汽车自动变速器.ppt

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1、汽车自动变速器多媒体教学课件,汽车自动变速器,第一章 概述,第二章 液力变矩器,第三章 齿轮变速器,第四章 液压控制装置,第五章 电子控制装置,第六章 AT的检验,第七章 AT的修理,第一章 概 述,一.自动变速器的特点：与手动变速器相比，自动变速器具有下列特点：优点：自动变速，连续变扭，换档时动力不中断，路况适应性，操纵方便，安全舒适，动载荷小，机件寿命长。缺点：结构复杂，价格高，油耗高，维修难。,第一章 概 述,二.自动变速器的类型：按传动比变化方式分：1.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CVT。3.综合式自动变速器：一般指

2、液力机械式自动变速器AT。,第一章 概 述,三.AT的组成：1 液力变矩器 2 齿轮变速器 3 液压控制装置 4 电子控制装置 5 壳体如图,四.AT的类型：（一）按变速器内部结构的不同可分为：（1）后驱动型AT：用于FR车辆，输入轴与输出轴同轴线，长度尺寸较长。,四.AT的类型：（2）前驱动型AT：也称自动驱动桥，用于FF车辆，内部还装有主减速器与差速器，输入轴与输出轴呈前后平行布置，横向尺寸较宽，长度尺寸较短。,四.AT的类型：（二）按变速器内部所采用齿轮形式的不同可分为：（1）普通齿轮 又称固定轴式。（2）行星齿轮 又称旋转轴式。,四.AT的类型：（三）按变速器换档控制方式的不同可分为：

3、（1）液压控制式（液压式）将决定变速器档位的汽车运行参数转变成液压信号，利用液压控制原理实现对变速器档位的控制。早期的车辆使用较多，常见型号有：通用公司的4T60，4L60，日产公司的RL4F03A，丰田公司的A43D等。,四.AT的类型：（2）电子液压控制式（电液式）将决定变速器档位的汽车运行参数转变成电压信号，利用电子控制原理和液压控制原理实现对变速器档位的控制。目前生产的车辆都装备这种变速器，常见型号有：通用公司的4T65E，丰田公司的A540E，日产公司的RE4F03A，现代公司的KM177，三菱公司的F4A33等。,四.AT的类型：（四）按变速器前进档位数的不同可分为：2档：如红旗C

4、A770轿车；3档：如雪佛莱子弹头的3T40型变速器；（2档与3档的变速器已经越来越少）4档：如别克轿车的4T65E型变速器；（应用广泛，绝大多数变速器都是4档式）5档：如德国ZF公司的5HP-18型变速器；（新生产的豪华车开始采用5档式）6档：正在样车试制中。,四.AT的类型：（五）按变速器功能的不同可分为：（1）单纯自动式：只有一种功能，即按自动变档方式工作。（大都数AT都采用这种）（2）自动/手动一体式：既可以按自动变速方式运行，又可以以手动换档方式运行。（常见车型有：宝马.奔驰.奥迪等）,五.的正确使用（一）档位的使用 在换档控制手柄的一侧有表示手柄位置的符号，如：P R N D S

5、LP R N D 2 1P R N D 3 2 1P R N D4 D3 2 1,1.档位的含义：停车档位，手柄置于该位置时，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，发动机运转时，手柄置于此位置，车辆将向后行驶。：空档位，手柄置于该位置时，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，当发动机运转，手柄置于该位置时，AT将根据车辆行驶的状况自动地在1.2.3和O/D档之间变化。S：前进低档位，当发动机运转，手柄置于该位置时，AT将自动地在1和2档之间变换。L：前进低档位，当发动机运转，手柄置于该位置时，AT将只能以1档行驶。,2.档位

6、的区别一档的区别：-1/S-1 加速时，发动机的动力以一档传动比传递给驱动轮，减速时，车辆的阻力无法传递到发动机，发动机以怠速运转，即没有发动机制动。L-1 无论加速还是减速，变速器始终以一档传动比工作，即具有发动机制动。2.档位的区别：,二档的区别：D-2：加速时以二档行驶，减速时以空档滑行，没有发动机制动。S-2：无论加速还是减速，变速器始终以二档传动比工作，即具有发动机制动。（二）自动传动液（油）的使用.作用 传能（液力变矩器的工作介质）控制（液压控制装置的工作介质）。作为一种润滑油（润滑.密封.清洁.冷却）。一般为红色，又称红油。,.要求 粘温性，抗泡沫性，氧化安定性等。3.类型型：通

7、用公司的标准，即DEXRON型，有D2D3 型：福特公司的标准，现在改为MERCON型,4.油面高度的检查检查方法：车辆水平停放，运转发动机使ATF油温达60以上，发动机怠速运行，将控制手柄在各档位稍许停留后放在P档位上，取出油标尺检查油平面的高度。应落在“HOT”范围内。,ATF油面高度对AT的影响：油过多，旋转元件搅油，油泡沫化，液压下降，执行元件打滑，摩擦片烧毁。同时液压系统回油慢，影响换档质量。油过少，行驶时油泵吸入空气，液压系统压力下降，执行元件打滑，摩擦片烧毁。（三）控制开关的使用1 O/D 开关（超速档开关）（OFF/ON）一般AT的最高档为O/D档，即越速档，O/D开关控制仪表

8、上的O/D OFF指示灯，当O/D OFF最灯亮时，AT的最高档为3档，当 O/D OFF灯灭时，AT可以以最高4档行驶。,2 HOLD开关（保持开关）HOLD开关能够使变速器失去自动变速的功能，而得到手动换档的感觉，当HOLD ON时，手柄置于D位，变速器只能以3档工作，手柄置于2位，变速器只能以2档工作，手柄置于L位，变速器只能以1档工作。3 模式开关 换档模式又称换档规律，指在换档时，节气门开度与车速之间的关系。三种模式：动力，经济，一般,经济模式ECO：（换档车速低，经济性好）一般模式NORM：（兼顾经济与动力）动力模式PWR：（换档车速高，动力性好）一般车辆只取其中两种，如：ECO/

9、PWR，ECO/NORM，NORM/PWR。（四）人为“干预”提前升档（利用放松节气门踏板的方法升档）强制降档（利用加大节气门开度的方法减档）发动机制动：利用发动机的运转阻力使车辆减速。,（五）注意事项 不能猛起步，防止执行元件过载打滑，不能N滑行，防止各摩擦副润滑不良，停车后才能进R位和P位，防止损坏倒档执行元 件与停车锁止机构，牵引时限速.限距离.限时间，防止内部元件磨损和损坏。,第二节 液力变矩器,一.作用1.自动分离与结合，传递并增大扭矩，2.缓冲发动机与传动系之间的冲击，3.起飞轮的作用，4.驱动AT液压系统的油泵。,二.液力偶合器 1.组成 由 泵轮 与 涡轮 组成。2.原理：泵轮

10、带动油液转的力矩MP，油液带动涡轮转的力矩MT，MP=MT,1.组成泵轮、涡轮、导轮2.原理泵轮带动油的力矩MP，油带动涡轮的力矩MT，导轮推动油的力矩MD MP+MD=MT,三.液力变矩器,三.液力变矩器,三.液力变矩器,3.类型 单级双相三元件综合式单级：一个涡轮输出动力，双相：偶合与变矩器两种状态，三元件：泵轮、涡轮、导轮。,4.工作原理,导轮的作用是：增加涡轮的输出力矩,5.工作状态：导轮不转时：变矩状态。导轮转动时：偶合状态。,导轮通过单向离合器与轴套相连,6.锁止离合器1）结构组成,2）作用 将泵轮与涡轮刚性连接，以提高传动效率。,3）工作条件,温度：ATF温度正常，达60度以上，

11、速度：约68-70km/h，档位：3档或4档，(有些车1、2、3、4档)制动：无行车制动。,1）基本概念：速比，变矩比，偶合状态，失速状态。2）特性曲线：,7.液力变速器的工作特性,8.ATF油的外循环,1）故障现象 动力不足，经济性差，无动力输出，异响。2）诊断方法,9.故障分析,汽车自动变速器第三节 齿轮变速器,第三节 齿轮变速器,齿轮变速器=齿轮传动机构+换档执行机构齿轮传动机构：获得各档动力传递 形式：固定轴式（如：本田雅阁）行星齿轮式（如丰田.奥迪 等绝大多数AT）换档执行机构：改变齿轮机构中各元件的状态，获得档位之间的变化。形式：离合器，制动器，单向离合器。,第三节 齿轮变速器,一

12、.单排行星齿轮机构1.组成：太阳轮（斜齿，圆柱形，外齿轮）齿 圈（斜齿，圆环形，内齿轮）行星齿轮架（带有若干个行星齿轮）,2.特点：三元件同轴，行星齿轮既有公转又有自转，采用斜齿常啮合，结构紧凑，改变各元件的运动状态，可获得多个传动比。3.传动比太阳轮的齿数为Z1，齿圈的齿数为Z2，将行星齿轮架视作一个齿轮，则其齿数ZC=Z1+Z2，称作行星齿轮架的当量齿数。,基本规则：行星齿轮机构的传动比与太阳轮齿数Z1.齿圈齿数Z2和行星齿轮架的当量齿数有关，而与行星齿轮的齿数无关。（1）齿圈固定，太阳轮带动行星齿轮架 ZCi1=-1(减速同向)Z1（2）齿圈固定，行星齿轮架带太阳轮 Z1 i2=-1（增

13、速同向）ZC,（3）太阳轮固定，齿圈带动行星齿轮架 ZC i3=-1(减速同向)Z2（4）太阳轮固定，行星齿轮架带动齿圈 Z2 i4=-1（增速同向）ZC,（5）行星齿轮架固定，太阳轮带动齿圈 Z2 i5=-1(减速反向)Z1（6）行星齿轮架固定，齿圈带动太阳轮 Z1 i6=-1（增速反向）Z2,（7）没有固定，二元件相连后带动另一个i7=1(直接传动)（8）没有固定，一个为主动，一个为从动 i8=0（没有输出）,第三节 齿轮变速器,行星齿轮机构的传动规则：行星齿轮架作从动件-1档或2档 二元件连接后带动另一个元件-3档 行星齿轮架作主动件-O/D档 行星齿轮架固定-倒档。,二.换档执行元件

14、1.离合器（1）作用：传递.连接。（2）类型：湿式多片式离合器。（3）结构：主动部分：离合器鼓.钢片等 从动部分：离合器毂.摩擦片等，压紧机构：油缸.活塞等，分离机构：回位弹簧等。,二.换档执行元件 1.离合器,二.换档执行元件（4）工作原理：(a)结合状态(b)分离状态,二.换档执行元件（5）自由间隙离合器的摩擦片与钢片之间间隙的积累一般为0.5-2.0mm根据不同的摩擦片数与钢片数，间隙大小对结合过程的影响：,二.换档执行元件（6）.回位弹簧形式周布弹簧，中央弹簧，膜片弹簧等,二.换档执行元件（7）.活塞防松球,二.换档执行元件 2.制动器 作用：将行星齿轮机构中的某元件固定，将其它执行元

15、件的某部分固定。类型：湿式多片式（与离合器相同）带式。带式结构：旋转元件：制动鼓，固定元件：制动带，促动装置：油缸.活塞。,二.换档执行元件 带式制动器工作原理,3.单向离合器：作用：单向连接或单向制动。特点：只要改变传递方向就可以改变单向离合器的工作状态，不需要液压控制装置的控制。但有方向性，不能装反。类型：滚柱斜槽式.楔块式.棘轮棘爪。,3.单向离合器：滚柱斜槽式,楔块式,棘轮棘爪,三.三排四档行星齿轮变速器 三个行星齿轮排加十个换档执行元件，可以得到四个前进档.一个倒档.一个空档。,换档执行元件工作规律D-1/2-1档 C0，F0，C1，F2（无发动机制动）L-1档 C0，F0，C1，B

16、3，F2（有）-D-2档 C0，F0，C1，B2，F1（无）2-2档 C0，F0，C1，B1，B2，F1（有）-D-3档 C0，F0，C1，C2，B2（有）-D-4档 B0，C1，C2，B2（有）-R-档 C0，F0，C2，B3（有）,换档执行元件名称,四.两排四档齿轮变速器 两个行星齿轮排加八个换档执行元件，可以得到四个前进档.一个倒档.一个空档。,四.两排四档齿轮变速器(AXODE),五.拉式行星齿轮变速器 长短行星齿轮式，可以得到四个前进档.一个倒档.一个空档。(KM177),五.拉式行星齿轮变速器(KM177),五.拉式行星齿轮变速器 长短行星齿轮式，可以得到四个前进档.一个倒档.一个

17、空档。(4HP18),五.拉式行星齿轮变速器 长短行星齿轮式，可以得到四个前进档.一个倒档.一个空档。(01F),五.拉式行星齿轮变速器 长短行星齿轮式，可以得到四个前进档.一个倒档.一个空档。(01F),五.拉式行星齿轮变速器 01F执行元件工作规律表,思考题,1.AT由几个部分组成？2.液力变矩器的作用是什么？3.换档执行元件有几种型式？4.纯液压式AT的换档控制原理是什么？5.电液控制式AT的换档控制原理是什么？6.AT出现故障时如何牵引？7.AT各档位的含义是什么？8.如何测量ATF油的平面，ATF油的多少对AT有何影响？,汽车自动变速器第四节 液压控制装置,第四节 液压控制装置,一.

18、作用：（1）泵油并调节油路压力，（2）向换档执行元件提供压力油以控制档位变化，（3）控制液力变矩器的锁止及其ATF油的冷却，（4）控制各摩擦表面的润滑。,第四节 液压控制装置,二.组成：油泵、阀板总成、散热器、控制管路、ATF油滤清器。三.换档控制原理将节气门开度信号、车速信号、换档控制手柄的位置信号等转变成液压信号，利用液压传动原理，由液控装置向执行元件输送压力油，使其工作，以得到不同的档位。四.结构：1.油泵：齿轮式 叶片式 转子式,第四节 液压控制装置,齿轮式油泵,第四节 液压控制装置,叶片式油泵,第四节 液压控制装置,转子式油泵,2.阀板总成：阀板由很多液压阀组成，高度集成在一起，形成

19、一个总成，对于纯液压控制式AT，根据阀所起作用的不同，可以将阀分为下列四类：油压调节类 换档控制类 换档品质优化类 变矩器控制类,（1）油压调节类 这些阀能产生各种油压。主要有主调阀、副调阀、减压阀、节气门阀、速控阀等。主调阀：将油泵产生的液压调节后形成主油路压力Pm，作为整个液压系统中各阀的基础液压，可通过主油路压力检测口测量Pm。Pm的大小与控制手柄的位置、节气门的开度和车速有关。发动机怠速，前进档位时：Pm=4-10kg/cm2，倒档位时：Pm=6-15 kg/cm2。,主调阀,（1）油压调节类 副调阀：将主油路压力Pm调节为控制液力变矩器的液压Pt，同时保证齿轮变速器内部各摩擦点的润滑

20、。Pt的大小随车速和节气门开度的变化而改变。当发动机怠速运转，车辆低速行驶时，为防止功率损失，Pt=0.2 kg/cm2，当高速、大负荷时，油压升高。,副调阀,（1）油压调节类 减压阀：对主油路卸压，防止油压过高，损坏液压装置和换档执行元件。节气门阀：产生与节气门开度相对应的油压，即节气门油压Pa，这是变速器控制换档的基本信号之一，由加速踏板通过拉线控制该阀的驱动凸轮，使阀移动工作。,节气门阀与减压阀,（1）油压调节类 速控阀（调速器）：产生与车辆行驶速度相对应的油压，即速控油压Pv，作为控制换档和控制液力变矩器锁止的基本信号之一。,速控阀,速控阀,（2）换档控制类 手动阀：产生与换档控制手柄

21、位置相对应的油路，将主油路液压通往其它阀或直接通往换档执行元件。,（2）换档控制类 换档阀：产生通往换档执行元件和其它换档阀的液压。一般有1-2档换档阀、2-3档换档阀和3-4档换档阀三个。每个换档阀的两端同时受Pa与Pv两个液压的作用，当向上的力大于向下的力时，由低档升为高档，如1-2档换档阀。,换档阀,（2）换档控制类 换低档柱塞：产生强制降档的油路，受节气门阀凸轮的控制。当节气门开度大于85%时，凸轮使换低档柱塞打开强制降档的油路，使换档阀向低档位移动。,（3）换档品质优化类 蓄压器（储能减振器）：减缓换档执行元件油压上升的速度，以减小换档冲击。,（3）换档品质优化类 单向阀：改变油压上

22、升和下降的速度，以改善换档品质。,（3）换档品质优化类 顺序阀：使双活塞换执行元件的小活塞先工作，大活塞后工作，以提高响应速度，同时减小换档冲击。,（4）变矩器控制类 锁止信号阀：由速控液压驱动，产生锁止信号，将信号传递给锁止中断阀。锁止中继阀：由锁止液压信号驱动，改变液力变矩器中ATF油的流动方向，使锁止离合器结合。,锁止信号阀与锁止中继阀：,（4）变矩器控制类 机油散热旁通阀：根据ATF油的温度调节通往散热器的流量。,3.散热器：使高温的ATF油散热，以维持油的正常工作温度。可以与水箱制成一个整体，也可以独立设置，装在水箱的附近。,一般由硬管、软管、壳体油路和空心轴等组成。硬管为金属管，用

23、以连接壳体上的油路。软管为橡胶管，用以连接硬管油路。空心轴是离合器油路的重要组成部分，其上有许多密封圈。,4.控制管路,五.油路图,思考题,1、液压系统有哪些阀组成？分别属于哪一类？2、主调阀的作用是什么？主油路的压力是多少？3、副调阀的作用是什么？4、蓄压器起什么作用，其好坏对变速器的性能有什么影响？5、影响换档时刻的阀有哪些？6、影响换档质量的阀有哪些？,汽车自动变速器第五章 电子控制装置,1 概 述,一.作用 通过传感器检测车辆运行参数的信号，由电脑计算和断送后，向执行器发出控制指令，实现对自动变速器的各项控制。二.组成 传感器，开关，ECU（PCM），执行器,1 概 述,1.传感器节气

24、门位置传感器（TPS）产生节气门开度的信号（影响换档时刻、主油路油压、畜压器油压和锁止时刻等）车速传感器（VSS）产生车速信号（影响换档时刻和锁止等）输入转速传感器产生涡轮转速信号（影响传动效率、锁止时刻、换档质量等）油温传感器 ATF油温度信号（影响换档时刻、油压和锁止时刻）,1 概 述,2.开关（O/D、模式、制动、P/N、巡航、强制低档）3.执行器（换档电磁阀、PWM阀、TCC阀，继电器、灯）4.电脑 控制核心（单独式、集中式）5.线束,1 概 述,三.工作原理把车速信号和节气门开度信号转变成电信号送进电脑，作为换档控制的基本信号，经过电脑的分析、计算、判断，向电磁阀发出指令，驱动电磁阀

25、工作，实现换档、油压、锁止、平顺、冷却强度等的控制。,三.工作原理,2 主要元件结构,一.车速传感器 1.电磁感应式,2 主要元件结构,一.车速传感器 2.霍尔式,2 主要元件结构,二.节气门位置传感器 检测发动机的运行工况,2 主要元件结构,三.油温传感器,2 主要元件结构,四.P/N开关,2 主要元件结构,五.电磁阀（开关与线性）,2 主要元件结构,五.电磁阀 占空比,3 控制内容,一.换档控制 S1与S2组合起来控制三个换档阀。,3 控制内容,一.换档控制 换档图：表示换档时刻汽车速度与发动机节气门开度之间关系的曲线，它是反映汽车换档规律的曲线图 一个换档规律，对应一个换档图。,3 控制

26、内容,换档图：,3 控制内容,二.油压控制 节气门油压控制电磁阀（PWM式）产生节气门油压，再通过主调阀，调节主油压。畜压器背压控制电磁阀（PWM式）调节各工况下的油压值（静态油压与开度有关，动态油压在换档时变化）。,3 控制内容,三.锁止离合器控制（一）闭锁控制锁止离合器控制电磁阀（TCC阀）产生锁止信号油压。（有开关型和PWM型两种）锁止条件：1、单参数控制：涡轮转速、车速、档位。2、双参数控制：速比、涡轮转速与节气门开度、车速与节气门开度。如：通用车型 T60度，V70km/h，档位在2、3、4；大众车型1、2、3、4档都锁止。,3 控制内容,（二）滑差控制,通过锁止离合器控制电磁阀实现

27、离合器的完全分离、部分滑差、一半闭锁、完全闭锁和周期闭锁等各种闭锁程度的控制。绝大多数工况均为滑差，闭锁仅在 60km/h 以上车速才可产生。滑差使燃油经济性提高5%，减少了振动与噪声。,3 控制内容,四.模式控制 1.模式开关选择换档模式（换档规律）。2.自动选择换档规律（根据TPS变化率与P/N位置）。五.发动机控制 通过推迟点火与减少喷油量来减小换档冲击。,3 控制内容,六.自诊断 利用自带的监控程序检查传感器信号与控制信号，如发现故障后以代码的形式贮存起来，同时点亮故障指示灯，采用一定的方法可以将故障信息读取出来。,4 控制电路图,思考题,1.电控系统的控制内容有哪些？2.电控系统的组成？3.电磁阀的类型？4.执行器的类型？5.电控系统的工作过程？,