦輪轉(zhuǎn)矩等于泵輪轉(zhuǎn)矩加導(dǎo)輪轉(zhuǎn)矩之和,4.2 液力變矩器,2、特性曲線 渦輪轉(zhuǎn)矩隨渦輪轉(zhuǎn)速變化自動改變，轉(zhuǎn)速低輸出轉(zhuǎn)矩增加（比泵輪輸入轉(zhuǎn)矩大）；最高效率為90%,4.2 液力變矩器,3、三元件綜合式液力變矩器（導(dǎo)輪帶單向超越離合器） 渦輪轉(zhuǎn)速足夠高后，三元液力變矩器退化為兩元液力耦合器。,4.2 液力變矩器,3、三元件綜合式液力變矩器 圖中K為液力變矩器的輸出轉(zhuǎn)矩與輸入轉(zhuǎn)矩之比，也叫變矩系 數(shù)。K=1點以后綜合式變矩器進入偶合器工況。,4.2 液力變矩器,4、閉鎖式液力變矩器 為提高效率，結(jié)合液力和機械各自的優(yōu)點。如在平坦的高速公路上液力變矩器的效率低，可鎖止液力變矩器，直接機械傳動。,4.2 液力變矩器,閉鎖式液力變矩器的操作,4.3 行星齒輪變速機構(gòu),1、行星齒輪機構(gòu)原理,4.3 行星齒輪變速機構(gòu),1、行星齒輪機構(gòu)原理 n1,z1和R1為太陽輪的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑； n2,z2和R2為齒圈的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑； N3為行星輪的轉(zhuǎn)速。,4.3 行星齒輪變速機構(gòu),1、行星齒輪機構(gòu)原理 n1,z1和R1為太陽輪的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑； n2,z2和R2為齒圈的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑； N3為行星輪的轉(zhuǎn)速。 （1）減速擋：,4.3 行星齒輪變速機構(gòu),1、行星齒輪機構(gòu)原理 n1,z1和R1為太陽輪的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑； n2,z2和R2為齒圈的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑； N3為行星輪的轉(zhuǎn)速。 （2）超速擋：,4.3 行星齒輪變速機構(gòu),1、行星齒輪機構(gòu)原理 n1,z1和R1為太陽輪的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑； n2,z2和R2為齒圈的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑； N3為行星輪的轉(zhuǎn)速。 （3）倒檔：,4.3 行星齒輪變速機構(gòu),1、行星齒輪機構(gòu)原理 n1,z1和R1為太陽輪的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑； n2,z2和R2為齒圈的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑； N3為行星輪的轉(zhuǎn)速。 （4）直接擋：任意鎖定行星機構(gòu)中兩個元件即構(gòu)成直接檔（i=1),4.3 行星齒輪變速機構(gòu),1、行星齒輪機構(gòu)原理 n1,z1和R1為太陽輪的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑； n2,z2和R2為齒圈的轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑； N3為行星輪的轉(zhuǎn)速。 （5）空擋：全部放松行星機構(gòu)中各元件即構(gòu)成空檔（i=0),4.3 行星齒輪變速機構(gòu),2、換檔執(zhí)行機構(gòu),4.3 行星齒輪變速機構(gòu),2、換檔執(zhí)行機構(gòu),4.3 行星齒輪變速機構(gòu),2、換檔執(zhí)行機構(gòu),4.3 行星齒輪變速機構(gòu),3、行星齒輪變速器變速原理,4.3 行星齒輪變速機構(gòu),3、行星齒輪變速器變速原理 從50年代到70年代：行星變速從兩檔增至三檔； 從80年代：行星變速從三檔增至四檔；液力變矩器閉鎖 從90年代：實現(xiàn)從液壓控制到電子液壓控制轉(zhuǎn)變,4.3 行星齒輪變速機構(gòu),4、典型行星齒輪變速器變速原理 辛普森式的特點：兩太陽輪連為一體，前排行星架和后排的齒圈連成一體。,4、典型行星齒輪變速器變速原理（三檔辛普森）,4、典型行星齒輪變速器變速原理（四檔辛普森）,4、典型行星齒輪變速器變速原理（拉維奈爾赫） 拉維奈爾赫式特點： 前后齒圈共用 前后行星架共用,4、典型行星齒輪變速器變速原理（拉維奈爾赫三檔）,4、典型行星齒輪變速器變速原理（拉維奈爾赫四檔）,4.4發(fā)動機的輸出特性及換檔規(guī)律,4.4發(fā)動機的輸出特性及換檔規(guī)律,4.5機液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,機械液壓控制自動變速器控制原理： （1）變速器輸出軸轉(zhuǎn)速作為控制輸出量，通過離心調(diào)速閥把變速器輸出軸轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫π盘柗答佒翐Q檔閥的一端 （2）節(jié)氣門開度的大?。ㄘ摵纱笮。┳鰹榭刂戚斎胄盘柾ㄟ^節(jié)氣門閥轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫π盘栔翐Q檔閥的另一端，兩壓力信號比較使換檔閥動作。 （3）換檔控制規(guī)律完全由換檔閥的結(jié)構(gòu)尺寸、各換檔閥的彈簧剛度、節(jié)氣門閥和車速調(diào)速閥等決定。,4.5機液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,液壓控制的自動變速器的液壓系統(tǒng)組成： （1）動力源：即被變矩器驅(qū)動的液壓泵。汽車液壓泵常用內(nèi)嚙合齒輪泵和葉片泵。向換檔控制和執(zhí)行機構(gòu)供油，同時還有液力變矩器閉鎖、冷卻補油，行星齒輪潤滑油。 （2）執(zhí)行機構(gòu)：即行星齒輪變檔執(zhí)行機構(gòu) （3）控制機構(gòu)：主油路、換檔信號系統(tǒng)（節(jié)氣門閥和離心調(diào)速閥）、換檔閥系統(tǒng)和緩沖安全系統(tǒng)，以及液力變矩器的控制裝置,4.5機液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,1、自動變速器實例,4.5機液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,2、自動變速器換檔系統(tǒng)結(jié)構(gòu),4.5機液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,3、主油路系統(tǒng) 主油路的構(gòu)成：油泵、壓力調(diào)節(jié)裝置（一次壓力調(diào)節(jié)、二次壓力調(diào)節(jié)、節(jié)流閥和安全閥） 壓力調(diào)節(jié)裝置：避免車速對系統(tǒng)壓力的影響， 根據(jù)不同的工況調(diào)節(jié)不同的控制壓力。 （1） 油門開度小，變速器傳遞的轉(zhuǎn)矩小，油壓低，反之則高； （2）低速檔行駛，傳遞的轉(zhuǎn)矩大，油壓要高，反之則低 （3）倒檔機構(gòu)尺寸小需要高的操縱壓力,4.5機液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,4、換檔信號系統(tǒng) a 節(jié)氣門閥：節(jié)氣門閥受發(fā)動機加速踏板的控制，隨節(jié)氣門開度大?。窗l(fā)動機負荷大?。┑淖兓淖兤漭敵鲇蛪簤毫Φ囊簤洪y。輸出油壓壓力的高低作為換檔信號的一種。 有兩種節(jié)氣門液壓閥：機械式節(jié)氣門閥和真空式節(jié)氣門閥,4.5機液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,4、換檔信號系統(tǒng) a 節(jié)氣門閥：節(jié)氣門閥受發(fā)動機加速踏板的控制，隨節(jié)氣門開度大?。窗l(fā)動機負荷大小）的變化而改變其輸出油壓壓力的液壓閥。輸出油壓壓力的高低作為換檔信號的一種。 有兩種節(jié)氣門液壓閥：機械式節(jié)氣門閥和真空式節(jié)氣門閥,4.5機液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,b 離心調(diào)速閥：安裝在變速器輸出軸上，為換檔閥提供一個隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化的油壓壓力。 有兩種離心調(diào)速閥： 普通復(fù)合式雙級調(diào)速閥 中間傳動復(fù)合式雙級調(diào)速閥,4.5機液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,b 離心調(diào)速閥：安裝在變速器輸出軸上，為換檔閥提供一個隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化的油壓壓力。 有兩種離心調(diào)速閥： 普通復(fù)合式雙級調(diào)速閥 中間傳動復(fù)合式雙級調(diào)速閥,4.5機液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,5、換檔閥組 換檔閥組根據(jù)換檔信號系統(tǒng)發(fā)出的信號產(chǎn)生相應(yīng)的動作，來控制自動變速器中液壓操縱油路的流動方向，而完成換檔動作。 換檔閥組主要包括有：手動閥和換檔閥,4.5機液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,自動變速器手動閥換檔手柄所處的位置不對應(yīng)檔位。一般有P、R、N、D、2（S）、L（1）等位置。以四檔變速器為例： P（停車檔）、R（倒車擋）、N（空檔）、D（前進高檔）、2（S）（前進低2檔）、L（1）（前進低1檔）,4.5機液控制AT結(jié)構(gòu)原理,換檔閥：,4.5機液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,5、自動變速器的換檔過程（1檔）,4.5 機液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,5、自動變速器的換檔過程（4檔）,4.6 電液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,1、電液控制自動變速器實例,4.6電液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,2、電液控制自動變速器結(jié)構(gòu)框圖,4.6電液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,3、電液控制自動變速器結(jié)構(gòu),4.6電液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,4、電子控制裝置 傳感器： 節(jié)氣門位置傳感器、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器、車速傳感器、 控制開關(guān)： 超速檔開關(guān)、模式開關(guān)和多功能開關(guān) 電磁閥： 開關(guān)電磁閥和脈沖電磁閥 微電腦及其控制電路：,4.6電液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,4、電子控制裝置 控制開關(guān)： 超速檔開關(guān),4.6電液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,4、電子控制裝置 控制開關(guān)：模式開關(guān) 經(jīng)濟模式 動力模式 普通模式 手動模式,4.6電液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,4、電子控制裝置 控制開關(guān)： 多功能開關(guān),4.6電液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,4、電子控制裝置 電磁閥：開關(guān)電磁閥和脈沖電磁閥,4.6電液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,5、控制功能 換檔控制 油壓控制 自動模式選擇控制 閉鎖離合器控制 改善換檔感覺控制 電子車速控制（巡航控制）,4.6電液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,5、控制工作原理 換檔控制,4.6電液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,5、控制工作原理 換檔控制 油壓控制 自動模式選擇控制 閉鎖離合器控制 改善換檔感覺控制 電子車速控制（巡航控制）,4.6電液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,6、電液控制系統(tǒng)的液壓閥 除換檔閥和變矩器控制閥由電腦控制電磁鐵外，還有油壓控制由電磁閥控制 主油路油壓調(diào)壓閥及控制原理 換檔閥結(jié)構(gòu)及控制原理 閉鎖離合器控制閥結(jié)構(gòu)及控制原理,4.6電液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,6、電液控制系統(tǒng)的液壓閥 換檔閥結(jié)構(gòu)及控制原理,4.6電液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,6、電液控制系統(tǒng)的液壓閥 換檔閥結(jié)構(gòu)及控制原理,4.6電液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,6、電液控制系統(tǒng)的液壓閥 閉鎖離合器控制閥結(jié)構(gòu)及控制原理,4.6 電液控制AT變速器結(jié)構(gòu)原理,6、電液控制系統(tǒng)的液壓閥 除換檔閥和變矩器控制閥由電腦控制電磁鐵外，還有油壓控制由電磁閥控制 主油路油壓調(diào)壓閥及控制原理 換檔閥結(jié)構(gòu)及控制原理 閉鎖離合器控制閥結(jié)構(gòu)及控制原理,4.7 AT變速器的關(guān)鍵控制技術(shù),1、換檔規(guī)律 2、液力變矩器鎖止技術(shù) 3、換檔元件的切換控制 4、動態(tài)建模和仿真,