汽车构造ppt课件汽车自动变速器

AUTOMOBILE STRUCTURE汽车构造汽车构造AUTOMOBILE STRUCTURE机械与汽车工程学院机械与汽车工程学院汽车工程系汽车工程系主讲人：孔胜利主讲人：孔胜利汽车构造AUTOMOBILE STRUCTURE机械与汽车第第14章章 汽车自动变速器汽车自动变速器 概述 自动变速器的工作过程 典型结构2024/6/202汽车构造第14章 汽车自动变速器 概述2023/8/102汽车构14.1 概述概述p汽车自动变速器即通常所说的自动操纵式变速器。它可根据发动机负荷和车速等工况的变化自动变换传动系统的传动比，使汽车获得良好的动力性和燃油经济性，同时有效减少发动机排放污染，显著提高车辆行驶的安全性、乘坐舒适性和操纵轻便性。p电控自动变速器，由电控单元根据车速、节气门位置、选档范围、换挡规律等输入信号，按事先存储的程序，确定最佳的档位和换挡时刻，发出换挡控制信号，通过各种电磁阀操纵液压系统和各制动器、离合器的动作，实现自动换挡。p在自动换挡过程中，电控系统还与发动机汽油喷射系统相结合，在调节液体压力的同时，也调节了发动机的扭矩。2024/6/203汽车构造14.1 概述汽车自动变速器即通常所说的自动操纵式变速器。概述1、分类（1）按汽车驱动方式分类按汽车驱动方式，可将自动变速器分为后驱动后驱动后驱动后驱动自动变速器和前驱动前驱动前驱动前驱动自动变速器两种。后驱动自动变速器的液力变矩器的输入轴与输出轴在同一直线上，其轴向尺寸较大。前驱动自动变速器除了具有与后驱动自动变速器相同的组成外，在自动变速器的壳体内还装有主减速器和差速器。2024/6/204汽车构造概述1、分类2023/8/104汽车构造概述后驱动自动变速器示意图后驱动自动变速器示意图1-发动机；2-自动变速器；3-传动轴；4-主减速器和差速器2024/6/205汽车构造概述后驱动自动变速器示意图2023/8/105汽车构造概述前驱动自动变速器示意图前驱动自动变速器示意图1-驱动轴；2-驱动桥；3-发动机2024/6/206汽车构造概述前驱动自动变速器示意图2023/8/106汽车构造概述（2）按变速器齿轮的类型分类按齿轮类型不同，可将变速器分为普通齿轮式和行星齿轮式变速器两种。普通齿轮式自动变速器体积较大，最大传动比较小，只有少数轿车使用。大多数轿车采用行星齿轮式自动变速器，其结构紧凑，传动比比较大。普通齿轮式变速器普通齿轮式变速器(雅阁轿车雅阁轿车)行星齿轮式自动变速器行星齿轮式自动变速器2024/6/207汽车构造概述（2）按变速器齿轮的类型分类普通齿轮式变速器(雅阁轿车)概述（3）按控制方式分类按控制方式不同，可将变速器分为液力控制液力控制液力控制液力控制自动变速器和电子控制电子控制电子控制电子控制自动变速器两种。液力控制自动变速器是将汽车行驶中的车速和节气门开度两个参数转变为液压控制信号，各个控制阀根据这些液压控制信号，按照设定的换挡规律，通过执行元件的动作实现自动换挡。电子控制自动变速器通过各种传感器，将发动机转速、节气门开度、车速、发动机冷却液温度、自动变速器油温等参数转变为电信号后输入电控单元，电控单元根据这些电信号，按照设定的换挡规律，向换挡电磁阀发出信号，换挡电磁阀等再将电控信号转变为液压控制信号，从而控制换挡执行元件的动作，实现自动换挡。2024/6/208汽车构造概述（3）按控制方式分类2023/8/108汽车构造概述液力控制自动变速器液力控制自动变速器工作过程示意图工作过程示意图1-节气门；2-液力变矩器；3-行星齿轮变速器；4-调速阀；5-控制阀总成；6-节气门拉索电子控制自动变速器电子控制自动变速器工作过程示意图工作过程示意图1-发动机；2-液力变矩器；3-行星齿轮变速器；4-控制阀总成；59-传感器；1012-开关；13-自动变速器电控单元；14-发动机电控单元2024/6/209汽车构造概述液力控制自动变速器电子控制自动变速器2023/8/109概述（4）按传动比变化方式分类按传动比变化方式不同，可将变速器分为有级式有级式有级式有级式自动变速器、无级式无级式无级式无级式自动变速器和综合式综合式综合式综合式自动变速器三种。有级式自动变速器：又称电控机构式自动变速器AMT。无级式自动变速器：如液力式.电力式，金属带式CVT。综合式自动变速器：一般指液力机械式自动变速器AT。2024/6/2010汽车构造概述（4）按传动比变化方式分类2023/8/1010汽车构造概述2、组成目前，轿车装用的自动变速器多为电子控制液压行星齿轮自动变速器。它主要由液力变矩器、行星齿轮变速器、液压操纵系统、电控系统和油冷却系统等组成。2024/6/2011汽车构造概述2、组成2023/8/1011汽车构造概述（1）液力变矩器是自动变速器的核心部分，它与发动机曲轴相连，将发动机的动力传给变速器，实现发动机与变速器的软连接，减少传动系的动载荷，防止传动系超载，保证汽车平稳起步，并在一定范围内实行无级变速。飞轮齿圈8传动轴7泵轮固定套6导轮5泵轮4涡轮3变矩器壳2发动机曲轴1液液力力变变矩矩器器示示意意图图2024/6/2012汽车构造概述（1）液力变矩器飞轮齿圈8传动轴7泵轮固定套6导轮5泵轮概述液力变矩器的组成液力变矩器的组成2024/6/2013汽车构造概述液力变矩器的组成2023/8/1013汽车构造概述（2）行星齿轮变速器是自动变速器的变速机构，由行星齿轮和离合器、制动器、自由轮机构等执行机构组成。行星齿轮机构通常由多个行星齿轮排组成。变速器通过执行机构控制行星齿轮机构的工作，使它们以不同路线传递动力，完成不同档位的动力传递。单排行星齿轮机构示意图单排行星齿轮机构示意图2024/6/2014汽车构造概述（2）行星齿轮变速器单排行星齿轮机构示意图2023/8/概述(a)行星齿轮排行星齿轮排的数目因变速器的档位数不同而不同，一般的三档自动变速器具有2个行星排，具有超速档的四档变速器有3个行星排。每个行星排的结构及工作原理基本相同。行星齿轮5行星齿轮轴4齿圈3行星齿轮架2太阳轮1单单排排行行星星齿齿轮轮机机构构2024/6/2015汽车构造概述(a)行星齿轮排行星齿轮5行星齿轮轴4齿圈3行星齿轮架2概述(b)离合器和制动器在行星齿轮变速器中设有多片离合器和制动器，以保证变速器中的各元件能按各种方式连接或制动，形成降速、升速、倒转、空转等不同种类的动力传递。多片摩擦式离合器的作用如下：将行星齿轮机构中某一元件与主动部件相连，使该元件成为主动部件，实现转矩传递。将行星齿轮机构中某两个元件连成一体，使第3个元件具有相同的转速，行星齿轮机构连成一个刚性的整体，实现直接传动。2024/6/2016汽车构造概述(b)离合器和制动器2023/8/1016汽车构造概述摩擦片式离合器摩擦片式离合器 (a)组成示意图 (b)工作原理示意图1-离合器壳；2，5-皮碗；3-回位弹簧；4-泄油阀；6-压板（活塞）；7-主动片（钢片）；8-从动片（摩擦片）；9-，12-卡环；10-太阳轮（从动元件）；11-弹簧座；13-花键毂；14-制动带；15-油液2024/6/2017汽车构造概述摩擦片式离合器 (a)组成示意图 (b)工作原理示意概述在行星齿轮变速器中制动器的作用是制动和约束。它将行星齿轮机构中某一元件与变速器壳连成一体，使该元件被约束或制动，成为固定件，从而改变变速器中元件的组合，形成不同的传动路线。常用的制动器有片式和带式两种。片式制动器与多片摩擦片式离合器结构相同，但制动器的壳体是固定不动的。片式制动器结合平顺性好，小量间隙不需调整，应用广泛，但其轴向尺寸较大。带式换档制动器是将内侧粘有摩擦材料的钢带卷绕在制动鼓外表面上，故又称外束带式制动器。制动带的一端固定在自动变速器壳体上，另一端与控制油缸的推杆相连接。不制动时制动带与制动鼓之间有一定间隙，此间隙可用调整螺钉调整。2024/6/2018汽车构造概述在行星齿轮变速器中制动器的作用是制动和约束。它将行星齿轮概述片式制动器零件分解图片式制动器零件分解图2024/6/2019汽车构造概述片式制动器零件分解图2023/8/1019汽车构造概述片式制动器工作原理示意图片式制动器工作原理示意图(左)非制动状态；(右)制动状态2024/6/2020汽车构造概述片式制动器工作原理示意图2023/8/1020汽车构造概述带式制动器结构示意图带式制动器结构示意图1制动带2油缸3油液4活塞5回位弹簧6调整螺钉2024/6/2021汽车构造概述带式制动器结构示意图1制动带2油缸3油液4活塞5回位弹簧概述带式制动器工作原理示意图带式制动器工作原理示意图(左)非制动状态；(右)制动状态2024/6/2022汽车构造概述带式制动器工作原理示意图2023/8/1022汽车构造概述(c)自由轮机构自由轮机构是设置在行星齿轮变速器中的单向离合器，也称为单向离合器。它用来控制行星齿轮机构中的某些元件，使其只能做单一方向的转动，而不能反转。楔块式单向离合器楔块式单向离合器2024/6/2023汽车构造概述(c)自由轮机构楔块式单向离合器2023/8/1023汽概述单单向向离离合合器器2024/6/2024汽车构造概述单向离合器2023/8/1024汽车构造概述（3）液压操纵系统液压操纵系统示意图液压操纵系统示意图p液压操纵系统控制离合器的结合与分离以及制动器的制动与释放，以改变动力传递路线，实现自动换挡。p向液力变矩器的润滑油路供油，并根据车辆的运行情况调节作用于液力变矩器的油压。2024/6/2025汽车构造概述（3）液压操纵系统液压操纵系统示意图液压操纵系统控制离合概述（4）滤清冷却系统滤清冷却系统包括冷却器和滤清器。变矩器工作时，相当大一部分能量转化成热量，致使工作液温度升高。而变矩器的油路与液压操纵系统和机械变速器的润滑油路是相通的。为保证变矩器的效率和变速器的操纵系统及润滑系统正常工作，在发动机散热器下储水箱内设置冷却器来保证工作液温度在允许范围内。变矩器内的部分工作液从导轮与涡轮之间的间隙流出，经导轮固定套管与变速器第一轴之间的环形油道流过冷却器，得到冷却或加温后，再经过滤清器流入机械变速器的润滑油道。2024/6/2026汽车构造概述（4）滤清冷却系统2023/8/1026汽车构造概述（5）电控系统电电控控系系统统组组成成示示意意图图2024/6/2027汽车构造概述（5）电控系统电控系统组成示意图2023/8/1027汽概述（6）变速杆和控制开关装有自动变速器的汽车，在驾驶室内装有变速杆和控制开关（即模式选择开关），用于选择变速器的档位和车辆的运行模式。(a)变速杆 现代轿车的电控自动变速器一般都有4个前进挡和1个倒档。变速杆程序开关奥迪轿车自动变速器变速杆档位示意图奥迪轿车自动变速器变速杆档位示意图2024/6/2028汽车构造概述（6）变速杆和控制开关变速杆程序开关奥迪轿车自动变速器变概述档位的含义档位的含义档位的含义档位的含义：停车档位。该档位时可以启动发动机，但发动机运转时车辆不行驶，且车辆无法移动。：倒车档位。该档位时，若发动机运转，车辆将向后行驶。：空档位。该档位时，可以启动发动机，发动机运转时车辆得不到驱动力，但车辆可以移动。：前进档位。该档位时，若发动机运转，AT将根据车辆行驶的状况自动地在1.2.3和超速档之间变化。S：前进低档位。该档位时，若发动机运转，AT将自动在1和2档之间变换。L：前进低档位，该档位时，若发动机运转，AT将只能以1档行驶。注意：不同的变速器档位的设置不一定一样。注意：不同的变速器档位的设置不一定一样。注意：不同的变速器档位的设置不一定一样。注意：不同的变速器档位的设置不一定一样。2024/6/2029汽车构造概述档位的含义2023/8/1029汽车构造概述(b)控制开关自动变速器除了可以用操作手柄进行换挡控制外，还可以通过控制开关来进行一些其它控制。不同车型的变速器，常见的控制开关有以下几种：(1)超速档开关 通常安装在自动变速器变速杆上，由驾驶员控制。(2)模式开关 又称为程序开关，用于选择自动变速器的控制模式。常见的控制模式大致有5种：经济模式；动力模式；普通模式；手动模式；雪地模式。并不是所有的电控式自动变速器都具备以上5种控制模式，通常只具备这些模式中的几项，有的甚至只具有一种模式。2024/6/2030汽车构造概述(b)控制开关2023/8/1030汽车构造14.2 自动变速器的工作过程自动变速器的工作过程1、辛普森式(Simpson)行星齿轮机构A340A340型行星齿轮变速器组成示意图型行星齿轮变速器组成示意图2024/6/2031汽车构造14.2 自动变速器的工作过程1、辛普森式(Simpson自动变速器的工作过程A340A340型行星齿轮变速器原理示意图型行星齿轮变速器原理示意图2024/6/2032汽车构造自动变速器的工作过程A340型行星齿轮变速器原理示意图202自动变速器的工作过程各换挡元件的功能各换挡元件的功能代号名称功能C0超速直接档离合器连接超速档太阳轮与超速行星架B0超速制动档阻止超速太阳轮沿正、反方向转动F0超速单向离合器当变速器由发动机带动时，连接超速档太阳轮与超速行星架C1前进挡离合器连接输入轴及前行星齿圈C2直接档离合器连接输入轴及前、后行星排太阳轮B1档跟踪惯性离合器阻止前、后行星排太阳轮沿正、反方向的转动B2档制动器通过阻止单向离合器F1沿正、反方向的转动、阻止前、后行星排太阳轮反时针转动B3档和倒档制动器阻止后行星架顺时针及逆时针方向转动F11号单向离合器当B2工作时，阻止前、后行星排太阳轮反时针方向转动F22号单向离合器阻止后行星排行星架反时针方向转动2024/6/2033汽车构造自动变速器的工作过程各换挡元件的功能代号名称功能C0超速直接自动变速器的工作过程该变速器有4个前进挡，各档动力的传递路线如下：p D档传递路线D-D-档传动路线档传动路线2024/6/2034汽车构造自动变速器的工作过程该变速器有4个前进挡，各档动力的传递路线自动变速器的工作过程D-D-档传动路线档传动路线2024/6/2035汽车构造自动变速器的工作过程D-档传动路线2023/8/1035自动变速器的工作过程D-D-档传动路线档传动路线2024/6/2036汽车构造自动变速器的工作过程D-档传动路线2023/8/1036自动变速器的工作过程D-D-档传动路线档传动路线2024/6/2037汽车构造自动变速器的工作过程D-档传动路线2023/8/1037自动变速器的工作过程p Z档传递路线Z-Z-档传动路线档传动路线2024/6/2038汽车构造自动变速器的工作过程 Z档传递路线Z-档传动路线202自动变速器的工作过程p L档传递路线L-L-档传动路线档传动路线2024/6/2039汽车构造自动变速器的工作过程 L档传递路线L-档传动路线202自动变速器的工作过程p R档传递路线R R档传动路线档传动路线2024/6/2040汽车构造自动变速器的工作过程 R档传递路线R档传动路线2023/8自动变速器的工作过程辛辛普普森森式式自自动动变变速速器器档档位位分分析析2024/6/2041汽车构造自动变速器的工作过程辛普森式自动变速器档位分析2023/8/自动变速器的工作过程2、拉威娜式(Ravigneaux)行星齿轮机构其特点是两个行星齿轮排（一个双行星齿轮排和一个单行星齿轮排）具有公共行星架和齿圈。它具有4个独立元件，即前太阳轮、后太阳轮、行星架和齿圈，可以组成4个前进档和1个倒档的行星齿轮变速器。齿圈6长行星齿轮5短行星齿轮4行星架3前太阳轮2后太阳轮1拉威娜式行星齿轮机构示意图拉威娜式行星齿轮机构示意图2024/6/2042汽车构造自动变速器的工作过程2、拉威娜式(Ravigneaux)行星自动变速器的工作过程拉威娜式4档行星齿轮变速器中有8个执行元件：4个离合器、2个制动器和2个单向离合器。拉威娜式四档行星齿轮变速器传动原理图拉威娜式四档行星齿轮变速器传动原理图B1-二档及四档制动器；B2-低档及倒档制动器；C1-前进挡离合器；C2-倒档离合器；C3-前进挡强制制动器；C4-高档离合器；F1-低档单向离合器；F2-前进挡单向离合器2024/6/2043汽车构造自动变速器的工作过程拉威娜式4档行星齿轮变速器中有8个执行元自动变速器的工作过程拉威娜式四档行星齿轮变速器布置简图拉威娜式四档行星齿轮变速器布置简图B1-二档及四档制动器；B2-低档及倒档制动器；C1-前进挡离合器；C2-倒档离合器；C3-前进挡强制制动器；C4-高档离合器；F1-低档单向离合器；F2-前进挡单向离合器长行星齿轮7短行星齿轮6输出轴5齿圈4后太阳轮3前太阳轮2输入轴12024/6/2044汽车构造自动变速器的工作过程拉威娜式四档行星齿轮变速器布置简图长行星14.3 典型结构典型结构1、一汽宝来轿车自动变速器1单向离合器2倒档制动器3三、四档离合器4一、二档离合器5倒档离合器6二档和四档制动器7液力变矩器一汽宝来轿车装用的一汽宝来轿车装用的01M01M型四档自动变速器结构示意图型四档自动变速器结构示意图2024/6/2045汽车构造14.3 典型结构1、一汽宝来轿车自动变速器1单向离合器2典型结构一汽宝来轿车装用的01M型四档自动变速器主要由液力变矩器、电控部分和机械部分组成。（1）电控部分01M01M型四档自动变速器电控部分的组成型四档自动变速器电控部分的组成2024/6/2046汽车构造典型结构一汽宝来轿车装用的01M型四档自动变速器主要由液力变典型结构（2）机械部分主减速器与差速器的装配关系主减速器与差速器的装配关系差速器总成主动齿轮轴主动齿轮行星齿轮总成2024/6/2047汽车构造典型结构（2）机械部分主减速器与差速器的装配关系差速器总成主典型结构2、广州本田雅阁轿车自动变速器1车速传感器2液力变矩器3锁止电磁阀4换挡电磁阀5档离合器6档离合器7主轴8中间轴9副轴10档离合器11档离合器12差速器总成广州本田雅阁轿车自动变速器广州本田雅阁轿车自动变速器2024/6/2048汽车构造典型结构2、广州本田雅阁轿车自动变速器1车速传感器2液力变典型结构（1）齿轮变速机构差差速速器器零零件件的的分分解解2024/6/2049汽车构造典型结构（1）齿轮变速机构差速器零件的分解2023/8/10典型结构（2）液压控制部分自自动动变变速速器器动动力力传传递递示示意意图图2024/6/2050汽车构造典型结构（2）液压控制部分自动变速器动力传递示意图2023/