汽车自动变速器课件.ppt

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1、自自 动动 变变 速速 器器自动变速器科龙职校 杜勇一一.概概 述述 随着人们生活水平的提高，小车开始陆续进入家庭生活。同时由于操控简单，舒适，适用人群广，自动挡车越来越受到欢迎，尤其是家庭用车的需求。但很多朋友对于市面上各种各样的变速箱形式均无概念，就此，本文就当前市面上可见的各自动变速箱类型作一介绍，希望能对各位准备入门的汽车消费者有所帮助。自动变速器科龙职校 杜勇n nATAT的英文全称是的英文全称是automatic transmissionautomatic transmission，由液力变，由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液

2、力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。其中液传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。其中液力变扭器是力变扭器是ATAT最重要的部件，它由泵轮、涡轮和最重要的部件，它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成，兼有传递扭矩和离合的作用。导轮等构件组成，兼有传递扭矩和离合的作用。因此因此ATAT也称为液力自动变速器。也称为液力自动变速器。n n优点：液力自动变速器免除了手动变速器繁杂的优点：液力自动变速器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作，使开车变得换档和脚踩离合器踏板的频繁操作，使开车变得简单、省力，而且经过多年发展，简单、省力，而且经过多年发展，ATAT的生产成本的生产成本已经相当低。当前已经

3、相当低。当前ATAT的挡位越来越多，从以前的的挡位越来越多，从以前的4AT4AT发展到现在的发展到现在的8AT8AT，随之改变的是换挡速度和，随之改变的是换挡速度和舒适性的提升以及油耗的改善。舒适性的提升以及油耗的改善。自动变速器科龙职校 杜勇n n缺点：缺点：ATAT有自身的不足，如对速度变化反应较慢，换挡顿有自身的不足，如对速度变化反应较慢，换挡顿挫感明显，相对耗油等。虽然档位增加（齿轮增加）可以挫感明显，相对耗油等。虽然档位增加（齿轮增加）可以减轻减轻ATAT的天生缺陷，不过，档位的增多也意味着体积和重的天生缺陷，不过，档位的增多也意味着体积和重量的增大，因此量的增大，因此ATAT在未来

4、档位增加上还是有一定局限性。在未来档位增加上还是有一定局限性。n n发展前景：目前绝大部分自动档车型都是采用发展前景：目前绝大部分自动档车型都是采用ATAT，国内主，国内主流流ATAT车型都是车型都是5 5速速ATAT，4AT4AT的车型越来越少，有部分中级的车型越来越少，有部分中级车和中高档车搭载车和中高档车搭载6 6速甚至速甚至7 7速速ATAT，而像雷克萨斯、宝马、，而像雷克萨斯、宝马、奥迪和奔驰的一些高档进口车型，已经用上奥迪和奔驰的一些高档进口车型，已经用上8 8速速ATAT。可以。可以预见，随着生产成本降低，更多挡位的预见，随着生产成本降低，更多挡位的ATAT将被装配到更多将被装配

5、到更多车型上，而且由于技术成熟和成本优势，车型上，而且由于技术成熟和成本优势，ATAT在未来很长时在未来很长时间里都将是自动挡车型的主流技术。间里都将是自动挡车型的主流技术。n n代表车型：代表车型：80%80%的自动挡车型的自动挡车型自动变速器科龙职校 杜勇n nCVTn n特性：CVT的英文全称是Continuous Variable Transmission，直接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，但是速比的变化却不同于自动变速箱的跳挡过程，而是连续的，CVT采用传动带和可变槽宽的棘轮进行动力传递，即当棘轮变化槽宽时，相应改变驱动轮与从动轮上传动带

6、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。自动变速器科龙职校 杜勇n n优点：CVT由于没有了一般自动挡变速箱的传动齿轮，也就没有了自动挡变速箱的换挡过程，由此带来的换挡顿挫感也随之消失，因此CVT变速箱的动力输出是线性的，在实际驾驶中非常平顺。CVT的传动系统理论上挡位可以无限多，挡位设定更为自由，传统传动系统中的齿轮比、速比以及性能、耗油、废气排放的平衡，都更容易达到，CVT还有重量轻、体积小、零件少的优点。自动变速器科龙职校 杜勇n n缺点：相比传统自动挡变速箱而言，CVT变速箱制造成本要略高，并且如果操作不当的话，出问题的概率较高。目前无论国内还是海外，CVT变速箱很多情

7、况下还无法维修只能整体更换。CVT的传动的钢制皮带能够承受的力量有限，一般而言3.0L排量或者300牛米以上的扭矩是它的上限，不过随着技术的不断发展，已经打破了这个上限，但是由于构造原理和机械磨损的不可逆行，钢制皮带的使用寿命始终无法完美的解决，尤其是在用户喜欢激情驾驶的情况下，可靠性得不到充分的保证。自动变速器科龙职校 杜勇n n发展前景：发展前景：CVTCVT技术的发展，已经有了一百多年的历史，技术的发展，已经有了一百多年的历史，德国奔驰公司是在汽车上采用德国奔驰公司是在汽车上采用CVTCVT技术的鼻祖，但日产和技术的鼻祖，但日产和本田却是本田却是CVTCVT的最佳拥趸，博世是最新的最佳拥

8、趸，博世是最新CVTCVT变速器的发明变速器的发明和生产者。目前博世已与北汽签订和生产者。目前博世已与北汽签订CVTCVT项目战略合作协议，项目战略合作协议，加大对中国本土企业的技术转让力度，帮助中国自主品牌加大对中国本土企业的技术转让力度，帮助中国自主品牌开发自己的开发自己的CVTCVT变速箱，以此来提高变速箱，以此来提高CVTCVT关键技术对博世关键技术对博世的采购量，从而推动国内的采购量，从而推动国内CVTCVT变速器市场的快速发展。据变速器市场的快速发展。据悉，通过采取一系列成本控制手段，博世性能更为优异的悉，通过采取一系列成本控制手段，博世性能更为优异的第二代第二代CVTCVT变速器

9、生产成本有望不升反降。博世将利用变速器生产成本有望不升反降。博世将利用CVTCVT在国外小排量汽车和混合动力车型上的应用经验，结在国外小排量汽车和混合动力车型上的应用经验，结合当前中国市场实际需求，推进上述两个方面的技术在中合当前中国市场实际需求，推进上述两个方面的技术在中国地区的应用。国地区的应用。n n代表车型：在中国市场上应用代表车型：在中国市场上应用CVTCVT最多的整车企业主要是最多的整车企业主要是东风日产和本田，在轩逸、逍客、新天籁以及思域混合动东风日产和本田，在轩逸、逍客、新天籁以及思域混合动力等车型上都有力等车型上都有CVTCVT，名爵的，名爵的MG3 SW 1.8LMG3 S

10、W 1.8L、奇瑞旗云、奇瑞旗云、奥迪奥迪A6L/A4LA6L/A4L的的MultitronicMultitronic都是采用都是采用CVTCVT技术。技术。自动变速器科龙职校 杜勇自动变速器科龙职校 杜勇n n优点：DCT在效率和成本上都显示出许多优势，与传统的自动变速器相比，该系统换挡的舒适性更高，而且能满足消费者对驾驶运动感和车辆节油的双重要求。同时，双离合器的使用，可以使变速器同时有两个挡位啮合，换挡速度不到0.2秒，比专业车手的手动变速还快。从技术角度上DCT对所有档次的车都非常适合，比其他变速器具有更高的燃油经济性。自动变速器科龙职校 杜勇n n缺点：目前DCT变速箱面临的主要问题

11、是制造加工的精度要求很高，导致成本也相当较高。另外，DCT依靠离合器来传递动力，在城市路况下，司机通常要在较慢的速度下驾驶车辆，此时DCT的离合器经常处于半离合状态，在较拥堵的城市路况下，长时间处于半离合状态的离合器容易过热，因此温度传感器会感知温度过高，从而使变速器停机。目前已知的DSG变速器停机案例多半发生在市区行驶过程中。自动变速器科龙职校 杜勇n n发展前景：发展前景：DSGDSG双离合器变速箱是以大众集团为首的欧洲车系双离合器变速箱是以大众集团为首的欧洲车系主推的一款新型自动变速箱。由于大众和一汽、上汽的合作，主推的一款新型自动变速箱。由于大众和一汽、上汽的合作，在我国拥有广泛的市场

12、基础，由此在我国拥有广泛的市场基础，由此DCTDCT变速箱拥有广阔的推广变速箱拥有广阔的推广平台。除了大众系车型大力普及平台。除了大众系车型大力普及DCTDCT外，目前国内政策支持明外，目前国内政策支持明显偏向显偏向DCTDCT，20082008年底，在国家发改委推动下，由年底，在国家发改委推动下，由1212家家(一汽、一汽、上汽、东风、长安、奇瑞、华晨、江淮、长丰、吉利、广汽、上汽、东风、长安、奇瑞、华晨、江淮、长丰、吉利、广汽、中顺、长城中顺、长城)中国车企联合成立的中发联实业有限公司，联合全中国车企联合成立的中发联实业有限公司，联合全球顶级自动变速器企业博格华纳成立合资公司，生产和开发双

13、球顶级自动变速器企业博格华纳成立合资公司，生产和开发双离合器自动变速器中的核心产品：双离合器模块、扭振减震器离合器自动变速器中的核心产品：双离合器模块、扭振减震器模块和控制模块。博格华纳相关人士预计，到模块和控制模块。博格华纳相关人士预计，到20202020年，中发联年，中发联的的1212家股东厂商生产的自动挡车型中，将有家股东厂商生产的自动挡车型中，将有80%80%采用采用DCTDCT变速变速器。器。n n代表车型：除了大众的车型外，国产车型方面，主要是沃尔沃代表车型：除了大众的车型外，国产车型方面，主要是沃尔沃S40 2.0L PowershiftS40 2.0L Powershift，福

14、特的新一代福克斯和嘉年华也有望搭载，福特的新一代福克斯和嘉年华也有望搭载DCTDCT变速器，进口车方面，保时捷变速器，进口车方面，保时捷PanameraPanamera、宝马、宝马M3M3、法拉利、法拉利、三菱三菱EVOEVO、日产、日产GT-RGT-R、奔驰部分、奔驰部分AMGAMG车型都采用车型都采用DCTDCT技术。技术。自动变速器科龙职校 杜勇n nAMTn n特性：AMT的英文全称是automated mechanical transmission，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电子控制的液压操纵系统，

15、以达到自动切换挡位目的。AMT核心技术是微机系统，电子技术及质量将直接决定AMT的性能与运行质量。自动变速器科龙职校 杜勇n n优点：AMT在性价比、节能环保等方面堪与AT、CVT产品媲美，而且解决了手动挡车的驾驶乐趣和自动挡车的安全省事的矛盾，AMT变速器四类自动变速器中，技术难度相对较低，由于实质上还是手动变速箱，AMT在省油方面也继续了手动挡的优势。n n缺点：在行车过程中，AMT因挡位变动引起的顿挫感较强，舒适性较差，换挡过程中有可能出现动力中断。自动变速器科龙职校 杜勇n n发展前景：在国内乘用车当中，AMT目前只应用于一些A0级别的车型，AMT在商用车上的普及速度比乘用车快。虽然A

16、MT能在现生产的手动波基础上进行改造，生产继承性好，投入的费用也较低，容易被生产厂接受，但目前大部分厂家都有自己的AT供应商，加上AMT的舒适性和传动效率一般，AMT局限应用在经济型轿车之上，推广难度较大。自动变速器科龙职校 杜勇1.自动变速器的分类自动变速器的分类n n按控制原理分为液控液压式、电控液压式和电控机械式。n n按传动方式分为普通齿轮型、行星齿轮型和链条型自动变速器。n n按驱动方式分为FR车和FF车自动变速器。自动变速器科龙职校 杜勇1.自动变速器的分类自动变速器的分类FF车用自动变速器FR车用自动变速器自动变速器科龙职校 杜勇双离合器自动变速器双离合器自动变速器（DSGDSG

17、）平行轴式自动变速器平行轴式自动变速器自动变速器科龙职校 杜勇 无级变速器（CVT）自动变速器科龙职校 杜勇二二.自动变速器的组成自动变速器的组成n n不同车型的自动变速器在不同车型的自动变速器在结构上往往有很大的差异。结构上往往有很大的差异。但总体来说，主要包：但总体来说，主要包：液力变矩器、齿轮变速液力变矩器、齿轮变速器、油泵、控制系统、手器、油泵、控制系统、手控连杆机构、冷却系统、控连杆机构、冷却系统、壳体壳体等几个部分。等几个部分。自动变速器科龙职校 杜勇 1.液力变矩器液力变矩器自动变速器科龙职校 杜勇作用作用 液力变矩器是自动变速器不可缺少的重要组成液力变矩器是自动变速器不可缺少的

18、重要组成部分，自动变速器的传动效率主要取决于液力变部分，自动变速器的传动效率主要取决于液力变矩器的结构和性能，相当于手动变速器的离合器矩器的结构和性能，相当于手动变速器的离合器系统。它安装在发动机后部曲轴连接板上，其系统。它安装在发动机后部曲轴连接板上，其作作用是将发动机的动力传递给自动变速器中的齿轮用是将发动机的动力传递给自动变速器中的齿轮传动机构，同时驱动油泵工作，因其重量较大，传动机构，同时驱动油泵工作，因其重量较大，所以又起到了飞轮的作用，在一定范围有无极变所以又起到了飞轮的作用，在一定范围有无极变速的作用。速的作用。因为液力变矩器靠液体传递动力，所以因为液力变矩器靠液体传递动力，所以

19、能缓能缓冲发动机和传动系统的扭转振动，同时在低速时冲发动机和传动系统的扭转振动，同时在低速时起到增扭的作用起到增扭的作用。汽车修理人员应详细了解变矩。汽车修理人员应详细了解变矩器的结构和工作原理，在进行器的结构和工作原理，在进行故障诊断故障诊断、失速试失速试验验等工作时都需用到这方面的知识等工作时都需用到这方面的知识。自动变速器科龙职校 杜勇液力变矩器构造液力变矩器构造n n组成：组成：泵轮、导轮、涡轮，锁止离合器，单向离泵轮、导轮、涡轮，锁止离合器，单向离合器及外壳合器及外壳。n n材料：用铝合金精密铸造，或用钢板冲压而成。材料：用铝合金精密铸造，或用钢板冲压而成。n n结构：泵轮与涡轮相对

20、安装，导轮装于两者之间，结构：泵轮与涡轮相对安装，导轮装于两者之间，三者之间都保持一定间隙，相互之间没有机械联三者之间都保持一定间隙，相互之间没有机械联系，并且装合后，轴向断面构成环状空腔，称为系，并且装合后，轴向断面构成环状空腔，称为循环圆；泵轮随壳体固定在曲轴后端凸缘上，为循环圆；泵轮随壳体固定在曲轴后端凸缘上，为主动部分，涡轮通过输出轴与传动系相连，为从主动部分，涡轮通过输出轴与传动系相连，为从动部分，导轮安装在固定套筒上，在导轮与固定动部分，导轮安装在固定套筒上，在导轮与固定套筒之间装有单向离合器，固定套筒与壳体刚性套筒之间装有单向离合器，固定套筒与壳体刚性连为一体。连为一体。自动变速

21、器科龙职校 杜勇 最初的液力变矩器由泵轮、导轮和涡轮组成，称作三元件液力变矩器（图2l）。自动变速器科龙职校 杜勇液力变矩器构造液力变矩器构造自动变速器科龙职校 杜勇自动变速器科龙职校 杜勇自动变速器科龙职校 杜勇液力变矩器工作原理液力变矩器工作原理图2-4为拆去涡轮和导轮后泵轮的示意图。左侧薄盘是与飞轮相连的驱动盘，驱动盘外圈装有起动齿圈。驱动盘用螺栓通过变矩器外壳与泵轮固定在一起，液力变矩器左侧凸起部与曲轴尾部凹孔相配合。发动机转动时，液力变矩器泵轮随曲轴转动，其内部油液由于离心力的作用由叶片向外侧射出，形成驱动力。若将液力变矩器比作离合器，则泵轮相当于主动盘。自动变速器科龙职校 杜勇 涡

22、轮 涡轮（图2一5）是有很多叶片的圆盘，可以在液力变矩器内自由转动。涡轮轮毂部分的花键与输人轴的花键相啮合，输人轴的前端与液力变矩器内部轴套相配合，可以自由转动。涡轮相当于离合器中的从动盘。自动变速器科龙职校 杜勇 导轮导轮导轮结构导轮结构导轮是装在导轮与涡轮之间带有叶片的小圆轮导轮是装在导轮与涡轮之间带有叶片的小圆轮（图（图2-62-6），导轮内装有单向离合器。），导轮内装有单向离合器。自动变速器科龙职校 杜勇单向离合器单向离合器 单向离合器分为楔块式和滚柱式两种，图单向离合器分为楔块式和滚柱式两种，图2 27a7a所示为楔块式所示为楔块式单向离合器，图单向离合器，图2 27b7b为滚柱式单

23、向离合器，楔块或滚柱处在为滚柱式单向离合器，楔块或滚柱处在固定的内圈和转动的外圈之间。当从涡轮回流的油冲击导轮固定的内圈和转动的外圈之间。当从涡轮回流的油冲击导轮的凹面，导轮向泵轮旋转方向相反的方向转动时，滚柱或楔的凹面，导轮向泵轮旋转方向相反的方向转动时，滚柱或楔块锁止，导轮不动使液流改变方向直接冲击泵轮叶片的背面，块锁止，导轮不动使液流改变方向直接冲击泵轮叶片的背面，从而产生反作用力矩而增扭。从而产生反作用力矩而增扭。自动变速器科龙职校 杜勇 锁止离合器锁止离合器 在涡轮的背面加装一个液压控制的摩擦式离合器（图在涡轮的背面加装一个液压控制的摩擦式离合器（图2 2一一8 8），），采用升压或

24、降压控制的办法使其接合或分离。当汽车在正常采用升压或降压控制的办法使其接合或分离。当汽车在正常路面上高速行驶时，锁止离合器接合，泵轮通过锁止离合器路面上高速行驶时，锁止离合器接合，泵轮通过锁止离合器与涡轮连成一体，提高上传动效率，使得与涡轮连成一体，提高上传动效率，使得=1=1，此时就是所说，此时就是所说的的“三相综合式变矩器（变短、耦合、锁止）三相综合式变矩器（变短、耦合、锁止）”汽车起步或在坏汽车起步或在坏路上行驶时，锁止离合器分离，泵轮与涡轮分开，一般车速路上行驶时，锁止离合器分离，泵轮与涡轮分开，一般车速在在60 km/h60 km/h以下时起自动变矩作用。以下时起自动变矩作用。自动变

25、速器科龙职校 杜勇工作过程工作过程n n没有导轮的液力离合器仅仅是个耦合器，没有变矩作用！n n我们先了解耦合器工作原理，由易至难的理解液力变矩器工作原理！视频1自动变速器科龙职校 杜勇（1）.液力耦合器液力耦合器n n 液力耦合器工作原理液力耦合器工作原理 为了容易理解液力变矩器的工作原理和性能，先为了容易理解液力变矩器的工作原理和性能，先省去导轮，只分析泵轮、涡轮及自动变速器油之省去导轮，只分析泵轮、涡轮及自动变速器油之间的工作关系，即液力耦合器。间的工作关系，即液力耦合器。n n液力耦合器液力耦合器 简单的液力耦合器由三个基本元件组成；泵轮、简单的液力耦合器由三个基本元件组成；泵轮、涡轮

26、和变短器壳（图涡轮和变短器壳（图2 29 9）。泵轮和涡轮的形状）。泵轮和涡轮的形状就像一个圆环的两半。泵轮和涡轮有从其中心向就像一个圆环的两半。泵轮和涡轮有从其中心向外辐射状的叶片。变矩器壳密封并充满了工作油外辐射状的叶片。变矩器壳密封并充满了工作油液（自动变速器油）。泵轮直接连接在外壳上，液（自动变速器油）。泵轮直接连接在外壳上，以其转动方向带动油液。运动的油液冲出涡轮叶以其转动方向带动油液。运动的油液冲出涡轮叶片，使涡轮转动，将功力传递至变速器。片，使涡轮转动，将功力传递至变速器。自动变速器科龙职校 杜勇自动变速器科龙职校 杜勇 基本工作原理基本工作原理 液力耦合器的基本工作原理就像两台

27、电风扇对置时，液力耦合器的基本工作原理就像两台电风扇对置时，一台电风扇一台电风扇a a接通电源，另一台电风扇接通电源，另一台电风扇b b不接电源不接电源（图（图2 2一一1010）。风扇）。风扇a a转动产生的气流可以吹动风扇转动产生的气流可以吹动风扇b b的扇叶使其转动。液力耦合器的泵轮相当于电风的扇叶使其转动。液力耦合器的泵轮相当于电风扇扇a a，涡轮相当于电风扇，涡轮相当于电风扇b b，自动变速器油相当于，自动变速器油相当于空气（图空气（图2 21010）。）。自动变速器科龙职校 杜勇 液力耦合器中的液体流动 发动机带动泵轮，泵轮转动把发动机的机械能转换成自动变速器油的液体动能。当自动变

28、速器油高速进人涡轮，推动涡轮转动，又把自动变速器油的液体动能转换成机械能，由输入轴输出（图2一11）。自动变速器科龙职校 杜勇自动变速器科龙职校 杜勇 液力耦合器的效率 当耦合器开始转动时，从泵轮中射出的自动变速器油流入静止涡轮所形成的环流，由于涡轮并不转动，从涡轮返回时，其方向与泵轮转动方向相反而阻碍泵轮的转动。如果允许此自动变速器油不断地以这种方向流动，会使泵轮受到一相反的外力，从而降低了传动效率（图2-14）。泵轮转速增高时，环流作用使涡轮的扭矩增大，涡轮开始缓慢地转动，并逐渐加快，缩小了与泵轮的转速差，提高了传动效率。自动变速器科龙职校 杜勇 当涡轮的转速接近泵轮的转速时，工作油液循环

29、速度减慢，涡轮的转速也随之下降。然而，涡轮的转速始终不会和泵轮的转速相等，其循环运动始终不会完全停止，这是因为工作油液使泵轮和涡轮产生耦合，并非借助机械方式。从泵轮流经涡轮的部分油液因摩擦和冲击损失而转换为热量，阻止涡轮的转速与泵轮的转速接近。自动变速器科龙职校 杜勇 涡轮的输出扭矩与输入扭矩的最高速比为1：l，因此输出扭矩始终不会超出输人扭矩，即耦合器只能传递动力而不能增加扭矩。有上述可见液力耦合器传动效率较低，为了提高效率和增大转矩，在液力耦合器中加入导轮和锁止离合器。自动变速器科龙职校 杜勇n n（2）液力变矩器 液力变矩器的结构与液力耦合器基本相似不同的是液力变矩器在泵轮和涡轮之间加入

30、了导轮。变矩器用变速器油液作为介质，不仅传输动力而且成倍增加来自发动机的扭矩。前面解释了液力耦合器能传输扭矩但是不能成倍放大扭矩，如果仍用两个相对的电扇来说明液力变短器的增扭作用，那就是在两个电扇后面安装一个空气管道（图215），这样，通电的电扇不仅吹动未通电的电扇，同时还可以从后面吸动未通电的电扇，也就是未通电的电扇不仅受到吹来的气流，还将受到吸力，使得吹来的风力加大。自动变速器科龙职校 杜勇 自动变速器科龙职校 杜勇 若在泵轮和涡轮之间安装导轮，自动变速器油若在泵轮和涡轮之间安装导轮，自动变速器油的流动情况如图的流动情况如图2 21616所示。导轮接受被涡轮反所示。导轮接受被涡轮反射出的油

31、，并改变其流动方向，使其与泵轮的转射出的油，并改变其流动方向，使其与泵轮的转向相同，这样不仅避免了扭矩损失，而且加大了向相同，这样不仅避免了扭矩损失，而且加大了泵轮扭矩，从而起到增加扭矩的作用。泵轮与涡泵轮扭矩，从而起到增加扭矩的作用。泵轮与涡轮的转速相差越大，扭矩增大的效果越明显（最轮的转速相差越大，扭矩增大的效果越明显（最大可达大可达2 25 5倍）。倍）。自动变速器科龙职校 杜勇液力变矩器工作原理液力变矩器工作原理自动变速器科龙职校 杜勇自动变速器科龙职校 杜勇n n导轮何时起作用，何时不起作用？n n随涡轮转速的不断增大，涡轮出口处的液流的随涡轮转速的不断增大，涡轮出口处的液流的牵连速

32、度相应的增大，液流冲击导轮叶片的作牵连速度相应的增大，液流冲击导轮叶片的作用逐渐减小，当达到某一数值时，液流不再对用逐渐减小，当达到某一数值时，液流不再对导轮叶片产生冲击作用，此时导轮叶片产生冲击作用，此时MMw w（涡轮转矩）（涡轮转矩）=M=Mb b （泵轮（泵轮转矩）转矩）；若涡轮转速的进一步增大，液流对导轮叶；若涡轮转速的进一步增大，液流对导轮叶片背部产生冲击作用，导轮开始自由转动。片背部产生冲击作用，导轮开始自由转动。（3）.单向离合器单向离合器n n滚柱型单向离合器n n楔块型单向离合器自动变速器科龙职校 杜勇滚柱型单向离合器滚柱型单向离合器自动变速器科龙职校 杜勇楔块型单向离合器

33、楔块型单向离合器自动变速器科龙职校 杜勇 单向离合器的工作过程单向离合器的工作过程 1 1单向离合器被锁止单向离合器被锁止 从涡轮进入导轮的油液流动方向取决于泵轮与涡轮的转从涡轮进入导轮的油液流动方向取决于泵轮与涡轮的转速差。速差。当这一转速差很大时，从涡轮流出的工作油液冲击导轮当这一转速差很大时，从涡轮流出的工作油液冲击导轮叶片的前部，此时，导轮被单向离合器锁止而不能逆向叶片的前部，此时，导轮被单向离合器锁止而不能逆向转动（图转动（图2-172-17）（图）（图2-19 a2-19 a）。油液被导轮叶片改变流动）。油液被导轮叶片改变流动方向后冲击泵轮叶片背面，推动泵轮转动，实现了变矩方向后冲

34、击泵轮叶片背面，推动泵轮转动，实现了变矩作用。作用。自动变速器科龙职校 杜勇 单向离合器自由转动。当涡轮转速与泵轮转速接近时，从泵轮流出的工作油液冲击导轮叶片的背面，使导轮在单向离合器上转动，这样工作液便直接有涡轮回流冲击泵轮的背面。此时单向离合器已不起作用，即变矩器相当于耦合器（图2一18）(图2-19 b)。自动变速器科龙职校 杜勇n n综上所述，当涡轮转速达到泵轮转速的某一特定比综上所述，当涡轮转速达到泵轮转速的某一特定比例时，导轮就开始空转。导轮空转开始点称为耦合例时，导轮就开始空转。导轮空转开始点称为耦合点。开始空转后，液力变矩器丧失了液力变矩器的点。开始空转后，液力变矩器丧失了液力

35、变矩器的增扭功能而只有液力耦合器离合动力的功能。耦合增扭功能而只有液力耦合器离合动力的功能。耦合点实际上是液力变矩器功能改变的转折点，所以将点实际上是液力变矩器功能改变的转折点，所以将导轮空转的范围称为耦合范围；导轮未空转的范围导轮空转的范围称为耦合范围；导轮未空转的范围称为变矩范围。称为变矩范围。当涡轮转速高于耦合点转速时，当涡轮转速高于耦合点转速时，油流冲击导轮的背面，力图使导顺泵轮的旋转方向油流冲击导轮的背面，力图使导顺泵轮的旋转方向转动，如果导轮是固定的，即出现转动，如果导轮是固定的，即出现MdMd（导轮转矩）（导轮转矩）0 0为负值（衰减），则为负值（衰减），则K K（转矩比）（转矩

36、比）1 1。此时，。此时，单向离合器中的滚柱或楔块解脱，导轮自由转动，单向离合器中的滚柱或楔块解脱，导轮自由转动，则则Md=0Md=0，K=1K=1，这样变矩器即转入耦合器工况，这样变矩器即转入耦合器工况，（效率）达（效率）达0 09595。从而扩大了高效率区的范围，。从而扩大了高效率区的范围，改善了变矩器的性能，即转为综合式变矩器（变矩改善了变矩器的性能，即转为综合式变矩器（变矩和耦合共存。）和耦合共存。）自动变速器科龙职校 杜勇 综上所述，如果单向离合器打滑不能锁止，综上所述，如果单向离合器打滑不能锁止，涡轮的油液将直接反向冲击泵轮叶片前部。加大涡轮的油液将直接反向冲击泵轮叶片前部。加大泵

37、轮的阻力，使发动机负载加大，转速降低。可泵轮的阻力，使发动机负载加大，转速降低。可能引起起步无力等症状，在进行失速试验时，发能引起起步无力等症状，在进行失速试验时，发动机转速低于正常值，（低速时单向离合器不能动机转速低于正常值，（低速时单向离合器不能锁死锁死起步无力。高速时单向离合器卡死起步无力。高速时单向离合器卡死-高速高速无力）。由于液力传动，涡轮转速永远低于泵轮无力）。由于液力传动，涡轮转速永远低于泵轮转速，特别是在高速时为了提高传动效率锁止离转速，特别是在高速时为了提高传动效率锁止离合器应运而生。合器应运而生。锁止离合器的工作过程：液力变矩器在低速时锁止离合器的工作过程：液力变矩器在低

38、速时有增矩的作用，而高速达到耦合之后就没有增矩有增矩的作用，而高速达到耦合之后就没有增矩的作用了。理论上变矩比是的作用了。理论上变矩比是1 1，但由于油内部的摩，但由于油内部的摩擦会造成一定的损失，而且泵轮和涡轮之间也有擦会造成一定的损失，而且泵轮和涡轮之间也有4 45 5的扭矩损失，这样就导致实际变矩比小于的扭矩损失，这样就导致实际变矩比小于1 1。自动变速器科龙职校 杜勇相关知识：失速试验相关知识：失速试验n n失速试验的目的是通过测量变速器在失速试验的目的是通过测量变速器在DD档和档和R R档时发动机的最高转速档时发动机的最高转速,来分析判断发动机来分析判断发动机和自动变速器的性能及工作

39、状况和自动变速器的性能及工作状况.n n.测试方法测试方法:n n1.1.将自动变速器油温升至将自动变速器油温升至5050度度8080度度.n n2.2.用三角木固定前后车轮用三角木固定前后车轮,用驻车制动器将车辆制动用驻车制动器将车辆制动.n n3.3.保持发动机怠速运转保持发动机怠速运转,分别将选档手柄分别将选档手柄 置于置于DD档档R R档测试档测试.n n4.4.测试时左脚踩紧制动踏板测试时左脚踩紧制动踏板,右脚将加速踏板踩到底右脚将加速踏板踩到底,迅速读出稳定时发动机的转速迅速读出稳定时发动机的转速值值,该转速称之为该转速称之为失速转速失速转速.n n.性能分析性能分析:n n1.1

40、.将所测得的失速转速与维修手册数据对比将所测得的失速转速与维修手册数据对比,看是否符合规定看是否符合规定.n n2.2.如果如果DD档和档和R R档的失速转速相同档的失速转速相同,且都低于规定值且都低于规定值,说明发动机功率不足说明发动机功率不足.如果失速转如果失速转速比规定值低于速比规定值低于600r/min 600r/min 时时,说明变矩器导轮的单向离合器打滑说明变矩器导轮的单向离合器打滑.n n3.3.如果如果DD档和档和R R档的转速都超过规定值档的转速都超过规定值,可能是油量不足可能是油量不足.油泵油压过低油泵油压过低.油质过差油质过差,主主油压力低等原因，造成离合器打滑油压力低等

41、原因，造成离合器打滑 n n如果转速过高，高于规定值如果转速过高，高于规定值500r/min500r/min时时,可能是变距器叶片损坏可能是变距器叶片损坏.n n4.4.如果如果DD档的转速高于规定值档的转速高于规定值,而在而在R R档的转速正常档的转速正常,说明前离合器或制动器打滑说明前离合器或制动器打滑,可能可能是离合器摩擦片磨损或控制油压过低是离合器摩擦片磨损或控制油压过低,油泵或调压阀故障所致油泵或调压阀故障所致.n n5.5.如果在如果在R R档的转速高于规定值档的转速高于规定值,而而DD档的转速正常档的转速正常,说明后离合器或制动器打滑说明后离合器或制动器打滑,原因原因也是摩擦片磨

42、损或油压过低也是摩擦片磨损或油压过低.n n做上述试验时做上述试验时,由于变距器的涡轮已制动由于变距器的涡轮已制动,发动机的全部机械能都转变为变距器内自发动机的全部机械能都转变为变距器内自动变速器油的动能动变速器油的动能,冲击和摩擦很大冲击和摩擦很大,故时间不要超过故时间不要超过5s5s，试验次数不多于三次，以防油，试验次数不多于三次，以防油温急剧升高损坏变距器温急剧升高损坏变距器 自动变速器科龙职校 杜勇l为了提高液力变矩器的传递效率，改善变矩器在高速工况下的效率，降低燃油消耗，一般在液力变矩器中都加装锁止离合器（图2-19）。自动变速器科龙职校 杜勇(4).锁止离合器锁止离合器n n由于进

43、入偶合工况后，由于没有增扭作用，涡轮得到的扭矩应是曲轴的输出扭矩，但实际过程中，并没有100传递动力，使燃油经济性下降。n n于是在液力变矩器中设置锁止离合器使其在高速工况下，用机械方式连接泵轮和涡轮。自动变速器科龙职校 杜勇锁止离合器结构锁止离合器结构自动变速器科龙职校 杜勇锁止离合器工作原理锁止离合器工作原理自动变速器科龙职校 杜勇 变矩器在换挡杆位于变矩器在换挡杆位于DD（前进）档、抵挡、或（前进）档、抵挡、或R R（倒）档时，各工作过程情况如下所述。（倒）档时，各工作过程情况如下所述。1 1车辆停住，发动机怠速运转车辆停住，发动机怠速运转车辆停住，发动机怠速运转车辆停住，发动机怠速运转

44、 发动机怠速运行时，发动机自身产生的扭矩最小，发动机怠速运行时，发动机自身产生的扭矩最小，由于车辆停住，涡轮的转速为零而变矩器输出扭由于车辆停住，涡轮的转速为零而变矩器输出扭矩最大。所以涡轮总是随时准备以大于发动机所矩最大。所以涡轮总是随时准备以大于发动机所产生的扭矩转动。产生的扭矩转动。2 2车辆起动时车辆起动时车辆起动时车辆起动时 当制动器松开时，涡轮与变速器输入轴一起转动，当制动器松开时，涡轮与变速器输入轴一起转动，加速踏板踩下时，涡轮转速就以大于发动机所产加速踏板踩下时，涡轮转速就以大于发动机所产生的扭矩转动，车辆开始前进。生的扭矩转动，车辆开始前进。涡轮转速从零开始逐渐增大，液力变矩

45、器的输出涡轮转速从零开始逐渐增大，液力变矩器的输出扭矩逐渐减少。扭矩逐渐减少。液力变矩器的工作过程自动变速器科龙职校 杜勇3车辆低速行驶时车辆低速行驶时 随着车速增加，涡轮转速快速接近泵轮转速，扭矩比也快速接近1：1。4车辆以中、高速行驶时车辆以中、高速行驶时 当涡轮于泵轮转速接近耦合点，导轮开始空转，扭矩下降，此时液力变矩器逐渐变为液力耦合器。涡轮转速与泵轮相等时。此时变矩器仅仅起到液力耦合器的作用。自动变速器科龙职校 杜勇n n 液力变矩器的性能液力变矩器的性能 1 变矩比（K）转速比（I）和传动效率（）当发动机的转速（当发动机的转速（NeNe）和扭矩（）和扭矩（MeMe）一定时，泵轮的转

46、速）一定时，泵轮的转速（NbNb）和扭矩（）和扭矩（MbMb）也一定时，此时，涡轮与泵轮之间的变）也一定时，此时，涡轮与泵轮之间的变矩比（矩比（K K）、转速比（）、转速比（I I）和传动效率（）和传动效率（）三者的变化关系如）三者的变化关系如下下 自动变速器科龙职校 杜勇n n2变矩比和传动效率的关系变矩比和传动效率的关系 图2-20是液力传动的特性曲线，从特性曲线上可以看出，自动变矩和传动效率之间存在着矛盾，其规律有以几点。自动变速器科龙职校 杜勇（1 1）变矩比（）变矩比（K K）随行驶阻力矩（）随行驶阻力矩（MgMg）的增大二增大）的增大二增大 变矩比（变矩比（K K）随涡轮转速（）随

47、涡轮转速（NwNw）的增大而减小。又随涡轮）的增大而减小。又随涡轮转速（转速（NwNw）的减小而增大。即随行驶阻力（）的减小而增大。即随行驶阻力（MqMq）的增大而）的增大而增大。这一特性，对行驶阻力较大的汽车最合适，即自动适增大。这一特性，对行驶阻力较大的汽车最合适，即自动适应性能好，在一定的范围内能自动无级变矩。应性能好，在一定的范围内能自动无级变矩。例如：例如：1 1）怠速时，油流速度慢，）怠速时，油流速度慢，MwMw小，涡轮不动，汽车不能行驶。小，涡轮不动，汽车不能行驶。2 2）起步时，）起步时，Nw=0Nw=0，NbNbNwNw，K K1 1，MwMw最大，能产生高最大，能产生高能量

48、来克服静止惯性。此时的变矩比（能量来克服静止惯性。此时的变矩比（K K）多在）多在1.71.72.52.5之之间，又叫间，又叫“起步变矩比起步变矩比”，该点叫，该点叫“失速点失速点”。我们利用我们利用“失速试验失速试验”检验发动机和变矩器及行星齿轮系统的检验发动机和变矩器及行星齿轮系统的性能好坏。性能好坏。3 3）逐渐加速时，）逐渐加速时，NwNw增大，增大，MwMw减小，达到耦合点时，减小，达到耦合点时，K=1K=1，Mw=MbMw=Mb。再加速时。再加速时NwNwNbNb。而汽车经常使用的转速比。而汽车经常使用的转速比（I I）多为）多为0.810.81这个范围，要想提高耦合区的性能，还要

49、有这个范围，要想提高耦合区的性能，还要有改进措施，如增设单向离合器或锁止离合器等。改进措施，如增设单向离合器或锁止离合器等。自动变速器科龙职校 杜勇（2 2）传动效率（）传动效率（）随涡轮转速（）随涡轮转速（NwNw）的增大而增）的增大而增大变短器的传动效率（大变短器的传动效率（）随）随NwNw的增大而增大，在的增大而增大，在转速比（转速比（I I）为）为0.80.8时最高，转折点在耦合点附近时最高，转折点在耦合点附近（I=0I=08585时）。由于导轮的存在，时）。由于导轮的存在，为一条曲线，为一条曲线，在在I=0I=09595时才迅速下降。时才迅速下降。（3 3）变矩器的液力损失和功率损失

50、）变矩器的液力损失和功率损失 变矩器在低速区自动变矩，而在高速区传动效率变矩器在低速区自动变矩，而在高速区传动效率降低，即出现液力损失和功率损失，两轮的转速差降低，即出现液力损失和功率损失，两轮的转速差可达可达4 45 5。为了提高和进一步扩大变矩器的高。为了提高和进一步扩大变矩器的高效率范围，改善变矩器的使用性能（提高传动效率、效率范围，改善变矩器的使用性能（提高传动效率、降低燃料消耗），更有必要加装单向离合器或锁止降低燃料消耗），更有必要加装单向离合器或锁止离合器。离合器。自动变速器科龙职校 杜勇三三.齿轮变速系统齿轮变速系统自动变速器科龙职校 杜勇目录目录n n概述n n行星齿轮变速系统