1、自动变速器构造与维修自动变速器构造与维修自动变速器的分类自动变速器的分类 1按驱动方式分类按驱动方式分类 后驱动自动变速器、前驱动自动变速器（自动驱动桥）后驱动自动变速器、前驱动自动变速器（自动驱动桥）。2按前进挡的挡位数分类按前进挡的挡位数分类 3个前进挡、个前进挡、4个前进挡、个前进挡、5个前进挡、个前进挡、6 6速等。速等。3 3按齿轮变速器的类型分类按齿轮变速器的类型分类 行星齿轮式自动变速器、定轴式自动变速器两种。行星齿轮式自动变速器、定轴式自动变速器两种。4按控制方式分类按控制方式分类 全液压控制自动变速器和电子控制自动变速器。全液压控制自动变速器和电子控制自动变速器。5.5.按传
2、动比的变化范围：按传动比的变化范围：有级式自动变速器：有级式自动变速器：无级式自动变速器：无级式自动变速器：综合式自动变速器：综合式自动变速器：又称为电控机械自动变速器，是在机械式齿轮变又称为电控机械自动变速器，是在机械式齿轮变速器的基础上加上电控部分，实现自动控制的变速器的基础上加上电控部分，实现自动控制的变速器。速器。传动比在一定的范围内可以连续变化传动比在一定的范围内可以连续变化。分为电力分为电力式、液力式（动液式）和金属带式无级变速器。式、液力式（动液式）和金属带式无级变速器。由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成的液力机由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成的液力机械变速器。其传动比可在几个
3、间断的区间内连续械变速器。其传动比可在几个间断的区间内连续变化。变化。6.6.按操纵方式分类：按操纵方式分类：v液控液压自动变速器液控液压自动变速器 由各种控制阀将控制参数转变为液压控制信号，并由此控由各种控制阀将控制参数转变为液压控制信号，并由此控制信号直接操纵换档阀进行换档的自动变速器。制信号直接操纵换档阀进行换档的自动变速器。v电控液压自动变速器电控液压自动变速器 由电子控制单元（由电子控制单元（ECU）根据各种传感器测得参数，并按根据各种传感器测得参数，并按照其内部设定的策略控制液压阀和液压执行元件进行换档的自照其内部设定的策略控制液压阀和液压执行元件进行换档的自动变速器。动变速器。自
4、动变速器一般由液力变矩器、齿轮变速自动变速器一般由液力变矩器、齿轮变速器、液压控制系统和电子控制系统组成。器、液压控制系统和电子控制系统组成。自动变速器的组成自动变速器的组成 外壳、外壳、泵轮、泵轮、导轮、导轮、涡轮。涡轮。1.变矩器变矩器2.变速齿轮机构变速齿轮机构行星齿轮机构行星齿轮机构定轴齿轮机构定轴齿轮机构3.液压控制系统液压控制系统4.电子控制系统电子控制系统电控自动变速器的控制原理电控自动变速器的控制原理 自动变速器是通过传感器和开关监测汽车和发动机自动变速器是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，将发动机转速、节气的运行状态，接受驾驶员的指令，将发动机转速
5、、节气门开度、车速、发动机冷却液温度、自动变速器油温等门开度、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，并输入电控单元参数转变为电信号，并输入电控单元(ECU)(ECU)。ECUECU根据这根据这些信号，按照设定的换挡规律，向换挡电磁阀、油压电些信号，按照设定的换挡规律，向换挡电磁阀、油压电磁阀等发出电子控制信号；换挡电磁阀和油压电磁阀再磁阀等发出电子控制信号；换挡电磁阀和油压电磁阀再将将ECUECU发出的控制信号转变为液压控制信号，阀板中的发出的控制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，控制换挡执行机构各个控制阀根据这些液压控制信号，控制换挡执行机构
6、的动作，从而实现自动换挡。的动作，从而实现自动换挡。基本原理基本原理.MPGP位：停车位位：停车位 R位：倒挡位位：倒挡位 N位：空挡位位：空挡位 D(D4)位：前进位位：前进位 3(D3)位：高速发动机制动挡位：高速发动机制动挡2(S)位：中速发动机制动挡位：中速发动机制动挡 L位位(也称也称1位位)：低速发动机制动挡：低速发动机制动挡 各档位功能如下：各档位功能如下：六、电控液力自动变速器挡位介绍六、电控液力自动变速器挡位介绍 换档换档1.MPG 换档换档2.MPG 液力变矩器液力变矩器 一、功用一、功用 1.1.平稳地将发动机转矩传递给变速器；平稳地将发动机转矩传递给变速器；2.2.一定
7、范围内的无级变速、增矩；一定范围内的无级变速、增矩；3.3.飞轮作用，使发动机运转平稳；飞轮作用，使发动机运转平稳；4.4.驱动液压控制系统的油泵。驱动液压控制系统的油泵。二、组成：二、组成：泵轮、涡轮和导轮泵轮、涡轮和导轮 三个元件的功用如下：三个元件的功用如下：泵轮：泵轮：将发动机的机械能转变为自动变速器将发动机的机械能转变为自动变速器油的动能；油的动能；涡轮：涡轮：将自动变速器油的动能转变为涡轮轴将自动变速器油的动能转变为涡轮轴上的机械能；上的机械能；导轮：导轮：改变自动变速器油的流动方向，从而改变自动变速器油的流动方向，从而达到增矩的作用。达到增矩的作用。1.变矩器壳；变矩器壳；2.曲
8、轴（变矩器输入轴）；曲轴（变矩器输入轴）；3.导轮轴；导轮轴；4.变速器输入变速器输入轴；轴；5.单向离合器；单向离合器；B.泵轮；泵轮；W.涡轮；涡轮；D.导轮导轮液力变矩器的组成液力变矩器的组成 液力变矩器的组成液力变矩器的组成1-1-液力变矩器盖；液力变矩器盖；2-2-锁止离合器；锁止离合器；3-3-涡轮；涡轮；4-4-导轮；导轮；5-5-泵轮泵轮1-输入轴；输入轴；2-锁止离合器；锁止离合器；3-涡轮；涡轮；4-泵轮；泵轮；5-导轮；导轮；6-单向离合器；单向离合器；7-导轮固定套管；导轮固定套管；8-输出轴输出轴a)a)结构简图结构简图 b)b)工作示意图工作示意图 液力变矩器的安装
9、位置液力变矩器的安装位置 1 1泵轮泵轮 泵轮在变矩器壳体内，许多曲面叶片径向泵轮在变矩器壳体内，许多曲面叶片径向安装在内。在叶片的内缘上安装有导环，提供安装在内。在叶片的内缘上安装有导环，提供一通道使一通道使ATFATF流动畅通。变矩器通过驱动端盖与流动畅通。变矩器通过驱动端盖与曲轴连接。当发动机运转时，将带动泵轮一同曲轴连接。当发动机运转时，将带动泵轮一同旋转，泵轮内的旋转，泵轮内的ATFATF依靠离心力向外冲出。发动依靠离心力向外冲出。发动机转速升高时泵轮产生的离心力亦随着升高，机转速升高时泵轮产生的离心力亦随着升高，由泵轮向外喷射的由泵轮向外喷射的ATFATF的速度也随着升高。的速度也
10、随着升高。2 2涡轮涡轮 涡轮同样也是有许多曲面叶片的圆盘，其涡轮同样也是有许多曲面叶片的圆盘，其叶片的曲线方向不同于泵轮的叶片。涡轮通过叶片的曲线方向不同于泵轮的叶片。涡轮通过花键与变速器的输入轴相啮合，涡轮的叶片与花键与变速器的输入轴相啮合，涡轮的叶片与泵轮的叶片相对而设，相互间保持非常小的间泵轮的叶片相对而设，相互间保持非常小的间隙。隙。3 3导轮导轮 导轮是有叶片的小圆盘，位于泵轮和涡导轮是有叶片的小圆盘，位于泵轮和涡轮之间。它安装于导轮轴上，通过单向离合器轮之间。它安装于导轮轴上，通过单向离合器固定于导轮的固定套管上。固定于导轮的固定套管上。导轮上的单向离合器可以锁住导轮以防导轮上的
11、单向离合器可以锁住导轮以防止反向转动。这样，导轮根据工作液冲击叶片止反向转动。这样，导轮根据工作液冲击叶片的方向进行旋转或锁住。的方向进行旋转或锁住。三、液力变矩器的工作原理三、液力变矩器的工作原理变矩器原理变矩器原理1.MPG1.MPG变矩原理变矩原理2.MPG2.MPG变矩器变矩器.mpg 发动机带动液力变矩器壳体和泵轮旋转，泵轮旋转发动机带动液力变矩器壳体和泵轮旋转，泵轮旋转产生离心力，使产生离心力，使ATFATF沿叶片向外甩出，发动机的机械能沿叶片向外甩出，发动机的机械能转换成转换成ATFATF的动能。当的动能。当ATFATF高速进入涡轮时，推动涡轮叶高速进入涡轮时，推动涡轮叶片使涡轮
12、转动，片使涡轮转动，ATFATF的动能转换成涡轮的机械能，向齿的动能转换成涡轮的机械能，向齿轮变速器输入轴输出动力。轮变速器输入轴输出动力。ATF在泵轮与涡轮间的流动示意图在泵轮与涡轮间的流动示意图 为便于理解液力变为便于理解液力变矩器的工作原理和性矩器的工作原理和性能，省去导轮，只分能，省去导轮，只分析泵轮、涡轮和析泵轮、涡轮和ATFATF之之间的工作关系。图示间的工作关系。图示是是ATFATF在泵轮与涡轮间在泵轮与涡轮间的流动示意图。的流动示意图。泵轮转动时，其叶片内泵轮转动时，其叶片内ATFATF由于离心力的由于离心力的作用沿叶片外侧甩出，流向涡轮。当作用沿叶片外侧甩出，流向涡轮。当AT
13、FATF流入静流入静止的涡轮所形成的环流从涡轮返回时，其方向止的涡轮所形成的环流从涡轮返回时，其方向与泵轮转动方向相反而阻碍泵轮的转动，降低与泵轮转动方向相反而阻碍泵轮的转动，降低了传动效率。当泵轮转速升高时，环流作用使了传动效率。当泵轮转速升高时，环流作用使涡轮的转矩增大，涡轮开始缓慢地转动，并逐涡轮的转矩增大，涡轮开始缓慢地转动，并逐渐加速，缩小了泵轮和涡轮转速的差别而提高渐加速，缩小了泵轮和涡轮转速的差别而提高了传动效率。这是变矩器没有导轮时的工作情了传动效率。这是变矩器没有导轮时的工作情况。由于况。由于ATFATF在循环流动过程中，没有受到任何在循环流动过程中，没有受到任何其它外力，故
14、涡轮上得到的转矩只等于发动机其它外力，故涡轮上得到的转矩只等于发动机作用于泵轮上的转矩，即没有导轮时，涡轮只作用于泵轮上的转矩，即没有导轮时，涡轮只起传递转矩的作用（相当于液力耦合器）而不起传递转矩的作用（相当于液力耦合器）而不会增大转矩。会增大转矩。安装导轮后安装导轮后ATF的流动情况的流动情况 在泵轮和涡轮之间安装导轮后，在泵轮和涡轮之间安装导轮后，ATFATF的流动情况如图的流动情况如图5.75.7所示。所示。当涡轮转动时，从涡轮流出的当涡轮转动时，从涡轮流出的ATFATF有残留的动能，此动能施加在泵有残留的动能，此动能施加在泵轮上可以增大其转矩。泵轮与涡轮的转速相差越大，即泵轮转速轮上
15、可以增大其转矩。泵轮与涡轮的转速相差越大，即泵轮转速越快而涡轮转速越慢时，由于单向离合器的作用，导轮锁止在导越快而涡轮转速越慢时，由于单向离合器的作用，导轮锁止在导轮轴上不转动，转矩随之增大。轮轴上不转动，转矩随之增大。当涡轮转速逐渐增大至与泵当涡轮转速逐渐增大至与泵轮转速接近时，从泵轮叶片流过轮转速接近时，从泵轮叶片流过的的ATFATF变成从导轮叶片后面流过，变成从导轮叶片后面流过，流动方向改变了。导轮由于单向流动方向改变了。导轮由于单向离合器的作用在导轮轴上空转，离合器的作用在导轮轴上空转，ATFATF流回泵轮。导轮开始空转后，流回泵轮。导轮开始空转后，变矩器即丧失变矩的功能，而只变矩器即
16、丧失变矩的功能，而只具有液力耦合器接合和切断动力具有液力耦合器接合和切断动力的功能。的功能。液力变矩器的液力变矩器的ATF流向（涡轮、导轮不转动）流向（涡轮、导轮不转动）液力变矩器的液力变矩器的ATF流向（涡轮转动、导轮不转动）流向（涡轮转动、导轮不转动）液力变矩器的液力变矩器的ATF流向（变矩器成为偶合器）流向（变矩器成为偶合器）液力变矩器的液力变矩器的ATF流向（涡轮、流向（涡轮、导导轮都转动）轮都转动）ATF的整个流动过程的整个流动过程B-泵轮；泵轮；W-涡轮；涡轮；D-导轮；导轮；F-单向离合器单向离合器经过上述分析：经过上述分析：液力变矩器的输出转矩可以根据涡轮的转速变化：液力变矩器
17、的输出转矩可以根据涡轮的转速变化：具体为：具体为：涡轮速度低涡轮速度低转矩大于泵轮转矩；转矩大于泵轮转矩；涡轮速度等于一设定值涡轮速度等于一设定值转矩等于泵轮转矩；转矩等于泵轮转矩；涡轮速度高涡轮速度高转矩小于泵轮转矩；转矩小于泵轮转矩；涡轮速度等于泵轮速度涡轮速度等于泵轮速度不传递转矩。不传递转矩。液力变矩器能够改变转矩的原因是在泵轮和涡轮液力变矩器能够改变转矩的原因是在泵轮和涡轮之间加入了导轮。之间加入了导轮。液力变矩器的结构原理液力变矩器的结构原理.swf四、液力传动的特性四、液力传动的特性 定义：定义：当发动机的转速和转矩一定，泵轮当发动机的转速和转矩一定，泵轮的转速和转矩也一定时，涡
18、轮与泵轮之间的的转速和转矩也一定时，涡轮与泵轮之间的转矩比、转速比、和传动效率三者的变化规转矩比、转速比、和传动效率三者的变化规律。律。转矩比转矩比=涡轮输出转矩涡轮输出转矩/泵轮输出转矩泵轮输出转矩 转速比转速比=涡轮转速涡轮转速/泵轮转速泵轮转速 传动比传动比=输入轴转速输入轴转速/输出轴转速输出轴转速液力变矩器转矩变化规律液力变矩器转矩变化规律 液力变矩器效率变化曲线液力变矩器效率变化曲线 五、带锁止离合五、带锁止离合器的液力变矩器器的液力变矩器 1-泵轮泵轮 2-导轮导轮 3-单向离合器单向离合器 4-输入轴输入轴 5-导轮轴导轮轴 6-活塞活塞 7-外壳外壳 8-锁止离合器轴锁止离合
19、器轴 9-锁止离合器片锁止离合器片 10-离合器盘离合器盘 11-涡轮涡轮锁止离合器锁止离合器.MPG.MPG1 1.锁止离合器分离状态锁止离合器分离状态 a）示意图示意图 b）动力传递路线动力传递路线 2 2.锁止离合器接合状态锁止离合器接合状态 a）示意图示意图 b）动力传递路线动力传递路线 锁止离合器的工作原理锁止离合器的工作原理.swf结论：结论：液力变矩器的传动比为小于等于液力变矩器的传动比为小于等于1的连续可变的数；的连续可变的数；液力变矩器的转矩随着汽车的行驶工况自动的改变。当涡轮的液力变矩器的转矩随着汽车的行驶工况自动的改变。当涡轮的速度低时具有较大的转矩；涡轮速度为速度低时具
20、有较大的转矩；涡轮速度为0时的转矩最大；当涡轮时的转矩最大；当涡轮的速度高时具有较小的转矩；涡轮速度与泵轮的速度相等时的转的速度高时具有较小的转矩；涡轮速度与泵轮的速度相等时的转矩最小为矩最小为0；液力变矩器同时具有液力耦合器保证汽车平稳起步，衰减传动液力变矩器同时具有液力耦合器保证汽车平稳起步，衰减传动系的扭转振动，防止系统过载的特点。系的扭转振动，防止系统过载的特点。在涡轮速度高于在涡轮速度高于nw1时，涡轮的输出转矩小于泵轮的输入转矩，时，涡轮的输出转矩小于泵轮的输入转矩，效率低、降低了动力性。效率低、降低了动力性。液力变矩器液力变矩器.DAT齿轮变速器齿轮变速器一、一、简单行星齿轮机构
21、简单行星齿轮机构 简单行星齿轮机构是由一个太阳轮、一个带有两简单行星齿轮机构是由一个太阳轮、一个带有两个和多个行星齿轮的行星架和一个齿圈组成的。个和多个行星齿轮的行星架和一个齿圈组成的。简单行星齿轮机构由太阳轮、齿圈和装有行星齿轮简单行星齿轮机构由太阳轮、齿圈和装有行星齿轮的行星架三元件组成的行星架三元件组成。变速原理变速原理.MPG齿轮变速机构原理齿轮变速机构原理.DAT简单简单行星齿轮机构行星齿轮机构1-太阳轮；太阳轮；2-齿圈；齿圈；3-行星架；行星架；4-行星齿轮行星齿轮 设太阳轮、齿设太阳轮、齿圈和行星架的转速圈和行星架的转速分别为分别为n1、n2和和n3，齿数分别为齿数分别为zl、
22、z2和和z3，齿圈与太阳齿圈与太阳轮的齿数比为轮的齿数比为。根据能量守恒定律，根据能量守恒定律，可得单排行星齿轮可得单排行星齿轮机构一般运动规律机构一般运动规律的特性方程式的特性方程式:其中：其中：0)1(321nnn112zz1)太阳轮为输太阳轮为输入元件，行入元件，行星架为输出星架为输出元件齿圈为元件齿圈为固定元件。固定元件。太阳轮带动太阳轮带动行星齿轮沿行星齿轮沿静止的齿圈静止的齿圈旋转，从而旋转，从而带动行星架带动行星架以较慢的速以较慢的速度与太阳轮度与太阳轮同向旋转，同向旋转，传动比为：传动比为：113i行星齿轮机构工作行星齿轮机构工作1.swf2)齿圈为齿圈为输入元件，输入元件，行
23、星架为输行星架为输出元件，太出元件，太阳轮为固定阳轮为固定元件，传动元件，传动比为比为1112123zzi行星齿轮机构工作行星齿轮机构工作2.swf3)行星架为行星架为输入元件，输入元件，太阳轮为输太阳轮为输出元件，齿出元件，齿圈为固定元圈为固定元件。传动比件。传动比为为1131i4)行星架为行星架为输入元件，输入元件，齿圈为输出齿圈为输出元件，太阳元件，太阳轮为固定元轮为固定元件。传动比件。传动比为为1)(21232zzzi5）太阳轮为）太阳轮为输入元件，行输入元件，行星架为固定元星架为固定元件，行星齿轮件，行星齿轮只能自转，并只能自转，并带动齿圈旋转带动齿圈旋转输出动力。齿输出动力。齿圈的
24、旋转方向圈的旋转方向与太阳轮相反，与太阳轮相反，传动比为传动比为1212zzi6)齿圈为输入齿圈为输入元件，行星架元件，行星架为固定元件，为固定元件，行星齿轮只能行星齿轮只能自转，并带动自转，并带动太阳轮旋转输太阳轮旋转输出动力。太阳出动力。太阳轮的旋转方向轮的旋转方向与齿圈相反，与齿圈相反，传动比为传动比为12121zzi7)若三元件中的若三元件中的任两元件被连接任两元件被连接在一起，则第三在一起，则第三元件必然与这两元件必然与这两者以相同的转速、者以相同的转速、相同的方向转动。相同的方向转动。8)若所有元件若所有元件均不受约束，则均不受约束，则行星齿轮机构失行星齿轮机构失去传动作用。去传动
25、作用。行星齿轮机构的工作情况行星齿轮机构的工作情况 状状态态档位档位固定部件固定部件输入部件输入部件输出部件输出部件旋转方向旋转方向1 1降速档降速档齿圈齿圈太阳轮太阳轮行星架行星架相同方向相同方向2 2超速档超速档齿圈齿圈行星架行星架太阳轮太阳轮相同方向相同方向3 3降速档降速档太阳轮太阳轮齿圈齿圈行星架行星架相同方向相同方向4 4超速档超速档太阳轮太阳轮行星架行星架齿圈齿圈相同方向相同方向5 5倒档位倒档位（降速）（降速）行星架行星架太阳轮太阳轮齿圈齿圈相反方向相反方向6 6倒档位倒档位（超速）（超速）行星架行星架齿圈齿圈太阳轮太阳轮相反方向相反方向7 7直接档直接档没有没有任意两个任意两
26、个第三元件第三元件同向同速同向同速8 8空档位空档位没有没有不定不定不定不定不转动不转动二、复合式行星齿轮机构复合式行星齿轮机构 定义：定义：具有两排以上行星的行星齿轮机构。具有两排以上行星的行星齿轮机构。原因：原因：单排行星齿轮机构所提供的传动比数目是有限的，为了单排行星齿轮机构所提供的传动比数目是有限的，为了获得较多的档数，可以采用两排或三排行星齿轮机构。获得较多的档数，可以采用两排或三排行星齿轮机构。主要有：主要有：辛普森辛普森（simpson）式式 拉维挪（拉维挪（ravigneaux）式式 CR-CR式式自动变速器自动变速器-结构结构.swf1.辛普森式齿轮机构辛普森式齿轮机构 辛普
27、森式行星齿轮机构由辛普森式行星齿轮机构由4个独立的元件个独立的元件组成：前齿圈、前后太阳轮组件、后行星架、组成：前齿圈、前后太阳轮组件、后行星架、前行星架和后齿圈组件前行星架和后齿圈组件 辛普森式行星齿轮机构是双排行星齿轮机辛普森式行星齿轮机构是双排行星齿轮机构，它由两个内啮合式单排行星齿轮机构组构，它由两个内啮合式单排行星齿轮机构组合而成，能提供三个前进挡和一个倒挡。合而成，能提供三个前进挡和一个倒挡。辛普森式行星齿轮机构啮合形式辛普森式行星齿轮机构啮合形式1-前齿圈；前齿圈；2-前行星轮；前行星轮；3-前行星架和后齿圈组件前行星架和后齿圈组件4-前后太阳轮组件；前后太阳轮组件；5-后行星轮
28、；后行星轮；6-后行星架后行星架辛普森式辛普森式3挡行星齿轮变速器挡行星齿轮变速器(a)结构组成；结构组成；(b)换挡执行元件的布置形式换挡执行元件的布置形式1)1)辛普森式辛普森式3挡行挡行星齿轮变速器星齿轮变速器 由由5个换挡执行元件组成，个换挡执行元件组成，它们是：它们是：C1一倒挡及高挡离合器一倒挡及高挡离合器C2一前进离合器一前进离合器B1一一2挡制动器挡制动器B2一低挡及倒挡制动器一低挡及倒挡制动器F1一一低挡单向超越离合器低挡单向超越离合器 1档：离合器档：离合器C2结合，单向离合器结合，单向离合器F1卡住（相当于卡住（相当于B2制动）制动）路线：路线：输入轴输入轴-前排齿圈前排
29、齿圈-太阳轮太阳轮-后排齿圈后排齿圈-输出轴输出轴2档：离合器档：离合器C2结合，结合，B1制动。制动。路线：路线：输入轴输入轴-前排齿圈前排齿圈-行星架行星架-输出轴输出轴3档：离合器档：离合器C1，C2结合。结合。路线：路线：输入轴输入轴-前排齿圈和前排齿圈和太阳轮太阳轮-行星架行星架-输出轴输出轴倒档：离合器倒档：离合器C1结合、结合、B2制动。制动。路线：路线：输入轴输入轴-太阳轮太阳轮-后行星轮后行星轮-后排齿圈后排齿圈-输出轴输出轴2）辛普森式）辛普森式4挡行星齿轮变速器挡行星齿轮变速器 辛普森式辛普森式4挡行星齿轮变速器是在原挡行星齿轮变速器是在原3挡自动挡自动变速器的基础上发展
30、起来，它的最高挡变速器的基础上发展起来，它的最高挡4挡是传挡是传动比小于动比小于1的超速挡。的超速挡。优点：优点：燃油经济性好，发动机可以经常处于较低燃油经济性好，发动机可以经常处于较低转速范围运转，因而运转噪声小，可以延长发转速范围运转，因而运转噪声小，可以延长发动机的使用寿命。动机的使用寿命。应用：应用：许多品牌高挡轿车。许多品牌高挡轿车。类型：类型：在原有的辛普森式在原有的辛普森式3挡行星齿轮变速挡行星齿轮变速器双行星排机构的基础上再增加一个行星排器双行星排机构的基础上再增加一个行星排机构，成为机构，成为3行星排行星排4挡行星齿轮变速器；挡行星齿轮变速器；改进双行星排机构，通过改变前后行
31、改进双行星排机构，通过改变前后行星排基本元件的组合和增加换挡执行元件，星排基本元件的组合和增加换挡执行元件，使它成为带超速挡的使它成为带超速挡的4挡行星齿轮变速器。挡行星齿轮变速器。3行星排辛普森式行星排辛普森式4挡行星齿轮变速器挡行星齿轮变速器1-输入轴；输入轴；2-超速行星排；超速行星排；3-中间轴；中间轴；4-前行星排；前行星排；5-后行星排；后行星排；6-输出轴；输出轴；C0-直接离合器；直接离合器；C1-倒挡及高挡离合器；倒挡及高挡离合器；C2-前进离合器；前进离合器；B0-超速制动器；超速制动器；B1-2挡制动器；挡制动器；B2-低挡及倒挡制动器；低挡及倒挡制动器；B3-2挡强制制
32、动器；挡强制制动器；F0-直接单向超越离合器直接单向超越离合器F1-低挡单向超越离合器；低挡单向超越离合器；F2-2挡单向超越离合器。挡单向超越离合器。3行星排辛普森式行星排辛普森式4挡行星齿轮变速器换挡执行元件换挡结合表挡行星齿轮变速器换挡执行元件换挡结合表 换挡手柄换挡手柄位置位置挡位挡位换挡执行元件换挡执行元件C1C2B1B2B3F1F2C0B0F0D1234R倒倒S、L或或2、112注：注：接合、制动或锁止；接合、制动或锁止；接合或制动、但不传递动力接合或制动、但不传递动力 1.1.后行星排行星架；后行星排行星架；2.2.后行星排行星齿轮；后行星排行星齿轮；3.3.输出轴；输出轴；4.
33、4.前、后前、后行星排公用太阳轮；行星排公用太阳轮；5.5.前行星排齿圈；前行星排齿圈；6.6.前行星排行星架；前行星排行星架；7.7.超超速行星排齿圈；速行星排齿圈；8.8.超速行星排行星架；超速行星排行星架；9.9.超速行星排太阳轮；超速行星排太阳轮；10.10.输入轴；输入轴；11.11.超速行星排行星齿轮；超速行星排行星齿轮；12.12.前行星排行星齿轮；前行星排行星齿轮；13.13.后行星排齿圈；后行星排齿圈；14.14.中间轴；中间轴；C0.C0.超速挡离合器；超速挡离合器；C1.C1.前进离合器；前进离合器；C2.C2.直接挡、倒挡离合器；直接挡、倒挡离合器；B0.B0.超速挡制
34、动器；超速挡制动器；B1.B1.二挡滑行制动二挡滑行制动器；器；B2.B2.二挡制动器；二挡制动器；B3.B3.低、倒挡制动器；低、倒挡制动器；F0.F0.超速挡单向离合超速挡单向离合器；器；F1.F1.二挡单向离合器；二挡单向离合器；F2F2低挡单向离合器低挡单向离合器 离合器离合器C0C0、ClCl及单向离合器及单向离合器F0F0、F2F2工作。工作。C0C0和和F0F0将超速行星将超速行星排的太阳轮和行星架相连，超速行星排成为一个刚性整体，以直排的太阳轮和行星架相连，超速行星排成为一个刚性整体，以直接挡传递动力至中间轴。接挡传递动力至中间轴。C1C1将中间轴与前行星排齿圈相连，该齿将中间
35、轴与前行星排齿圈相连，该齿圈驱动前行星排行星齿轮自转又公转，输出动力，这是一条动力圈驱动前行星排行星齿轮自转又公转，输出动力，这是一条动力传递路线。由于与输出轴相连的前行星排行星架在汽车起步时转传递路线。由于与输出轴相连的前行星排行星架在汽车起步时转速为速为0 0，故前行星排行星齿轮自转还使前、后行星排公用太阳轮，故前行星排行星齿轮自转还使前、后行星排公用太阳轮转动，驱动后行星排行星齿轮自转。转动，驱动后行星排行星齿轮自转。F2F2工作使后行星排行星架不工作使后行星排行星架不能转动，于是后行星排齿圈输出动力，这是第二条动力传递路线。能转动，于是后行星排齿圈输出动力，这是第二条动力传递路线。动力
36、最后传到输出轴输出。动力最后传到输出轴输出。D位一挡位一挡 C0C0、C1C1、B2B2、F0F0和和F1F1工作。工作。C0C0和和F0F0工作如前所述，工作如前所述，直接将动力传给中间轴。直接将动力传给中间轴。C1C1工作使动力传到前行星排工作使动力传到前行星排齿圈，驱动前行星排行星齿轮转动。由于齿圈，驱动前行星排行星齿轮转动。由于B2B2和和F1F1的作的作用，公用太阳轮不动。于是前行星排行星齿轮带动行用，公用太阳轮不动。于是前行星排行星齿轮带动行星架转动，从输出轴输出动力。后行星排不参与动力星架转动，从输出轴输出动力。后行星排不参与动力的传递。的传递。D位二挡位二挡 C0C0、ClCl
37、、C2C2、B2B2和和F0F0工作。工作。C0C0和和F0F0工作如前所述，工作如前所述，直接将动力传给中间轴。直接将动力传给中间轴。C1C1、C2C2工作将中间轴与前行星工作将中间轴与前行星排的齿圈和太阳轮连接，前行星排成为刚性整体，动力排的齿圈和太阳轮连接，前行星排成为刚性整体，动力直接传给前行星排行星架，从输出轴输出动力。此挡为直接传给前行星排行星架，从输出轴输出动力。此挡为直接挡。直接挡。D位三挡位三挡 ClCl、C2C2、B0B0和和B2B2工作。工作。B0B0工作将超速行星排太阳轮工作将超速行星排太阳轮固定，动力由输入轴输入使超速行星排行星架转动，带固定，动力由输入轴输入使超速行
38、星排行星架转动，带动超速行星排行星齿轮及齿圈转动。动超速行星排行星齿轮及齿圈转动。C1C1、C2C2工作使前、工作使前、后行星排的工作情况同后行星排的工作情况同D D位三挡，即处于直接挡。因此，位三挡，即处于直接挡。因此，整个机构以超速挡传递动力。整个机构以超速挡传递动力。D位四挡位四挡 C0 C0和和F0F0的工作情况如前所述，直接将动力传给中间的工作情况如前所述，直接将动力传给中间轴。轴。C2C2工作将动力传给公用太阳轮。工作将动力传给公用太阳轮。B3B3工作将后行星排工作将后行星排行星架固定，公用太阳轮驱动后行星排行星齿轮转动，行星架固定，公用太阳轮驱动后行星排行星齿轮转动，使后行星排齿
39、圈反向转动输出动力。使后行星排齿圈反向转动输出动力。R位位(倒挡倒挡)换挡杆换挡杆置于置于P P位时，位时，驻车锁止机驻车锁止机构将变速器构将变速器输出轴锁止输出轴锁止实现驻车。实现驻车。如图如图(a)(a)所示，当换挡杆处于所示，当换挡杆处于P P位时，与换挡杆相连的位时，与换挡杆相连的手动阀通过锁止凸轮将锁止棘爪推向输出轴外齿圈，并嵌手动阀通过锁止凸轮将锁止棘爪推向输出轴外齿圈，并嵌入其齿槽中，使变速器输出轴与壳体相连而无法转动。入其齿槽中，使变速器输出轴与壳体相连而无法转动。如图如图(b)(b)所示，当换挡杆处于其他位置时，锁止凸轮所示，当换挡杆处于其他位置时，锁止凸轮退回，锁止棘爪在回
40、位弹簧的作用下离开输出轴外齿圈，退回，锁止棘爪在回位弹簧的作用下离开输出轴外齿圈，锁止解除。锁止解除。P位位(驻车挡驻车挡)辛普森式行星齿轮变速器的优点辛普森式行星齿轮变速器的优点 齿轮种类少、加工量少、工艺性好、成本低；齿轮种类少、加工量少、工艺性好、成本低；齿圈输入、输出，强度高，传递功率大；齿圈输入、输出，强度高，传递功率大；无功率循环，效率高；无功率循环，效率高；组成的元件转速低，换档平稳；组成的元件转速低，换档平稳；虽然是三自由度的变速器，每次换挡需操纵虽然是三自由度的变速器，每次换挡需操纵2个执行机构，但因安排合理，实际仅需更换个执行机构，但因安排合理，实际仅需更换1个个执行机构。
41、执行机构。2)2)拉维那式齿轮机构拉维那式齿轮机构 拉维那式齿轮机构是由一小一大两个太阳轮、拉维那式齿轮机构是由一小一大两个太阳轮、三个长行星齿轮和三个短行星齿轮组成两组行星三个长行星齿轮和三个短行星齿轮组成两组行星齿轮，一个共用行星架和一个共用齿圈组成。齿轮，一个共用行星架和一个共用齿圈组成。图图4-29 拉拉维维娜行星齿轮机构娜行星齿轮机构1-小太阳轮小太阳轮 2-大太阳轮大太阳轮 3-行星架行星架4-短行星轮短行星轮 5-长行星轮长行星轮 6-齿圈齿圈 采用双行星排组合，其采用双行星排组合，其结结构特点构特点是：两行星排共用行星是：两行星排共用行星架和齿圈，架和齿圈，小太阳轮小太阳轮1、
42、短行、短行星轮星轮4、长行星轮、长行星轮5、行星架、行星架3及齿圈及齿圈6组成一个双行星轮式组成一个双行星轮式行星排，大太阳轮行星排，大太阳轮2、长行星、长行星轮轮5、行星架、行星架3及齿圈及齿圈6组成一组成一个单行星轮式行星排。具有四个单行星轮式行星排。具有四个独立元件：小太阳轮、大太个独立元件：小太阳轮、大太阳轮、行星架和齿圈。行星架阳轮、行星架和齿圈。行星架上的两套行星齿轮相互啮合，上的两套行星齿轮相互啮合，其中短行星齿轮与小太阳轮啮其中短行星齿轮与小太阳轮啮合，长行星齿轮与大太阳轮啮合，长行星齿轮与大太阳轮啮合的同时与齿圈啮合。合的同时与齿圈啮合。01M自动变速器原理3）CR-CR结构
43、行星齿轮变速器结构行星齿轮变速器 CR-CR结构是指将两组单行星排的行星架结构是指将两组单行星排的行星架C和齿圈和齿圈R分别组配的变速器，其特点是变速比大、分别组配的变速器，其特点是变速比大、效率高、元件轴转速低。效率高、元件轴转速低。三、定轴式变速齿轮机构三、定轴式变速齿轮机构 平行轴有平行轴有3 3根：即主轴、中间轴和副轴。根：即主轴、中间轴和副轴。主轴与发动机曲轴主轴颈轴线同轴。主轴上装主轴与发动机曲轴主轴颈轴线同轴。主轴上装有有3 3档和档和4 4档离合器及档离合器及3 3档、档、4 4档、倒档齿轮和惰档、倒档齿轮和惰轮轮(倒档齿轮、倒档齿轮、4 4档齿轮制为一体档齿轮制为一体)。中间
44、轴上装。中间轴上装有最终主动齿轮及有最终主动齿轮及1 1档、档、3 3档、档、4 4档、倒档、档、倒档、2 2档档齿轮及惰轮。中间轴齿轮及惰轮。中间轴4 4档齿轮及其倒档齿轮可在档齿轮及其倒档齿轮可在副轴中部锁止，工作时是锁止副轴中部锁止，工作时是锁止4 4档齿轮还是倒档档齿轮还是倒档齿轮则取决于接合套的移动方式。另外，主轴齿轮则取决于接合套的移动方式。另外，主轴和副轴上的齿轮与中间轴上的齿轮保持常啮合和副轴上的齿轮与中间轴上的齿轮保持常啮合状态。状态。定定轴轴式式变变速速齿齿轮轮机机构构 PAX型电控自动变速器的结构图型电控自动变速器的结构图四、换挡执行机构四、换挡执行机构 1.1.功用：功
45、用：对这些基本元件实施约束，实现挡位变换。对这些基本元件实施约束，实现挡位变换。2.2.组成：组成：主要由离合器、制动器和单向离合器三种执行元主要由离合器、制动器和单向离合器三种执行元件组成。件组成。3.3.工作原理：工作原理：离合器和制动器是以液压方式控制行星齿轮机构离合器和制动器是以液压方式控制行星齿轮机构元件的旋转，而单向离合器则是以机械方式对行元件的旋转，而单向离合器则是以机械方式对行星齿轮机构的元件进行锁止。星齿轮机构的元件进行锁止。1.多片离合器多片离合器 离合器的功用是将变速器的输入轴和行星排的某个基本元件离合器的功用是将变速器的输入轴和行星排的某个基本元件连接，或将行星排的某两
46、个基本元件连接在一起，使之成为一个连接，或将行星排的某两个基本元件连接在一起，使之成为一个整体转动。整体转动。自动变速器中所用的离合器常为湿式多片离合器。通常由离自动变速器中所用的离合器常为湿式多片离合器。通常由离合器鼓、离合器活塞、回位弹簧、钢片、摩擦片、花键毂等组成。合器鼓、离合器活塞、回位弹簧、钢片、摩擦片、花键毂等组成。1-主动元件；主动元件；2-回位弹簧；回位弹簧；3-活塞；活塞；4-离合器鼓；离合器鼓；5-钢片；钢片；6-卡环；卡环；7-压盘；压盘；8-摩擦片；摩擦片；9-花键毂；花键毂；10-弹簧座弹簧座 工作状态：工作状态：分离状态分离状态 结合状态结合状态利用压力油和回位弹簧
47、来实现。利用压力油和回位弹簧来实现。回位弹簧有回位弹簧有3种种不同形式：周置螺旋弹簧、不同形式：周置螺旋弹簧、中央布置螺旋弹簧和中央布置碟形弹簧。中央布置螺旋弹簧和中央布置碟形弹簧。多片离合器的工作过程多片离合器的工作过程 安全阀的功用安全阀的功用2.制动器制动器 制动器的功用是固定行星齿轮制动器的功用是固定行星齿轮机构中的基本元件，阻止其旋转。机构中的基本元件，阻止其旋转。在自动变速器中常用的制动器有在自动变速器中常用的制动器有片片式制动器和带式制动器式制动器和带式制动器两种。两种。片式制动器示意图片式制动器示意图1-摩擦片；摩擦片；2-钢片；钢片；3-变速器壳体；变速器壳体；4-活塞；活塞
48、；5-油缸；油缸；6-制动器毂制动器毂 钢片、摩擦片均由钢板冲压而成，摩擦钢片、摩擦片均由钢板冲压而成，摩擦片表面有厚度为片表面有厚度为0.380.76mm0.380.76mm的摩擦材料层。的摩擦材料层。为保证分离彻底，钢片和摩擦片间必为保证分离彻底，钢片和摩擦片间必须有足够的间隙，标准间隙范围为须有足够的间隙，标准间隙范围为0.250.38mm0.250.38mm，可通过选择适当的压盘、卡，可通过选择适当的压盘、卡环及摩擦片厚度等方法调整该值。环及摩擦片厚度等方法调整该值。直接作用伺服装置带式制动器直接作用伺服装置带式制动器间接作用伺服装置带式制动器间接作用伺服装置带式制动器1-制动带；制动
49、带；2-推杆；推杆；3-杠杆；杠杆；4-活塞杆；活塞杆；5-壳体壳体 1-支承销；支承销；2-变速器壳体；变速器壳体；3-制动带；制动带；4-油缸盖；油缸盖；5-活塞；活塞；6-回位弹簧；回位弹簧；7-摇臂摇臂带式制动器带式制动器.MPG3.单向离合器单向离合器 单向离合器的功用是使元件只能按一定方向单向离合器的功用是使元件只能按一定方向旋转，在另一个方向上锁止。在行星齿轮系统中旋转，在另一个方向上锁止。在行星齿轮系统中有若干个单向离合器，其工作性能对变速器的换有若干个单向离合器，其工作性能对变速器的换挡品质有很大影响。执行机构的灵敏性直接影响挡品质有很大影响。执行机构的灵敏性直接影响换挡的平
50、顺性，单向离合器具有灵敏度高的优点，换挡的平顺性，单向离合器具有灵敏度高的优点，可瞬间锁止可瞬间锁止(或解除锁止或解除锁止)，提高了换挡时机的准，提高了换挡时机的准确性。另外，单向离合器不需要附加的液压或机确性。另外，单向离合器不需要附加的液压或机械操纵装置，结构简单，不易发生故障。单向离械操纵装置，结构简单，不易发生故障。单向离合器有滚子式和楔块式两种类型。合器有滚子式和楔块式两种类型。图图4.42滚子式单向离合器滚子式单向离合器1-外座圈外座圈；2-滚子；滚子；3-弹簧；弹簧；4-弹簧保持座；弹簧保持座；5-内座圈内座圈单向离合器单向离合器.swf 楔块式单向离合器楔块式单向离合器 a)自
