《现代汽车机械基础》13-3.ppt

第四节 自动变速器结构原理 由于自动变速器能够根据发动机的负荷和车辆的行驶速度自动地变换合适的档位（可以不踩离合器），减轻了驾驶员的操作强度，驾驶员不需要掌握使用离合器时复杂的换档动作，加之采用液力传递动力，发动机和传动系均不易产生过载，发动机不会熄火，80年代以来随着电子技术的发展，变速器自动控制进一步完善，在各种使用工况下能实现发动机与传动系的最佳匹配,控制更加精确、有效,性能价格比大大提高。目前得到广泛采用，在汽车上安装自动变速器的数量已远超过手动变速器。 一、自动变速器组成 世界各汽车制造厂家生产的自动变速器型式繁多而不胜枚举，在结构上也各有特点，但其工作原理和基本功能却大同小异。 自动变速器由液力传动装置（变矩器）、机械传动装置（机械式变速器，一般多采用行星齿轮）、液压控制系统组成，如果是电控自动变速器还有电控系统（电子-液压控制系统）。 1.液力传动装置 液力传动装置安装在发动机后端的飞轮上，其中装满自动变速器油，它取代了机械离合器，其作用是：将发动机的转矩传递给机械传动装置中的齿轮系统。在现代自动变速器中广泛应用液力变矩器作为液力传动装置，它不仅能够传递转矩，还可以在传递转矩的过程中将转矩增大，并且输出轴的转速还可以实现在一定范围内的无级变化。 由于采用了自动变速器油作为传递发动机转矩的介质，发动机与传动系统没有刚性的机械连接，可以有效地防止发动机和传动系过载，并防止发动机和传动系工作时的振动。 液力传动装置的质量比较大，在工作时可以起到飞轮的作用，使发动机运转更加平稳，因此装有自动变速器的发动机飞轮质量通常都比较小。 2.机械传动装置 机械传动装置是自动变速器中的重要组成部分，它安装在一般是铝合金制造的变速器壳体中。它将液力传动装置输入的转矩进一步增大并从输出轴传给万向传动装置。 机械传动装置由齿轮传动装置和换档执行元件两部分组成。 1）齿轮传动装置 齿轮传动装置是起变速作用的机械部分，除少量汽车制造厂家使用平行轴式自动变速器外，绝大多数厂家都使用行星齿轮式的自动变速器。行星齿轮系统由始终处于啮合状态的太阳轮、若干行星齿轮和内齿圈组成。由于它具有啮合强度高，运转噪声小的优点，在自动变速器中得到广泛的应用。 行星齿轮机构的组成： （1）行星齿轮机构由行星齿轮、行星架、太阳轮、齿圈组成。每一组行星齿轮机构又称为1个行星排。 （2）4速自动变速器一般有3个行星排，2速和3速的自动变速器都是2个行星排。 （3）两排行星齿轮共用一个太阳轮的叫辛普森（SIMPSON）机构。 （4）一长一短两排行星轮，一大一小两个太阳轮共用一个齿圈的叫拉维尼约喔或叫拉维娜（RAVIGNEAUX）机构。 2）换档执行元件 换档执行元件包括离合器、制动器和单向离合器。 离合器的作用是连接两个不同的元件。在车辆行驶时，它可以使行星齿轮系统中的某个元件与液力传动装置或者使行星齿轮系统中的两个元件连接，实现车辆的行驶和档位的变换。离合器通常采用圆盘和圆片交替排列的湿式多片结构，利用自动变速器油使其连接或脱开。 制动器可以固定行星齿轮系统中的某个元件，使其不能转动，以便获得需要的传动比。制动器既可以采用制动带的结构，也可以采用与离合器结构相同的湿式多片结构。 单向离合器可以单向固定行星齿轮系统中的某个元件，使其不能沿某个方向转动，以便获得确定的传动比。 整个机械传动装置可以提供若干个传动比，以适应行驶条件的变化和驾驶员的需要。 3.控制系统 1）机械控制系统 自动变速器可以根据车辆行驶的情况自动选择合适的档位，但在此过程中并非不需要驾驶员的控制。车辆行驶时，自动变速器必须了解驾驶员对车辆行驶方式的具体要求以及发动机的负荷大小，这些信息通过机械控制系统操纵自动变速器的液压控制系统，由液压控制系统控制油压的调节和档位的变换。 换档手柄 换档手柄相当于手动变速器中的变速杆，它通过机械装置与变速器连接，驾驶员通过换档手柄可以选择行驶方式。驾驶员改变自动变速器换档手柄的位置，仅仅改变了车辆的行驶方式—前进、倒车、空档或停车，换档由变速器内部自动控制。 自动变速器的换档手柄有6-7个位置，档位的名称因车而异。许多车辆采用P、R、N、D、2、L，即停车档（又叫锁止档）、倒档、空档、前进档、2档和L档，其中，D、2、L档都是前进档，但其使用不一样。 2）液压控制系统 液压控制系统为液力传动系统提供自动变速器油，以便传递发动机的转矩。液压控制系统一般安装在自动变速器的油底壳中，是自动变速器中用于换档控制的系统。在全液压自动变速器中，液压控制系统将发动机的负荷和车辆行驶速度转变成液压信号，并由这两个信号控制离合器和制动器的工作，根据车辆的行驶情况自动选择合适的传动比。 3）电子控制系统 电脑控制自动变速器在控制过程中充分利用了现代电