汽車(chē)自動(dòng)變速器B

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1、第二講 汽車(chē)自動(dòng)變速 汽車(chē)自動(dòng)變速的優(yōu)點(diǎn): ( 1) 有更好的駕駛性能: 自動(dòng)變速解決最 佳燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性的問(wèn)題,推進(jìn)非職 業(yè)駕駛的進(jìn)程 ( 2)良好的行駛性能: 通過(guò)液壓和電子操 作,減輕沖擊和動(dòng)載荷。換檔平穩(wěn)和快速, 改善了汽車(chē)的舒適性 ( 3)提高行車(chē)安全性:自動(dòng)換檔消除人為操 作的技術(shù)因素和人的疲勞帶來(lái)的安全問(wèn)題 ( 4)降低廢氣的排放: 發(fā)動(dòng)機(jī)常處于經(jīng)濟(jì) 轉(zhuǎn)速區(qū)運(yùn)轉(zhuǎn),減低了廢氣的排放 第二講 汽車(chē)自動(dòng)變速 汽車(chē)自動(dòng)變速的種類(lèi): ( 1)有級(jí)式機(jī)械自動(dòng)變速( AMT):傳統(tǒng) 有級(jí)變速器加自動(dòng)換檔變速 ( 2)液力機(jī)械傳動(dòng)自動(dòng)變速 (AT):液力變 矩器、有級(jí)行星齒輪傳動(dòng)、液壓或電子

2、 控制自動(dòng)換檔操縱機(jī)構(gòu) ( 3)機(jī)械式無(wú)級(jí)自動(dòng)變速 (CVT):變節(jié)圓 傳動(dòng)(帶式和鏈?zhǔn)絺鲃?dòng))、摩擦傳動(dòng) ( 4)全液壓自動(dòng)無(wú)級(jí)傳動(dòng) ( 5)電氣傳動(dòng)變速 第二講 汽車(chē)自動(dòng)變速 ( 1)有級(jí)式機(jī)械自動(dòng)變速 (AMT): 傳統(tǒng)有級(jí)變速器、自動(dòng)離合 器、選檔和換檔液壓操縱機(jī)構(gòu)、 電子控制裝置。 既有自動(dòng)變速的優(yōu)點(diǎn),又有 普通齒輪傳動(dòng)變速器的價(jià)格低和 效率高的優(yōu)點(diǎn)。目前不普遍,但 有發(fā)展?jié)摿?傳統(tǒng)的變速器 手動(dòng)換檔操縱機(jī)構(gòu) 液壓變擋執(zhí)行機(jī)構(gòu) 第二講 汽車(chē)自動(dòng)變速 汽車(chē)自動(dòng)變速的種類(lèi): ( 2)液力機(jī)械傳動(dòng)自動(dòng)變速 (AT): 液力變矩器、有級(jí)行星齒輪傳動(dòng)、液壓 或電子控制自動(dòng)換檔操縱機(jī)構(gòu)。 行星齒輪

3、借助摩擦離合器和制動(dòng)器等 換檔變速,液力變矩器在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn) 無(wú)級(jí)變速和消除換檔變速?zèng)_擊。變速器總 傳動(dòng)比為液力變矩器的變矩系數(shù)和機(jī)械變 速器傳動(dòng)比的乘積,部分無(wú)級(jí)變速 。 傳動(dòng)效率低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和成本高 第二講 汽車(chē)自動(dòng)變速 汽車(chē)自動(dòng)變速的種類(lèi): ( 3)機(jī)械式無(wú)級(jí)自動(dòng)變速 (CVT): 從變速范圍、比功率、使用 壽命和可靠性以及制造成本等方 面看,變節(jié)圓傳動(dòng)(帶式和鏈?zhǔn)?傳動(dòng))是現(xiàn)代轎車(chē)的最佳。最具 代表性: v形金屬傳動(dòng)帶。 Ford和 FiaT裝備于 1.11.6L 轎車(chē); Honda Civic 1.6L和 Audi A6(金屬鏈)也裝備這類(lèi)裝置。 第二講 汽車(chē)自動(dòng)變速 汽車(chē)自動(dòng)變速

4、的種類(lèi): ( 4)全液壓自動(dòng)無(wú)級(jí)傳動(dòng): 采用液壓容積調(diào)速的原理, 利用液壓泵和液壓馬達(dá)構(gòu)成的無(wú) 級(jí)調(diào)速。 變速范圍大,變速平穩(wěn)、減 少?zèng)_擊和振動(dòng),適用于工程機(jī)械, 傳動(dòng)效率低,一般汽車(chē)上應(yīng)用少。 第二講 汽車(chē)自動(dòng)變速 汽車(chē)自動(dòng)變速的種類(lèi): ( 5)電氣傳動(dòng)變速: 沒(méi)有機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu),可實(shí)現(xiàn) 無(wú)級(jí)變速。 有多種方案:直流發(fā)電機(jī) 直流驅(qū)動(dòng);交流發(fā)電機(jī) 直流變 頻(整流、逆變) 交流驅(qū)動(dòng) 第二講 汽車(chē)自動(dòng)變速 汽車(chē)自動(dòng)變速的不足: ( 1) 普遍存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造難度 和成本高,維修難度大。 ( 2)效率不夠高 第四章 液力機(jī)械傳動(dòng)自動(dòng)變速 (AT) 液力機(jī)械傳動(dòng)自動(dòng)變速 (AT): 液力變矩器、有級(jí)

5、行星齒輪傳動(dòng)、液壓 或電子控制自動(dòng)換檔操縱機(jī)構(gòu)。 行星齒輪借助摩擦離合器和制動(dòng)器等 換檔變速,液力變矩器在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn) 無(wú)級(jí)變速和消除換檔變速?zèng)_擊。變速器總 傳動(dòng)比為液力變矩器的變矩系數(shù)和機(jī)械變 速器傳動(dòng)比的乘積,部分無(wú)級(jí)變速 。 傳動(dòng)效率低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和成本高 第四章 液力機(jī)械傳動(dòng)自動(dòng)變速 (AT) 4.1 液力偶合器 1、結(jié)構(gòu)原理 4.1 液力偶合器 2 、特性曲線 渦輪與泵 輪的轉(zhuǎn)速比等 于偶合器的傳 動(dòng)效率。 渦輪轉(zhuǎn)速 總是小于泵輪 轉(zhuǎn)速。 4.1 液力偶合器 3、應(yīng)用特點(diǎn) 偶合器 只傳遞轉(zhuǎn)矩, 不改變轉(zhuǎn)矩 的大小。相 當(dāng)一個(gè)聯(lián)軸 器。沒(méi)有變 速功能。 4.1 液力偶合器 4、優(yōu)點(diǎn) 起

6、步和加速平穩(wěn),衰減傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng), 防止系統(tǒng)過(guò)載。 5、 缺點(diǎn)及改進(jìn) 停車(chē)時(shí)需要完全制動(dòng),否則會(huì)爬行。 換檔還需要換檔離合器; 沒(méi)有變速功能 傳遞載荷大時(shí),有較大的滑動(dòng)損失。 增加鎖止機(jī)構(gòu)提高傳動(dòng)效率。 4.2 液力變矩器 1、結(jié)構(gòu)及工作原理 可動(dòng)渦輪和泵輪、固定不動(dòng)的導(dǎo)輪等三個(gè)基本 元件 4.2 液力變矩器 渦輪轉(zhuǎn)矩等于泵輪轉(zhuǎn)矩加導(dǎo)輪轉(zhuǎn)矩之和 4.2 液力變矩器 2、特性曲線 渦輪轉(zhuǎn)矩 隨渦輪轉(zhuǎn)速 變化自動(dòng)改 變,轉(zhuǎn)速低 輸出轉(zhuǎn)矩增 加(比泵輪 輸入轉(zhuǎn)矩 大);最高 效率為 90% 4.2 液力變矩器 3、三元件綜合式液力 變矩器(導(dǎo)輪帶單向 超越離合器) 渦輪轉(zhuǎn)速足夠高 后,三元液力變矩器

7、退化為兩元液力耦合 器。 4.2 液力變矩器 3、三元件綜合式 液力變矩器 圖中 K為液 力變矩器的輸出 轉(zhuǎn)矩與輸入轉(zhuǎn)矩 之比,也叫變矩 系 數(shù)。 K=1點(diǎn)以 后綜合式變矩器 進(jìn)入偶合器工況。 4.2 液力變矩器 4、閉鎖式液力變 矩器 為提高效率, 結(jié)合液力和機(jī)械 各自的優(yōu)點(diǎn)。如 在平坦的高速公 路上液力變矩器 的效率低,可鎖 止液力變矩器, 直接機(jī)械傳動(dòng)。 4.2 液力變矩器 閉鎖式液力變矩器的操作 4.3 行星齒輪變速機(jī)構(gòu) 1、行星齒輪機(jī)構(gòu)原理 4.3 行星齒輪變速機(jī)構(gòu) 1、行星齒輪機(jī)構(gòu)原理 n1,z1和 R1為太陽(yáng)輪的 轉(zhuǎn)速、齒數(shù)和半徑; n2,z2和 R2為齒圈的轉(zhuǎn)速、 齒數(shù)和半徑;

8、 N3為行星輪的轉(zhuǎn)速。 1212 321 0)1( /RR/zz nnn 4.3 行星齒輪變速機(jī)構(gòu) 1、行星齒輪機(jī)構(gòu)原理 n1,z1和 R1為太陽(yáng)輪的轉(zhuǎn) 速、齒數(shù)和半徑; n2,z2和 R2為齒圈的轉(zhuǎn)速、 齒數(shù)和半徑; N3為行星輪的轉(zhuǎn)速。 ( 1)減速擋: 1212 321 0)1( /RR/zz nnn 1 2 3 1 312 2 1 3 2 231 110 1 1 10 z z n n : in z z n n : in 4.3 行星齒輪變速機(jī)構(gòu) 1、行星齒輪機(jī)構(gòu)原理 n1,z1和 R1為太陽(yáng)輪的轉(zhuǎn) 速、齒數(shù)和半徑; n2,z2和 R2為齒圈的轉(zhuǎn)速、 齒數(shù)和半徑; N3為行星輪的轉(zhuǎn)速。

9、( 2)超速擋: 1212 321 0)1( /RR/zz nnn 21 1 1 3 312 1 2 2 3 321 z1 1 0 110 z z n n : in z z n n : in 4.3 行星齒輪變速機(jī)構(gòu) 1、行星齒輪機(jī)構(gòu)原理 n1,z1和 R1為太陽(yáng)輪的轉(zhuǎn) 速、齒數(shù)和半徑; n2,z2和 R2為齒圈的轉(zhuǎn)速、 齒數(shù)和半徑; N3為行星輪的轉(zhuǎn)速。 ( 3)倒檔: 1212 321 0)1( /RR/zz nnn 2 1 1 2 21 1 2 2 1 213 1 0 z z n n i z z n n : in 4.3 行星齒輪變速機(jī)構(gòu) 1、行星齒輪機(jī)構(gòu)原理 n1,z1和 R1為太陽(yáng)輪

10、的轉(zhuǎn) 速、齒數(shù)和半徑; n2,z2和 R2為齒圈的轉(zhuǎn)速、 齒數(shù)和半徑; N3為行星輪的轉(zhuǎn)速。 ( 4)直接擋:任意鎖定 行星機(jī)構(gòu)中兩個(gè)元件即 構(gòu)成直接檔( i=1) 1212 321 0)1( /RR/zz nnn 4.3 行星齒輪變速機(jī)構(gòu) 1、行星齒輪機(jī)構(gòu)原理 n1,z1和 R1為太陽(yáng)輪的轉(zhuǎn) 速、齒數(shù)和半徑; n2,z2和 R2為齒圈的轉(zhuǎn)速、 齒數(shù)和半徑; N3為行星輪的轉(zhuǎn)速。 ( 5)空擋:全部放松行 星機(jī)構(gòu)中各元件即構(gòu)成 空檔( i=0) 1212 321 0)1( /RR/zz nnn 4.3 行星齒輪變速機(jī)構(gòu) 2、換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu) 4.3 行星齒輪變速機(jī)構(gòu) 2、換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu) 4.3 行星

11、齒輪變速機(jī)構(gòu) 2、換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu) 4.3 行星齒輪變速機(jī)構(gòu) 3、行星齒輪變速器變速原理 4.3 行星齒輪變速機(jī)構(gòu) 3、行星齒輪變速器變 速原理 從 50年代到 70年代:行 星變速?gòu)膬蓹n增至三 檔; 從 80年代:行星變速?gòu)?三檔增至四檔;液力 變矩器閉鎖 從 90年代:實(shí)現(xiàn)從液壓 控制到電子液壓控制 轉(zhuǎn)變 4.3 行星齒輪變速機(jī)構(gòu) 4、典型行星齒輪變速器變速原理 辛普森式的特點(diǎn):兩太陽(yáng)輪連為 一體,前排行星架和后排的齒圈連 成一體。 4、典型行星 齒輪變速器 變速原理 (三檔辛普 森) 4、典型行星齒輪變速器變速原理(四檔辛普森) 4、典型行星齒輪變速器變速原 理(拉維奈爾赫) 拉維奈爾赫式特

12、點(diǎn): 前后齒圈共用 前后行星架共用 4、典型行星齒 輪變速器變速 原理(拉維奈 爾赫三檔) 4、典型行星齒 輪變速器變速 原理(拉維奈 爾赫四檔) 4.4發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出特性及換檔規(guī)律 4.4發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出特性及換檔規(guī)律 4.5機(jī)液控制 AT變速器結(jié)構(gòu)原理 機(jī)械液壓控制自動(dòng)變速器控制原理: ( 1)變速器輸出軸轉(zhuǎn)速作為控制輸出量,通過(guò)離心 調(diào)速閥把變速器輸出軸轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫π盘?hào)反饋 至換檔閥的一端 ( 2)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度的大?。ㄘ?fù)荷大?。┳鰹榭刂戚斎?信號(hào)通過(guò)節(jié)氣門(mén)閥轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫π盘?hào)至換檔閥的另 一端,兩壓力信號(hào)比較使換檔閥動(dòng)作。 ( 3)換檔控制規(guī)律完全由換檔閥的結(jié)構(gòu)尺寸、各換 檔閥的彈簧剛度、節(jié)氣門(mén)閥

13、和車(chē)速調(diào)速閥等決定。 4.5機(jī)液控制 AT變速器結(jié)構(gòu)原理 液壓控制的自動(dòng)變速器的液壓系統(tǒng)組成: ( 1)動(dòng)力源:即被變矩器驅(qū)動(dòng)的液壓泵。 汽車(chē)液壓泵常用內(nèi)嚙合齒輪泵和葉片泵。 向換檔控制和執(zhí)行機(jī)構(gòu)供油,同時(shí)還有液 力變矩器閉鎖、冷卻補(bǔ)油,行星齒輪潤(rùn)滑 油。 ( 2)執(zhí)行機(jī)構(gòu):即行星齒輪變檔執(zhí)行機(jī)構(gòu) ( 3)控制機(jī)構(gòu):主油路、換檔信號(hào)系統(tǒng) (節(jié)氣門(mén)閥和離心調(diào)速閥)、換檔閥系統(tǒng) 和緩沖安全系統(tǒng),以及液力變矩器的控制 裝置 4.5機(jī)液控制 AT變速器結(jié)構(gòu)原理 1、自動(dòng)變速器實(shí)例 4.5機(jī)液控制 AT變速器結(jié)構(gòu)原理 2、自動(dòng)變速器換 檔系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 4.5機(jī)液控制 AT變速器結(jié)構(gòu)原理 3、主油路系統(tǒng) 主油

14、路的構(gòu)成 : 油泵、壓力調(diào)節(jié)裝置(一次 壓力調(diào)節(jié)、二次壓力調(diào)節(jié)、節(jié)流閥和安全閥) 壓力調(diào)節(jié)裝置: 避免車(chē)速對(duì)系統(tǒng)壓力的影響, 根據(jù)不同的工況調(diào)節(jié)不同的控制壓力。 ( 1) 油門(mén)開(kāi)度小,變速器傳遞的轉(zhuǎn)矩小, 油壓低,反之則高; ( 2)低速檔行駛,傳遞的轉(zhuǎn)矩大,油壓要 高,反之則低 ( 3)倒檔機(jī)構(gòu)尺寸小需要高的操縱壓力 4.5機(jī)液控制 AT變速器結(jié)構(gòu)原理 4、換檔信號(hào)系統(tǒng) a 節(jié)氣門(mén)閥: 節(jié)氣門(mén)閥受發(fā)動(dòng)機(jī)加速踏板 的控制,隨節(jié)氣門(mén)開(kāi)度大?。窗l(fā)動(dòng)機(jī)負(fù) 荷大?。┑淖兓淖兤漭敵鲇蛪簤毫Φ?液壓閥。輸出油壓壓力的高低作為換檔信 號(hào)的一種。 有兩種節(jié)氣門(mén)液壓閥:機(jī)械式節(jié)氣門(mén) 閥和真空式節(jié)氣門(mén)閥 4

15、.5機(jī)液控制 AT變速器結(jié)構(gòu)原理 4、換檔信號(hào)系統(tǒng) a 節(jié)氣門(mén)閥: 節(jié)氣門(mén)閥受發(fā)動(dòng)機(jī)加速踏板 的控制,隨節(jié)氣門(mén)開(kāi)度大小(即發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù) 荷大?。┑淖兓淖兤漭敵鲇蛪簤毫Φ?液壓閥。輸出油壓壓力的高低作為換檔信 號(hào)的一種。 有兩種節(jié)氣門(mén)液壓閥:機(jī)械式節(jié)氣門(mén) 閥和真空式節(jié)氣門(mén)閥 4.5機(jī)液控制 AT變速器結(jié)構(gòu)原理 b 離心調(diào)速閥 :安裝在變速器輸出軸上, 為換檔閥提供一個(gè)隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化的油 壓壓力。 有兩種離心調(diào)速閥: 普通復(fù)合式雙級(jí)調(diào)速閥 中間傳動(dòng)復(fù)合式雙級(jí)調(diào)速閥 4.5機(jī)液控制 AT變速器結(jié)構(gòu)原理 b 離心調(diào)速閥 :安裝在變速器輸出軸上, 為換檔閥提供一個(gè)隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化的油 壓壓力。 有兩種

16、離心調(diào)速閥: 普通復(fù)合式雙級(jí)調(diào)速閥 中間傳動(dòng)復(fù)合式雙級(jí)調(diào)速閥 4.5機(jī)液控制 AT變速器結(jié)構(gòu)原理 5、換檔閥組 換檔閥組根據(jù)換檔信號(hào)系統(tǒng) 發(fā)出的信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作, 來(lái)控制自動(dòng)變速器中液壓操縱 油路的流動(dòng)方向,而完成換檔 動(dòng)作。 換檔閥組主要包括有:手動(dòng) 閥和換檔閥 4.5機(jī)液控制 AT變速器結(jié)構(gòu)原理 自動(dòng)變速器 手動(dòng)閥換檔 手柄所處的位置不 對(duì)應(yīng)檔位。一般有 P、 R、 N、 D、 2( S)、 L ( 1)等位置。以四檔變速器為例: P(停車(chē)檔)、 R(倒車(chē)擋)、 N(空 檔)、 D(前進(jìn)高檔)、 2( S)(前進(jìn)低 2 檔)、 L( 1)(前進(jìn)低 1檔) 4.5機(jī)液控制 AT結(jié)構(gòu)原理 換

17、檔閥: 4.5機(jī)液控制 AT變速器結(jié)構(gòu)原理 5、自動(dòng)變速器 的換檔過(guò)程 ( 1檔) 4.5 機(jī)液控制 AT變速器結(jié)構(gòu)原理 5、自動(dòng)變速器 的換檔過(guò)程 ( 4檔) 4.6 電液控制 AT變速器結(jié)構(gòu)原理 1、電液控制自動(dòng)變速器實(shí)例 4.6電液控制 AT變速器結(jié)構(gòu)原理 2、電液 控制自 動(dòng)變速 器結(jié)構(gòu) 框圖 4.6電液控制 AT變速器結(jié)構(gòu)原理 3、電液控制自動(dòng) 變速器結(jié)構(gòu) 4.6電液控制 AT變速器結(jié)構(gòu)原理 4、電子控制裝置 傳感器: 節(jié)氣門(mén)位置傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、 車(chē)速傳感器、 控制開(kāi)關(guān): 超速檔開(kāi)關(guān)、模式開(kāi)關(guān)和多功能開(kāi)關(guān) 電磁閥: 開(kāi)關(guān)電磁閥和脈沖電磁閥 微電腦及其控制電路: 4.6電液控

18、制 AT變速器結(jié)構(gòu)原理 4、電子控制裝置 控制開(kāi)關(guān): 超速檔開(kāi)關(guān) 4.6電液控制 AT變速器結(jié)構(gòu)原理 4、電子控制裝置 控制開(kāi)關(guān):模式開(kāi)關(guān) 經(jīng)濟(jì)模式 動(dòng)力模式 普通模式 手動(dòng)模式 4.6電液控制 AT變速器結(jié)構(gòu)原理 4、電子控制裝置 控制開(kāi)關(guān): 多功能開(kāi)關(guān) 4.6電液控制 AT變速器結(jié)構(gòu)原理 4、電子控制裝置 電磁閥:開(kāi)關(guān)電磁閥和脈沖電磁閥 4.6電液控制 AT變速器結(jié)構(gòu)原理 5、控制功能 換檔控制 油壓控制 自動(dòng)模式選擇控制 閉鎖離合器控制 改善換檔感覺(jué)控制 電子車(chē)速控制(巡航控制) 4.6電液控制 AT變速器結(jié)構(gòu)原理 5、控制工作原理 換檔控制 4.6電液控制 AT變速器結(jié)構(gòu)原理 5、控制

19、工作原理 換檔控制 油壓控制 自動(dòng)模式選擇控制 閉鎖離合器控制 改善換檔感覺(jué)控制 電子車(chē)速控制(巡航控制) 4.6電液控制 AT變速器結(jié)構(gòu)原理 6、電液控制系統(tǒng)的液壓閥 除換檔閥和變矩器控制閥由電腦控制電磁鐵外,還 有油壓控制由電磁閥控制 主油路油壓調(diào)壓閥及控制原理 換 檔閥結(jié)構(gòu)及控制原理 閉鎖離合器控制閥結(jié)構(gòu)及控制原理 4.6電液控制 AT變速器結(jié)構(gòu)原理 6、電液控制系統(tǒng)的液壓閥 換 檔閥結(jié)構(gòu)及控制原理 4.6電液控制 AT變速器結(jié)構(gòu)原理 6、電液控制系統(tǒng)的液壓閥 換 檔閥結(jié)構(gòu)及控制原理 4.6電液控制 AT變速器結(jié)構(gòu)原理 6、電液控制系統(tǒng)的液壓閥 閉鎖離合器控制閥結(jié)構(gòu)及控制原理 4.6 電液控制 AT變速器結(jié)構(gòu)原理 6、電液控制系統(tǒng)的液壓閥 除換檔閥和變矩器控制閥由電腦控制電磁鐵外,還 有油壓控制由電磁閥控制 主油路油壓調(diào)壓閥及控制原理 換 檔閥結(jié)構(gòu)及控制原理 閉鎖離合器控制閥結(jié)構(gòu)及控制原理 4.7 AT變速器的關(guān)鍵控制技術(shù) 1、換檔規(guī)律 2、液力變矩器鎖止技術(shù) 3、換檔元件的切換控制 4、動(dòng)態(tài)建模和仿真

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