第1章汽车自动变速器概要优秀PPT.ppt

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1、汽车自动变速传动刘振军 教授第一章第一章 概概 述述其次章其次章 液力机械自动变速系统液力机械自动变速系统第三章第三章 电控机械自动变速系统电控机械自动变速系统第四章第四章 无级自动变速系统无级自动变速系统第五章第五章 双离合器自动变速系统双离合器自动变速系统32学时学时第一章第一章 概概 述述1.1.变速器的功用变速器的功用2.2.2.2.变速器的组成变速器的组成3.3.3.3.自动变速器的特点自动变速器的特点4.4.4.4.自动变速器的类型自动变速器的类型1.变速器的功用变速器的功用汽车驱动力图汽车驱动力图发动机发动机变速变速装置装置差速器差速器车轮车轮车轮车轮汽车行驶必备的两个基本行驶条

2、件：驱动条件和附着条件。汽车行驶必备的两个基本行驶条件：驱动条件和附着条件。2附着条件附着条件驱动力驱动力车速车速行驶阻力行驶阻力道路所能供应的最大附着力道路所能供应的最大附着力影响汽车动力性能影响汽车动力性能的参数：的参数：1驱动条件驱动条件 汽车基本行驶原理汽车基本行驶原理发动机功率发动机功率驱动力驱动力车速车速行驶阻力行驶阻力汽车志向驱动特性汽车志向驱动特性最大坡道行驶阻力最大坡道行驶阻力 汽车动力性汽车动力性恒功率曲线恒功率曲线80输出恒功率曲线输出恒功率曲线发动机外特性发动机外特性柴油机外特性柴油机外特性扭矩扭矩功率功率燃油消耗率燃油消耗率发动机匹配不同速比后的特性发动机匹配不同速比

3、后的特性驱动力驱动力车速车速发动机匹配不同速比后可以扩大发动机的扭矩和转速变发动机匹配不同速比后可以扩大发动机的扭矩和转速变更范围，以适应车辆动力性的需求更范围，以适应车辆动力性的需求对应对应位置位置车轮转速车轮转速（rpm）变速比变速比（i）发动机转速发动机转速（rpm）F700i=13500E700i=0.82800B700i=1.24200车轮转速车轮转速=发动机转速发动机转速/(变速比变速比差速器主减速比差速器主减速比)发动机万有特性发动机万有特性设主减速比为设主减速比为5：汽车的经济性汽车的经济性不同档位的燃油消耗不同档位的燃油消耗发动机匹配不同速比后的车辆燃油经济特性发动机匹配不同

4、速比后的车辆燃油经济特性L/百公里燃油消耗率百公里燃油消耗率 发动机匹配不同速比后可以扩大发动机的经济工作区间，发动机匹配不同速比后可以扩大发动机的经济工作区间，以适应车辆经济性的需求以适应车辆经济性的需求变速器是传动系统的主要组成部分变速器是传动系统的主要组成部分 传动系统的功用传动系统的功用1）变速与变矩变速与变矩 变变更更从从发发动动机机到到驱驱动动轮轮的的传传动动比比不不同同的的牵牵引引力力和和速速度度，适适应应外外界界负负载载与与道道路路条条件件变变更更的的须须要要，使使发发动动机机在在最最有有利利工工况工作。况工作。2）设置倒挡和空挡设置倒挡和空挡 汽车能倒退行驶，利用空档暂中断动

5、力传递。汽车能倒退行驶，利用空档暂中断动力传递。车速车速驱动力驱动力最高车速最高车速最大爬坡实力最大爬坡实力加速性能加速性能经济性经济性排放排放噪声噪声舒适性舒适性 传动系统对车辆性能的影响传动系统对车辆性能的影响干脆影响干脆影响液力传动液力传动液压传动液压传动液力机械传动液力机械传动电力传动电力传动机械传动机械传动传动（变速）装置传动（变速）装置离合器离合器带传动带传动摩擦传动摩擦传动定轴齿轮传动定轴齿轮传动行星齿轮传动行星齿轮传动齿轮传动齿轮传动啮合传动啮合传动链传动链传动如何变更速比？如何变更速比？2.变速器的组成变速器的组成齿轮传动齿轮传动定轴齿轮传动定轴齿轮传动 变速装置变速装置同步

6、器同步器 接合套接合套齿轮传动特点齿轮传动特点优点：效率高、简洁、牢靠、传动精度高优点：效率高、简洁、牢靠、传动精度高 。缺点：单点啮合、缺点：单点啮合、定速比传动。定速比传动。与手动变速器相比，自动变速器具有下列特点：与手动变速器相比，自动变速器具有下列特点：优点优点自动变速，连续变矩，换档时动力不中断；自动变速，连续变矩，换档时动力不中断；路况适应性，操纵便利，平安舒适；路况适应性，操纵便利，平安舒适；动载荷小，机件寿命长。动载荷小，机件寿命长。缺点缺点结构困难，价格高，油耗高，修理难。结构困难，价格高，油耗高，修理难。3.自动变速器的特点自动变速器的特点自动变速器的组成自动变速器的组成变

7、速装置变速装置换档装置换档装置操纵装置操纵装置限制装置限制装置其他部件：其他部件：润滑装置润滑装置密封装置密封装置散热装置散热装置箱体箱体4.自动变速器的类型自动变速器的类型按传动比变更方式分按传动比变更方式分1）有级式自动变速器：又称电控机构式自动变速器）有级式自动变速器：又称电控机构式自动变速器AMT。2）无级式自动变速器：如液力式、电力式、金属带式）无级式自动变速器：如液力式、电力式、金属带式CVT。3）综合式自动变速器：一般指液力机械式自动变速器）综合式自动变速器：一般指液力机械式自动变速器AT。4）双离合器自动变速器：双离合器自动变速器：DCT AT/CVT/DCT/AMT自动变速器

8、四大技术解析自动变速器四大技术解析AT特特性性：AT的的英英文文全全称称是是automatictransmission，由由液液力力变变矩矩器器、行行星星齿齿轮轮和和液液压压操操纵纵系系统统组组成成，通通过过液液力力传传递递和和齿齿轮轮组组合合的的方方式式来来达达到到变变速速变变矩矩。其其中中液液力力变变矩矩器器是是AT最最重重要要的的部部件件，它它由由泵泵轮轮、涡涡轮轮和和导导轮轮等等构构件件组组成成，兼兼有有传传递递扭扭矩矩和和离离合合的的作作用用。因此因此AT也称为也称为液力自动变速器液力自动变速器。优点：免除了手动变速器繁杂的换档和脚踩离合器踏板的频繁操优点：免除了手动变速器繁杂的换档

9、和脚踩离合器踏板的频繁操作，使开车变得简洁、省力，而且经过多年发展，作，使开车变得简洁、省力，而且经过多年发展，AT的生产成本的生产成本已经相当低。当前已经相当低。当前AT的挡位越来越多，从以前的的挡位越来越多，从以前的4AT发展到现在发展到现在的的8AT，随之变更的是换挡速度和舒适性的提升以及油耗的改善。，随之变更的是换挡速度和舒适性的提升以及油耗的改善。缺点：对速度变更反应较慢，换挡顿挫感明显，相对耗油等。虽缺点：对速度变更反应较慢，换挡顿挫感明显，相对耗油等。虽然档位增加（齿轮增加）可以减轻然档位增加（齿轮增加）可以减轻AT的天生缺陷，不过，档位的的天生缺陷，不过，档位的增多也意味着体积

10、和重量的增大，因此增多也意味着体积和重量的增大，因此AT在将来档位增加上还是在将来档位增加上还是有确定局限性。有确定局限性。发展前景：目前绝大部分自动档车型都是接受发展前景：目前绝大部分自动档车型都是接受AT，国内主流，国内主流AT车型都是车型都是5速速AT，4AT的车型越来越少，有部分中级车和中高档的车型越来越少，有部分中级车和中高档车搭载车搭载6速甚至速甚至7速速AT、8速速AT。可以预见，随着生产成本降低，。可以预见，随着生产成本降低，更多挡位的更多挡位的AT将被装配到更多车型上，而且由于技术成熟和成本将被装配到更多车型上，而且由于技术成熟和成本优势，优势，AT在将来很长时间里都将是自动

11、挡车型的主流技术。在将来很长时间里都将是自动挡车型的主流技术。代表车型：代表车型：80%的自动挡车型的自动挡车型CVT特性：特性：CVT的英文全称是的英文全称是ContinuousVariableTransmission，干脆，干脆翻译就是连续可变传动，顾名思义就是没有明确具体的挡位，操作翻译就是连续可变传动，顾名思义就是没有明确具体的挡位，操作上类似自动变速箱，但是速比的变更却不同于自动变速箱的跳挡过上类似自动变速箱，但是速比的变更却不同于自动变速箱的跳挡过程，而是连续的，程，而是连续的，CVT接受传动带和可变槽宽的带轮进行动力传递，接受传动带和可变槽宽的带轮进行动力传递，即当带轮变更槽宽时

12、，相应变更驱动轮与从动轮上传动带的接触半即当带轮变更槽宽时，相应变更驱动轮与从动轮上传动带的接触半径进行变速，传动带一般用皮带、金属带和金属链等。径进行变速，传动带一般用皮带、金属带和金属链等。优优点点：CVT由由于于没没有有了了一一般般自自动动挡挡变变速速箱箱的的传传动动齿齿轮轮，也也就就没没有有了了自自动动挡挡变变速速箱箱的的换换挡挡过过程程，由由此此带带来来的的换换挡挡顿顿挫挫感感也也随随之之消消逝逝，因因此此CVT变变速速箱箱的的动动力力输输出出是是线线性性的的，在在实实际际驾驾驶驶中中特特别别平平顺顺。CVT的的传传动动系系统统理理论论上上挡挡位位可可以以无无限限多多，挡挡位位设设定

13、定更更为为自自由由，传传统统传传动动系系统统中中的的齿齿轮轮比比、速速比比以以及及性性能能、耗耗油油、废废气气排排放放的的平平衡衡，都都更更简简洁洁达达到到，CVT还还有有重重量量轻轻、体体积积小小、零零件少的优点。件少的优点。缺缺点点：相相比比传传统统自自动动挡挡变变速速箱箱，CVT变变速速箱箱制制造造成成本本要要略略高高，并并且且假假如如操操作作不不当当的的话话，出出问问题题的的概概率率较较高高。目目前前CVT变变速速箱箱很很多多状状况况下下还还无无法法修修理理只只能能整整体体更更换换。CVT的的传传动动的的钢钢制制皮皮带带能能够够承承受受的的力力气气有有限限，一一般般而而言言3.0L排排

14、量量或或者者300牛牛米米以以上上的的扭扭矩矩是是它它的的上上限限，不不过过随随着着技技术术的的不不断断发发展展，已已经经打打破破了了这这个个上上限限，但但是是由由于于构构造造原原理理和和机机械械磨磨损损的的不不行行逆逆行行，钢钢制制皮皮带带的的运运用用寿寿命命始始终终无无法法完完备备的的解解决决，尤尤其其是是在在用用户户宠宠爱爱激激情情驾驾驶驶的的状状况下，牢靠性得不到充分的保证。况下，牢靠性得不到充分的保证。发发展展前前景景：CVT技技术术的的发发展展，已已经经有有了了一一百百多多年年的的历历史史，德德国国奔奔驰驰公公司司是是在在汽汽车车上上接接受受CVT技技术术的的鼻鼻祖祖，博博世世是是

15、最最新新CVT变变速速器器的的独独创创和和生生产产者者。目目前前博博世世已已与与北北汽汽签签订订CVT项项目目战战略略合合作作协协议议，加加大大对对中中国国本本土土企企业业的的技技术术转转让让力力度度，帮帮助助中中国国自自主主品品牌牌开开发发自自己己的的CVT变变速速箱箱，以以此此来来提提高高CVT关关键键技技术术对对博博世世的选购的选购量量，从从而而推推动动国国内内CVT变变速速器器市市场场的的快快速速发发展展。据据悉悉，通通过过实实行行一一系系列列成成本本限限制制手手段段，博博世世性性能能更更为为优优异异的的其其次次代代CVT变变速速器器生生产产成成本本有有望望不不升升反反降降。博博世世将

16、将利利用用CVT在在国国外外小小排排量量汽汽车车和和混混合合动动力力车车型型上上的的应应用用阅阅历历，结结合合当当前前中中国国市市场实际需求，推动上述两个方面的技术在中国地区的应用。场实际需求，推动上述两个方面的技术在中国地区的应用。代代表表车车型型：在在中中国国市市场场上上应应用用CVT最最多多的的整整车车企企业业主主要要是是东东风风日日产产和和本本田田，在在轩轩逸逸、逍逍客客、新新天天籁籁以以及及思思域域混混合合动动力力等等车车型型上上都都有有CVT，名名爵爵的的MG3SW1.8L、奇奇瑞瑞旗旗云云、奥奥迪迪A6L/A4L的的Multitronic都是接受都是接受CVT技术。技术。DCT特

17、特性性：DCT的的英英文文全全称称是是doubleclutchtransmission，中中文文意意思思是是双双离离合合器器变变速速箱箱，大大众众对对该该技技术术应应用用较较早早，也也比比较较广广泛泛，而而且且把把其其称称为为DSG（Direct-ShiftGearbox）。其其实实除除了了这这两两种种叫叫法法还还有有很很多多，比比如如三三菱菱的的SST，保保时时捷捷叫叫PDK，宝宝马马叫叫DKG、福福特特、沃尔沃的沃尔沃的Powershift，奥迪的，奥迪的S-Tronic等等。等等。DCT分分湿湿式式和和干干式式两两种种，湿湿式式用用的的变变速速箱箱油油比比较较多多，体体积积较较大大，可可

18、以以承承受受较较大大的的扭扭力力，干干式式用用的的变变速速箱箱油油较较少少，体体积积更更小小，更紧凑，效率更高，适合小型车，但能承受的扭力不如湿式大。更紧凑，效率更高，适合小型车，但能承受的扭力不如湿式大。优优点点：DCT在在效效率率和和成成本本上上都都显显示示出出很很多多优优势势，与与传传统统的的自自动动变变速速器器相相比比，换换挡挡的的舒舒适适性性更更高高，而而且且能能满满足足消消费费者者对对驾驾驶驶运运动动感感和和车车辆辆节节油油的的双双重重要要求求。同同时时，双双离离合合器器的的运运用用，可可以以使使变变速速器器同同时时有有两两个个挡挡位位啮啮合合，换换挡挡速速度度不不到到0.2秒秒，

19、比比专专业业车车手手的的手手动动变变速速还还快快。从从技技术术角角度度上上DCT对对全全部部档档次次的的车车都都特特别别适适合合，比比其其他变速器具有更高的燃油经济性。他变速器具有更高的燃油经济性。缺缺点点：目目前前DCT变变速速箱箱面面临临的的主主要要问问题题是是制制造造加加工工的的精精度度要要求求很很高高，导导致致成成本本也也相相当当较较高高。另另外外，DCT依依靠靠离离合合器器来来传传递递动动力力，在在城城市市路路况况下下，司司机机通通常常要要在在较较慢慢的的速速度度下下驾驾驶驶车车辆辆，此此时时DCT的的离离合合器器常常常常处处于于半半离离合合状状态态，在在较较拥拥堵堵的的城城市市路路

20、况况下下，长长时时间间处处于于半半离离合合状状态态的的离离合合器器简简洁洁过过热热，因因此此温温度度传传感感器器会会感感知知温温度度过过高高，从从而而使使变变速速器器停停机机。目目前前已已知知的的DSG变变速速器器停停机机案案例例多多半半发生在市区行驶过程中。发生在市区行驶过程中。发发展展前前景景：DSG双双离离合合器器变变速速箱箱以以大大众众集集团团为为首首的的欧欧洲洲车车系系主主推推。由由于于大大众众和和一一汽汽、上上汽汽的的合合作作，在在我我国国拥拥有有广广泛泛的的市市场场基基础础，由由此此DCT变变速速箱箱拥拥有有广广袤袤的的推推广广平平台台。除除了了大大众众系系车车型型大大力力普普及

21、及DCT外外，目目前前国国内内政政策策支支持持明明显显偏偏向向DCT，2008年年底底，在在国国家家发发改改委委推推动动下下，由由12家家(一一汽汽、上上汽汽、东东风风、长长安安、奇奇瑞瑞、华华晨晨、江江淮淮、长长丰丰、吉吉利利、广广汽汽、中中顺顺、长长城城)中中国国车车企企联联合合成成立立的的中中发发联联实实业业有有限限公公司司，联联合合全全球球顶顶级级自自动动变变速速器器企企业业博博格格华华纳纳成成立立合合资资公公司司，生生产产和和开开发发双双离离合合器器自自动动变变速速器器中中的的核核心心产产品品：双双离离合合器器模模块块、扭扭振振减减震震器器模模块块和和限限制制模模块块。博博格格华华纳

22、纳相相关关人人士士预预料料，到到2020年年，中中发发联联的的12家家股股东东厂厂商商生生产产的的自自动动挡车型中，将有挡车型中，将有80%接受接受DCT变速器。变速器。代代表表车车型型：除除了了大大众众的的车车型型外外，国国产产车车型型方方面面，主主要要是是沃沃尔尔沃沃S402.0LPowershift，福福特特的的新新一一代代福福克克斯斯和和嘉嘉年年华华也也有有望望搭搭载载DCT变变速速器器，进进口口车车方方面面，保保时时捷捷Panamera、宝宝马马M3、法法拉拉利利、三三菱菱EVO、日日产产GT-R、奔奔驰驰部部分分AMG车车型型都都接接受受DCT技术。技术。AMT特性：特性：AMT的

23、英文全称是的英文全称是automatedmechanicaltransmission，中文意思是机械式自动变速箱。中文意思是机械式自动变速箱。AMT可以看成是自动的手动变可以看成是自动的手动变速箱，速箱，AMT变速箱是在通常的手动变速箱和离合器上配备一套变速箱是在通常的手动变速箱和离合器上配备一套电子限制的液压操纵系统，以达到自动切换挡位目的。电子限制的液压操纵系统，以达到自动切换挡位目的。AMT核核心技术是微机系统，电子技术及质量将干脆确定心技术是微机系统，电子技术及质量将干脆确定AMT的性能与的性能与运行质量。运行质量。优优点点：AMT在在性性价价比比、节节能能环环保保等等方方面面堪堪与与

24、AT、CVT产产品品媲媲美美，而而且且解解决决了了手手动动挡挡车车的的驾驾驶驶乐乐趣趣和和自自动动挡挡车车的的平平安安省省事事的的冲冲突突，AMT变变速速器器四四类类自自动动变变速速器器中中，技技术术难难度度相相对对较较低低，由由于于实实质质上还是手动变速箱，上还是手动变速箱，AMT在省油方面也接着了手动挡的优势。在省油方面也接着了手动挡的优势。缺缺点点：在在行行车车过过程程中中，AMT因因挡挡位位变变动动引引起起的的顿顿挫挫感感较较强强，舒舒适性较差，换挡过程中有可能出现动力中断。适性较差，换挡过程中有可能出现动力中断。发发展展前前景景：在在国国内内乘乘用用车车当当中中，AMT目目前前只只应

25、应用用于于一一些些A0级级别别的的车车型型，AMT在在商商用用车车上上的的普普及及速速度度比比乘乘用用车车快快。虽虽然然AMT能能在在现现生生产产的的手手动动波波基基础础上上进进行行改改造造，生生产产继继承承性性好好，投投入入的的费费用用也也较较低低，简简洁洁被被生生产产厂厂接接受受，但但目目前前大大部部分分厂厂家家都都有有自自己己的的AT供供应应商商，加加上上AMT的的舒舒适适性性和和传传动动效效率率一一般般，AMT局限应用在经济型轿车之上，推广难度较大。局限应用在经济型轿车之上，推广难度较大。代表车型：代表车型：奇瑞奇瑞QQ、威志、两厢新赛欧。、威志、两厢新赛欧。据预料，据预料，2013年

26、欧洲变速器市场上，配备手动变速器年欧洲变速器市场上，配备手动变速器(MT)的的汽车将占汽车将占52%，配备手动自动变速器，配备手动自动变速器(AMT)的将占的将占10%，配备无，配备无级变速器级变速器(CVT)的将占的将占2%，配备双离合器变速器，配备双离合器变速器(DCT)的将占的将占16%，配备自动变速器，配备自动变速器(AT)的将占的将占20%。另有报告显示，在重。另有报告显示，在重型卡车和商用车上，自动变速器的比例也在增加。从型卡车和商用车上，自动变速器的比例也在增加。从1996年到年到2006年的年的10年里，重卡中自动变速器的比例已经从年里，重卡中自动变速器的比例已经从5%上升到上

27、升到18%。目前国内乘用车中手、自动挡的比例是目前国内乘用车中手、自动挡的比例是6 4，在高档乘用车，在高档乘用车上装配自动变速器的比例为上装配自动变速器的比例为89%，中档和经济型家庭乘用车的，中档和经济型家庭乘用车的比例分别为比例分别为40%和和10%。各类自动变速器技术在全球各地市场的表现不一：各类自动变速器技术在全球各地市场的表现不一：美美国国：AT变变速速器器占占有有确确定定优优势势，主主要要因因为为，消消费费者者要要求求汽汽车车必必需需操操控控简简洁洁，驾驾乘乘舒舒适适，但但对对油油耗耗并并不不敏敏感感，这这种种消消费费习习惯惯造造就了美国以就了美国以AT为主的自动变速器市场。为主

28、的自动变速器市场。欧欧洲洲：留留意意驾驾驶驶体体验验和和驾驾驶驶乐乐趣趣，宠宠爱爱手手动动操操控控机机械械带带来来的的感感觉觉，并并且且对对油油耗耗特特别别看看重重，所所以以，自自动动变变速速器器发发展展空空间间始始终终不不大大。但但具具有有节节能能和和运运动动特特性性的的DCT出出现现后后，马马上上成成为为欧欧洲洲市市场场上的宠儿。上的宠儿。日日本本：世世界界上上CVT装装车车率率最最高高的的国国家家，日日本本消消费费者者对对CVT变变速器青睐有加。速器青睐有加。项目ATCVTDSGAMT动力响应性变速平顺性油耗经济性可靠性优点技术成熟应用范围大动力传输连贯油耗较低变速平顺好动力输出连续结构紧凑应用范围大缺点重量大，效率低油耗大传递扭矩有限难以匹配大排量成本高，结构复杂，维护成本高动力响应差校调复杂代表车型大多数自动挡车型A4 A6L 新天籁轩逸 逍客VOLVO 迈腾高尔夫 奥迪R8标致307梦迪欧