自动变速器基础学生工作手册模板.doc

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金陵职业教育中心汽车专业项目化课程

学生工作手册
F1自动变速器基础

课程改革项目组
王文庆 编写
Automotive Training & Education

目录
AT简介 2

变矩器 8

油泵 12

行星齿轮机构 13

丰田A340E 22

自动变速器控制系统 26

AT简介
自动变速器的组成及功能

任务一 小组讨论, 完成下列题目

自动变速器是由 、
、 组成。

自动变速器的功能?
答案:

任务二 观察液力变矩器, 填写下表

2-液力变矩器

1-自动变速器的组成

索引
说明
1

2

3

4

5

齿轮变速机构是有普通齿轮和行星齿
轮两种, 大多数自动变速器采用行星齿
轮变速机构。

任务三 小组讨论, 写出行星齿轮变速机构的特点, 并完成下表。

3-行星齿轮

索引
说明
1

2

3

4

答案:

自动变速器分类
l 按驱动方式
自动变速器按照驱动方式可分为前驱自动变速器( FF) 和后驱自动变速器( FR) 。这与汽车的驱动方式有关。

l 按齿轮变速器的类型
自动变速器中齿轮变速机构的布置形式有很多, 但总体能够分为两大类: 普通齿轮式和行星齿轮式。由于行星齿轮式自动变速器体积小, 结构紧凑而得到广泛应用。

l 按控制方式
自动变速器的控制方式有液压控制式、 电控液压式、 电控机械式。

任务四 认识自动变速器的类型

4- 5-

6- 7-

自动变速器操纵手柄的使用

任务五 写出图中所示档位名称及功能

8-自动变速器操纵手柄

档位
名称
功能
P

R

N

D

3

2

L

自动变速器型号的含义

丰田公司型号分两大类: 如A40、 A41、 A55、 A55F、 A40D、 A42DL、 A43DL、 A44DL、 A45DF、 A43D。A表示自动变速器, 若左起第一位为1、 2、 5表示为前轮驱动, 内有主减速器与差速器。若左起第一位为3、 4、 6、 7表示后驱, 第二为生产序号, 后面字母H与F表示四轮驱动, D表示超速档, L表示有锁止离合器, E表示电控, 同时带有锁止离合器, 若无E表示液压控制。第二位表示自动变速器的前进档, 第三位代表生产序号。

任务六 解释下列自动变速器型号的含义

A40

A41

A340E
变矩器

任务一 写出液力变矩器的部件名称, 简述液压油循环过程

索引
名称
1

2

3

4

5

6

1- 变矩器实物刨切图
答案:

2-变矩器原理示意图

泵轮
泵轮与变矩器壳体连成一体, 其内部径向装有许多扭曲的叶片, 叶片内缘则装有让变速

任务二 写出泵轮的组成部分及功用
索引
名称
功能
1

2

3-泵轮实物图

导轮
导轮位于泵轮与涡轮之间, 经过单向自由轮安装在与变速器壳体连接的导管轴上。它也是由许多扭曲叶片组成, 内装有单向离合器。

任务三 结合实物说明导轮的作用

答案:

器油液平滑流过的导环。变矩器壳体与曲轴后端的驱动盘相连接。液力变矩器泵轮随曲轴转动, 泵轮相当于离合器中的主动盘。

4-导轮工作原理图

涡轮
涡轮上也装有许多叶片。但涡轮叶片的扭曲方向与泵轮叶片的扭曲的方向相反。

任务四 填表, 写出涡轮与泵轮的区别

5-涡轮实物图

索引
名称
功能
1

2

涡轮中心有花键孔与变速器输入轴相联, 涡轮相当于离合器中的从动盘。

答案:

单向离合器
单向离合器的作用是只允许在一个方向上的运动, 相反方向锁止。

任务五 用自己的话简述单向离合器工作原理

6-单向离合器工作原理示意图 7-楔块式单向离合器

答案:

任务六 根据原理图用自己的话简述下列过程

8-

答案:

9-

答案:

油泵

机油泵是自动变速器内所有液压油的动力源, 它使液压油产生一定的压力和流量, 供给液力变矩器和液压自动操纵系统所需的液压油, 并保证各摩擦副的润滑的需要。
常见的机油泵: 齿轮泵、 转子泵和叶片泵。

任务一 分解油泵, 记录分解步骤。

记录:

1-自动变速器油泵的结构

在拖拽装有自动变速器的车辆时不能高速、 长距离拖拽, 为什么?

答案:

星齿轮机构

齿轮变速器
在汽车行驶时, 自动变速器实现减速增距、 换挡等功能, 以满足汽车行驶时的需要, 而完成这些功能的机构是齿轮变速器。自动变速器的齿轮变速器有普通齿轮和行星齿轮两种, 绝大多数自动变速器采用行星齿轮变速器。行星齿轮变速器由行星齿轮机构和换挡执行机构组成。

索引
说明
1

2

3

行星齿轮的组成

任务一 与小组成员讨论, 完成下表

1-行星齿轮的组成示意图

在现代汽车自动变速器中, 行星齿轮机构十分复杂, 有多种类型。

任务二 根据下列图形的特点说出其类型

2- 3-

按照不同的分类方法, 你还能说出那些行星齿轮机构?

答案:

行星齿轮的工作原理

任务三 回顾齿轮啮合的特点

2

1

3

A B C

设齿轮1、 2、 3的齿数分别为Z1 =20, Z2=60, Z3=90
请分析A、 B、 C的传动比和旋转方向。

答案:

任务四 小组讨论分析行星齿轮机构的工作原理, 填写表格

行星架固定

固定
输入
输出
变速
i
方向
行星架
太阳轮
齿圈

齿圈
太阳轮

太阳轮固定

固定
输入
输出
变速
i
方向
太阳轮
齿圈
行星架

行星架
齿圈

4-行星架固定

5-太阳轮固定

齿圈固定

固定
输入
输出
变速
i
方向
齿圈
太阳轮
行星架

行星架
太阳轮

三元件中任意二元件连接, 直接传动, i =1。
三元件自由转动, 不传递动力。

换档执行元件
换档执行元件主要包括:制动带、 制动器、 离合器、 单向离合器。

任务五 经过观察写出下列元件名称

8-

6-齿圈固定

7-

10-

9-

辛普森式行星齿轮机构

辛普森行星齿轮机构是使用非常广泛的一种行星齿轮系统, 世界各大汽车生产厂商都有采用辛普森行星齿轮技术的自动变速器。一个典型的辛普森行星齿轮机构可也提供3个前进挡和1个倒档。

任务六 与小组成员讨论, 完成下表

11-辛普森行星齿轮示意图

动力传递

任务七 根据示意图写出传动路线

一档

12-一档传动路线图

二档

13-二档传动路线图

索引
说明
1

2

3

4

5

6

7

8

答案:

答案:

三档

14-三档传动路线图

倒档

答案:

答案:

15-倒档传动路线示意图

上述为三个前进档, 为了获得四个前进档, 一般是在原有辛普森行星齿轮机构的基础上增加一组行星齿轮, 即超速行星排。

丰田A340E自动变速器

从90年代起, 丰田公司推出了A340系列, 这是一个电控、 四速带锁止离合器的系列。多用于高级轿车。其中A341E和A342E的电液控制系统为智能型控制系统; 但它的行星齿轮机构却基本没有改变。
索引
说明
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

主要零部件简介

10
任务一 小组讨论, 完成下列表格
8 9
超速行星排组件
3 4 5 6 7

2
20
16
14 15
11 12 13
1

17 18 19 21

1-超速行星排简图

3 4
超速制动器组件
1111
10
9
8
7
5 6
1 2

12 13 14

2-超速制动器简图

索引
说明
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

直接档离合器

3-直接档离合器简图

前进离合器

4-前进档离合器简图

前行星排组件

5-前行星架简图

索引
说明
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

索引
说明
1

2

3

4

5

6

7

8
,
9

10

索引
说明
1

2

3

4

5

6

7

8

共用太阳轮

6-共用太阳轮简图

二档制动器

7-二档制动器简图

后行星排组件

8-后行星排简图

索引
说明
1

2

3

4

5

6

7

索引
说明
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

索引
说明
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

一档及倒档制动器

9-一档及倒档制动器简图

停车闭锁凸轮

10-停车闭锁凸轮简图

索引
说明
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

索引
说明
1

2

3

辛普森( Simpson) 式四速行星齿轮机构
任务二 与组员讨论, 完成下表

辛普森式四速行星齿轮变速器换档执行元件功能表
换档执行元件
功能
直接离合器C0

高、 倒档离合器C1

前进离合器C2

超速制动器B0

2档制动器B1

低倒档制动器B2

2档强制动器B3

直接单向超越离合器F0

低档单向超越离合器F1

2档单向超越离合器F2

辛普森式四速行星齿轮变速器换档执行元件的工作规律
选档
杆位
置

档位
离合器
制动器
单向离合器
C0
C1
C2
B0
B1
B2
B3
F0
F1
F2

D

1档

2档

3档

OD档

R
倒档

2或S
1档

2档

L
1档

液压控制系统

在自动变速器液压控制系统中, 工作介质是自动变速器油, 系统则由油泵、 主油路压力调节阀、 节气门阀、 调速阀、 手控阀、 换挡阀及其它一系列辅助阀和控制油路等组成。在汽车自动变速器中, 有3个基本油压: 主油路压力、 节气门阀压力和调速阀压力, 基于它们之间的相互配合, 控制自动变速器的升档和降档。

任务一 写出液压控制系统的工作原理

1-液压控制系统的工作原理

答案:

任务二 写出油泵的工作原理

答案:

2-齿轮式油泵的工作原理

主油路调压力及主油路压力调节阀
由油泵提供的自动变速器油, 经主油路压力调节阀后, 变产生了主油路压力。在汽车自动变速器液压控制系统中, 虽然有其它诸多压力, 如节气门阀压力、 调速阀压力等, 但所有的这些压力都是建立在主油路压力的基础之上。

任务三 写出主油压的作用

答案:

任务四 写出主调压阀工作原理
索引
说明
1
进油口
2
断面A
3
断面B
4
出油口
5
进油口
6
弹簧
7
泄油口

3-主调压阀工作原理图

答案:

速控阀
根据车速将主油路油压转换为速控油压, 速控油压的大小车速成正比。速控油压的作用是控制换档。

任务五 写出速控阀的类型

答案:

手控阀
手控阀用于控制阀体上各油道的开通和关闭, 控制换档执行元件实现不同的换档要求依选挡杆位置不同分别将管路压力导入 ”L”、 ”2”、 ”D”、 ”N”、 ”R”、 ”P” 等四路。经过连杆与变速器选挡杆连接; 控制滑阀移动进行油路切换。手动阀有两柱式和三柱式两种, 三柱式的油路要多于两柱式。

任务六 写出下列档位的油路

答案:

节气门阀

任务七 写出节气门阀的作用

答案:

换档控制

任务八 控制的作用

答案:

强制降档阀

任务九 写出换档控制的作用

答案:

电子控制系统
现代汽车自动变速器大都采用电子—液压控制技术, 它是在液压控制的基础上增加了计算机控制技术。
它的最大特点: 利用计算机运算速度快、 具有多种数据分析处理能力, 对影响变速换挡的各种因素进行采集、 比较, 选择最佳控制方案, 实现实时控制。

任务一 写出电子控制系统的作用

答案:

ECU的功能

1-自动变速器计算机控制系统的组成

任务二 写出自动变速器ECU的功能

答案:

节气门位置传感器

2-节气门位置传感器原理图

任务三 写出节气门位置传感器工作原理

答案:

水温传感器
它由外壳及热敏电阻等构成, 其作用是检测冷却水温, 当冷却水温低于80 ℃时, 停止超速档变速和锁定系统强制解除。在ECU插座的THW端所测得的电压值为0.3-0.8V时, 就能够判断冷却水温为80 ℃左右; 当传感器开路时, 电压值为5V, 短路时为0V, 这两种情况均为故障状态。

任务四 写出水温传感器的检测方法

答案:

车速传感器
它由磁铁、 笛簧开关组成。笛簧开关是由小玻璃管内装有两个细长的触头构成, 触头由强磁性材料制成, 受玻璃管外磁极的控制, 有时触头互相吸引而闭合, 有时互相排斥而打开, 从而形成了开关作用。

任务五 看图完成下表

索引
说明
1

2

3

3-车速传感器

空档起动开关
它是检测变速档位置的传感器, 在组合仪表板的速度表上利用传感器的信号显示P、 R、 N、 D 的位置, 也能够利用传感器的信号实现保护作用, 即只有在P档或N档才能起动发动机工作。

任务六 看图, 说出图中基准线的意义

4-空挡启动开关

答案:

蓄压器

5-蓄压器

任务七 写出蓄压器的作用

答案: