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汽车自动变速器 ppt课件
作者:开心麻将    发布日期:2020-07-12 12:06


  汽车自动变速器 ppt课件_其它_高等教育_教育专区。汽车自动变速 器原理与维修 前言 自动变速器具有操作容易、驾驶舒适、能减 少驾驶者疲劳的优点,已成为现代轿车配置的一 种发展方向。 随着装备自动变速器的车辆增加,以及国 产车型中装备的自动变速器的

  汽车自动变速 器原理与维修 前言 自动变速器具有操作容易、驾驶舒适、能减 少驾驶者疲劳的优点,已成为现代轿车配置的一 种发展方向。 随着装备自动变速器的车辆增加,以及国 产车型中装备的自动变速器的牢辆进入维修阶段, 大量的自动变速器维修业务迫使汽车维修企业不 断提高自动变速器维修技术。由于自动变速器是 集机械、液压、电子技术于一体的产物,其结构 复杂,原理难懂,装配工艺要求较高。 本书介绍了自动变速器的结构及工作原理, 并对其现状及发展趋势进行了阐述;然后对于自 动变速器的结构原理及常见典型故障进行了分析。 模块一 自动变速器概述 1.1 认识自动变速器 1.1.1 自动变速器的优点 自动变速器与传统手动变速器相比具有以下 优点: ①自动变速器可消除职业和非职业驾驶 员操作技能上的差异。 ②电子控制技术的快速发展,促使自动 变速器燃油经济性明显改善。 ③减轻驾驶员操作时的劳动强度,提高 行驶安全性。 ④自动变速器可以降低发动机排放的污 染。 1.1.2 自动变速器的应用 自动变速器在国产轿车上的应用如图1-1所示 图1-1 自动变速器在国产轿车上的应用 三、自动变速器的发展的历程 1926年别克汽车第一次将液力偶合器和手动变速器装在一起。尽 管不是自动变速器,但偶合器的优点已经显出来。变速器在前进档 上,发动机也可以怠速运转。 1940年美国奥兹莫比尔汽车上装上了第一台现代意义的自动变 速器。这是一种槽置式的串联式行星齿轮机构的液压控制变速器, 20世纪50年代起美国三大汽车公司都已经开始批量生产自动变速器。 1968年法国雷诺第一次在自动变速器上使用了电器元件。 1982年丰田公司生产出第一台由微机控制的电控自动变速器, 它家就是装配在四缸佳美上的A—140E自动变速器。 1984年美国奥兹莫尔汽车上装上了THM440—T4美国的第一台 电子控制的自动变速器,到20世纪80年代末美国三大公司都分别推 出了两种以上的电子控制自动变速器。 1992年以前生产的电子控制自动变速器的执行器——电磁阀最 多的也只有两个,一个负责变矩器锁止,一个负责D位上四挡的升 降,在这一阶段电子控制还处于辅助阶段。 1992年至1994年是电子控制变速器飞速发展的阶段。电磁阀特 别是换挡电磁阀数量的增加,使得换挡电磁阀已经完全取消了节气 门油压和速度油压对D位升挡的控制。经济模式、运动模式、雪地 驾驶模式这些控制模式的出现使汽车的驾驶随心所欲。 四、自动变速器的发展趋势 自动变速器装置均出现了电子化的趋势: (1) 电子控制全域锁止离合器 (2) 适合于整车驱动系统的电子控制智能型自动变速器:智能型的电子控制 自动变速器的电子系统可以在汽车行驶过程中,对汽车的运行参数进行控 制,合理地选择换档点,而且在换档过程中对恶化的参数进行修正。如: 摩擦片的摩擦系数、油的粘度、车辆的负荷变化等。同时具有自动诊断系 统,可以将汽车运行中的故障记录下来,便于维护。 日本丰田凌志牌高级轿车应用了智能型发动机一变速器综合控制系统。该系统 利用计算机控制系统进行综合控制。在变速时,使发动机扭矩临时降低, 与此同时,控制离合器油压,使变速平稳。在离合器油压控制中,检测与 预计最优化值的偏差,并利用新开发的线性电磁阀进行修正反馈控制。 (3) 电子控制无级变速器(ECVT) (4) 自动预选式换档系统:近来采埃孚公司又开发了一种自动预选式换档系 统,它可以使驾驶员体会到驾驶车辆的快感,又不需要紧张费力的操作。 这种自动预选式换档装置,是全自动换档系统的基础,它的性能包括:电 子控制自动选档,换档时刻由驾驶员确定:驾驶员不需要手操作换档。主 动和被动保护装置;诊断屏幕实现系统监督。 (5)小型化:减轻重量、缩短动力传递路线,能使汽车节油,自动变速器的 小型化正起着这种作用。 典型自动变速器的结构如图1-2所示。 图1-2 典型自动变速器的结构 1.1.3 自动变速器的类型与分类 一、自动变速器的类型 1.液力传动AT:应用较多 2.液压传动AT:油泵产生有油压 → 液压马 达 → 驱动车轮 3.电力传动AT:发动机发电 → 电动机 → 驱动车轮 4.有级式机械传动AT(AMT): 自动离合器、齿轮式机械变速器、电子控 制系统、能够自动变速,且传动效率高、价格低, 应用不普遍,但潜在意义大。 5.无级式机械传动AT(CVT): 实现传动比的连续变化,节油、操纵简便、 行使舒适; Audi A6、Honda Fit上采用。 二、自动变速器的分类 1、按汽车驱动方式分:后驱自动变 速器、前驱动自动变速器(驱动轿),其 外形特点及车上布局如图1-3~1-7所示。 图1-3 前驱自动变 速器外形特点 图1-4 奥迪A3前轮驱动 图1-5 后驱自动变速 器外形特点 图1-7 沃尔沃S80四轮驱动的自动变速器布 置形式和安装位置 图1-6 宝马750i后轮 驱动的自动变速器 布置形式和安装位 置 2、按前进档位数分:3速、4速、5速、6速等(例如: 宝马7系或奥迪A8装配的ZF产的ZF6H26) 3、按传动机构的类型分:行星齿轮式,平行轴式。 4、变矩器类型分:有锁止离合器、无锁止离合器 (单 级三元件综合式液力变扭器 ) 5、按控制方式分:液控式,电控式(手自一体)。 6、按变速方式分:有级变速器、无级变速器。 1.1.4 自动变速器的控制原理 汽车自动变速器过去采用的是液压换挡控制方式,现在已经淘汰不用。 1998年以后采用的电控液压复合控制方式现在已成为换挡控制方式的主流。 所谓电控液动控制方式,指的是利用小能量、小流量的电磁阀,控制大流量、 大能量的液压滑阀,使各档的制动器B和离合器C转换,完成齿轮改组换挡 任务,即“液压继动”控制。电控液动自动变速器原理如图1-8所示。 图1-8 电控液动自动变 速器原理图 模块二 自动变速器的使用与保养 2.1自动变速器的型号 一种自动变速器可能被用在多个公司的不同款式的汽车上,而同 一种车型根据其使用的地区和用途不同,也可能装备不同型号的自 动变速器。如果对自动变速器的型号不了解,在维修中就会对故障 分析、资料查找、零配件的采购造成困难。目前有很多维修人员对 自动变速器的型号不够熟悉、不够重视,以至于在维修中出现了很 多问题。在进行任何维修工作前,都应先确认所维修的自动变速器 型号,以便于查询到正确的维修数据,保证正确的诊断和维修、拆 卸和安装工序,使用正确的零部件。一种型号的变速器,可能供多 种型号的汽车使用。不同车型上所用的自动变速器基本结构相同, 但可能在装配孔、离合器和制动器片数量等方面稍有差别,维修数 据和零部件可以参照使用。下面介绍一下自动变速器的型号含义, 然后对目前常见自动变速器的主要识别方法进行简要介绍。 识别变速器型号的常用方法有根据标牌确定或根据车型确定两种。 一、根据标牌确定变速器型号 确定变速器型号最常用的方法是根据变速器标牌来识别。标牌上通常标 有变速器代码、生产日期、制造厂商等信息。图2-1所示为上海别克 轿车使用的自动变速驱动桥标牌。 图2-1 4T65E变速驱动桥 金属标牌(儒略日期为天 文计算用的计时制度) 标牌位于变速驱动桥后部,其上面 标出了变速驱动桥代码、日期、年 型和制造厂商等信息。图2-2所示为 ZF4HP-18变速驱动桥标牌。 图2-2 ZF4HP-18变速驱动桥 标牌 二、根据车型确定变速器 利用相关资料中提供的车型与变速器型号对照表查找并准确判断变速器型号。 1.丰田A-140E 第一个字母A—自动变速器。 第一位数字:1、2、5表示前轮驱动,3、4表示后轮驱动。 第二位数字:3一三速前进档;4一四速前进档。 第三位数字:0一产品序列。 最后一个字母:E一电子控制变速器;H一四轮驱动。 2.通用4L80-E 第一个数字:4一四速前进档。 第一个字母:L一纵向安装(后轮驱动、四轮驱动);T一横向安装(前轮驱动)。 字母后的数字:80一产品系列。 最后一个字母:E一电子控制变速器。 二、根据车型确定变速器 3.宝马4HP24EH 第一组数字:4一四速前进档。 第一个字母:H一液压类型变速器。 第二个字母:P一齿轮类型,‘6P’’是行星类齿轮。 第二组数字:20或24一额定转矩(变速器)。 末字母:E一电控类变速器。 。 末字母:EH一电控一液压类型变速器 4.三菱和现代共用的自动变速器 日本三菱汽车公司自动变速器的主导产品是F4A33、W4A32和W4A33,这三个 型号的自动变速器在结构上是完全一样的,只是在驱动方式上不一样。F4A33是 前轮驱动,而W4A32和W4A33是四轮驱动。韩国现代公司使用KMl75、KMl76 和KMl77型自动变速器,实际上就是三菱汽车公司上述三种自动变速器变更了一 下型号,其结构是完全一样的。三菱汽车公司的这些自动变速器同样还适应于美 国克莱斯勒公司的某些车型上。 2.2自动变速器各档位标识及使 用 如图2-3所示,自动变速器操纵机构包括:1-操纵手 柄、2-档位(一般设有P、R、N、D、S、L各档位 )、3-超速档开关或保持开关、4-锁止按钮 图2-3 变速档位 ? 自动变速器操纵手柄的档位 : ? P档(停车档):变速器输入轴与输出轴分离,其输出轴被锁 止机构锁住,汽车不能移动;应特别注意,汽车在运动中不能挂入P 档,若误操作会损坏机件,故特设有锁止按钮,驾驶人员应在汽车停 稳后,按下锁止按钮4后方可挂入P档; ? R档(倒车档):变速器输入轴与输出轴旋向相反,是倒车专 用档;挂倒档也需在汽车停稳后,按下锁止按钮方可挂入;、 ? N档(空档):变速器输入、输出轴脱离联系,变速器齿轮可 自由转动,并且输入轴及输出轴均可自由转动,对汽车无锁止功能; ? D档(前进档):在通常情况下运行均使用D档,变速器可根 据汽车工况自动加、减档位;对4档车,3档为直接档,4档为超速档 ,在不需要高速行驶的路段,可通过超速档开关限制变速器自动升入 超速档; ? S档(前进低速2档):汽车在直接档及其以下各档行驶,并且 发动机在较高转速下工作,以充分发挥汽车的动力性;该档适于爬长 坡或在较为恶劣的路况行驶,在该档下,发动机对汽车有制动作用; ? L档(前进低速1档):汽车只在低于直接档的各档位行驶;该 档适于陡坡及极端恶劣的路段行驶,发动机可产生较大的牵引力及制 动力,对车辆有较强的控制能力; 2.3自动变速器的保养 ? 自动变速器的广泛应用,使汽车的 动力性、经济性、排放性都得到了不同程 度的提高,但自动变速器易出现故障且不 易检修。除少数(20—30%)的故障为自 然损坏外,而大部分(70—80%)的故障 是保养、维护不当造成的。 ? 自动变速器的日常维护和保养主要 有:变速器油的检查、更换、各元件的间 隙调整、手动连杆机构的检查与调整等。 2.3.1检查、更换变速器油 ? 变速器油是变速器工作的根本,变速器在工作过程中许多的故 障是由于油布符合标准造成的,其检测有油位和油质两个方面。 ? 一、油位的检查 ? 1、油位的高低对变速器的影响 ? 正常油位:当液力变矩器及各控制油缸充满油液后,油底壳内 的工作液液面高度应低于各旋转件的最低位,但要高于阀体的上部。 ? 1)若油位过低,空气渗入油液后正常的油位液压控制阀的油 压会降低,使各阀和执行元件工作不正常,同时各离合器、制动器打 滑,摩擦片加速磨损。工作液加速氧化,品质恶化同时由于各运动件 不能充分润滑会发热而造成元件卡滞。 ? 2)油位过高:各旋转元件都侵泡在油液中,使油液被搅动, 产生气泡,导致油压下降产生与油位低时的问题,因各阀体都泡在油 中,及各离合器,制动器的泄油口堵塞造成泄油不畅。液面过高会使 变速器内部压力过高,高速时加油管处向外窜油,严重时会引起火灾 。 2.3.1检查、更换变速器油 ? 2、影响油液液面高度的因素: ? 1)工作液温度:油温高时,工作液膨胀液面升高。油温低时 ,工作液收缩液面降低,则变速器液面高度的检查要在正常油温下进 行。 ? 2)变速器的工作状况:变速器工作时,各执行元件,油道、 油腔中充满油液,油位下降。发动机熄火,变速器停止工作,部分油 液回流油底壳内液面升高,则液面高度的检查应在工作的时候进行。 ? 3、液面高度的检查方法: ? 1)预热自动变速器至正常工作温度(70—80?C)。 ? 2)将换档杆在所有位置上都停留片刻汽车运行一会,让变矩 器各执行元件及油道中都充满工作液。 ? 3)将汽车停在水平路面上,保持怠速运转。 ? 4)换档杆位于P位,从加油管内拔出油尺检查液面高度。油尺 为双刻度线的,液面应在两刻线之间;油尺为三刻度线或四刻度线的 ,热车时液面应在“HOT”范围内;冷车时液面应在“COOL”范围内 。 2.3.1检查、更换变速器油 图2-5 自动变速器油尺 a)双刻度线检查、更换变速器油 ? (2)利用溢油管检查液面高度: ? 大众、奥迪01N、01M、01P、01V、001型变速器检查液面时要求油 温在35—45℃之间;丰田后驱变速器要求在90—105℃时检查。 ? 检查时要将检查孔堵塞拧下,从密封堵塞加油,使油液液面高过溢流 管即可,如图2-6所示。 图2-6 自动变速器油底壳上的溢流管 1-检测孔螺塞 2-溢流管3-密封螺塞 4-密封盖 二、变速器油质的检查 ? 判断油液品质可从颜色、气味和是否含有杂质等方面入手。 ? 现在工作液正常的颜色是鲜红色、清澈透明﹙大众车系的工作 液呈淡黄色﹚。如果颜色不正常,则为工作液变质,故障原因如下: ? ﹙1﹚呈暗红色或褐色为变速器过热或未按期换油。 ? ﹙2﹚颜色清淡,有许多气泡为油面过高或内部密封不严,进 油道渗入空气。 ? ﹙3﹚颜色呈粉红色或白色为油中有水,表明发动机的冷却器 出现泄漏。 ? ﹙4﹚油中有黑色杂质,烧焦味为执行元件打滑或自动变速器 过热,B、C摩擦片烧蚀脱落。 ? ﹙5﹚油中有红色粉末为弹簧、轴承等磨损﹙氧化铁﹚。 ? ﹙6﹚油中有银白色粉末为制动毂、活塞磨损。 ? (7) 油中有清漆味为油液氧化或变质。 三、更换变速器油 ? 1、工作液的更换周期 ? 工作液的有效使用寿命与工作温度及最高 车速有关,车速越低换油间隔里程越长。主要有 36000㏎﹙车速300㎞∕h以上﹚、48000㏎﹙车速 160㎞∕h以上﹚、96000㏎﹙车速160㎞∕h以下﹚三 种。新车20000㏎或六个月更换一次。 ? 不同类型的自动变速器对换油间隔里程有 不同要求。我国规定使用国产油的自动变速器的 换油间隔里程为8000—10000km。使用进口油的 自动变速器间隔里程要长得多,通常为16000km 。 三、更换变速器油 ? 工作液更换分:人工更换和仪器更换两种。在常规保养时可以采 用人工更换,方法如下: ? 1) 预热自动变速器使工作液达到正常温度﹙70℃~80℃﹚。 ? 2)发动机熄火,拧下变速器油底壳的放油螺栓,将变速器油 放干净。若没有放油螺塞,先卸下绝大部分油底壳固定螺栓,留下相 邻两个角上的螺栓,只将它们旋出两圈。以上述螺栓为饺点,略微使 油底壳倾斜,让油液从中流出。逐渐放松这两个螺栓,加大油底壳倾 斜角度,排除更多油液。当油底壳倾斜角度超过40?时,先卸下这两 个固定螺栓,再卸下油底壳。 ? 3)拆下油底壳和进油滤网进行清洗,同时对油底壳上面的杂 质进行分析。油底壳与变速器的接合部位已经翘曲,将其修理平整。 ? 4)更换新的油底壳密封圈,将清洗后的滤网和油底壳安装到 变速器上,有的变速器在油底壳内放有磁铁,安装时一定不能丢失, 清洗后应放回原处。装好放油螺栓并拧紧。注意螺栓不能拧的太紧。 ? 5)启动发动机怠速运转,从加油口加入定量的标准型号的工 作液,一般为4L。 ? 6)使汽车运行,变速器在各档位都行驶一段时间预热变速器 工作液,检查并调整液面高度,使其达到标准。 ? 7)若油液过脏应先进行清洗后再加油并调整。 2.3.2检查、调整机械式节气门连杆 机构 图2-7 节气门连杆机构 1-节气门 2-加速踏板 3-节气门阀 4-凸轮摆杆 5- 节气门连杆 2.3.2检查、调整机械式节气门连 杆机构 ? 变速器节气门阀有两种:机械式和真空式,其连杆 机构的检查内容和调整方法各不相同。 ? 机械式节气门阀,主要调整节气门拉线(索)的长 度,拉线太松会导致节气门油压低,换挡提前,换挡迟滞 时间过长,造成发动机功率的消耗。拉线太紧会导致节气 门油压高,换挡延迟,产生换挡冲击。所以,节气门拉线 长度必须调整到合适值。 ? 真空式节气门阀,需要检查真空调节器。如果真空 调节器出现漏气,作用在调节器膜片上的真空度与发动机 进气管的实际真空度不相符存在误差,造成换挡不正时, 影响换挡品质。 ? 电控自动变速器利用节气门位置传感器代替节气门 阀。它不仅可以提供更精确的节气门开度信号,而且不易 发生故障。一旦出现问题,要对电路和传感器进行检查。 一、检查和调整机械式节气门连杆 机构 ? 检查节气门连杆机构时,应关闭发动机,步骤如下 : ? 1)检查节气门是否处于关闭状态。连杆机构之间 应当没有传动间隙。 ? 2)将节气门转至全开位置,观察连杆机构是否协 调。 ? 3)在节气门全开的情况下,检查是否能拉动连杆 机构。正常情况下,应能拉动一小段距离。 ? 节气门连杆机构发动机熄火时正常工作。启动发动 机,连杆机构的工作很不稳定。这种情况,需要在发动机 正常运转时检查。此时应停车制动,将换挡杆推至空挡, 观察连杆机构的动作是否正常。 ? 若上述检查,发现节气门连杆机构过松或过紧,要 按照规定的调整方法进行调整。 一、检查和调整机械式节气门连 杆机构 ? 1)利用调整螺母调整 ? 节气门连杆机构可通过调整螺母对拉线-节气门拉索套 4-拉 索限位块 图2-9 通过调整螺母对拉线长度进行调节 一、检查和调整机械式节气门连 杆机构 ? 2)通过簧锁进行调整 带有簧锁的 节气门连杆机构进行调整的过程如图2-10 所示。 1-簧锁 2-节气门 3-摆片4-簧锁 图2-10 通过簧锁进行调整 一、检查和调整机械式节气门连 杆机构 ? 3)节气门连杆机构的自调(如图2-11 所示) ? 节气门连杆机构利用调整装置进行 调整的过程。 1-锁止舌片 2-发动机节气门 3-摆片 4-连 杆 5-可调杆 6-挡块 图2-11 节气门连杆机构的自调 二、检查和调整真空调节器 ? 真空调节器的故障有真空管漏气、膜片漏气和弹簧预紧力不当等。 ? 1、检查真空管路 ? 真空管路的真空度是否准确,直接影响换挡阀系统的工作。因此 ,要检查线)用三角接头连接真空压力计和线-线-线-真空调 节器 二、检查和调整线)启动发动机怠速运转,将换档手柄拨至P位。 ? 3)踩下加速踏板,然后放松。真空压力计在节气门完 全关闭时,线kpa。若能达到, 说明真空管路没问题;反之,为管路漏气。当被测车辆位 于海拔1524m以上时,线、检查真空调节器膜片 ? 膜片的检查有两个方法。 ? 第一种方法:将真空软管从真空调节器上卸下来, 看管壁上是否沾有变速器油液,可用白色棉布擦拭软管内 壁,作出明确判断。 ? 第二种方法:用真空泵连接到线),将软管线s之内真空泵指 示表的指针应能保持不动,说明膜片没有漏气。如果发现 膜片漏气,必须更换新的调节器。 二、检查和调整线真空泵连接到真空软管 二、检查和调整线、调节弹簧预紧力 ? 真空调节器弹簧预紧力的大小决定换挡时 间和换挡品质。弹簧预紧力可以通过调整螺钉或 调整销进行调整。 ? 如果判断出是真空调节器有故障,应将真 空调节器从变速器上拆下来进行台架试验。真空 调节器必须使用专用扳手拆卸,拆卸时不要丢失 零件,拆卸过程中,变速器油会溢出变速器,要 准备好接油盘。 ? 发动机控制系统中设EGR阀的自动变速器,在 检查节气门连杆机构时还要检查EGR阀的工作情 况。 三、检查、调整手控连杆机构 ? 选档手柄位于不同位置时,手动阀通过控制液压系统的工作油路,使自 动变速器处于不同的工作档位。如图2-14所示,选档操纵手柄与控制阀 体总成之间的机械装置是手控连杆机构,使手动阀的位置与操纵手柄的 位置保持一致(即同步)。 1-换挡操纵手柄 2-手柄限位装置 3-摇臂 4、6-固定夹 5-连杆机构 图2-14 手控连杆机构 三、检查、调整手控连杆机构 ? 1、检查和调整的部位是手控连杆机构位于变速器 壳体外的部分,调整步骤是: ? 1)用千斤顶或起重机将车辆顶起。选档手柄推至P位 ,转动驱动轴,若驱动轴无法转动,说明手控连杆机构工 作可靠。若驱动轴可以被转动,表明手控连杆机构需要进 行调整。 ? 2)找到手控连杆机构调整部位,将其放松。可调 部位有连杆上的切槽,托架和可调螺纹杆总成。 ? 3)调整手控连杆机构,然后将调整部位拧紧。重 复步骤1,检查驱动轴是否已锁止可靠。同时还应检查空 挡启动开关,步骤如下: ? 采取可靠的行车制动。将选档手柄推至各个位置, 启动发动机。若发动机只在N位或P位才能启动,说明空 挡启动开关工作正常。否则需进行下一步检查。 三、检查、调整手控连杆机构 ? 2、检查空挡启动开关 ? 1)检查安装于变速器内的空挡启动开关,此开关由手动阀活塞 杆控制,反应了N位时活塞的相应位置。若此开关工作不正常说明手控 连杆机构需要调整。 ? 2)检查位于变速器壳体外的空挡启动开关,手控连杆机构或选 档操纵手柄上的空挡启动开关需要单独调整。 1-手控连杆 2-锁紧螺母 3-空当启动开关 图2-15 位于手控连杆机构的空挡启动开关 三、检查、调整手控连杆机构 ? 3、换挡杆位置的检查和调整 ? 将换挡杆从“P”位置依次一个一个地拨到其他各位 置,检查换挡杆拨动是否平顺,能否到达正确的位置和定 位的感觉,检查仪表指示灯能否正确指示各挡位置。如若 否,应进行调整。调整方法如下: ? 1)松开换挡杆与连接杆的螺母。 ? 2)将控制轴杆向后推足,使其处于“P”挡位。 ? 3)将控制轴杆退回两个槽口至“N”挡位。 ? 4)置换挡杆于空挡“N”位。 ? 5)在将换挡拨板轻轻地朝倒挡“R”位推动的同时 ,将连接杆螺钉固定。 ? 6)启动发动机,确认换挡杆自“N”挡换到“D”挡 位时,车辆向前移动,而换到“R”挡位时,车辆后退。 四、制动器的调整 ? 自动变速器液压执行元件的制动器主要为 外束型鼓式。与车轮制动器一样,不制动时,制 动带与制动鼓之间存在一定的间隙(制动间隙) 。制动间隙过大会造成制动器打滑,而间隙过小 又会使制动鼓转动发卡,引起摩擦副严重磨损。 为了确保制动器接合柔和,制动间隙必须保持在 规定范围内。 ? 制动间隙的调整有内部调整和外部调整两 种方式,先将制动带支座上的调整螺钉旋入,完 全消除制动间隙,再将其旋出若干圈,使制动间 隙调整到规定范围 ? 内部调整:(如图2-16) 四、制动器的调整 1-定力矩扭力扳手 2-量块 3-调整螺钉 4-制 动器伺服装置 图2-16制动间隙的内部调整 四、制动器的调整 ? 1)拆下油底壳。制动间隙内部调整通常在更换变速 器油时进行。 ? 2)用定力矩扳手将调整螺钉拧到底(通常为3圈) ,再反向旋出若干圈(通常为2.5圈)即可。 ? 2、外部调整 ? 1)拆下制动器伺服装置外盖,露出锁紧螺母。 ? 2)用套筒扳手把锁紧螺母松开,同时夹紧油缸活 塞,使其不能转动。 ? 3)用定力矩扳手拧紧调整螺钉(10N.m),再旋 出。该步骤应反复进行两次,使制动带与制动鼓充分贴合 。 ? 4)将调整螺钉拧到底(5N.m),然后旋出3.5圈。 将锁紧螺母拧紧(15—20N.m)。锁紧螺母内有橡胶密封 圈,应更新。 ? 5)安装制动伺服装置。 五、检查发动机怠速 ? 发动机的怠速转速各不相同。怠速 过高,会造成换挡冲击,汽车前进档运行 时,车辆出现“蠕动”现象;怠速过低, 选档手柄从N位换到其它位置时,车身将产 生振动,造成发动机熄火。因此必须检查 发动机怠速是否正常。一般轿车的怠速正 常范围为650—750r/min,若怠速不正常, 应调整。 ? 模块三 自动变速器之液力变矩 器 ? 3.1液力耦合器 ? 一、液力偶合器的结构 、组成:包括主动的泵轮、从 动的涡轮和工作介质ATF油。液 力耦合器结构如图3-1所示。 图3-1 液力耦合器 的结构和组成 ? 二、液力耦合器的工 作原理 ? 液力耦合器的工作原 理一般我们可以用两 台风扇来形象的说明 其工作原理,如图3-2 所示。 图3-2 液力耦合器传力 过程形象说明 ? 两个风扇对着放置,一台通电转动,一台不通电,这时候通电风扇 转动产生气流将会带动不通电的风扇,如果给其添加一个管道,就和 液力耦合器的道理一样了。尽管这种耦合的效率不高,但事实证明, 两个相互间没有刚性连接的叶轮,同样可以进行能量的传递。液力耦 合器中的泵轮相当于通电的风扇,涡轮相当于不通电的风扇,液力耦 合器的工作介质是ATF油,在这里相当于风扇之间的空气。 ? 当发动机运转时,曲轴带动液力耦合器的壳体一起转动,泵轮叶片 内的液压油在泵轮的带动之下也一起旋转,在离心力的作用下,液压 油会沿着叶片的内缘流向外缘,从外缘甩出以后砸向涡轮的叶片,进 而带动涡轮旋转。冲向涡轮的ATF油沿着涡轮的叶片向内缘流动, ATF便又回到了耦合器的旋转轴心位置,接着再次被甩向外缘,如此 循环流动。 ? 液力耦合器工作过程中,其中的液体存在两种运动:一是液体随液 力耦合器旋转轴线的圆周运动,称为“环流”。二是液体由泵轮摔向 涡轮的旋转运动,称为“涡流”。两种旋转运动的合成如图3-3所示 。 图3-3 两种旋转运动的组合 ? 3.2液力变矩器 一、液力变矩器的作用 1)成倍增长发动机产生的转矩。 2)起到自动离合器的作用,传送或断 开发动机 至变速器的转矩。 3)缓冲发动机及传动系的扭转振动。 4)起到飞轮的作用,使发动机转动平 稳。 5)驱动液压控制系统的液压泵。 二、液力变矩器的结构 液力变矩器安装 在变速器齿轮的输入 端,通过驱动器盘固 定在发动机的后端。 其连接关系如图3-4所 示。 图3-4 液力变矩器的连接 关系 ? 其内部结构主要包括 :泵轮、涡轮和导轮 三个基本元件以及单 向离合器、锁止离合 器和壳体组成。如图 3-5所示。 图3-5 液力变矩器的结构 ? 三、泵轮、涡轮与导轮的结构特点 ? 发动机曲轴带动泵轮旋转时,泵轮带动自 动变速器油一起旋转,在离心力的作用下,自动 变速器油从叶片的内缘向外缘流动。冲击涡轮的 叶片,自动变速油沿着涡轮叶片由外向内流动, 冲击到导轮叶片,然后沿着导轮叶片流动,回到 泵轮进入下一个循环。由于导轮和单向离合器的 作用,液力变矩器的泵轮和涡轮转速差较大时可 以起到增扭作用,转速差较小时可以起到耦合的 作用,这一点是与耦合器最大的不同。其导轮可 以产生反力,道理如图3-6形象说明。 图3-6 导轮改变油流方向产增 扭的反力的过程 ? 泵轮与变扭器 壳体连成一体,其内 部径向装有许多扭曲 的叶片,叶片内缘则 装有让变速器油液平 滑流过的导环.变扭 器壳体与曲轴后端的 驱动盘相连接.为变 扭器的主动元件。如 图3-7所示。 图3-7所示 泵轮的结 构 ? 同泵轮一样, 涡轮内部也装有许多 叶片.但涡轮叶片的 扭曲方向与泵轮叶片 的扭曲方向相反.涡 轮叶片与泵轮叶片相 对安置,中间有3-4 mm的间隙.涡轮通 过其中心花键与变速 器输入轴相连.为变 扭器的从动元件。如 图3-8所示。 图3-8所示 涡轮的结构 ? 导轮位于泵轮和涡轮 之间,通过单向离合 器安装在与油泵连接 在一起的导轮轴上, 油泵则安装在变速器 壳体上.导轮也是由 许多扭曲叶片组成。 如图3-9所示。 图3-9 导轮的结构 ? 单向离合器用于当方向锁住导轮,另导轮 顺转逆不转(本田雅阁相反),其结构和 原理如图3-10所示。 单向离合器外圈转动 楔形块锁止 图3-10 单向离合器的结构 液力变矩器的性能 ? 1.失速点 ? 是指涡轮停转(转速比为零)时的泵轮状 态。液力变矩器的最大转矩比就在失速点,转矩 比通常在1.7~2.5之间。尽管采用带液力变矩器 的自动变速器有优点,但是液力变矩器的效率不 是很高,特别是在失速转速时,由于工作液发热 输入液力变矩器的全部发动机转矩完全损失,而 没有转矩输入到变速器。从失速转速到转入偶合 器工作,液力变矩器的效率提高到接近90%。 ? 液力变矩器的性能 ? 2.耦合点 ? 耦合点是指当转速比达到某一规定值时 ,涡流变得最小,而转矩比几乎为1:1。换 言之,液力变矩器在耦合点工作时,开始 起液力耦合器的作用,以防止转矩比降至1 以下。 五、锁止离合器 ? 1.作用:为防止液力变矩器在耦合区出现能 量损失现象、降低油耗,当车速在大约 60km/h或以上时,锁止离合器通过机械机 构将发动机与变速器输入轴直接联结。这 样,发动机产生的动力几乎100%地传送至 变速器。 ? 2.结构:锁止离合器装在涡轮毂上涡轮的 前端,减振弹簧在离合器接合时吸收扭力 ,防止产生振动。如图3-11所示。 五、锁止离合器 图3-11 锁止离合器的结构 五、锁止离合器 ? 3.工作过程:锁止离合器起动后随同泵轮 及涡轮一起转动,锁止离合器的接合及分 离由液力变矩器的液压油流向决定。 ? 1)离合器分离:当车辆低速行驶时,液 力变矩器液体流至锁止离合器的前端。此 时锁止离合器前端及后端的压力相等,使 锁止离合器脱开。如图3-12所示。 五、锁止离合器 图3-12锁止离合器分离时的状态及动力路线 五、锁止离合器 ? 2)离合器接合:当车辆以中速至高速(通 常50km/h以上)行驶时,加压液体流至锁 止离合器的后端。此时锁止活塞挤压液力 变矩器壳体,从而使锁止离合器与前盖接 合并一起转动。如图3-13所示。 五、锁止离合器 图3-13锁止离合器结合时的状态及动力路线 液力变矩器的检查 ? 3.3 液力变矩器的检查 ? 液力变矩器损坏的常见原因有3个:一是检查油面 不及时,液力变矩器因ATF泄漏、蒸发而长时间 缺油运转,以致因“热负荷”加大,油质变坏而 损坏;二是更换ATF不及时,液力变矩器因油质 变坏(磨料微粒污染和ATF高温氧化、结胶)而 损坏;三是液力变矩器因使用了非规定牌号的 ATF或劣质ATF而损坏。 ? 应该说明:多数ATF的更换周期为4万km ~5万km,换油时有1/4~1/3的ATF残存于液 力变矩器中(个别车例外),残存ATF中的杂质 和磨料微粒往往是液力变矩器损坏的主要原因。 液力变矩器的检查 ? 一、单向离合器的检修 ? 现象:车辆加速起步无力,不踩加 速踏板车辆不走,但车辆行驶起来之后换 挡正常,发动机功率正常,失速转速比正 常值低400~800rpm。 ? 检查:用专用工具插入油泵驱动毂 和单向离合器外座圈的槽口中。然后用手 指压住单向离合器的内座圈并转动它。检 查是否顺时针转动平稳而逆时针方向锁止 。如图3-14所示。 液力变矩器的检查 图3-14 单向离合器的检查 液力变矩器的检查 ? 二、失速实验 ? a. 发动机起动运转到正常工作温度; ? b. 拉起驻车制动手柄,左脚踩下制动踏 板; ? c. 将换挡杆置于D或R位; ? d. 右脚将加速踏板迅速踩到底,在5s内 读出发动机转速,此转速为失速转速。一 般为2100~2300rpm。 ? 思考:为什么单向离合器损坏会导致失速 转速低? 液力变矩器的检查 ? 三、 锁止离合器 ? 不锁止: ? a. 现象:油耗增加,高速不快 。 ? b. 原因: ? 控制系统: ? 电路:信号、ECU、电磁阀 ? 阀体:柱塞卡住、阀体装配 ? TCC(更换) ? 常锁止: ? a. 现象:发动机怠速正常,但选档杆置于动力档后 发动机熄火。 ? b. 检修:拆检 液力变矩器的检查 ? 四、液力变矩器后端 轴套圆周跳动检测和 发动机驱动盘断面跳 动检测,如图3-15所 示。检测结果应符合 相关技术要求。 图3-15变矩器后端轴套 圆周跳动检测和发动机 驱动盘断面跳动检测 五、其它检修项目 ? 外观检查:检查液力变矩器的外部目视检 查液力变矩器的外部有无损坏和裂纹,油 泵驱动毂外径有无磨损、缺口有无损伤。 如有异常应更换液力变矩器。 ? 液力变矩器的清洗:当自动变速器曾有 过热现象或ATF被污染后,应该清洗液力变 矩器。清洗液力变矩器可以采用专用的冲 洗机进行,如图3-18所示。也可以手工清 洗,方法是加入干净的ATF,用力摇晃、振 荡液力变矩器,然后排净油液,反复进行 这样的操作,直到排出的油液干净为止。 五、其它检修项目 图3-16 液力变矩器的清洗 六、液力变矩器的装配 ? 装配:更换液力变矩器时,一定要保证变矩器与变速器 装配到位。 ? 方法是: ? 当液力变矩器与变速器一起从车上拆下时,在移去变矩 器之前,要检查变矩器在变速器前壳内的安装深度。 ? 如果测得的深度小于标准值,说明变矩器未安装到位,其 后端的轴套上的缺口未插入油泵驱动齿轮中间的凸块内。 对此,应取出变矩器,让变矩器后端轴套上的缺口与油泵 驱动齿轮中间的凸块对准后装入,否则,在装上汽车时会 压坏自动变速器的油泵齿轮。(要求操作零失误)如图317所示。 六、液力变矩器的装配 图3-17 变矩器拆卸前安装深度的 测量 注意:再拆卸自动变速器时,如果有可能,尽量保证变矩器与 油泵的啮合关系,以免给安装造成困难。 模块四 自动变速器之齿轮传动机构 ? 液力变矩器虽然能在一定的范围内自动、无级的改变传动 比,但是液力变矩器存在变矩能力与效率之间的矛盾,其 转矩比在1:3的范围内,难以满足汽车使用要求,所以今 天汽车上广泛采用的是液力变矩器与齿轮式变速器组成的 液力机械变速器。液力变矩器使汽车起步平稳,减缓冲击 ;齿轮变速器即可以实现变速,又可使转矩再增大3~4倍 。 ? 齿轮变速器由齿轮传动机构和换挡执行机构两部分 组成。齿轮传动机构的作用是改变传动比和传动方向,即 构成不同的档位;换挡执行机构的作用是实现档位的变换 。 ? 与液力变矩器配合使用的齿轮变速器有定轴齿轮式 和行星齿轮式。定轴齿轮式变速器体积较大,变速比小, 只有本田等少数车型采用。 4.1 简单的行星齿轮机构的特点 ? 4.1.1行星齿轮机构机构传动的基本原理 ? 自动变速器的变速机构建立在齿轮传动原理基础上,它包括齿轮和 轴以及为变速器提供各种传动比的变速执行元件多片离合器。制动箍 带和伺服油缸、单向离合器等部件。行星齿轮机构在绝大多数的自动 变速器中被广泛使用,但日本本田公司的变速机构采用平行轴斜齿轮 布置。 ? 变速机构可以提供不同的传动比,在整个驱动范围内,为汽车 的动力性和经济性的提高创造了条件。齿轮传动的变速器的传动比都 是有级的,传动比可以由驾驶员手动选择或由液压控制系统通过变速 执行元件的作用和释放自动选择。 ? 简单(单排)的行星齿轮机构是变速机构的基础,通常自动变 速器的变速机构都由两排或三排以上行星齿轮机构组成。简单行星齿 轮机构包括一个太阳轮、若干个行星齿轮和一个齿轮圈,其中行星齿 轮由行星架的固定轴支承,允许行星轮在支承轴上转动。行星齿轮和 相邻的太阳轮、齿圈总是处于常啮合状态,通常都采用斜齿轮以提高 工作的平稳性(如图4-2所示)。 4.1 简单的行星齿轮机构的特点 图4-2 行星齿轮机构 4.1 简单的行星齿轮机构的特点 ? 简单的行星齿轮机构中,位于行星齿轮机构中心的是太阳 轮,太阳轮和行星轮常啮合,两个外齿轮啮合旋转方向相 反。正如太阳位于太阳系的中心一样,太阳轮也因其位置 而得名。行星轮除了可以绕行星架支承轴旋转外,在有些 工况下,还会在行星架的带动下,围绕太阳轮的中心轴线 旋转,这就像地球的自转和绕着太阳的公转一样,当出现 这种情况时,就称为行星齿轮机构作用的传动方式。在整 个行星齿轮机构中,如行星轮的自转存在,而行星架则固 定不动,这种方式类似平行轴式的传动称为定轴传动。齿 圈是内齿轮,它和行星轮常啮合,是内齿和外齿轮啮合, 两者间旋转方向相。行星齿轮的个数取决于变速器的设计 负荷,通常有三个或四个,个数愈多承担负荷愈大。 ? 简单的行星齿轮机构通常称为三构件机构,三个构 件分别指太阳轮、行星架和齿圈。这三构件如果要确定相 互间的运动关系,一般情况下首先需要固定其中的一个构 件,然后确定谁是主动件,并确定主动件的转速和旋转方 向,结果被动件的转速、旋转方向就确定了。 4.1 简单的行星齿轮机构的特点 ? 4.1.2行星齿轮机构变速执行元件 ? 使传动比和旋转方向产生变化的元件称为 变速执行元件,它们分别是多片离合器、制动箍 带和伺服油缸、单向离合器。 ? 1、制动箍带和伺服油缸 ? 行星齿轮机构中的三大构件,都允许自由旋转, 但为了要实现某一档位的变换,需要把其中的一 件加以固定,承担该任务的就是制动箍带和伺服 油缸,两者是配套使用的,有时又称两者为制动 器。图4-3所示反映了该装置的工作原理。 4.1 简单的行星齿轮机构的特点 1-轮毂旋转 2-制动带 3-轮毂 4-伺服油缸 图4-3 制动带和伺服油缸 4.1 简单的行星齿轮机构的特点 ? 制动带是一种围绕在制动鼓外面可收拢的制动组件。每个 制动鼓与行星齿轮机构的某一元件连成整体,锁止制动鼓 就是固定行星齿轮机构的一个构件。制动带是衬有半金属 或有机摩擦材料的简单挠性金属带。当伺服油缸给制动带 作用力时,制动带箍紧制动鼓,行星齿轮机构某一构件的 旋转也随之被固定。伺服油缸是制动带的施力装置,当液 压作用在伺服活塞上时使活塞压缩回位弹簧而移动,并通 过机械的联动装置作用在制动带上。为了释放制动带,作 用在伺服活塞上的液压油通过控制阀改变液体的流动方向 ,和回油相通,伺服活塞在回位弹簧力的作用下回到初始 位置,制动带释放。 ? 制动带的收拢作用力方向,可以设计成和制动鼓同 一旋转方向,也可以设置成相反。假若作用力方向和制动 鼓旋转同一方向,则制动鼓的旋转使制动带锁正力增大, 好比车轮制动器中的“领蹄”,而使伺服油缸作用油压减 小。假若作用力和旋转方向相反,就好比是“从蹄”,锁 止力减弱,则伺服油缸的作用力需要增大。 4.1 简单的行星齿轮机构的特点 ? 现代轿车自动变速器采用单层式和 双层式两种类型的制动带,见图4-4。表面 展开是一完整带状形金属板材的制动带, 称为单层制动带,目前大多采用这种结构 。表面被分割成几个环圈,并且用搭切口 使各环圈联动的制动带称为双层制动带, 由于双层制动带更易变形,更易贴近制动 鼓形状,使制动鼓锁止过程平稳柔和,因 此在同样作用力下,可提供更大的锁紧力 矩。通用公司的4T60E和4T65E自动变速器 就采用双层制动带。 4.1 简单的行星齿轮机构的特点 图4-4 两种类型的制动带 4.1 简单的行星齿轮机构的特点 ? 伺服油缸是产生制动带作用力的装置,油缸作用面积愈大,作 用油压愈高,所产生作用力愈大。图4-5所示的伺服油缸,虽然活塞 仅有一个,但活塞两侧都可作用油压,而且活塞左侧的作用面积小于 右侧,这是一种差动油缸,又称为双向作用伺服油缸。当左边作用口 进入油压时,此时右边释放口和回油通道相连,左侧油压推动活塞和 推杆右移,结果使制动带收紧。当右边释放口进入油压,而左边作用 口的油压仍保持,由于活塞两侧存在面积差,结果活塞又重新左移, 恢复初始位置,使制动带释放。这种伺服油缸的应用在以后的章节中 会介绍。图4-6所示是一种称为复合式活塞的伺服油缸,通常有两个 活塞,其活塞的作用面积有三个,都存在面积差值,而且有两个作用 口,一个释放口。首先压力油进入活塞面积最小的作用口,使活塞推 杆推出,制动带收紧。当压力油进入释放口时,第一作用口压力仍保 持,由于释放口中的活塞作用面积大于第一作用口的活塞面积,推杆 收回,制动带释放。当压力油进入第二作用口时,第一作用口和释放 口中的压力仍保持,由于第二作用口中活塞的作用面积,叠加上已作 用的第一作用口活塞面积,远大于释放口的活塞作用面积,因此推杆 再次伸出并使制动带收紧。这种复合式活塞的伺服油缸在日本马自达 公司的自动变速器上采用。 4.1 简单的行星齿轮机构的特点 图4-5 双向作用的伺服油缸 4.1 简单的行星齿轮机构的特点 图4-6 复合式伺服油缸 1-活塞杆 2-作用口 3-主活塞 4-小活塞 4.1 简单的行星齿轮机构的特点 ? 2、 多片离合器 ? 多片离合器的功能之一是进行动力切换,变速器的 输入动力来自变矩器涡轮轴,为了实现档位状态的变化, 必须要把输入动力接通到行星齿轮机构的某一主动件上, 比如把动力接通到太阳轮,但在另一档位又必须把同一输 入动力接通至行星架。架通输入动力和机构中某一构件的 桥梁就是多片离合器,通过多片离合器,既可以把传动路 线导通,也可将其断开。 ? 多片离合器的功能之二是固定行星齿轮机构的某一 构件。在这种情况又把它称为制动器。在日本丰田公司制 造的自动变速器中,其行星齿轮机构的变速执行元件中没 有制动带,取而代之的是多片离合器。把多片离合器的一 端和机构中的某一构件连接,而另外一端则和变速器壳体 连接。 4.1 简单的行星齿轮机构的特点 ? 图4-7示意的是多片离合器组件,它包括一些带有 摩擦材料的盘片和一些钢制盘片,摩擦片和钢片交替地安 装在离合器鼓内。摩擦片的工作面上有粗糙的摩擦材料, 而钢片表面则光滑,没有摩擦材料。油压通过离合器鼓内 的活塞作用,把摩擦片和钢片紧压在一起,使离合器处于 结合状态。如果油压被消除,则回位弹簧使活塞回位,而 使离合器处于分离状态。通常两组片子中摩擦片的内缘有 内花键,而钢片的外缘则有外花键,钢片的外花键和主动 的离合器鼓的内花键相配合,摩擦片的内花键则和从动轴 的外花键相配合,当离合器接合时,主动件通过多片离合 器把动力传递给被动件。当油压作用在活塞上时每一组片 子的正压力都是相等的,片子数愈多、油压愈高,离合器 可传递负荷的能力也愈大。 4.1 简单的行星齿轮机构的特点 图4-7 多片离合器 4.1 简单的行星齿轮机构的特点 ? 多片离合器还包括一个或多个回位弹簧、回位弹簧座、油封 、一个或多个压盘和挡圈。对多片离合器分离状态时的摩擦 片和钢片的间隙,各种不同型号的自动变速器的标准不尽相 同,通常在1.8-2.2mm之间,由于在接合过程中存在片间滑磨 ,间隙变大也在情理之中,当间隙超过设定的极限间隙后, 换档过程的时间将会延长,严重时将会引起发动机“飞车” 或“掉速”现象,产生换档冲击。过量的片间滑转,会引起 钢片表面的高温烧蚀现象,烧蚀后的钢片会引起变形和表面 硬度退化,既加速磨损又影响力矩的传递能力。钢片烧蚀一 般是由于负载过大,活塞作用油压不足以把钢片和摩擦片压 紧(锁止)而引起的。 ? 当多片离合器分离时,停止向活塞供给油压,并将其 排泄。活塞在回位弹簧的作用下返回初始位置,使主、从动 片让出间隙,从而使其分离。当处于分离状态时,为了解除 活塞上的残留油压,在离合器上设置一个离心式单向阀,通 过离心力把单向问打开,使部分残留油压迅速地从这里泄出 ,防止片间的拖滞现象发生。当活塞作用油压时,单向问自 行关闭,建立压力使多片离合器接合(如图4-8所示)。 4.1 简单的行星齿轮机构的特点 图4-8 多片离合器作用和释放 4.1 简单的行星齿轮机构的特点 ? 离合器的活塞回位弹簧通常有三种:中央一个大 螺旋弹簧;周边布置几个小螺旋弹簧;一个蝶形 弹簧。其中周置数个小螺旋弹簧的结构为最多。 设置回位弹簧的目的是让活塞回位,但并非弹簧 力愈大愈好,因为在活塞作用油压时,其中一部 分作用力要抵消在弹簧预紧力上,弹簧回位力愈 大,活塞作用油压要抵消的力也愈大,其结果使 离合器片间的正压力减弱,影响力矩传递能力。 这就是为什么经常在一些弹簧座上缺少几个弹簧 的原因。出厂时活塞回位弹簧力已进行测试,使 弹簧力既可保证活塞彻底回位,同时又避免弹簧 回位力过大。 4.1 简单的行星齿轮机构的特点 ? 3、单向和超越式离合器 ? 自动变速器中单向离合器是一种固定装置,它的功能和制动带相 似。制动带能够在两个方向都能锁止制动鼓旋转,而单向离合器只能在 广个方向锁止,而在另一方向则能自由转动。单向离合器的内外圈中有 一件是直接和壳体固定的,而另外一件则和行星齿轮机构的某一构件连 接。在自动变速器中常用的单向离合器有两种不同的型式:滚柱式和凸 块式,见图4-9。 图 4-9 单向离合器 4.1 简单的行星齿轮机构的特点 ? 滚柱式单向离合器利用弹簧把滚柱固定在离合器内外座 圈之间适当位置。外座圈的内表面有若干个凸轮状缺口, 滚柱在弹簧力作用下,使其介于内座圈和缺口表面之间, 当某一座圈固定,而另一座圈以一定方向转动时,滚柱楔 紧在缺口滚道的狭窄端,则旋转座圈也锁止。当该座圈朝 相反方向旋转时,滚柱朝缺口滚道较宽端运动,滚柱和缺 口滚道无楔紧趋势,该座圈能自由转动。凸块式单向离合 器包括内外座圈和介于座圈间的8字形的金属凸块。当其 中一个座圈固定,而另一座圈往某一方向旋转时,其结果 使8字形凸块竖起,楔紧内外座圈表面,则旋转座圈锁止 。当该座圈以相反方向旋转,使凸块倒下,没有楔紧内外 座表面的趋势,那么该座圈可以自由转动。 4.1 简单的行星齿轮机构的特点 ? 超越式离合器尽管结构型式和单向离合器完全相同 ,但它的作用方式有较大区别,超越式离合器的内外圈分 别和运动的部件相连,它的所谓“锁止”或“超越”不仅 取决于内外圈的旋转方向,而且取决于内外圈的相对速度 。超越式离合器一般安装位置是介于输入动力和行星齿轮 机构某j构件之间,其功能类似于多片离合器,但多片离合 器的接合与释放借助于活塞上的作用油压,而超越式离合 器是纯机械控制,图4-10所示是超越式离合器在内外座圈 不同速度下离合器的锁止和超越状态。当内座圈转速大于 外座圈时,则离合器超越,即内外座圈各自按原有转速旋 转,相互间无干扰。当内座圈转速小于外座圈时,则离合 器锁止。注意上述判定条件都是图示的结构所决定的。假 若8字凸块倒向另外一方向(即把离合器水平旋转180”) ,上述的结果正好都相反。 4.1 简单的行星齿轮机构的特点 图4-10 内外圈转速和离合器的关系 4.2行星齿轮变速机构 ? 4.2.1行星齿轮变速机构的作用 ? 1)提供几种传动比,以获得适当的转矩及转动速 度,满足行车条件及驾驶员的愿望。 ? 2)提供倒挡齿轮,实现倒车。 ? 3)提供停车的空挡齿轮,实现发动机怠速运转。 ? 4.2.2行星齿轮变速机构的优点 ? 有利于实现动力换挡或自动换挡。减小变速器径向 尺寸,尺寸小、重量轻、运动平稳抗冲击和振动能力强、 寿命长。便于动力的汇流和分流。可得到较理想的传动比 ,且为实现积木式的系列化设计创造了有利的条件。 4.2行星齿轮变速机构 ? 4.2.3单排行星齿轮组结构 ? 一、组成:太阳轮、齿圈、行星齿轮架 ? 二、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。 ? 三、单排行星齿轮组传动状态发生改变的条件 : ? 1)必须由离合器将动力传递给某一个齿轮作 输入件(主动件)。 ? 2)必须由制动器固定某一个齿轮转动。 ? 3)必须有一个齿轮作输出件(从动件)。 4.2行星齿轮变速机构 ? 四、行星齿轮机构的传动规则: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 ? ? (1)齿圈固定,太阳轮带动行星齿轮架 。 ? ZC ? i1=----- 1 (减速同向) 如图4-2所示。 ? Z1 4.2行星齿轮变速机构 图4-2 齿圈固定、太阳轮主动时的运 动状态 4.2行星齿轮变速机构 ? (2)齿圈固定,行星 齿轮架带动太阳轮。 ? Z1 ? i2=----- 1 ? ZC ? (增速同向) 如图4-3 所示。 图4-3 齿圈固定、行星架 主动时的运动状态 4.2行星齿轮变速机构 ? (3)太阳轮固定,齿 圈带动行星齿轮架。 ? ZC ? i3=----- 1 ? Z2 ? (减速同向)如图4-4 所示。 图4-4 太阳固定、齿圈主动时 的运动状态 4.2行星齿轮变速机构 ? (4)太阳轮固 定,行星齿轮架带动 齿圈。 ? Z2 ? i4=----- 1 ? ZC ? (增速同向)如图4-5 所示。 图4-5 太阳固定、行星架主 动时的运动状态 4.2行星齿轮变速机构 ? (5)行星齿轮架固定 ,太阳轮带动齿圈。 ? Z2 ? i5=----- 1 ? Z1 ? (减速反向)如图4-6所 示。 图4-6行星架固定、太阳 轮主动时的运动状态 4.2行星齿轮变速机构 ? (6)行星齿轮架固定 ,齿圈带动太阳轮。 ? Z1 ? i6=----- 1 ? Z2 ? (增速反向)如图4-7 所示。 图4-7行星架固定、齿圈主 动时的运动状态 4.2行星齿轮变速机构 ? (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) ? 规律: ? 当行星架被动时,必为降速挡,传动比大于1。 ? 当行星架为主动时,必为升速挡,传动比小于1。 ? 当行星架固定时,必为倒档。 ? 任意两个元件相连时,必为直接挡,传动比等于1 (包括两个元件直接驱动,称为闭锁状态)。 ? 一个元件主动、两个元件自由,必为空挡或驻车挡 。 行星齿轮传动规则如表4.1所示。 表4.1 行星齿轮传动规则 模块五 组合行星齿轮系统 ? 一组行星齿轮机构只能满足汽车所需的一个合适的传动比。为 了增加有用的传动比的数目,要使用两组或多组行星齿轮机构的组合 ,用以满足汽车行驶需要的多个传动比。常见的组合式行星齿轮机构 有两种,即辛普森式和拉维娜式。 ? 二组行星齿轮机构的二个太阳轮固接在一起,是辛普森式行星 齿轮机构。 ? 二组行星齿轮机构中,有一组行星齿轮机构有两个行星轮,二 组行星齿轮共用一个齿圈,是拉威娜式行星齿轮机构。 ? ? 典型辛普森式行星齿轮机构的特点是前后两个行星齿轮排共用一个中 心轮,后排的齿圈和前排的行星架相连。它普遍应用于丰田公司的A340系列、A-350系列、A-140系列、A-240系列、U-240系列、A-540 系列、A-650、U250系列,沃尔沃的AW40,三菱的V4AW3、V4A51 ,马自达的NC4A-EL、A4LD,日产的L4N71B,克莱斯勒的AW-4、 42RE、44RE、44HE,福特的A4LD等车型上。 ? (1)辛普森结构如图51所示 图5-1辛普森结构简图 ? 结构特点:由两个齿轮参数完全相 同的单行星排组成。两个行星排共用一个 加长太阳轮。输出轴与前排齿圈和后排行 星架刚性联接。典型的辛普森自动变速器 结构如图5-2所示。 图5-2典型辛普森结构(A40D) ? (2)拉威挪结构如图5-3 所示。 图5-3 拉威挪结构结构简 图 ? 结构特点:由一个单行星排和一个双行星 排组成。两个行星排共用一个双联的行星 齿轮两个行星排共用一个齿圈齿圈输出动 力。典型的拉威挪自动变速器结构如图5-4 所示 图5-4典型拉威挪结构(A40D) 说明:W:涡轮 B:泵轮 T:导轮 C1、C2、C3:离合器 F0、F:单向离合器 B1、B2:制动器 ? 注意:拉威挪的行 星排采用的是双级行 星齿轮机构,如图5-5 所示。 ? 结构特点:二组行星 齿轮机构共用一个行 星架和一个齿圈。由 小太阳轮、短行星轮 、长行星轮、行星架 及齿圈等组成。 图5-5 拉威挪双级 行星齿轮结构 5.1辛普森式自动变速器 ? 从20世纪70年代开始,辛普森式行星齿轮 变速器被通用、丰田、福特、克莱斯勒、 日产等多家公司采用,且多应用于后驱式 汽车上。根据前进挡的挡位数不同,可将 辛普森式行星齿轮机构分为辛普森式3挡和 4挡行星齿轮机构两种。 5.1辛普森式自动变速器 ? 5.1.1辛普森式三速行星齿轮变速器的结构与工作 原理 ? 典型辛普森式行星齿轮机构的特点是前后两个 行星齿轮排共用一个中心轮,后排的齿圈和前排 的行星架相连。它普遍应用于丰田公司的A-340 系列、A-350系列、A-140系列、A-240系列、U240系列、A-540系列、A-650、U250系列,沃尔 沃的AW40,三菱的V4AW3、V4A51,马自达的 NC4A-EL、A4LD,日产的L4N71B,克莱斯勒的 AW-4、42RE、44RE、44HE,福特的A4LD等车 型上。 ? 典型三速行星齿轮变速器的结构如图5-6所示。 5.1辛普森式自动变速器 图5-6 三速行星齿轮组的结构 5.1辛普森式自动变速器 ? 一、三速行星齿轮组的结构特点: ? 1)前行星齿轮组中,齿圈和太阳轮分别 与离合器联接。 ? 2)前、后太阳轮作为一个整体转动。 ? 3)前行星齿轮架与后行星齿圈各自通过 花键与中间轴联接。 ? 4)中间轴主动齿轮相当于前置发动机前 轮驱动车辆变速器的输出轴,通过花键与 中间轴联接,与中间轴从动齿轮啮合。 二、三速行星齿轮机构各元件功能 如表5.1所示: ? 名称 功能 ? 前进挡离合器(C1) 联接输入轴与前齿圈 ? 直接挡离合器(C2) 联接输入轴与前、后太阳轮 ? 1号单向离合器(F1) 在B2运作时,锁定前、后太阳 轮,使之不能逆时针方向旋转 ? 2号单向离合器(F2) 锁定后行星齿轮架,使之不能 逆时针方向转动 ? 第2挡滑行制动器(B1) 锁定前、后太阳轮、使 之既不能顺时针转动也不能逆时针方向旋转 ? 第2挡制动器(B2) 锁定前、后太阳轮,使之在F1 运作时不能逆时针方向旋转 ? 第1挡及倒挡制动器(B3) 锁定后行星齿轮,使之 既不能顺时针方向转动也不能逆时针方向转动 表5.1三速行星齿轮机构各元件功能 三、三速行星齿轮机构各元件运作 情况如表5.2所示。 ? 变速杆位置 挡位 C1 C2 B1 B2 F1 B3 F2 ? P 驻车挡 ? R 倒挡 * * ? N 空挡 ? D,2 1挡 * * ? D 2挡 * * * ? D 3挡 * * * ? 2 2挡 * * * * ? L 1挡 * * * 表5.2三速行星齿轮机构各元件运作情况 四、三速行星齿轮机构各挡位的动 力传递路线挡动力传递路线挡 动力路线 四、三速行星齿轮机构各挡位的 动力传递路线。 ? 参与工作的元件:C1、F2 ? 动力--前进挡离合器C1--前排内齿圈--前排行星轮 顺时针转动(此时,公用太阳轮逆时针转动--后排行星轮 顺时针转动欲带动后排齿圈顺时针输出,因为车轮与地面 之间行驶阻力的存在,将使后排行星架有一个逆时针转的 趋势,又因为2号单向离合器F2的存在,后排行星架无法 逆时针转动,动力将最终寻找突破口)--中间轴--输出。 ? 注意:D1档位时动力经过了前后两个行星排,使 负荷得以分担,也称为“动力分流”。因为在后排当中参 与工作的元件是单向离合器F2其特点为顺转逆不转,故此 ,当车辆下坡行驶时,发动机无反拖制动。 四、三速行星齿轮机构各挡位的 动力传递路线挡动力传递路 线挡动力传递路线 四、三速行星齿轮机构各挡位的 动力传递路线。 ? 参与工作的元件:C1、B2、F1 ? 动力--前进挡离合器C1--前排内齿圈--前排行星轮 顺时针转动(由于前排行星通过一系列传动装置与驱动轮 相连,所以车轮起步时的阻力作用在了前排行星架上,相 当于将前排行星架暂时固定,所以前排行星轮顺时针转动 将产生带动公用太阳轮逆时针转动的趋势,又因为B2、 F1同时参与工作,致使公用太阳轮无法逆时针转动,在这 种情况下,动力将最终寻找突破口直接克服车轮起步阻力 )--前排行星架--输出。 注意:D2档位时动力只经 过了前行星排。因为参与工作的元件当中有单向离合器F1 ,故此,当车辆下坡行驶时,发动机无反拖制动。 ? 3)D位3挡动力传递路 线挡动力传递路线 四、三速行星齿轮机构各挡位的 动力传递路线。 ? 参与工作的元件:C1、C2、B2 ? 此时前进挡离合器C1和高倒档离合器C2同时参与 工作,相当于将前排行星排的内齿圈和太阳轮刚性连接, 根据传动规律,行星排将整体运动。动力同时传给前进挡 离合器C1和高倒档离合器C2(相当于输入轴的动力同时 传给了前排的内齿圈和太阳轮,此时由前排行星架1:1直 接输出(直接挡)。 ? 注意:实际上B2在该档位中处于打滑的工作状态,没有实 际意义,让B2继续参与工作的初衷在于简化变速器的控制 。该档位是直接挡,根据原理我们可以看出,参与工作的 元件当中没有单向离合器,故此,车辆下坡行驶时,收油 门存在发动机制动。 四、三速行星齿轮机构各挡位的 动力传递路线挡的发动机 制动动力传递路线挡动力传递路线 四、三速行星齿轮机构各挡位的 动力传递路线。 ? 参与工作的元件:C1、B1、B2 ? 此时,动力传递路线挡一致 ,只是由二档滑行制动器B1代替了二档制 动器B2和单向离合器F2的工作,由单向传 递变为双向传递。根据原理我们可以看出 ,参与工作的元件当中没有单向离合器, 故此,车辆下坡行驶时,收油门存在发动 机制动。 四、三速行星齿轮机构各挡位的 动力传递路线挡的 发动机制动动力传递 路线挡动力传递路线 四、三速行星齿轮机构各挡位的 动力传递路线。 ? 参与工作的元件:C1、B3 ? 此时,动力传递路线挡一致 ,只是低倒档制动器B3代替了单向离合器 F2的工作,由单向传递变为双向传递。根 据原理我们可以看出,参与工作的元件当 中没有单向离合器,故此,车辆下坡行驶 时,收油门存在发动机制动。 四、三速行星齿轮机构各挡位的 动力传递路线)R位(倒挡)动力 传递路线 R位(倒挡) 动力传递路线 四、三速行星齿轮机构各挡位的 动力传递路线。 ? 参与工作的元件:C2、B3 ? 动力--输入轴(顺时针)--低倒档制动器C2--公 用太阳轮(顺时针)--后排行星轮(逆时针)--后 排内齿圈(由于后排内齿圈通过一系列传动与驱 动轮相连,车轮起步的阻力作用在此,所以后排 行星轮带动后排内齿圈转动的同时,其行星架将 产生顺时针转动的趋势,因为低倒档制动器B3的 存在,后排行星架无法转动,在这种情况下,动 力寻找突破口将克服车轮的起步阻力)--逆时针输 出。根据规律我们知道:当行星架固定式必为倒 档。此时参与工作的元件当中没有单向离合器, 所以倒档时也存在发动机的反拖制动。 四、三速行星齿轮机构各挡位的 动力传递路线) P位(驻车)和N 位(空挡)动力传递 路线。 ? P位和N位时, 变速器齿轮机构处于 空挡状态。不同的是 ,P位时变速器内部的 驻车锁止机构将输出 轴锁死,车辆无法移 动。如图如图5-13所 示。 图5-13 P挡锁止机 构 5.1.2辛普森式四速行星齿轮变速器 的结构与工作原理 ? 一、典型四速行星齿轮变速器的结构如图514所示。 5.1.2辛普森式四速行星齿轮变速 器的结构与工作原理 图5-14 四速行星齿轮变速器的结构 5.1.2辛普森式四速行星齿轮变速 器的结构与工作原理 ? 该变速器是在三速的基础上加装了一个超 速行星齿轮机构。超速挡行星齿轮机构安 装在三速行星齿轮机构后部。超速挡行星 齿轮机构主要由一个单排行星齿轮组、一 个固定太阳轮的超速挡制动器(B0)、一 个联接太阳轮与行星齿轮架的超速挡离合 器(C0)和一个超速挡单向离合器(F0) 组成。超速挡行星齿轮架作为输入件,超 速挡齿圈作为输出件。 二、四速行星齿轮机构各元件功能 如表5.3所示: ? 名称 功能 ? 超速直接挡离合器(C0) 联接超速挡行星齿轮架与太阳轮 ? 前进挡离合器(C1) 联接输入轴与前齿圈 ? 直接挡离合器(C2) 联接输入轴与前、后太阳轮 ? 超速挡单向离合器F0 锁定超速挡行星齿轮架,使之不能逆时针方向转动 ? 1号单向离合器(F1) 在B2运作时,锁定前、后太阳轮,使之不能逆时 针方向旋转 ? 2号单向离合器(F2) 锁定后行星齿轮架,使之不能逆时针方向转动 ? 超速挡制动器(B0) 锁定超速挡太阳轮,使之既不能顺时针方向转动也 不能逆时针方向旋转 ? 第2挡滑行制动器(B1) 也不能逆时针方向旋转 锁定前、后太阳轮,使之既能顺时针转动 ? 第2挡制动器(B2) 方向旋转 锁定前、后太阳轮,使之在F1运作时不能逆时针 ? 第1挡及倒挡制动器(B3) 也不能逆时针方向旋转 锁定后行星齿轮,使之既不能顺时针转动 表5.3 四速行星齿轮机构各元 件功能 三、四速行星齿轮机构各元 件运作情况如表5.4所示。 ? 变速杆位置 挡位 C0 F0 C1 C2 B0 B1 B2 F1 B3 F2 ? P 驻车挡 * ? R 倒挡 * * * ? N 空挡 * ? D,2 第1挡 * * * * ? D 第2挡 * * * * * ? D 第3挡 * * * * * ? D 超速挡 * * * * ? 2 第2挡 * * * * ? L 第1挡 * * * * * * * 表5.4 四速行星齿轮机构各 元件运作情况 五、四速行星齿轮机构的动 力路线挡时超速行星齿轮 机构作为一个整体转动,动力路线跟三速 行星齿轮机构一致,不同之处在于D4挡, 即超速档,这里单独讲解D4挡动力传递路 线所示。 五、四速行星齿轮机构的动力路 线挡动力路线 五、四速行星齿轮机构的动力路 线 ? 参与工作的元件:C1、C2、B2、B0工作,C0和 F0自由。 ? 此时前进挡离合器C1和高倒档离合器C2同时参与 工作,相当于将前排行星排的内齿圈和太阳轮刚性连接, 根据传动规律,行星排将整体运动。动力同时传给前进挡 离合器C1和高倒档离合器C2(相当于输入轴的动力同时 传给了前排的内齿圈和太阳轮,此时由前排行星架1:1直 接传动)--中间轴--超速排行星架(此处因B0将超速太阳 轮固定,根据规律得知:当行星架输入时比为升速挡)-超速排内齿圈--经中间轴被动齿轮输出。 ? 注意:在操纵手柄处有一O/D开关,即超速档开关,对应 仪表盘上有一O/D灯。其控制着超速档使用时机,其使用 时机是有条件的:好路、冷却液温度和油温正常,车速在 70Km/h以上,O/D挡打开才能自动换入超速档。 五、四速行星齿轮机构的动力路 线 ? 在O/D档位时,参与工作的元件没有单向离 合器,所以存在发动机制动。其中B2参与 工作的初衷仍然是简化变速器的控制。典 型的辛普森(Simpson)式齿轮变速机构的 组成如图5-16所示。 五、四速行星齿轮机构的动力路 线 辛普森(Simpson)式齿 轮变速机构的组成 五、四速行星齿轮机构的动力路 线-后传动轴;6-太阳轮;7-前排 齿圈;8-后排齿圈;9-输出轴;10-后排行星架; 11-前排行星架;12-超速排行星架;B0超速制动 器;制动超速排太阳轮;B1-1号制动器:制动太 阳轮;B2-2号制动器:与F1配合阻止太阳轮逆时 针转动;B3-3号制动器:制动前排行星架;C0- 超速离合器:连接超速排太阳轮与行星轮;C1-1 号离合器:连接前传动轴与后传动轴;C2-2号离 合器:连接前传动轴与太阳轮;F0-超速单向离合 器:阻止行星架逆时针转动;F1-1号单向离合器 :与B2配合阻止太阳轮逆时针转动;F2- 2号单向 离合器:阻止前排行星架逆时针转动 五、四速行星齿轮机构的动力路 线 ? 注意:对于辛 普森自动变速器,采 用前轮驱动时,为了 充分利用发动机的空 间,其超速排与输入 轴平行布置。如图5- 17所示。 图5-17 前置前轮驱 动 5.2 拉维娜式自动变速器 ? 拉维娜式行星齿轮机构也是一种常见的行星齿轮机 构,如图5-18所示为拉维娜式行星齿轮机构的示意图。其 特点是:在一个行星架上安装有互相啮合的两套行星齿轮 ,长行星齿轮同时与大太阳轮、短行星轮、内齿圈相啮合 ;短行星轮与长行星轮和小太阳轮相啮合;而长短行星轮 装在同一行星架上 ? 现代的KM175、KM176、KM177、F4AF2、 F4A51,三菱的F4A20、F4A21、F4A 22、F4A 23、 F4A33、F4A41、F4A42、W4A32、W4A33等自动变速 器,POLO 001自动变速器均是拉维娜式行星齿轮结构, 大众的01N、01M、01V,丰田的U540E、A760E、 A761E、U441、U660,奔驰的722.2、722.3、722.4和 722.5,克莱斯勒、福特及通用公司的许多变速器也都是 拉维娜式。 5.2 拉维娜式自动变速器 图5-18 拉维娜式行星齿轮机 构啮合形式 5.2 拉维娜式自动变速器 ? 一、拉威娜( Ravigneaux)式齿轮变 速机构组成如图5-19 所示 图5-19 拉威娜 (Ravigneaux)式齿轮变 速机构组成 1-输入轴;2-大太 阳轮;3-小太阳轮;4-长 行星轮;5-短行星轮;6内齿圈;7-主动齿轮;8从动齿轮 二、典型拉式行星齿轮变速 器如图5-20所示。 图5-20 典型拉式行星齿轮变速器(KM177) ? 三、下面以一汽大众生产的01M自动变速器 为例进行讲解。大众01M自动变速器常用于 捷达、宝来、高尔夫轿车。大众01M自动变 速器结构如图5-21所示。 图5-21 大众01M自动变速器内部结构图 B2-2/4挡制动器;K2-倒档离合器;K1前进挡离合器;K3-高速档离合器;B1-倒 档制动器; 可。 注意:德语离合器单词第一个字母为“K”、英语离合器单词第一个字母为“C”,不论何种表示,知道是离合器的意思即 ? 大众01M自动变速器齿轮变速机构采 用拉维娜式行星齿轮机构,其中小太阳轮 、大太阳轮、行星架均可以通过相应的换 挡执行元件与输入轴连接在一起,即各自 均可以作为整个变速器的输入元件;行星 架、大太阳轮二者可以由相应的换挡执行 元件制动;其中内齿圈为整个机构的输出 元件,即整个变速器的输出单元。 ? 01M变速器传动简图如图5-22所示。 图5-22 01M变速器传动简图 ? 大众01M自动变速器中换挡执行元件的作用如下: ? 离合器K1(C1):驱动小太阳轮 ? 离合器K2(C2):驱动大太阳轮 ? 离合器K3 (C3):驱动行星架 ? 制动器B1:制动行星齿轮架 ? 制动器B2:制动大太阳轮 ? 单向离合器F:单向制动行星架 ? 整个系统中齿圈为向外传递动力的部件,离合器制 动器对行星架、小太阳轮、大太阳轮的作用的组合,构成 了动力传递路线。 ? 动力是由带内、外齿的齿圈向外输出的,通过离合 器和制动器对行星齿轮架、大太阳轮和小太阳轮的共同作 用,达到动力输出的目的。 ? 01M变速器的 外观如图5-23所示。 图5-23 01M变速器的外观 01M变速器的动力路线: ? D位 ? 变速杆位于D位置时 ,变速器可以自动在 D1-D4之间变换。 ? (1)D1挡。D1挡 动力传递路线挡动力传 递路线 ? 参与工作的元件:K1(C1)、F1 ? 当换挡手柄置于D位时前进挡离合器K1工作,液力 变矩器的涡轮经过K1驱动小太阳轮顺时针转动,在小太阳 轮的驱动下,安装在同一个行星架上的短行星轮和长行星 轮分别逆时针和顺时针转动。由于齿圈与输出轴连接,汽 车起步之前有阻力,使得长行星轮顺时针转动的同时,有 带动行星架逆时针转动的趋势。由于单向离合器有阻止行 星架逆时针转动的作用,因此行星架在D1挡是被固定的 。这样长行星轮顺时针转动便驱动内齿圈转动并将动力输 出。 ? 注意:在手动1挡时,动力路线完全一致,只 是参与工作的元件用B1代替了F1,单向固定变为双向固 定,因此,车辆具备了发动机反拖制动作用。 ? (2)D2挡。D2挡动 力传递路线挡动力传 递路线 ? 参与工作的元件:K1、B2 ? 动力通过前进挡离合器K1传递给小 太阳轮,小太阳轮驱动短行星轮逆时针转 动、长行星轮顺时针转动。由于2、4挡制 动器B2工作固定了大太阳轮,此时长行星 轮必须在固定的大太阳轮上顺时针滚动并 驱动齿圈顺时针转动输出动力。 ? (3)D3挡。D3挡动 力传递路线 挡动力传递路线 ? 参与工作的元件:K1、K3 ? 两个离合器同时工作将动力从小太阳轮、 行星架同时输入,此时行星架和太阳轮都 在以相同方向相同转速运转,而长行星轮 的自转被限制,整个拉威娜式行星齿轮机 构将形成一个整体,所有的元件均以与输 入轴相同的转速顺时针运转,此时内齿圈 的转速等同于输出轴的转速,即输出轴的 转速等同于输入的转速,传动比等于1,此 时为直接挡。由于没有单向离合器,D3挡 则是具有发动机制动的档位。 ? (4)D4挡。D4挡动 力传递路线挡动 力传递路线 ? 参与工作的元件:K3、B2 ? 制动器B2工作制动大太阳轮,离合器K3工 作将动力传递给行星架,此时行星架将驱 动长行星轮在固定的大太阳轮上顺时针滚 动,带动齿圈顺时针转动并将动力输出。 此挡位超速挡。由于没有单向离合器参加 工作,则此挡具有发动机制动。 ? 2、1位 ? 变速杆位于1位置时,自动变速器只 有1挡,此时,前进挡离合器K1结合,低倒 档制动器B1工作。其动力路线挡完全 相同,只是由于制动器B1的参与,存在着 发动机制动。这里不在详述。 ? 3、R位 ? 变速杆位于R位置时, 动力传递路线 R挡动力传递路 线 ? 参与工作的元件:K2、B1 ? 当换挡手柄置于R位置时R挡离合器K2工作 ,液力变矩器的涡轮经过K2驱动大太阳轮 顺时针转动,与大太阳轮啮合的长行星轮 则逆时针转动,由于制动器B1工作制动了 行星架,行星架是固定不动的,长行星轮 的逆时针转动必然驱动作为输出元件的内 齿圈逆时针转动,最终将动力输出,使汽 车实现倒向行驶。 模块六 自动变速器之换挡执行机构 ? 行星齿轮变速器中的所有齿轮都处于常啮 合状态,换挡变换必须通过以不同方式对 行星齿轮机构的基本元件进行约束(即固 定或连接某些基本元件)来实现。我们把 对这些基本元件实施约束的机构称为行星 齿轮变速器的换挡执行机构。 ? 执行机构主要由离合器、制动器和 单向离合器三种执行元件组成。 模块六 自动变速器之换挡执行 机构 ? 6.1离合器 ? 6.1.1离合器的作用 ? 1)将液力变矩器与行星齿轮组中各个齿 轮接连起来,从而将发动机的转矩传送给 中间轴,也可以使液力变矩器与行星齿轮 组脱开,以切断转矩传递。 ? 2)将行星齿轮组中连在一起的两个零件 转速提高或降低至相同转速,并使它们的 转动方向相同。 模块六 自动变速器之换挡执行 机构 ? 6.1.2离合器的组成 ? 在自动变速器中主要采用的是湿式多片离 合器,它主要由离合器鼓、离合器活塞、 回位弹簧、离合器片(钢片、摩擦片)、 密封圈等组成,离合器处于分离状态,离 合器片之间有一定的轴向间隙,以保证钢 片和摩擦片之间无轴向压力,这一间隙称 为离合器的自由间隙。一般离合器自由间 隙的标准值为0.5~2.0mm,其规定值取决 于离合器片的片数、离合器在变速器中的 位置。湿式多片离合器结构如图6-1所示。 模块六 自动变速器之换挡执行 机构 1-离合器毂; 2-液压活塞;3-活塞复位弹簧;4-复位弹簧座 圈;5-卡簧; 6-缓冲盘;7- 7-钢片; 8-摩擦片;9-压盘;10-缓冲盘 图6-1 湿式多片离合器 模块六 自动变速器之换挡执行 机构 ? 6.1.3离合器的工作原 理 ? 一、离合器结合 ? 当压力油经油道进入 活塞左面的液压缸时 ,液压力克服弹簧力 使活塞右移,将所有 离合器片压紧,如图 6-2所示。 图6-2 离合器结合 模块六 自动变速器之换挡执行 机构 ? 二、离合器分离 ? 当控制阀将作用在离 合器液压缸的油压力 撤除。

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