自动变速器的基本组成及功能.docx
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自动变速器的基本组成及功能
摘 要
车用自动变速器已经经历了半个多世纪的发展,而且其形式也多种多样。
在现在轿车上,常见的是采用电控的液力自动变速器,主要是由自动离合器和自动变速器两大部分组成。
它能够根据油门的开度和车速的变化,自动的进行换挡。
与无级变速器相比,液力自动变速器最大的不同是在结构上,它是由液压控制的齿轮变速系统机构。
因此,液力自动变速器并不是真正的无级变速,还是有档位的。
其所能实现的是两档之间的无级变速。
而无极变速器则是两组变速轮盘和一条传动带组成的,因此,其比传统自动变速器结构简单,体积更小。
另外,它可以自由改变传动比,从而实现全程无级变速,使汽车的车速变化平稳,没有传统变速器换挡时那种“顿”的感觉。
无极变速器的无级变速器原理的关键,是两个传动滑轮和联接此二个滑轮的传动带,每个滑轮都由一对彼此合成V形槽的锥体组成,通过传动带联接两滑轮的传动带,利用液压操纵机构移动锥体的开合,使传动带离滑轮轴心的径向位置发生,从而获得二滑轮之间的传动比(一般最大范围可达5:
1)。
自动变速器多档化虽能扩大自动变速的范围,但它并非安全迅速,只在有级变速与无级变速之间,理想的无级变速器是在整个传动范围内能连续的、无档比的切换变速比,式变速器始终按最佳换挡规律自动变速。
无级化是对自动变速器的理想追求。
现在无极变速器传动效率提高,油门反应快、油耗低,随着汽车技术的进步已经越来越不满足于液力自动变速器,希望彻底改进无级变速器,从实现汽车从有级变速阶段的飞跃。
福特、菲亚特、奥迪等企业纷纷推出了能够匹配大排量发动机的无级变速器。
目前国内的自动挡基本上全是液力自动变速器,只有奥迪采用了无级变速器。
奥迪无级/手动一体式变速器,其就在原有的无级变速器基础上,进行多项技术上的创新、改进和提高。
无级变速器装有自动控制装置,行车中可根据车速自动调整换挡,无需人工操作,省去许多换挡及塔踩离合器的工作。
经过对自动变速器的学习,让我进一步了解了它的工作原理,更进一步的了解了自动换挡的原理。
关键词:
自动变速器,无级变速器,自动换挡
ABSTRACT
Automatictransmissioncarhashadhalfacenturyofdevelopment,anditsformsandmanifold.inthecar,andoftenuseofforcetheautomatictransmission,mainlyfromtheclutchandtheautomatictransmissiontwoparts.itcanbebasedonthegasoffandthespeedofchange,theautomatictochangegear.andthelevelofthetransmission,thefluidforcesautomatictransmissionofthebiggestdifferenceisinstructureitisbyhydraulicpressurecontroloftheshiftsystemorganizations.therefore,Fluidforcesautomatictransmissionisnotreallyisavariablespeed,thereisstillarchives.onecanachievethetwodocumentsbetweentheleveloftheshift.withoutatransmissionisthetwogroupshereandavariablespeeddrive,therefore,itisbetterthantraditionalautomatictransmissionsimplestructure,sizesmaller.inaddition,itisfreetochange,nochange,theleveltochangethecarsmoothly,thereisnochangeinthetraditionaltransmission"Meal".atransmissionofatransmissionoftheprincipleofthekeyandtwopulleysandconnectedtothetransmissionofthetwopulleyquadruplestheamountofbeltsandpulleysareeachtoeachotherbyasynthesisofv.slots,throughabeltjoinstwopulleysandbeltsmakeuseofthehydrauliccontrolmovingopentothePulleyradiallocation,fortwoblocksofthemostwidespreadgenerallyupto.automatictransmissionishowpossiblycantoexpandthescopeoftheautomaticshift,butitisnotsafe,butintheleveloftheshiftandtheleveloftheshiftbetweentheidealofatransmissionisinthewholeareahasbeendriventothedocumentthanswitchesshiftingearisalwaysthebestwaytochangethelawsautomaticallybeltfromShift.noclassthisisautomatictransmission.itistheidealforadrivegearefficiency,thegasresponsive,fuel,asthetechnologiesarenotsatisfiedwiththefluidforcesautomatictransmission,hopingtocompletetheimprovementofatransmissionfromthelevelofimplementationofthecarfromashiftfromastage.ford,filhatre,simplyandbusinesseshavelaunchedcanbigenoughtomatchtheenginehasnolighttransmission.thecurrentdomesticautomatictransmissionisthemainforceautomatictransmission,andaudihavenolighttransmission.thereissimplyamanualtransmission,attheleveloftransmissionandanumberoftechnicalinnovationandimprovementandbeequippedwithautomatictransmission.thereisnolevelcontrol,movinginaAdjustedautomaticallyaccordingtothespeedofchange,andthereisnoneedformanualoperationandsavealotofftheclutchandthetoweronthejob.aftertheautomatictransmissionstudy,letmeunderstanditworks,betterunderstandingoftheautomatictransmission.
keyprinciples:
automatictransmission,theleveloftheautomaticgear,gear
目录
摘 要1
ABSTRACT2
目录4
第1章自动变速器的特点和结构分类6
1.1自动变速器的优缺点6
2.1自动变速器的类型6
1.2.1按汽车驱动方式分类6
1.2.2按前进档的档位数分类7
1.2.3按齿轮变速器的类型分类7
1.2.4按变矩器的类型分类7
1.2.5按控制力式分类7
第2章自动变速器的基本组成及功能9
2.1自动变速器的基本组成9
2.1.1液力变矩器9
2.1.2变速齿轮机构9
2.1.3供油系统9
2.1.4自动换挡控制机构10
2.1.5换挡操纵机构10
2.2自动变速器的功能10
第3章自动变速器的工作过程12
4.1液控自动变速器13
4.2电控液动自动变速器13
第5章自动变速器的使用14
第6章自动变速器的养护15
6.1变速器油的检查15
6.2自动变速器油的更换15
7.1汽车不能行驶故障的诊断17
7.2自动变速器打滑故障的诊断18
7.3升档过迟故障诊断19
7.4不能升挡故障诊断20
7.5挂挡后发动机怠速熄火21
7.6无前进挡故障的诊断22
7.7无倒挡故障的诊断22
7.8跳挡故障的诊断23
第8章典型实例分析24
第9章自动变速器的发展趋势25
9.1电子控制全域锁止离合器及液力缓速装置25
9.2适合于整车驱动系统的电子控制智能型自动变速器25
9.3电子控制无级变速器(ECVT)25
9.4自动预选式换挡系统26
9.5小型化26
致谢27
参考文献28
第1章自动变速器的特点和结构分类
自动变速器能进行繁复的加速、减速变速换挡等功能,具有变速功能,具有变速平滑、驾驶轻便等优点。
汽车自动变速器一般和变矩器一起使用,带有液力传动的特点,可以弥补机械变速器的一些缺点。
它可以根据发动机的工况和车速情况,自动选择档位。
1.1自动变速器的优缺点
1.能根据行驶速度和加速踏板位置、自动的选择最合适的档位。
2.消除了离合器操纵和频繁的换挡、使驾驶操作变得简单而省力同时也提高了行车的安全性。
3.大大降低了汽车传动系统的动载荷,使发动机和传动系相关零件以及轮胎的使用寿命大为提高。
4.在载荷突然增大的情况下,可防止发动机过载或熄火从而保护发动机并减少污染。
5.有效地、平稳的、持续的传递发动机的扭矩、起步平稳,震动和噪声减少,提高乘坐舒适性。
与普通的手动变速器相比,自动变速器存在着结构较为复杂,工艺要求及制造成本较高,以及传动效率略低等缺点,从而使整车的制造成本和车辆在某些工况及场合下的运行油耗略有增高、维修难度加大、但由于其优点远远超过了缺点,所以自动变速器在汽车上得到了越来越广泛的应用。
2.1自动变速器的类型
不同车型所装用的自动变速器在型式、结构上往往有很大的差异,常见的分类方法和类型:
1.2.1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,可分为后驱动自动变速器和前驱动自动变速器两种.
这两种自动变速器在结构和布置上有很大的不同.后驱动自动变速器的变矩器和齿轮变速器的输入轴及输出轴在同一轴线上,因此轴向尺寸较大;阀板总成则布置在齿轮变速器下方的油底壳内.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部分外,在自动变速器的壳体内还装有差速器.前驱动汽车的发动机有纵置和横置两种.纵置发动机的前驱动自动变器的结构和布置与后驱动自动变速器基本相同,只是在后端增加了一个差速器.横置发动机的前驱动自动变速器出于汽车横向尺寸的限制,要求有较小的轴向尺寸,因此通常将输入轴和输出轴设计成两个轴线的方式,变矩器和齿轮变速器输入轴布置在上方,输出轴则布置在下方.这样的布置减少了变速器总体的轴向尺寸,但增加了变速器的高度,因此常将阀板总成布置在变速器的侧面或上方,以保证汽车有足够的最小离地间隙。
1.2.2按前进档的档位数分类
自动变速器按前进挡的档位数的不同,可分为2个前进档,3个前进档,4个前进档三种.
早期的自动变速器通常为2个前进档或3个前进档.这两种自动变速器都没有超速档,其最高档为直接档。
新型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.现在还有了6个、7个前进档。
1.2.3按齿轮变速器的类型分类
自动变速器按其齿轮变速器的类型不同,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较大,最大传动比较小,只有少数几种车辆使用(如本田ACCORD轿车)。
行星齿轮式自动变速器结构紧凑,能获得较大的传功比,为绝大多数轿车采用。
1.2.4按变矩器的类型分类
一般都是采用结构简单的单级三元件综合式液力变矩器.这种变距器又分为有锁止离合器和无锁止离合器两种,早期的变矩器中没有锁止离台器,在任何工况下都是以液力方式传递发动机的动力,因此传动效率较低.新型轿车自动变速器大都采用带锁止离合器的变矩器,这样当汽车达到一定车速时,控制系统使锁止离合器接合,液力变矩器输入部分和输出部分连成一体,发动机的动力以机械传递的方式直接传入齿轮变速器,从而提高了传动效率,降低了汽车的燃油消耗量。
1.2.5按控制力式分类
自动变速器按控制方式不同,可分为液力控制自动变速器和电子控制自动变速器两种.
液力控制自动变速器是通过机械的手段,将汽车行驶时的车速及节气门开度这两个参数转变为液压控制信号;阀板中的各个控制阀根据这些液压控制信号的大小,按照没定的换档规律,通过控制换档执行机构的动作,实现自动换档.电子控制自动变速器是通过各种传感器,将发动机的转速,节气门的开度,车速,发动机温度,变矩器油液的温度等参数转变成电信号并输入电脑,电脑根据设定的换档程序向换档电磁阀,油液电磁阀等发出控制信号,从而实现自动换档.
第2章自动变速器的基本组成及功能
2.1自动变速器的基本组成
自动变速器的厂牌型号很多,外部形状和内部结构也有所不同,但它们的组成基本相同,都是由液力变矩器和齿轮式自动变速器组合起来的。
常见的组成部分有液力变矩器、行星齿轮机构、离合器、制动器、油泵、滤清器、管道、控制阀体、速度调压器等,按照这些部件的功能,可将它们分成液力变矩器、变速齿轮机构、供油系统、自动换挡控制系统和换挡操纵机构等五大部分。
2.1.1液力变矩器
液力变矩器位于自动变速器的最前端,安装在发动机的飞轮上,其作用与采用手动变速器的汽车中的离合器相似。
它利用油液循环流动过程中动能的变化将发动机的动力传递自动变速器的输入轴,并能根据汽车行驶阻力的变化,在一定范围内自动地、无级地改变传动比和扭矩比,具有一定的减速增扭功能。
2.1.2变速齿轮机构
变速齿轮机构主要包括行星齿轮机构和换档执行机构两部分。
行星齿轮机构,是自动变速器的重要组成部分之一,主要由于太阳轮(也称中心轮)、内齿圈、行星架和行星齿轮等元件组成。
行星齿轮机构是实现变速的机构,速比的改变是通过以不同的元件作主动件和限制不同元件的运动而实现的。
在速比改变的过程中,整个行星齿轮组还存在运动,动力传递没有中断,因而实现了动力换挡。
换挡执行机构主要是用来改变行星齿轮中的主动元件或限制某个元件的运动,改变动力传递的方向和速比,主要由多片式离合器、制动器和单向超越离合器等组成。
离合器的作用是把动力传给行星齿轮机构的某个元件使之成为主动件。
制动器的作用是将行星齿轮机构中的某个元件抱住,使之不动。
单向超越离合器也是行星齿轮变速器的换挡元件之一,其作用和多片式离合器及制动器基本相同,也是用于固定或连接几个行星排中的某些太阳轮、行星架、齿圈等基本元件,让行星齿轮变速器组成不同传动比的挡位。
2.1.3供油系统
自动变速器的供油系统主要由油泵、油箱、滤清器、调压阀及管道所组成。
油泵是自动变速器最重要的总成之一,它通常安装在变矩器的后方,由变矩器壳后端的轴套驱动。
在发动机运转时,不论汽车是否行驶,油泵都在运转,为自动变速器中的变矩器、换挡执行机构、自动换挡控制系统部分提供一定油压的液压油。
油压的调节由调压阀来实现。
2.1.4自动换挡控制机构
自动变速器的自动换挡控制系统有液压控制和电液压(电子)控制两种。
液压控制系统是由阀体和各种控制阀及油路所组成的,阀门和油路设置在一个板块内,称为阀体总成。
不同型号的自动变速器阀体总成的安装位置有所不同,有的装置于上部,有的装置于侧面,纵置的自动变速器一般装置于下部。
在液压控制系统中,增设控制某些液压油路的电磁阀,就成了电器控制的换挡控制系统,若这些电磁阀是由电子计算机控制的,则成为电子控制的换挡系统。
2.1.5换挡操纵机构
自动变速器的换挡操纵机构包括手动选择阀的操纵机构和节气门阀的操纵机构等。
驾驶员通过自动变速器的操纵手柄改变阀板内的手动阀位置,控制系统根据手动阀的位置及节气门开度、车速、控制开关的状态等因素,利用液压自动控制原理或电子自动控制原理,按照一定的规律控制齿轮变速器中的换挡执行机构的工作,实现自动换挡。
2.2自动变速器的功能
液力偶合器为什么没有增距效果:
液力偶合器里只有泵轮和涡轮,而没有涡轮油液流动方向的导轮。
工作时泵轮油液传给涡轮,然后又经涡轮返回泵轮经涡轮返回泵轮的油液改变了旋转的方向,液流流向和泵轮旋转方向正好相发动机曲轴在旋转的同时,还需克服来自涡轮油液的反向阻力。
发动机动力弱了。
所以液力偶合器只有偶合工况,而永远不会有增距工况。
汽车在起步和低速行驶时需要有较大的转矩,而液力偶合器无法满足这一要求,所以早期生产的配液力偶合器的汽车具有起步慢,低速区域提速慢的明显。
为了满足汽车起步和低速行驶时需较大转矩的需要,现代汽车已全部改用液力变矩器。
液力变矩器中泵轮快速运动时,涡轮受到载荷和行驶阻力限制转速较慢,和涡轮间产生了转速差。
这个转速差存在于整个变矩区。
这个变速差就形成余能量。
即由于泵轮转数快于涡轮转数,所以泵轮流向涡轮的油液除了驱动外,还剩余一部分能量,这就是残余能量。
泵轮和涡轮的转数越大残余能越大。
液力变矩器就不同了,泵轮和涡轮的转速差越大,残余能
量就越好只有在泵轮转数高于涡轮时才能产生残余能量,才能使转矩增大。
在涡轮制动时(失速起步点时)其变矩比达到最大值。
油液油泵轮流向涡轮,而后经导轮改变了方向后再返回泵轮,泵轮和涡轮间形成油液循环流动。
只有存在油液的流动循环,才能实现变矩工况。
随着涡轮转数的升高,变矩化呈线性下降。
过了临界点后,涡轮和泵轮转数相等,泵轮的油液除了驱动涡轮旋转外,已没有残余能量,油液流动角色也变到最小点,涡轮返回的油液冲向了导轮的背面。
由于单向离合器只负责锁止左转,而不锁止右转,所以当油液冲击固定在单向离合器上导轮的背面时,导轮便开始旋转,导轮开始旋转的时刻叫临界点。
临界点之前为变矩工况,临界点之后为偶合工况。
液力变矩器的变矩比随涡轮转速的增大而减小,又随着涡轮转数的减小而增大。
即随行驶阻力矩的增大而增大,在低速区域内能够根据行驶阻力自动无级的变矩。
液力变矩器的传动效率则是随涡轮转数的增大而增大:
只有在泵轮和涡轮转速比较接近时,才会有偶合工况。
偶合工况只在汽车中高速行驶才有,低速行驶时没有偶合工况。
作为增距装置的导轮在变矩工况是保持不动,到了偶合工况便开始旋转。
如果导轮在变矩工况时旋转,那就说明发生了单向离合器打滑的故障。
导轮在偶合工况时是必须旋转的如此时不旋转,就说明单向离合器发生了卡滞故障。
电子控制自动换挡系统:
很多现代汽车装有电子控制的自动换挡装置,能更有效地控制变速箱换挡,达到增进驾驶性能、节省燃油消耗的效果。
第3章自动变速器的工作过程
自动变速器之所以能够实现自动换挡是因为工作中驾驶员踏下油门的位置或发动机进气歧管的真空度和汽车的行驶速度能指挥自动换挡系统工作,自动换挡系统中各控制阀不同的工作状态将控制变速齿轮机构中离合器的分离与结合和制动器的制动与释放,并改变变速齿轮机构的动力传递路线,实现变速器挡位的变换。
传统的液力自动变速器根据汽车的行驶速度和节气门开度的变化,自动变速挡位。
其换挡控制方式是通过机械方式将车速和节气门开度信号转换成控制油压,并将该油压加到换挡阀的两端,以控制换挡阀的位置,从而改变换挡执行元件(离合器和制动器)的油路。
这样,工作液压油进入相应的执行元件,使离合器结合或分离,制动器制动或松开,控制行星齿轮变速器的升挡或降挡,从而实现自动变速。
3-1自动变速器工作原理图
电控液力自动变速器是在液力自动变速器基础上增设电子控制系统而形成的。
它通过传感器和开关监测汽车和发动机的运行状态,接受驾驶员的指令,并将所获得的信息转换成电信号输入到电控单元。
电控单元根据这些信号,通过电磁阀控制液压控制装置的换挡阀,使其打开或关闭通往换挡离合器和制动器的油路,从而控制换挡时刻和挡位的变换,以实现自动变速。
第四章自动变速器的应用形式
现在车用自动变速器的应用,主要有以下两种形式:
液控自动变速器和电控液动自动变速器
4.1液控自动变速器
液控自动变速器是通过机械的手段,将汽车行驶时的车速及节气门开度两个参数转变为液压控制信号;阀板中的各个控制阀根据这些液压控制信号的大小,按照设定的换挡规律,通过控制换挡执行机构动作,实现自动换挡,现在使用较少。
4.2电控液动自动变速器
电控液动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、发动机水温、自动变速器液压油温度等参数转变为电信号,并输入电脑;电脑根据这些电信号,按照设定的换挡规律,向换挡电磁阀、油压电磁阀等发出电控制信号;换挡电磁阀和油压电磁阀再将电脑的电控信号转变为液压控制信号,阀板中的各个控制阀根据这些液压控制信号,控制换挡执行机构的动作,从而实现自动。
电控液力自动变速器是在液力自动变速器基础上增设电子控制系统而形成的。
它通过传感器和开关监测汽车和发动机的运行状态,接受驾驶员的指令,并将所获得的信息转换成电信号输入到电控单元。
电控单元根据这些信号,通过电磁阀控制液压控制装置的换挡阀,使其打开或关闭通往换挡离合器和制动器的油路,从而控制换挡时刻和挡位的变换,以实现自动变速。
第5章自动变速器的使用
首先介绍自动变速器的各个档位的作用和使用方法
P停车挡:
只有在车辆完全停稳时,才可挂入该挡,挂入该挡后,驱动车轮被机械装置锁止而使车轮无法转动。
若想将排挡杆移出该位置,须踏下制动踏板并按下排挡杆手柄上的锁止按钮。
R倒车档:
只有当车辆静止且发动机怠速运转时,才可挂人倒车挡,按下排挡杆手柄按钮,即可将排挡杆移入或移出倒车挡。
在车辆前行时,不要误将排挡杆挂入R挡,特别是在变速器处于应急状态时,千万不能在前行中挂人R挡,那样会使自动变速器严重损坏。
N空挡:
在点火开关打开状态下,车辆静止或车速低于5Km/h时,挂入该挡后,排挡杆会被锁止电磁铁锁止。
若想移出该挡,需踏下制动踏板,同时按下手柄按钮,在车速高于5
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