汽车电子控制技术 教学课件作者 于京诺 第4章 汽车自动变速器.pdf

汽车电子控制技术 汽车电子控制技术汽车类专业应用型本科示范教材汽车类专业应用型本科示范教材机械工业出版社出版机械工业出版社出版 主编主编 于京诺于京诺第4章 汽车自动变速器第4章 汽车自动变速器 学习目标学习目标 了解自动变速器的类别与组成。了解自动变速器的类别与组成。掌握电控液力自动变速器的结构组成与工作原理。掌握电控液力自动变速器的结构组成与工作原理。掌握无级变速器的结构组成与工作原理。掌握无级变速器的结构组成与工作原理。掌握双离合器自动变速器的结构组成与工作原理。掌握双离合器自动变速器的结构组成与工作原理。掌握电控机械式自动变速器的结构组成与工作原理。掌握电控机械式自动变速器的结构组成与工作原理。4.1 概述4.1 概述4.1.1 自动变速器的功用自动变速器的功用1.适时换档适时换档 电控自动变速器的应用，对驾驶员的驾驶技术要求较低，它能自动适时换档，一定程度上提高汽车的动力性和燃油经济性。电控自动变速器的应用，对驾驶员的驾驶技术要求较低，它能自动适时换档，一定程度上提高汽车的动力性和燃油经济性。2.防止过载防止过载 发动机和自动变速器机械传动系统之间是靠液力变矩器传递动力的，这种液力传递能吸收震动和冲击，防止发动机和传动系过载，提高了零件的使用寿命。发动机和自动变速器机械传动系统之间是靠液力变矩器传递动力的，这种液力传递能吸收震动和冲击，防止发动机和传动系过载，提高了零件的使用寿命。3.操作简单，提高安全性操作简单，提高安全性 装备自动变速器的汽车，驾驶员只需操纵加速踏板，即实现自动换档，简化了驾驶操作，减轻了劳动强度，有利于行车安全。装备自动变速器的汽车，驾驶员只需操纵加速踏板，即实现自动换档，简化了驾驶操作，减轻了劳动强度，有利于行车安全。4.提高汽车的通过性能提高汽车的通过性能 自动变速器在换档过程中不需中断动力传递，行驶比较平稳，电控式自动变速器又有驾驶模式选择功能，所以能在如雪地、松软等坏路上较顺利地通过，使汽车具有良好的通过性。自动变速器在换档过程中不需中断动力传递，行驶比较平稳，电控式自动变速器又有驾驶模式选择功能，所以能在如雪地、松软等坏路上较顺利地通过，使汽车具有良好的通过性。5.降低汽车有害物的排放降低汽车有害物的排放 装备自动变速器的汽车，发动机运转平稳，非稳定工况较少，空燃比相对稳定，汽车有害物排放下降。装备自动变速器的汽车，发动机运转平稳，非稳定工况较少，空燃比相对稳定，汽车有害物排放下降。4.1.2 自动变速器的分类及特点自动变速器的分类及特点1.按汽车驱动方式分类按汽车驱动方式分类 自动变速器按照汽车驱动方式的不同，可分为后轮驱动自动变速器和前轮驱动自动变速器两种。自动变速器按照汽车驱动方式的不同，可分为后轮驱动自动变速器和前轮驱动自动变速器两种。1-液力变矩器液力变矩器 2-油泵油泵 3-输入轴输入轴 4-行星齿轮机构行星齿轮机构 5-阀体总成阀体总成 6-输出轴输出轴 7-油底壳油底壳1-液力变矩器液力变矩器 2-油泵油泵 3-行星齿轮机构行星齿轮机构 4-输入轴输入轴 5-输出轴输出轴 6-差速器差速器 前轮驱动汽车的发动机有纵置和横置两种。纵置发动机的前轮驱动自动变速器的结构和布置与后轮驱动汽车自动变速器基本相同。前轮驱动汽车的发动机有纵置和横置两种。纵置发动机的前轮驱动自动变速器的结构和布置与后轮驱动汽车自动变速器基本相同。2.按自动变速器前进档位数分类按自动变速器前进档位数分类 自动变速器按前进档的档位数的不同，可分为2档自动变速器、3档自动变速器、4档自动变速器等。现代轿车装用的自动变速器基本上都是4个前进档，即设有超速档。这种设计虽然使自动变速器的构造更加复杂，但由于设有超速档，大大改善了汽车的燃油经济性。在商用车上，大多采用5档和6档自动变速器，一些新型轿车上也开始采用5档和6档自动变速器。自动变速器按前进档的档位数的不同，可分为2档自动变速器、3档自动变速器、4档自动变速器等。现代轿车装用的自动变速器基本上都是4个前进档，即设有超速档。这种设计虽然使自动变速器的构造更加复杂，但由于设有超速档，大大改善了汽车的燃油经济性。在商用车上，大多采用5档和6档自动变速器，一些新型轿车上也开始采用5档和6档自动变速器。3.按变矩器的类型分类按变矩器的类型分类 按液力变矩器的类型不同，自动变速器大致可分为普通液力变矩器式、综合液力变矩器式和带锁止离合器的液力变矩器式自动变速器三种。按液力变矩器的类型不同，自动变速器大致可分为普通液力变矩器式、综合液力变矩器式和带锁止离合器的液力变矩器式自动变速器三种。4.按齿轮传动机构的类型分类按齿轮传动机构的类型分类 自动变速器按其齿轮传动机构的不同，可分为普通齿轮式和行星齿轮式两种。普通齿轮式自动变速器体积大，最大传动比小，应用较少。行星齿轮式自动变速器结构紧凑，能获得较大的传动比，为绝大多数轿车采用。自动变速器按其齿轮传动机构的不同，可分为普通齿轮式和行星齿轮式两种。普通齿轮式自动变速器体积大，最大传动比小，应用较少。行星齿轮式自动变速器结构紧凑，能获得较大的传动比，为绝大多数轿车采用。5.按控制方式分类按控制方式分类 可分为全液压自动变速器和电子控制自动变速器两种。全液压自动变速器是通过机械的手段，将汽车行驶的车速及节气门开度这两个参数转变为液压控制信号；阀体中的各个控制阀根据这些液压控制信号的大小，按照设定的换档规律，通过控制换档执行机构的动作，实现自动换档。可分为全液压自动变速器和电子控制自动变速器两种。全液压自动变速器是通过机械的手段，将汽车行驶的车速及节气门开度这两个参数转变为液压控制信号；阀体中的各个控制阀根据这些液压控制信号的大小，按照设定的换档规律，通过控制换档执行机构的动作，实现自动换档。电控自动变速器是通过各种传感器，将发动机转速、节气门开度、车速、发动机冷却液温度、自动变速器油温度等参数转变为电信号，按照设定的换档规律，向换档电磁阀、油压电磁阀等发出电子控制信号，控制换档执行机构的动作，实现自动换档。电控自动变速器是通过各种传感器，将发动机转速、节气门开度、车速、发动机冷却液温度、自动变速器油温度等参数转变为电信号，按照设定的换档规律，向换档电磁阀、油压电磁阀等发出电子控制信号，控制换档执行机构的动作，实现自动换档。6.按工作原理分类按工作原理分类 按工作原理不同，自动变速器分为液力自动变速器（AT）、机械自动变速器（Automatic Mechanical Transmission，AMT）、无级自动变速器（Continuously Variable Transmission，CVT）和双离合器自动变速器（Double Clutch Transmission，DCT）四种。液力自动变速器通常指含有液力变矩器的自动变速器；机械自动变速器是在普通手动机械变速器（MT）的基础上增加了一套自动换档控制系统组成；无级自动变速器是其传动比可以连续变化的变速器，它的种类很多，有机械式、流体式和电动式等，目前应用最多的是金属带式无级变速器；双离合器自动变速器采用圆柱齿轮变速器，通过两个离合器交替工作实现自动换档。按工作原理不同，自动变速器分为液力自动变速器（AT）、机械自动变速器（Automatic Mechanical Transmission，AMT）、无级自动变速器（Continuously Variable Transmission，CVT）和双离合器自动变速器（Double Clutch Transmission，DCT）四种。液力自动变速器通常指含有液力变矩器的自动变速器；机械自动变速器是在普通手动机械变速器（MT）的基础上增加了一套自动换档控制系统组成；无级自动变速器是其传动比可以连续变化的变速器，它的种类很多，有机械式、流体式和电动式等，目前应用最多的是金属带式无级变速器；双离合器自动变速器采用圆柱齿轮变速器，通过两个离合器交替工作实现自动换档。4.2 电控液力自动变速器4.2 电控液力自动变速器 4.2.1 概述概述电控液力自动变速器（电控液力自动变速器（Electronic-controlled Automatic Transmission，EAT），由液力变矩器、辅助变速器与电液换档控制系统三大部分组成。），由液力变矩器、辅助变速器与电液换档控制系统三大部分组成。4.2.2 液力变矩器液力变矩器1.液力变矩器的作用液力变矩器的作用（1）起到离合器的作用，传递或切断发动机与自动变速器传动机构之间的动力传递。（2）在一定范围内无级变速、变矩，可将发动机的转矩增大24倍输出。（3）起到飞轮的作用，使发动机运转平稳。（4）将发动机转矩传递给液压控制系统的油泵，带动油泵运转。（1）起到离合器的作用，传递或切断发动机与自动变速器传动机构之间的动力传递。（2）在一定范围内无级变速、变矩，可将发动机的转矩增大24倍输出。（3）起到飞轮的作用，使发动机运转平稳。（4）将发动机转矩传递给液压控制系统的油泵，带动油泵运转。2.液力变矩器的组成液力变矩器的组成 汽车上使用的变矩器是由泵轮、涡轮和导轮组成的，称三元件变矩器。汽车上使用的变矩器是由泵轮、涡轮和导轮组成的，称三元件变矩器。a)液力变矩器液力变矩器 b)液力变矩器示意图液力变矩器示意图1-输入轴输入轴 2-输出轴输出轴 3-导轮轴导轮轴 4-变矩器壳变矩器壳 B-泵轮泵轮 W-涡轮涡轮 D-导轮导轮（1）泵轮（1）泵轮 泵轮与变矩器壳体连成一体，其内部径向装有许多扭曲的叶片，叶片内缘则装有让变速器油液平滑流过的导环。变矩器壳体与曲轴后端的驱动盘相连接。有的汽车发动机后端无飞轮，起动齿圈直接装在变矩器上。泵轮与变矩器壳体连成一体，其内部径向装有许多扭曲的叶片，叶片内缘则装有让变速器油液平滑流过的导环。变矩器壳体与曲轴后端的驱动盘相连接。有的汽车发动机后端无飞轮，起动齿圈直接装在变矩器上。（2）涡轮（2）涡轮 同泵轮一样，涡轮也装有许多扭曲叶片。但涡轮叶片的扭曲方向与泵轮叶片扭曲的方向相反。涡轮中心有花键孔与变速器输入轴相联。泵轮叶片和涡轮叶片相对安装，中间有34mm的间隙。同泵轮一样，涡轮也装有许多扭曲叶片。但涡轮叶片的扭曲方向与泵轮叶片扭曲的方向相反。涡轮中心有花键孔与变速器输入轴相联。泵轮叶片和涡轮叶片相对安装，中间有34mm的间隙。（3）导轮（3）导轮 导轮位于泵轮和涡轮之间，通过单向离合器安装在与变速器壳体连接的固定轴上。导轮上也有许多扭曲叶片。导轮位于泵轮和涡轮之间，通过单向离合器安装在与变速器壳体连接的固定轴上。导轮上也有许多扭曲叶片。（4）自动变速器液（4）自动变速器液（Automatic Transmission Fluid，简称ATF）液力变矩器依靠液力传递动力，因此其内部总是充满了ATF。为了防止温度过高，液力变矩器工作时ATF总是与外部不断循环。（Automatic Transmission Fluid，简称ATF）液力变矩器依靠液力传递动力，因此其内部总是充满了ATF。为了防止温度过高，液力变矩器工作时ATF总是与外部不断循环。3.液力变矩器的工作原理液力变矩器的工作原理（1）环流的产生（1）环流的产生 当发动机带动液力变矩器的泵轮旋转时，液力变矩器内的ATF随泵轮一起做圆周运动，形成环流。当发动机带动液力变矩器的泵轮旋转时，液力变矩器内的ATF随泵轮一起做圆周运动，形成环流。（2）涡流的产生（2）涡流的产生 ATF作环流运动时会产生离心力，在离心力的作用下ATF将从液力变矩器的内侧流向外侧，由于液力变矩器在传递动力时泵轮转速总是高于涡轮转速度，因此泵轮内ATF产生的离心力大于涡轮内ATF的离心力，所以泵轮内油液在离心力的作用下将进入涡轮，形成绕循环圆流动的涡流。ATF作环流运动时会产生离心力，在离心力的作用下ATF将从液力变矩器的内侧流向外侧，由于液力变矩器在传递动力时泵轮转速总是高于涡轮转速度，因此泵轮内ATF产生的离心力大于涡轮内ATF的离心力，所以泵轮内油液在离心力的作用下将进入涡轮，形成绕循环圆流动的涡流。（3）螺旋流的产生（3）螺旋流的产生 液力变矩器工作时，环流和涡流同时存在，ATF流动的实际方向是两种液流的合成，形成一个首尾相接的螺旋形传力油流，即螺旋流。螺旋流由泵轮进入涡轮时，作用于涡轮叶片，推动涡轮旋转，然后经导轮，又回到泵轮（见图4-6），如此不断循环，这就是液力变矩器传递动力的原理。液力变矩器工作时，环流和涡流同时存在，ATF流动的实际方向是两种液流的合成，形成一个首尾相接的螺旋形传力油流，即螺旋流。螺旋流由泵轮进入涡轮时，作用于涡轮叶片，推动涡轮旋转，然后经导轮，又回到泵轮（见图4-6），如此不断循环，这就是液力变矩器传递动力的原理。图图4-6 ATF在液力变矩器中的循环流动在液力变矩器中的循环流动（4）导轮的作用）导轮的作用 如果液力变矩器没有导轮，则从涡轮回流的液流方向就与泵轮的旋转方向相反，会阻止泵轮的旋转，造成能量损失。为此，需要安装导轮，改变液流方向，使回流的液流方向与泵轮的旋转方向相同。由于有了导轮，作用在涡轮上的转矩如果液力变矩器没有导轮，则从涡轮回流的液流方向就与泵轮的旋转方向相反，会阻止泵轮的旋转，造成能量损失。为此，需要安装导轮，改变液流方向，使回流的液流方向与泵轮的旋转方向相同。由于有了导轮，作用在涡轮上的转矩M MW，等于泵轮转矩W，等于泵轮转矩M MB与导轮上的反作用力矩B与导轮上的反作用力矩M MD之和，即D之和，即M MW=W=M MB+B+M MD，这就是液力变矩器能够变矩（增扭）的道理。D，这就是液力变矩器能够变矩（增扭）的道理。（5）导轮单向离合器的作用 （5）导轮单向离合器的作用 液力变矩器工作时，来自泵轮的液流射入涡轮，冲击涡轮旋转做功。当涡轮转速为零（汽车起步）或者转速较低时，从涡轮回流的液流速度方向是涡轮运动（牵连运动）速度方向与经涡轮叶片反射液流相对于涡轮的相对速度方向的合成，此时合成速度方向对准导轮的叶片正面（凹面）试图使导轮旋转，但因为导轮被单向离合器锁止，不能转动，因而回流液流射向导轮叶片后改变了方向，使其与泵轮的旋转方向相同，此时的液力变矩器表现为变矩特性，涡轮转矩大于泵轮，可以增扭；随着涡轮转速的升高，液流牵连运动速度增加，合成运动速度方向逐渐由正对导轮的叶片正面转向与叶片平面平行，此时没有液流作用力作用于导轮，这时的液力变矩器表现为液力耦合器的特性，不再增扭，只能等转矩传递动力；当涡轮转速进一步升高，液流合成运动速度方向转向导轮叶片的背面，此时导轮单向离合器释放而自由转动，防止改变液流方向，保证回流到泵轮的液流方向与泵轮的旋转方向相同，此时的液力变矩器也表现为液力耦合器等转矩传递动力的特性。液力变矩器工作时，来自泵轮的液流射入涡轮，冲击涡轮旋转做功。当涡轮转速为零（汽车起步）或者转速较低时，从涡轮回流的液流速度方向是涡轮运动（牵连运动）速度方向与经涡轮叶片反射液流相对于涡轮的相对速度方向的合成，此时合成速度方向对准导轮的叶片正面（凹面）试图使导轮旋转，但因为导轮被单向离合器锁止，不能转动，因而回流液流射向导轮叶片后改变了方向，使其与泵轮的旋转方向相同，此时的液力变矩器表现为变矩特性，涡轮转矩大于泵轮，可以增扭；随着涡轮转速的升高，液流牵连运动速度增加，合成运动速度方向逐渐由正对导轮的叶片正面转向与叶片平面平行，此时没有液流作用力作用于导轮，这时的液力变矩器表现为液力耦合器的特性，不再增扭，只能等转矩传递动力；当涡轮转速进一步升高，液流合成运动速度方向转向导轮叶片的背面，此时导轮单向离合器释放而自由转动，防止改变液流方向，保证回流到泵轮的液流方向与泵轮的旋转方向相同，此时的液力变矩器也表现为液力耦合器等转矩传递动力的特性。4.液力变矩器的特性4.液力变矩器的特性液力变矩器在泵轮转速液力变矩器在泵轮转速n nB和转矩B和转矩M MB不变的条件下，变矩比K、传动效率随涡轮转速nW的变化，称为液力变矩器的特性，参见图4-7。B不变的条件下，变矩比K、传动效率随涡轮转速nW的变化，称为液力变矩器的特性，参见图4-7。K称为变矩比，它是涡轮输出转矩与泵轮输入转矩之比，其值一般为24。其表达式为：K=MW/MB (4-1)i称为转速比，它是涡轮转速与泵轮转速之比，其值一般为0.80.9，其表达式为：i=nW/nB1 (4-2)称为传动效率，它是涡轮输出功率NW与泵轮输入功率NB之比。=NW/NB1 (4-3)K称为变矩比，它是涡轮输出转矩与泵轮输入转矩之比，其值一般为24。其表达式为：K=MW/MB (4-1)i称为转速比，它是涡轮转速与泵轮转速之比，其值一般为0.80.9，其表达式为：i=nW/nB1 (4-2)称为传动效率，它是涡轮输出功率NW与泵轮输入功率NB之比。=NW/NB1 (4-3)从变矩器特性曲线中可以看出：（1）变矩比从变矩器特性曲线中可以看出：（1）变矩比K K随着转速比i的增大而减小，即当行驶阻力大时，液力变矩器自动输出大转矩，而在行驶阻力小时，自动输出小转矩。这一特性对行驶阻力变化较大的汽车来说是非常适合的，此即所谓的适应性好。例如：怠速时，由于泵轮转速低，液流流速低。涡轮上得到的转矩随着转速比i的增大而减小，即当行驶阻力大时，液力变矩器自动输出大转矩，而在行驶阻力小时，自动输出小转矩。这一特性对行驶阻力变化较大的汽车来说是非常适合的，此即所谓的适应性好。例如：怠速时，由于泵轮转速低，液流流速低。涡轮上得到的转矩M MW小于汽车起步对应的阻力矩，涡轮不转，汽车不能行驶。起步时，由于泵轮转速升高，液流流速升高，涡轮上得到的转矩W小于汽车起步对应的阻力矩，涡轮不转，汽车不能行驶。起步时，由于泵轮转速升高，液流流速升高，涡轮上得到的转矩M MW大于汽车起步时需要的阻力矩，涡轮开始转动，汽车起步。从图中可以看出，在起步时，W大于汽车起步时需要的阻力矩，涡轮开始转动，汽车起步。从图中可以看出，在起步时，i i=0，即此时=0，即此时n nW=0，变矩比W=0，变矩比K K最大，此时液力变矩器能产生最大输出转矩，以利于克服汽车惯性力而起步，此时的变矩比也称为起步变矩比或失速变矩比。最大，此时液力变矩器能产生最大输出转矩，以利于克服汽车惯性力而起步，此时的变矩比也称为起步变矩比或失速变矩比。（2）汽车起步后涡轮的转速nW逐渐增大，涡轮输出转矩逐渐减小，当涡轮的转矩等于泵轮的转矩（2）汽车起步后涡轮的转速nW逐渐增大，涡轮输出转矩逐渐减小，当涡轮的转矩等于泵轮的转矩（M MW=W=M MB）时，k=1，此时称为耦合点；随着涡轮转速的增大，如果导轮没有单向离合器，涡轮的转矩将小于泵轮的转矩（B）时，k=1，此时称为耦合点；随着涡轮转速的增大，如果导轮没有单向离合器，涡轮的转矩将小于泵轮的转矩（M MWWM MB），B），K K1，为了防止出现这种情况，液力变矩器都装有导轮单向离合器，从而保证在耦合点之后变矩比jZ ZqqZ Zt。t。因此，将行星齿轮机构简化为图4-12中的传动关系，以计算传动比。计算传动比时，元件固定者去掉该圆，剩下的按定轴轮系计算传动比。内啮合传动比为正（前进档），外啮合传动比为负（倒档）。因此，将行星齿轮机构简化为图4-12中的传动关系，以计算传动比。计算传动比时，元件固定者去掉该圆，剩下的按定轴轮系计算传动比。内啮合传动比为正（前进档），外啮合传动比为负（倒档）。图图4-12 行星齿轮机构三元件间的传动关系行星齿轮机构三元件间的传动关系 通过将不同的元件进行约束和限制，就可以得到不同的传动方式，见表4-1。可见，单排行星机构有4个前进档，但不能满足汽车变速器各档的速比要求。因此自动变速器常用两排或更多排的行星齿轮机构组成变速机构。通过将不同的元件进行约束和限制，就可以得到不同的传动方式，见表4-1。可见，单排行星机构有4个前进档，但不能满足汽车变速器各档的速比要求。因此自动变速器常用两排或更多排的行星齿轮机构组成变速机构。表4-1 行星齿轮机构的传动方式表4-1 行星齿轮机构的传动方式2.换档执行机构换档执行机构（1）离合器（1）离合器 离合器连接输入轴和行星齿轮机构，把液力变矩器输出的动力传递给行星齿轮机构或把行星排的某两个组件连接在一起，使之成为一个整体。离合器连接输入轴和行星齿轮机构，把液力变矩器输出的动力传递给行星齿轮机构或把行星排的某两个组件连接在一起，使之成为一个整体。结构。结构。1、11-卡环卡环 2-弹簧座弹簧座 3-活塞活塞 4-O形密封圈形密封圈 5-离合器鼓离合器鼓 6-回位弹簧回位弹簧 7-蝶形弹簧蝶形弹簧 8-钢片钢片 9-摩擦片摩擦片 10-压盘压盘 工作原理。工作原理。当一定压力的ATF经控制油道进入活塞左面的液压缸时，液压作用力便克服弹簧力使活塞右移，将所有离合器片压紧，即离合器接合，与离合器主、从动部分相连的元件也被接合在一起，以相同的速度旋转。当一定压力的ATF经控制油道进入活塞左面的液压缸时，液压作用力便克服弹簧力使活塞右移，将所有离合器片压紧，即离合器接合，与离合器主、从动部分相连的元件也被接合在一起，以相同的速度旋转。图图4-14 离合器的工作原理离合器的工作原理a)分离状态分离状态 b)接合状态接合状态1-控制油道控制油道 2-回位弹簧回位弹簧 3-活塞活塞 4-离合器鼓离合器鼓5-摩擦片摩擦片 6-卡环卡环 7-压盘压盘 8-钢片钢片 9-花键毂花键毂 10-弹簧座弹簧座（2）制动器（2）制动器 自动变速器中的制动器用于固定行星排中的元件。通过制动器的接合，把行星排中的某个元件和变速器壳体连接起来，使之不能转动。自动变速器中的制动器有两种：自动变速器中的制动器用于固定行星排中的元件。通过制动器的接合，把行星排中的某个元件和变速器壳体连接起来，使之不能转动。自动变速器中的制动器有两种：种是片式制动器；一种是带式制动器。片式制动器与多片式湿式离合器的结构原理相同。带式制动器结构。种是片式制动器；一种是带式制动器。片式制动器与多片式湿式离合器的结构原理相同。带式制动器结构。1-卡环卡环 2-活塞定位架活塞定位架 3-活塞活塞 4-止推垫圈止推垫圈 5-垫圈垫圈 6-锁紧螺母锁紧螺母 7-调整螺钉调整螺钉 8-制动带制动带 9-活塞杆活塞杆 10-回位弹簧回位弹簧 11-O形圈形圈 工作原理。工作原理。制动时，压力油进入活塞右腔，克服回位弹簧的作用力推动活塞左移，制动带以固定支座为支点收紧。在制动力矩的作用下，制动鼓停止旋转，行星机构某元件被锁止。随着油压撤除，活塞回位，制动解除。制动时，压力油进入活塞右腔，克服回位弹簧的作用力推动活塞左移，制动带以固定支座为支点收紧。在制动力矩的作用下，制动鼓停止旋转，行星机构某元件被锁止。随着油压撤除，活塞回位，制动解除。1-调整螺钉调整螺钉 2-壳体壳体 3-制动带制动带 4-油缸油缸 5-活塞活塞 6-回位弹簧回位弹簧 7-推杆推杆 3.复合式行星齿轮机构的结构和工作原理复合式行星齿轮机构的结构和工作原理 （1）辛普森式行星齿轮机构 （1）辛普森式行星齿轮机构1-输入轴输入轴 2-前行星排前行星排 3-二档制动器（二档制动器（B1）4-低、倒档制动器（低、倒档制动器（B2）5-单向离合器（单向离合器（F）6-输出轴输出轴 7-后行星排后行星排 8-前进离合器（前进离合器（C1）9-直接档离合器（直接档离合器（C2）典型的辛普森式行星齿轮机构有两个行星排，两行星排的太阳轮为一体，执行机构由前进离合器（C1）、直接档离合器（C2）、单向离合器（F）、二档制动器（B1）和低、倒档制动器（B2）组成。可以构成3个前进档和一个倒档。各档执行元件工作情况见表4-2。典型的辛普森式行星齿轮机构有两个行星排，两行星排的太阳轮为一体，执行机构由前进离合器（C1）、直接档离合器（C2）、单向离合器（F）、二档制动器（B1）和低、倒档制动器（B2）组成。可以构成3个前进档和一个倒档。各档执行元件工作情况见表4-2。R321DFB2B1C2C1档位档位（2）拉威挪式行星齿轮结构（2）拉威挪式行星齿轮结构 有一大一小两个太阳轮、3个长行星齿轮和3个短行星齿轮组成的两组行星齿轮，一个共用行星架和一个共用齿圈组成，可构成4个前进档和一个倒档。有一大一小两个太阳轮、3个长行星齿轮和3个短行星齿轮组成的两组行星齿轮，一个共用行星架和一个共用齿圈组成，可构成4个前进档和一个倒档。a）拉威挪式行星齿轮传动示意图）拉威挪式行星齿轮传动示意图 b)拉威挪式行星齿轮结构拉威挪式行星齿轮结构 1-输入轴输入轴 2-大太阳轮大太阳轮 3-小太阳轮小太阳轮 4-齿圈齿圈 5-输出轴输出轴 6-短行星齿轮短行星齿轮 7-长行星齿轮长行星齿轮 C1-前进离合器前进离合器 C2-倒档离合器倒档离合器 C3-前进强制离合器前进强制离合器 C4-高速档离合器高速档离合器 B1-2档、档、4档离合器档离合器 B2-低档、倒档离合器低档、倒档离合器 F1-低档单向离合器低档单向离合器 F2-前进单向离合器前进单向离合器 表表4-3 各档执行元件工作情况各档执行元件工作情况 倒档倒档R1档档L4档（档（OD）档）档3档档2档档1档档DF2F1B2B1C4C3C2C1换档执行元件档位选档杆位置换档执行元件档位选档杆位置1挡挡2挡挡3挡挡4挡挡R挡挡4.四档辛普森行星齿轮变速器四档辛普森行星齿轮变速器 1-超速（超速（OD）行星排行星架）行星排行星架 2-超速（超速（OD）行星排行星轮）行星排行星轮 3-超速（超速（OD）行星排齿圈）行星排齿圈 4-前行星排行星架前行星排行星架 5-前行星排行星轮前行星排行星轮 6-后行星排行星架后行星排行星架 7-后行星排行星轮后行星排行星轮 8-输出轴输出轴 9-后行星排齿圈后行星排齿圈 10-前后行星排太阳轮前后行星排太阳轮 11-前行星排齿圈前行星排齿圈 12-中间轴中间轴 13-超速（超速（OD）行星排太阳轮）行星排太阳轮 14-输入轴输入轴 C0-超速（超速（OD）档离合器）档离合器 C1-前进档离合器前进档离合器 C2-直接档、倒档离合器直接档、倒档离合器 B0-超速（超速（OD）档制动器）档制动器 B1-二档滑行制动器二档滑行制动器 B2-二档制动器二档制动器 B3-低、倒档制动器低、倒档制动器 F0-超速（超速（OD）档单向离合器）档单向离合器 F1-二档（二档（1号）单向离合器号）单向离合器 F2-低档（低档（2号）单向离合器号）单向离合器 表表4-4 换档执行元件的动作情况表换档执行元件的动作情况表2档档1档档L3档档2档档1档档24档（档（OD）档）档3档档2档档1档档D空档空档N倒档倒档R驻车档驻车档PF2F1F0B3B2B1B0C2C1C0发动机制动换档执行元件档位选档杆位置发动机制动换档执行元件档位选档杆位置5.五档辛普森行星齿轮变速机构五档辛普森行星齿轮变速机构（1）结构特点（1）结构特点 由4排行星齿轮、3根轴、2个离合器和4个制动器构成五档变速机构。1、2档太阳轮和3档齿圈与中间轴做成一体。3、4档太阳轮为一体并空套在中间轴上。3档行星齿轮架与1、2档行星齿轮架和4档齿圈为一体。1、2档行星齿轮架连接输出轴。（2）执行元件 C1 由4排行星齿轮、3根轴、2个离合器和4个制动器构成五档变速机构。1、2档太阳轮和3档齿圈与中间轴做成一体。3、4档太阳轮为一体并空套在中间轴上。3档行星齿轮架与1、2档行星齿轮架和4档齿圈为一体。1、2档行星齿轮架连接输出轴。（2）执行元件 C1前进档离合器，连接输入轴和中间轴。C2前进档离合器，连接输入轴和中间轴。C2直接档（5档）离合器，连接输入轴和3、4档太阳轮。B1直接档（5档）离合器，连接输入轴和3、4档太阳轮。B11档制动器，制动第1（档）排齿圈。B21档制动器，制动第1（档）排齿圈。B22档制动器，制动第2（档）排齿圈。B32档制动器，制动第2（档）排齿圈。B33档制动器，制动第4（档）排行星齿轮架。B43档制动器，制动第4（档）排行星齿轮架。B44档制动器，制动第3、4（档）排太阳轮。4档制动器，制动第3、4（档）排太阳轮。表表4-5 5档辛普森式行星齿轮变速器工况表档辛普森式行星齿轮变速器工况表4.476R1.00051.40042.06733.19025.1831NiB4B3B2B1C2C1操纵件档位操纵件档位 空档。空档。B2制动2档齿圈制动。B2制动2档齿圈制动。1档。1档。C1接合输入轴与中间轴连接。B1制动1档齿圈制动。动力传递路线：涡轮输入轴C1中间轴1档太阳轮1档行星齿轮架输出轴。此外，2档太阳轮和3档齿圈也随输入轴转动，但因其他两元件都可以自由转动，故不传递动力。C1接合输入轴与中间轴连接。B1制动1档齿圈制动。动力传递路线：涡轮输入轴C1中间轴1档太阳轮1档行星齿轮架输出轴。此外，2档太阳轮和3档齿圈也随输入轴转动，但因其他两元件都可以自由转动，故不传递动力。2档。2档。C1接合，B2制动2档齿圈制动。动力传递路线：涡轮输入轴C1中间轴2档太阳轮2档行星齿轮架1档行星齿轮架输出轴。C1接合，B2制动2档齿圈制动。动力传递路线：涡轮输入轴C1中间轴2档太阳轮2档行星齿轮架1档行星齿轮架输出轴。3档 3档。C1接合，B3制动4档行星齿轮架制动。动力传递路线：涡轮输入轴C1中间轴3档齿圈3档行星架（3档太阳轮4档太阳轮4档齿圈）1档行星架输出轴。C1接合，B3制动4档行星齿轮架制动。动力传递路线：涡轮输入轴C1中间轴3档齿圈3档行星架（3档太阳轮4档太阳轮4档齿圈）1档行星架输出轴。4档。4档。C1接合，B4制动3、4档太阳轮制动。动力传递路线：涡轮输入轴C1中间轴3档齿圈3档行星架1档行星架输出轴。C1接合，B4制动3、4档太阳轮制动。动力传递路线：涡轮输入轴C1中间轴3档齿圈3档行星架1档行星架输出轴。5档（直接档）。5档（直接档）。C1接合，输入轴与中间轴连接，三档齿圈与中间轴制成一体；C2接合3、4档太阳轮与输入轴连接。3、4档太阳轮与3档齿圈被C2、C1连接，且同时与输入轴连接，3、4档行星排抱成一体转动，传动比为1。C1接合，输入轴与中间轴连接，三档齿圈与中间轴制成一体；C2接合3、4档太阳轮与输入轴连接。3、4档太阳轮与3档齿圈被C2、C1连接，且同时与输入轴连接，3、4档行星排抱成一体转动，传动比为1。倒档。倒档。C2接合，B2制动。动力传递路线：涡轮输入轴C23、4档太阳轮2、3档行星架1档行星架输出轴。C2接合，B2制动。动力传递路线：涡轮输入轴C23、4档太阳轮2、3档行星架1档行星架输出轴。4.2.4 液压控制系统液压控制系统 自动变速器的电液换档控制系统由液压控制系统和电子控制系统两部分组成。液压控制系统主要由以下四部分组成。自动变速器的电液换档控制系统由液压控制系统和电子控制系统两部分组成。液压控制系统主要由以下四部分组成。动力源 动力源油泵，其作用是向执行机构、控制机构提供液压油；向液力变矩器提供工作油液；向行星齿轮变速机构提供润滑油。油泵，其作用是向执行机构、控制机构提供液压油；向液力变矩器提供工作油液；向行星齿轮变速机构提供润滑油。执行机构 执行机构油缸，包括换档离合器油缸和制动器油缸。油缸，包括换档离合器油缸和制动器油缸。液压控制机构 液压控制机构若干控制阀和阀体。若干控制阀和阀体。辅助装置 辅助装置油箱、滤清器、冷却器等。油箱、滤清器、冷却器等。提示：提示：在液压控制系统中，油泵在发动机的驱动下将压力油输送到控制阀体，阀体内的控制阀起油路“开关”的作用。根据汽车的工况，系统可开通或切断某些执行机构油缸的油路，从而使离合器接合或分离，制动器制动或释放，达到换档变速的目的。在液压控制系统中，油泵在发动机的驱动下将压力油输送到控制阀体，阀体内的控制阀起油路“开关”的作用。根据汽车的工况，系统可开通或切断某些执行机构油缸的油路，从而使离合器接合或分离，制动器制动或释放，达到换档变速的目的。1.油泵1.油泵自动变速器的油泵有三种类型：齿轮泵、转子泵、叶片泵。自动变速器的油泵有三种类型：齿轮泵、转子泵、叶片泵。（1）齿轮泵的结构与原理（1）齿轮泵的结构与原理 主要由泵体、主动齿轮、从动齿轮（齿圈）组成。齿轮泵是依靠容积变化泵油的，当主动齿轮带动从动齿轮转动时，进油腔的齿不断脱开啮合，容积增大，吸油；压油腔的齿不断进入啮合，容积减小，压油。主要由泵体、主动齿轮、从动齿轮（齿圈）组成。齿轮泵是依靠容积变化泵油的，当主动齿轮带动从动齿轮转动时，进油腔的齿不断脱开啮合，容积增大，吸油；压油腔的齿不断进入啮合，容积减小，压油。（2）转子泵的结构和原理（2）转子泵的结构和原理 转子泵主要由一对内啮合的转子组成，内转子为外齿轮，且为主动件；外转子为内齿轮，是从动件。内转子一般要比外转子少一个齿。内、外转子之间偏心安装。内转子的齿廓和外转子的齿廓由一对共轭曲线组成，因此内转子上的齿廓和外转子上的齿廓相啮合，就形成了若干密封腔，如图4-23所示，其工作原理也是依靠容积的变化而泵油。转子泵主要由一对内啮合的转子组成，内转子为外齿轮，且为主动件；外转子为内齿轮，是从动件。内转子一般要比外转子少一个齿。内、外转子之间偏心安装。内转子的齿廓和外转子的齿廓由一对共轭曲线组成，因此内转子上的齿廓和外转子上的齿廓相啮合，就形成了若干密封腔，如图4-23所示，其工作原理也是依靠容积的变化而泵油。（3）叶片泵的结构和原理（3）叶片泵的结构和原理 叶片泵由转子、定子和叶片及端盖组成，如图4-24所示。定子具有圆柱形内表面，定子和转子之间有偏心距e。叶片装在转子槽中，并可在槽中滑动。当转子回转时，由于离心力的作用，使叶片紧贴在定子内壁上，在定子、转子、叶片和端盖间就形成了若干个密封空间。这种泵也是依靠容积的变化泵油，另外这种泵还可以通过改变偏心距而改变流量。叶片泵由转子、定子和叶片及端盖组成，如图4-24所示。定子具有圆柱形内表面，定子和转子之间有偏心距e。叶片装在转子槽中，并可在槽中滑动。当转子回转时，由于离心力的作用，使叶片紧贴在定子内壁上，在定子、转子、叶片和端盖间就形成了若干个密封空间。这种泵也是依靠容积的变化泵油，另外这种泵还可以通过改变偏心距而改变流量。1-转子转子 2-定子定子 3-叶片叶片 2.液压控制机构液压控制机构（1）全液式自动变速器的液压控制系统）全液式自动变速器的液压控制系统 全液式自动变速器的液压控制系统如图全液式自动变速器的液压控制系统如图4-25所示，其液压控制机构可分为以下几部分：所示，其液压控制机构可分为以下几部分：主油路系统。主油路系统。主油路系统包括油泵和主油路调压阀。主油路调压阀可根据发动机转速和负荷来调节主油路系统的油压，使系统在各种工况下都保持最佳油压主油路系统包括油泵和主油路调压阀。主油路调压阀可根据发动机转速和负荷来调节主油路系统的油压，使系统在各种工况下都保持最佳油压PH，以满足怠速空档条件和驾驶条件两个因素对变速器的要求。，以满足怠速空档条件和驾驶条件两个因素对变速器的要求。换档信号系统。换档信号系统。换档信号系统包括节气门阀和调速阀。节气门阀将节气门的开度转换成与其成一定比例关系的油压信号（节气门开度大、节气门阀油压高），供液压系统使用。调速阀将车速转换成与其成一定比例关系的油压信号，并传送给换档阀，以便控制变速器的升档和降档。换档信号系统包括节气门阀和调速阀。节气门阀将节气门的开度转换成与其成一定比例关系的油压信号（节气门开度大、节气门阀油压高），供液压系统使用。调速阀将车速转换成与其成一定比例关系的油压信号，并传送给换档阀，以便控制变速器的升档和降档。换档阀系统。换档阀系统。换档阀系统包括换档阀、手控制阀、强制低档阀，其中手控制阀由选档杆操纵。换档阀系统包括换档阀、手控制阀、强制低档阀，其中手控制阀由选档杆操纵。缓冲安全系统。缓冲安全系统。包括缓冲阀、低档限流阀、单向阀等。包括缓冲阀、低档限流阀、单向阀等。换档阀的工作原理:它是一个液控换向阀，一端为节气门阀输出压力 换档阀的工作原理:它是一个液控换向阀，一端为节气门阀输出压力P PZ和弹簧力Z和弹簧力F F，另一端为调速阀输出压力，另一端为调速阀输出压力P PV。当V。当P PZ+Z+F F P PV时，滑阀右移（图4