4.现代汽车自动变速器技术

第四章现代汽车自动变速器技术

汽车传动系统的组成

概述 液力自动变速器(AT,automatic transmission) 有级式机械自动变速器(AMT, automated mechanical transmission), 电控无级变速器 (CVT,continuously variable transmission)

电子控制与液压控制相比，具有明 显的优势：①电子控制可实现以前由液压控制难以实现 的更复杂多样的控制功能，使变速器性能得 到提高。 ②电子控制可简化液压控制结构，减少生产 投资等. ③电子控制功能借助于软硬件结合才能实现， 由于软件易于修改，可使产品具有适应结构 参数变化的特性.

自动变速器的组成

电控自动变速器主要有 液力变矩器 行星齿轮机构 液压控制系统 电控系统

液力耦合器

液力耦合器只传递转矩，但不改变转矩大小。 循环圆，存有工作液。

液力变矩器

液力变矩器不仅能传递转矩，而且能随涡论 转速(汽车速度)不同改变转矩。

五、自动变速器的优缺点 (一)优点1.整车具有更好的驾驶性能 2.良好的行驶性能 3.高行车安全性 4.降低废气排放 (二)缺点 1.结构较复杂 2.传动效率低

第三节 电控液力自动变速 器的结构与工作原理电控液力自动变速器由以下组成 液力变矩器、 行星齿轮系统、 液压控制系统 电控系统

一、液力变矩器 (一)液力变矩器的组成 液力变矩器安装在发动机和变速器之 间，以液压油为工作介质，起传递转矩、 变矩变速及离合的作用。 典型的液力变矩器是由泵轮、涡轮和 导轮组成。它们都是由铝合金精密铸造 或用钢板冲压而成，在它们的环状壳体 中径向排列着许多叶片。

(二)液力变矩器的工作 原理变矩器工作时，壳体内充 满液压油，发动机带动泵轮旋 转，泵轮叶片间的液压油在离 心力的作用下，从内缘流向外 缘。当泵轮转速大于涡轮转速 时，泵轮叶片外缘的液压大于 涡轮外缘的液压，油液在绕着 泵轮轴线作圆周运动的同时， 在上述压差的作用下由泵轮流 向涡轮。

泵轮顺时针旋转，油液带动涡轮同样按倾时针方向旋转。如果 涡轮静止或涡轮的转速比泵轮的转速小得多，则由液体传递给 涡轮的动能就很小，大部分能量在油液从涡轮返回泵轮的过程 中损失了，油液在从涡轮叶片外缘流向内缘的过程中，圆周速 度和动能逐渐减小。当油液回到泵轮后，泵轮对油液做功，使 之在泵轮叶片内线流向外缘的过程中动能和圆周速度逐次增大， 再流向涡轮。

(三)液力变矩器的工作特性1.转矩放大特性

将变矩器三个工作轮假想地展开，得到泵轮、涡轮 和导轮的环形平面图，设发动机转速及负荷不变，即变

矩器泵轮的转速及转矩为常数。 当发动机运转面汽车还未起步时，涡轮转速为零。变 速器油在泵轮叶片的带动下，以一定的绝对速度沿图中 箭头1的方向冲向涡轮叶片，对涡轮有一作用力，产生绕 涡轮轴的转矩。因此时涡轮静止不动，液流则沿着叶片 流出涡轮并冲向导轮，其方向见图中箭头2所示。该液流 对导轮产生作用力矩。然后液流再从固定不动的导轮叶 片沿箭头3的方向流回到泵轮中。当液流过叶片时，对叶 片作用有冲击力矩，液流此时也受到叶片的反作用力短， 其大小与作用力矩相等，方向相反。

作用力矩与反作用力矩的方向及大小与液流进 出工作轮的方向有关。设泵轮、涡轮和导轮对 液流的作用力矩分别为MB ,MW和MD,方向见图 中箭头所示。根据液流受力平衡条件，三者在 数值上满足关系式MW=MB+MD,即涡轮转矩等 于泵轮转矩与导轮转矩之和。显然，此时涡轮 转矩MW大于泵轮转矩MB,即液力变矩器起了 增大转矩的作用。

2.偶合工作特性

当涡轮转速增大到泵轮转速的90%时，由 涡轮流出的液流正好沿导轮出口方向冲向导轮， 由于液体流经导轮时方向不变，故导轮转矩此 为零，即涡轮转矩与泵轮转矩相等，MW=MB, 处于偶合工作状态。若涡轮转速继续增大，液流绝对速度方向 继续向左倾斜，冲击导轮叶片的反面，导轮转 矩方向与泵轮转矩方向相反；若导轮仍然固定 不动，则涡轮转短MW=MB-MD,即变矩器输出 转矩反而比输入转矩小。为此绝大多数液力变 矩器在导轮机构中增设了单向离合器，也称自 由轮机构。

单向离合器在液力变矩器中起单向导通的作用， 当涡轮与泵轮转速差较大时，单向离合器处于 锁止状态，导轮不能转动。涡轮转速升高到一 定程度后，单向离合器导通，即导轮空转，变 矩器不能改变输出转矩，液力变矩器进入偶合 工作区。

3.失速特性 液力变矩器失速状态是指祸轮因负荷过大 而停止转动，但泵轮仍保持旋转的现象。此 时液力变矩器只有动力输入而没有输出，全 部输入能量都转化成热能，因此变矩器中的 油浓温度急剧上升、会对变矩器造成严重危 害。失速点转速是指涡轮停止转动时的液力 变矩器输入转速。该转速大小取决于发动机 转矩、变矩器的尺寸和导轮、涡轮的叶片角 防。

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