自动变速箱工作原理.ppt

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1、03December20221工程机械系列培训教材工程机械系列培训教材自动变速箱工作原理自动变速箱工作原理1、自动变速器组成与作用、自动变速器组成与作用 液力变矩器液力变矩器 变速系统变速系统 齿轮变速机构齿轮变速机构 换档执行机构换档执行机构 组成组成 液压控制系统液压控制系统 电子控制系统电子控制系统 作用：作用：1、自、自动变速、速、变矩；矩；2、在、在发动机旋机旋转方向不方向不变的情况下，改的情况下，改变机机车行行驶方向；方向；3、利用空档中断、利用空档中断发动机的机的动力力传递。自动自动变速变速器工作原理器工作原理3四大组成部分：四大组成部分：液力变矩器液力变矩器齿轮变速器齿轮变速器

2、档位控制系统档位控制系统冷却、润滑系统冷却、润滑系统自动自动变速变速器器组成组成4自动变速器分类自动变速器分类1、按、按齿轮变速方式速方式行星行星齿轮式式普通普通齿轮式式2、按控制方式、按控制方式液力控制自液力控制自动变速速电控液力自控液力自动变速速5自动变速器电液控制原理自动变速器电液控制原理通过电磁阀控制离合器压力通过电子控制单元将油门信号、发动机速度信号、机车行驶速度信号经过处理后发出指令，控制电磁阀A阀和电磁阀B工作。6电子控制自动变速过程电子控制自动变速过程传感器传感器电控单元电控单元执行器执行器速度传感器速度传感器压力传感器温度传感器ECU电磁阀电磁阀7油门开度油门开度行使速度行使

3、速度变速器压力变速器压力变速器油温变速器油温发动机转速发动机转速各开关状态各开关状态传感器传感器与开关与开关产生相产生相应的电应的电信号信号ECU电电控单元控单元产生电产生电压控制压控制信号信号换档换档电磁电磁阀与阀与换档换档阀阀换档执行器换档执行器齿轮变速器齿轮变速器电子控制自动变速过程电子控制自动变速过程8电子控制单元（电子控制单元（ECU）功能功能自动变速器控制系统的核心，对发动机工况和自动变速器进行检测，并根据检验结果和相应设定的控制程序操纵各种控制阀工作；以驱动离合器等液压执行元件实现对自动变速器的全面控制。电子控制单元电子控制单元1、功能 利用液力传动的原利用液力传动的原理，将发动

4、机的动力传理，将发动机的动力传给自动变速器的输入轴，给自动变速器的输入轴，具有具有减速增扭减速增扭作用，作用，能实现无级变速。能实现无级变速。液力变矩器工作原理液力变矩器工作原理2、基本元件、基本元件泵轮泵轮主动件主动件（与变速器壳为一体，（与变速器壳为一体，与发动机飞轮相连）与发动机飞轮相连）涡轮涡轮从动件从动件（与变矩器输出轴相连）（与变矩器输出轴相连）导轮导轮增扭元件增扭元件工作介质工作介质液压油液压油(变速箱油）变速箱油）液力变矩器工作原理液力变矩器工作原理3、工作原理、工作原理发动机飞轮发动机飞轮 泵轮泵轮 导轮导轮 涡轮涡轮 泵轮泵轮 变矩器壳变矩器壳（输入轴）（输入轴）动力输出动

5、力输出动力输入动力输入增增 扭扭工作介质为液压油工作介质为液压油涡流涡流变矩器输变矩器输出轴出轴行驶齿轮变速系统行驶齿轮变速系统液力变矩器工作原理液力变矩器工作原理 液力变矩器的工作原理可以用两台电风扇作形象描述：将两台电风扇对置，当接通电源的电风扇旋转时，产生的气流可以吹动不接电源的风扇使其转动。这样两个电风扇就组成了偶合器，它能够传递扭矩，但不能增大扭矩。液力变矩器工作原理液力变矩器工作原理一台一台电风扇像扇像变矩器的矩器的泵轮另一台另一台电风扇像扇像变矩器中的矩器中的涡轮 如果添加一个管道，空气就会从后面通过管道，从没有电源的电风扇回流到有电源的电风扇。这样会增加有电源电风扇吹出的气流。

6、在液力变矩器中，导轮起到了这种管道的作用。液力变矩器之所以能起变矩作用，就是由于结构上多了一个导轮。液力变矩器工作原理液力变矩器工作原理 在在自自动变速速器器油油循循环流流动的的过程程中中，固固定定不不动的的导轮给涡轮一一个个反反作作用用力力矩矩，使使涡轮输出的扭矩不同于出的扭矩不同于泵轮输入扭矩。入扭矩。三个主要元件三个主要元件:泵轮、泵轮、涡轮涡轮和和导轮导轮14变矩器的工作方式变矩器的工作方式导轮导轮泵轮泵轮涡轮涡轮作用：在发动机和变速箱之间起一个液力机械耦合作用：在发动机和变速箱之间起一个液力机械耦合15泵轮：以发动机的速度旋转泵轮：以发动机的速度旋转涡轮：通过花键与涡轮轴相连，涡轮由

7、从泵轮流出的变速涡轮：通过花键与涡轮轴相连，涡轮由从泵轮流出的变速箱油来驱动箱油来驱动导轮：导轮相当于单向离合器的作用，变速箱油冲击着导导轮：导轮相当于单向离合器的作用，变速箱油冲击着导轮叶片的背面，使导轮与涡轮和泵轮同向旋转，起轮叶片的背面，使导轮与涡轮和泵轮同向旋转，起液力耦合作用。液力耦合作用。变矩器将发动机的扭矩放大变矩器将发动机的扭矩放大,但是以降低转速为代价但是以降低转速为代价变矩器的工作方式变矩器的工作方式16变矩器可将发动机的扭矩放大高达三倍，变矩器可将发动机的扭矩放大高达三倍，但是以降低转速为代价的。但是以降低转速为代价的。导轮变矩器的工作方式变矩器的工作方式转流转流：涡轮由

8、从泵轮流出的变速箱油来驱动，它总是试图赶上泵轮的转速从涡轮出来流入导轮的变速箱油冲击着导轮叶片的背面，使导轮与涡轮和泵轮同向旋转。变扭器工况变扭器工况自动自动变速箱变速箱结构结构集中式齿轮组液力变矩器变速箱为常啮式变挡由不同档位的离合器变挡由不同档位的离合器片，通过液压作动进行片，通过液压作动进行19自动自动变速箱变速箱结构结构20倒档前档2档1档3档自动自动变速箱变速箱轴与传动路线轴与传动路线21自动自动变速箱变速箱齿轮组齿轮组22自动自动变速箱变速箱齿轮组齿轮组自动变速箱机械传动机构机械传机械传动机构动机构执行元件执行元件离合器离合器制动器制动器单向离合器单向离合器齿轮传动齿轮传动机构机构

9、平行轴式传平行轴式传动机构动机构行星齿轮传行星齿轮传动机构动机构辛普森辛普森拉威娜拉威娜CR-CRCR-CR其他其他齿轮传动方式齿轮传动方式、旋转方向：、旋转方向：两个外齿轮互相啮合进行旋转时，它们以相反方向旋转。一个外齿轮和一个内齿轮相互啮合进行旋转，两个齿轮以相同方向旋转 太阳轮行星架行星小齿轮齿圈行星齿轮构成行星齿轮构成齿轮传动方式齿轮传动方式27安装在变速箱侧面的阀体内装有伺服阀，用于将油流引导到不同的离安装在变速箱侧面的阀体内装有伺服阀，用于将油流引导到不同的离合器。伺服阀由电磁阀作动。合器。伺服阀由电磁阀作动。变速箱在每个方向上有多个变速比，并具有脱离功能，变速箱在每个方向上有多个

10、变速比，并具有脱离功能，此功能由刹车踏板操纵，在一定的刹车压力下启动此功能由刹车踏板操纵，在一定的刹车压力下启动 自动自动变速箱变速箱电磁阀电磁阀 ECU电控系统的执行机构一般由多个电磁阀构成，根据ECU的控制信号自动开闭油路。它们均组装在控制阀体内。电控自动变速器组成如下图所示，由滑阀、滑阀轴、控制阀、回位弹簧和电磁线圈等组成。自动自动变速箱变速箱电磁阀电磁阀1滑阀2-滑阀轴3控制阀4回位弹簧5来自电磁调压阀（电磁阀压力）6至蓄压器控制阀（7-电磁线圈电磁阀的工作过程如图所示，电磁阀的进油口与液压管路相通，当ECU输出信号使其通电时，滑阀被吸引上移，进油口与排油口相通泄压，进油口侧管路中的油

11、压降低；当电磁阀不通电时，滑阀回位将进油口与排油口隔开，因油不能排出，而使进油口侧管路保持高的油压。ECU通过控制电磁阀的通、断电，来控制油路的通、断，使各换挡阀动作而变换挡位。自动自动变速箱变速箱电磁阀电磁阀自动变速箱其他部件档位选择阀变矩器机油冷却器变矩器安全阀润滑岐管寸动从变速箱机油盘吸入滤清器离合器压力调节阀前进档行驶方向选择阀倒挡泵1，2，3挡31油冷却回路油冷却回路离合器压力测试点安装压力表在此管道上，测试变矩器输出压力油位测试点冷却器来去冷却器冷却器滤芯和塞子32电磁阀与阀芯电磁阀组电磁阀组自动变速箱滤清器 33入口粗滤器滤芯垫圈垫圈滤清器的装卸34速度感应器速度感应器速度传感器

12、安装位置和方式感应式转速传感器：温度测试测试条件测试条件:驻车制动器刹住驻车制动器刹住变速箱在空挡时变速箱在空挡时发动机怠速运行发动机怠速运行35变矩器变矩器出口出口冷却器入口冷却器入口判断冷却器是否正常工作：判断冷却器是否正常工作：测量入口与出口温度测量入口与出口温度机油的正常工作温度：机油的正常工作温度：即即 80-95冷却器出口冷却器出口离合器离合器冷却器冷却器压力测试测试条件测试条件:驻车制动器刹住驻车制动器刹住变速箱为空挡变速箱为空挡发动机发动机500 转转/分的怠速运行分的怠速运行361、变矩器出口压力：在发动机转速为2000转/分时应高于1.7bar，在发动机以最高转速运行时，不

13、得超过4.9bar2、离合器压力，所有档位：在驻车制动器刹住，机油温度为80-95，发动机怠速运转(400-600转/分)时，所有行驶方向和速度离合器的转换压力应该为17-20bar。变矩器出口压力变矩器出口压力离合器压力离合器压力冷却器冷却器在同样条件下进行检查时，各个在同样条件下进行检查时，各个离合器之间的压力差不得超过离合器之间的压力差不得超过0.4bar自动变速箱油37根据变速箱的型号，使用合适的润滑油根据变速箱的型号，使用合适的润滑油Clark32000只能使用只能使用 DEXRON 机油机油 DEXRON（品牌名）品牌名）1 1）自动）自动变速箱油变速箱油比较常用的有比较常用的有A

14、TF IIIATF III与与ATF IIDATF IID两种两种;2)ATF III2)ATF III与与ATF IIDATF IID相比，换档更为平稳、顺畅。挥发相比，换档更为平稳、顺畅。挥发性低，尽可能地减少了蒸发损失。性低，尽可能地减少了蒸发损失。级别：ATF II通用汽车公司Dexron II福特汽车公司New Mercon埃列逊公司Allison C3应用：小轿车、卡车的自动变速箱（特别是电控）重负荷车辆的自动自动变速箱变速箱（工程车辆、矿山机械）等变速箱检验38失速试验步骤：建议失速试验步骤：建议不轻易做这个试验不轻易做这个试验概念：涡轮处于静止时全油门发动机的转概念：涡轮处于静

15、止时全油门发动机的转速速1、带上驻车刹、带上驻车刹2、启动发动机、启动发动机3、刹车、刹车4、选择前进档选择前进档5、缓慢给发动机加速、缓慢给发动机加速6、在最大油门下记下发动机的最大转速、在最大油门下记下发动机的最大转速7、缓慢松开油门、缓慢松开油门8、让发动机在、让发动机在1200 RPM1500 RPM的的转速下使变速箱的油温冷却下来。转速下使变速箱的油温冷却下来。失速试验结果分析：失速试验结果分析：1、小于、小于1940RPM，发动机动力不足发动机动力不足2、小于或等于、小于或等于30%RPM发动机：动力不足发动机：动力不足变速箱：未达到最大供油量变速箱：未达到最大供油量 变扭器发生导轮自由转动变扭器发生导轮自由转动3、大于大于2040RPM 变速器离合器打滑变速器离合器打滑 变速器油位不正确变速器油位不正确4、RPM 199050正常正常 变扭器出口温度过高变扭器出口温度过高 导轮可能卡住导轮可能卡住 变速箱或发动机散热系统故障变速箱或发动机散热系统故障其他检验 空挡起动开关检验空挡起动开关检验油温油温电源电源转速转速失速试验失速试验时滞试验时滞试验油压试验油压试验道路试验道路试验电脑测试数据电脑测试数据39冲击、振动、噪声、打滑冲击、振动、噪声、打滑40谢谢大家！谢谢大家！