自动变速器的构造与维修.pptx

项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修任务一任务一 自动变速器的认知自动变速器的认知v一、概述一、概述v所谓自动变速器是指汽车驾驶中离合器的操纵和变速器的所谓自动变速器是指汽车驾驶中离合器的操纵和变速器的操纵都实现了自动化，简称操纵都实现了自动化，简称AT（Automatic Transmission）。目前自动变速器的自动换挡等过程都）。目前自动变速器的自动换挡等过程都是由自动变速器的电子控制单元（英文缩写为是由自动变速器的电子控制单元（英文缩写为ECU，俗称，俗称电脑）控制的，因此自动变速器又可简称为电脑）控制的，因此自动变速器又可简称为EAT、ECAT、ECT等。等。v1自动变速器的分类自动变速器的分类v自动变速器按结构、控制方式的不同，可以分为液力式自自动变速器按结构、控制方式的不同，可以分为液力式自动变速器、无级自动变速器（简称动变速器、无级自动变速器（简称CVT，Continuously Variable Transmission）和机械式自动变速器（简称）和机械式自动变速器（简称AMT，Automated Mechanical Transmission）。）。项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修v按车辆驱动方式的不同，可以分为自动变速器按车辆驱动方式的不同，可以分为自动变速器（Automatic Transmission）（图）（图3-1）和自动变速）和自动变速驱动桥（驱动桥（Automatic Transaxle）（图）（图3-2）。）。v按照自动变速器选挡杆置于前进挡时的挡位数，可以分为按照自动变速器选挡杆置于前进挡时的挡位数，可以分为四挡、五挡、六挡等。四挡、五挡、六挡等。图3-1 前轮驱动式自动变速器示意图图3-2 后轮驱动式自动变速器示意图项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修v2自动变速器选挡杆的使用自动变速器选挡杆的使用v轿车自动变速器的选挡杆通常有轿车自动变速器的选挡杆通常有6或或7个位置，如图个位置，如图3-3所所示。其功能如下：示。其功能如下：vP位：驻车挡。选挡杆置于此位置时，驻车锁止机构将自动位：驻车挡。选挡杆置于此位置时，驻车锁止机构将自动变速器输出轴锁止。变速器输出轴锁止。vR位：倒挡。选挡杆置位：倒挡。选挡杆置 于此位置时，液压系统于此位置时，液压系统 倒挡油路被接通，驱动倒挡油路被接通，驱动 轮反转，实现倒向行驶。轮反转，实现倒向行驶。vN位：空挡。选挡杆置位：空挡。选挡杆置 于此位置时，所有机械于此位置时，所有机械 变速器的齿轮机构空转，变速器的齿轮机构空转，不能输出动力。不能输出动力。图3-3 自动变速器选挡杆位置示意图项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修vD4（或（或D）位：前进挡。选挡杆置于此位置时，液压系统）位：前进挡。选挡杆置于此位置时，液压系统控制装置根据节气门开度信号和车速信号自动接通相应的控制装置根据节气门开度信号和车速信号自动接通相应的前进挡油路，行星齿轮变速器在换挡执行元件的控制下得前进挡油路，行星齿轮变速器在换挡执行元件的控制下得到相应的传动比。随着行驶条件的变化，在前进挡中自动到相应的传动比。随着行驶条件的变化，在前进挡中自动升降挡，实现自动变速功能。升降挡，实现自动变速功能。vD3（或（或3）位：高速发动机制动挡。选挡杆位于该位置时，）位：高速发动机制动挡。选挡杆位于该位置时，液压制动系统只能接通前进挡中的一、二、三挡油路，自液压制动系统只能接通前进挡中的一、二、三挡油路，自动变速器只能在这三个挡位间自动换挡，无法升入四挡位，动变速器只能在这三个挡位间自动换挡，无法升入四挡位，从而使汽车获得发动机制动效果。从而使汽车获得发动机制动效果。v2（或（或S）位：中速发动机制动挡。选挡杆置于此位置时，）位：中速发动机制动挡。选挡杆置于此位置时，液压控制系统只能接通前进挡中的一、二挡油路，自动变液压控制系统只能接通前进挡中的一、二挡油路，自动变速器只能在这两个挡位间自动换挡，无法升入更高的挡位，速器只能在这两个挡位间自动换挡，无法升入更高的挡位，从而使汽车获得发动机制动效果。从而使汽车获得发动机制动效果。v1位（或位（或L）位：低速发动机制动挡。选挡杆置于此位置时，）位：低速发动机制动挡。选挡杆置于此位置时，自动变速器被锁定在前进挡的一挡，只能在该挡位行驶而自动变速器被锁定在前进挡的一挡，只能在该挡位行驶而无法升入高挡，发动机制动效果更强。无法升入高挡，发动机制动效果更强。v发动机只有在选挡杆置于发动机只有在选挡杆置于N或或P位时，汽车才能起动，此功位时，汽车才能起动，此功能靠空挡起动开关来实现。能靠空挡起动开关来实现。项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修v二、自动变速器的基本组成及工作原理二、自动变速器的基本组成及工作原理v1基本组成基本组成v自动变速器主要由液力变矩器、齿轮变速机构、换挡执行自动变速器主要由液力变矩器、齿轮变速机构、换挡执行元件、液压控制系统、电子控制系统等组成，如图元件、液压控制系统、电子控制系统等组成，如图3-4所所示。示。图3-4 液力自动变速器的结构项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修v（1）液力变矩器。液力变矩器安装在发动机与变速器之间，）液力变矩器。液力变矩器安装在发动机与变速器之间，将发动机转矩传给变速器输入轴。液力变矩器相当于普通将发动机转矩传给变速器输入轴。液力变矩器相当于普通汽车上的离合器，但它是一个通过自动变速器油（汽车上的离合器，但它是一个通过自动变速器油（ATF）传递动力的装置。传递动力的装置。v（2）齿轮变速机构。齿轮变速机构可形成不同的传动比，）齿轮变速机构。齿轮变速机构可形成不同的传动比，组合成电控自动变速器不同的挡位。目前绝大多数电控自组合成电控自动变速器不同的挡位。目前绝大多数电控自动变速器采用行星齿轮机构进行变速，有的车型采用普通动变速器采用行星齿轮机构进行变速，有的车型采用普通齿轮机构（如本田车系）进行变速。齿轮机构（如本田车系）进行变速。v（3）换挡执行元件。电控自动变速器换挡执行机构主要包）换挡执行元件。电控自动变速器换挡执行机构主要包括离合器、制动器和单向离合器，由液压控制系统控制其括离合器、制动器和单向离合器，由液压控制系统控制其工作。工作。项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修v（4）液压控制系统。液压控制系统是由油泵、各种控制阀）液压控制系统。液压控制系统是由油泵、各种控制阀及与之相连通的液压换挡执行元件，如离合器、制动器油及与之相连通的液压换挡执行元件，如离合器、制动器油缸等组成液压控制回路。汽车行驶中根据驾驶人的要求和缸等组成液压控制回路。汽车行驶中根据驾驶人的要求和行驶条件的需要，控制离合器和制动器的工作状况的改变行驶条件的需要，控制离合器和制动器的工作状况的改变来实现机械变速器的自动换挡。来实现机械变速器的自动换挡。v（5）电子控制系统。电子控制系统主要包括各类传感器及）电子控制系统。电子控制系统主要包括各类传感器及开关、电子控制单元、执行器等。电子控制系统中的传感开关、电子控制单元、执行器等。电子控制系统中的传感器及各种控制开关将发动机工况、车速等信号传递给电子器及各种控制开关将发动机工况、车速等信号传递给电子控制单元（控制单元（ECU），经），经ECU处理后发出控制指令给执行器，处理后发出控制指令给执行器，执行器和液压系统按一定规律控制换挡执行机构工作，实执行器和液压系统按一定规律控制换挡执行机构工作，实现自动变速器自动换挡。现自动变速器自动换挡。项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修v2基本原理基本原理v图图3-5为电控自动变速器的组成和原理图。电控自动变速为电控自动变速器的组成和原理图。电控自动变速器是通过各种传感器，将发动机的转速、节气门开度、车器是通过各种传感器，将发动机的转速、节气门开度、车速、发动机冷却液温度、自动变速器油（速、发动机冷却液温度、自动变速器油（ATF）温度等参）温度等参数信号输入数信号输入ECU，ECU根据这些信号，按照设定的换挡规根据这些信号，按照设定的换挡规律，向换挡电磁阀、油压电磁阀等发出动作控制信号，换律，向换挡电磁阀、油压电磁阀等发出动作控制信号，换挡电磁阀和油压电磁阀再将挡电磁阀和油压电磁阀再将ECU的动作控制信号转变为液的动作控制信号转变为液压控制信号，阀板中的各控制阀根据这些液压控制信号，压控制信号，阀板中的各控制阀根据这些液压控制信号，控制换挡执行元件的动作，从而实现自动换挡过程。控制换挡执行元件的动作，从而实现自动换挡过程。项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修图3-5 电控自动变速器的组成和原理图项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修v三、自动变速器各部件的结构及工作原理三、自动变速器各部件的结构及工作原理v1液力变矩器液力变矩器v1）液力变矩器的功用）液力变矩器的功用v液力变矩器位于发动机和机械变速器之间，以液力变矩器位于发动机和机械变速器之间，以ATF为工作为工作介质，主要完成以下功用：介质，主要完成以下功用：v（1）传递转矩。发动机的转矩通过液力变矩器的主动元）传递转矩。发动机的转矩通过液力变矩器的主动元件，再通过件，再通过ATF传给液力变矩器的从动元件，最后传给变传给液力变矩器的从动元件，最后传给变速器。速器。v（2）无级变速。根据工况的不同，液力变矩器可以在一）无级变速。根据工况的不同，液力变矩器可以在一定范围内实现转速和转矩的无级变化。定范围内实现转速和转矩的无级变化。项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修v（3）自动离合。液力变矩器由于采用）自动离合。液力变矩器由于采用ATF传递动力，当传递动力，当踩下制动踏板时，发动机也不会熄火，此时相当于离合器踩下制动踏板时，发动机也不会熄火，此时相当于离合器分离；当抬起制动踏板时，汽车可以起步，此时相当于离分离；当抬起制动踏板时，汽车可以起步，此时相当于离合器接合。合器接合。v（4）驱动油泵。）驱动油泵。ATF在工作的时候需要油泵提供一定的在工作的时候需要油泵提供一定的压力，而油泵一般是由液力变矩器壳体驱动的。压力，而油泵一般是由液力变矩器壳体驱动的。v同时由于采用同时由于采用ATF传递动力，液力变矩器的动力传递柔和，传递动力，液力变矩器的动力传递柔和，且能防止传动系过载。且能防止传动系过载。项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修v2）液力变矩器的结构和工作原理）液力变矩器的结构和工作原理v（1）液力变矩器的结构。如图）液力变矩器的结构。如图3-6所示，液力变矩器通常所示，液力变矩器通常由泵轮、涡轮和导轮由泵轮、涡轮和导轮3个元件组成，称为三元件液力变矩个元件组成，称为三元件液力变矩器。也有的采用两个导轮，则称为四元件液力变矩器。器。也有的采用两个导轮，则称为四元件液力变矩器。v液力变矩器总成封在一个钢制壳体（变矩器壳体）中，内液力变矩器总成封在一个钢制壳体（变矩器壳体）中，内部充满部充满ATF。液力变矩器壳体通过螺栓与发动机曲轴后端。液力变矩器壳体通过螺栓与发动机曲轴后端的飞轮连接，与发动机曲轴一起旋转。泵轮位于液力变矩的飞轮连接，与发动机曲轴一起旋转。泵轮位于液力变矩器的后部，与变矩器壳体连在一起。涡轮位于泵轮前，通器的后部，与变矩器壳体连在一起。涡轮位于泵轮前，通过带花键的从动轴向后面的机械变速器输出动力。泵轮、过带花键的从动轴向后面的机械变速器输出动力。泵轮、涡轮和导轮上都带有叶片。导轮位于泵轮与涡轮之间，通涡轮和导轮上都带有叶片。导轮位于泵轮与涡轮之间，通过单向离合器支承在固定套管上，使得导轮只能单向旋转过单向离合器支承在固定套管上，使得导轮只能单向旋转（顺时针旋转）。液力变矩器装配好后形成环形内腔，其（顺时针旋转）。液力变矩器装配好后形成环形内腔，其间充满间充满ATF。项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修图3-6 液力变矩器的组成项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修v（2）液力变矩器的工作原理。液力变矩器工作时，发动机）液力变矩器的工作原理。液力变矩器工作时，发动机带动壳体旋转，壳体带动泵轮旋转，泵轮的叶片将带动壳体旋转，壳体带动泵轮旋转，泵轮的叶片将ATF带带动起来，并冲击到涡轮的叶片；如果作用在涡轮叶片上冲动起来，并冲击到涡轮的叶片；如果作用在涡轮叶片上冲击力大于作用在涡轮上阻力，涡轮将开始转动，并使机械击力大于作用在涡轮上阻力，涡轮将开始转动，并使机械变速器的输入轴一起转动。由涡轮叶片流出的变速器的输入轴一起转动。由涡轮叶片流出的ATF经过导经过导轮后再流回到泵轮，形成图轮后再流回到泵轮，形成图3-7所示的循环流动。所示的循环流动。图3-7 ATF在液力变矩器中的循环流动项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修v（3）单向离合器。单向离合器又称为自由轮机构或超越离）单向离合器。单向离合器又称为自由轮机构或超越离合器，其功用是实现导轮的单向锁止，即导轮只能顺时针合器，其功用是实现导轮的单向锁止，即导轮只能顺时针转动而不能逆时针转动，当涡轮与泵轮转速差较大时，单转动而不能逆时针转动，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。当涡轮转速升高向离合器处于锁止状态，导轮不能转动。当涡轮转速升高到一定程度后，单向离合器导通，即导轮空转，使得液力到一定程度后，单向离合器导通，即导轮空转，使得液力变矩器不能改变输出转矩，在高速区实现偶合传动。常见变矩器不能改变输出转矩，在高速区实现偶合传动。常见的单向离合器有滚柱式及楔块式两种。的单向离合器有滚柱式及楔块式两种。v楔块式单向离合器的构造和工作原理如图楔块式单向离合器的构造和工作原理如图3-8和图和图3-9所所示，由内座圈、外座圈、楔块、保持架等组成，内外座圈示，由内座圈、外座圈、楔块、保持架等组成，内外座圈组成的滚道宽度是均匀的，采用不均匀形状的楔块，楔块组成的滚道宽度是均匀的，采用不均匀形状的楔块，楔块的大端长度大于滚道宽度。内座圈固定，当外座圈顺时针的大端长度大于滚道宽度。内座圈固定，当外座圈顺时针旋转时，楔块顺时针旋转，旋转时，楔块顺时针旋转，L1L，楔块阻止外座圈旋转。，楔块阻止外座圈旋转。项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修图3-8 单向离合器的构造图3-9 单向离合器的工作原理项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修v滚柱式单向离合器如图滚柱式单向离合器如图3-10所示，由内座圈、外座所示，由内座圈、外座圈、滚柱、叠片弹簧等组圈、滚柱、叠片弹簧等组成。当外座圈顺时针转动成。当外座圈顺时针转动时，滚柱进入楔形槽的宽时，滚柱进入楔形槽的宽处，内、外座圈不能被滚处，内、外座圈不能被滚柱楔紧，外座圈可以顺时柱楔紧，外座圈可以顺时针自由转动。当外座圈逆针自由转动。当外座圈逆时针转动时，滚柱进入楔时针转动时，滚柱进入楔形槽的窄处，内、外座圈形槽的窄处，内、外座圈被滚柱楔紧，外座圈固定被滚柱楔紧，外座圈固定不动。不动。图3-10 滚柱式单向离合器项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修v（4）锁止离合器。锁止离合器简称）锁止离合器。锁止离合器简称TCC（Torque Converter Clutch），可以将泵轮和涡轮直接连接起来，），可以将泵轮和涡轮直接连接起来，即将发动机与机械变速器直接连接起来，这样减少液力变即将发动机与机械变速器直接连接起来，这样减少液力变矩器在高速比时的能量损耗，提高了传动效率，提高汽车矩器在高速比时的能量损耗，提高了传动效率，提高汽车在正常行驶时的燃油经济性，并防止在正常行驶时的燃油经济性，并防止ATF过热。锁止离合过热。锁止离合器的结构和工作原理如图器的结构和工作原理如图3-11所示。所示。v当车辆起步、低速或在坏路面上行驶时，应将锁止离合器当车辆起步、低速或在坏路面上行驶时，应将锁止离合器分离，使液力变矩器具有变矩作用。此时油液流至锁止离分离，使液力变矩器具有变矩作用。此时油液流至锁止离合器的前端，锁止离合器片前端与后端的压力相同，使锁合器的前端，锁止离合器片前端与后端的压力相同，使锁止离合器分离。当车辆以中速至高速行驶时，油液流至锁止离合器分离。当车辆以中速至高速行驶时，油液流至锁止离合器的后端，使锁止离合器片与前盖一起转动。此时止离合器的后端，使锁止离合器片与前盖一起转动。此时发动机的动力经液力变矩器壳体、锁止离合器、涡轮轮毂发动机的动力经液力变矩器壳体、锁止离合器、涡轮轮毂传给后面的机械变速器，相当于将泵轮和涡轮刚性连在一传给后面的机械变速器，相当于将泵轮和涡轮刚性连在一起，传动效率为起，传动效率为100。项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修图3-11 锁止离合器的结构和工作原理项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修v2齿轮变速机构齿轮变速机构v自动变速器的齿轮变速机构主要有行星齿轮变速机构和平自动变速器的齿轮变速机构主要有行星齿轮变速机构和平行轴齿轮变速机构。齿轮变速机构与液力变矩器配合使用，行轴齿轮变速机构。齿轮变速机构与液力变矩器配合使用，执行机构根据自动变速器控制系统的命令来接合或分离、执行机构根据自动变速器控制系统的命令来接合或分离、制动或放松齿轮机构的某个元件，通过改变动力传动路线制动或放松齿轮机构的某个元件，通过改变动力传动路线得到不同的传动比。得到不同的传动比。v如图如图3-12所示，单排行星齿轮机构主要由一个太阳轮（又所示，单排行星齿轮机构主要由一个太阳轮（又称为中心轮）、一个带有若干个行星齿轮的行星架和一个称为中心轮）、一个带有若干个行星齿轮的行星架和一个齿圈组成。齿圈组成。v齿圈又称为齿环，制有内齿，其余齿轮均为外齿轮。太阳齿圈又称为齿环，制有内齿，其余齿轮均为外齿轮。太阳轮位于机构的中心，行星齿轮与太阳轮外啮合，与齿圈内轮位于机构的中心，行星齿轮与太阳轮外啮合，与齿圈内啮合。通常行星齿轮有啮合。通常行星齿轮有36个，通过滚针轴承安装在行星个，通过滚针轴承安装在行星齿轮轴上，行星齿轮轴对称、均匀地安装在行星架上。行齿轮轴上，行星齿轮轴对称、均匀地安装在行星架上。行星齿轮机构工作时，行星齿轮除了绕自身轴线的自转外，星齿轮机构工作时，行星齿轮除了绕自身轴线的自转外，同时还绕着太阳轮公转，行星齿轮绕太阳轮公转，行星架同时还绕着太阳轮公转，行星齿轮绕太阳轮公转，行星架也绕太阳轮旋转。由于太阳轮与行星齿轮是外啮合，所以也绕太阳轮旋转。由于太阳轮与行星齿轮是外啮合，所以两者的旋转方向是相反的；而行星齿轮与齿圈是内啮合，两者的旋转方向是相反的；而行星齿轮与齿圈是内啮合，则这两者的旋转方向是相同的。则这两者的旋转方向是相同的。项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修图3-12 单排行星齿轮机构项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修v根据能量守恒定律，由作用在单排行星齿轮机构各元件上根据能量守恒定律，由作用在单排行星齿轮机构各元件上的力矩和结构参数，可以得出表示单排行星齿轮变速机构的力矩和结构参数，可以得出表示单排行星齿轮变速机构运动规律的特性方程式为：运动规律的特性方程式为：v n1+n2-（1+）n3=0v式中，式中，n1为太阳轮转速；为太阳轮转速；n2为齿圈转速；为齿圈转速；n3为行星架转速；为行星架转速；为齿圈齿数为齿圈齿数z2与太阳轮齿数与太阳轮齿数z1之比，即之比，即=z2/z1，且，且1。v由于一个方程有三个变量，如果将太阳轮、齿圈和行星架由于一个方程有三个变量，如果将太阳轮、齿圈和行星架中某个元件作为主动（输入）部分，让另一个元件作为从中某个元件作为主动（输入）部分，让另一个元件作为从动（输出）部分，则由于第三个元件不受任何约束和限制，动（输出）部分，则由于第三个元件不受任何约束和限制，所以从动部分的运动是不确定的。因此为了得到确定的运所以从动部分的运动是不确定的。因此为了得到确定的运动，必须对太阳轮、齿圈和行星架三者中的某个元件的运动，必须对太阳轮、齿圈和行星架三者中的某个元件的运动进行约束和限制。动进行约束和限制。v如图如图3-13所示，通过对不同的元件进行约束和限制，可以所示，通过对不同的元件进行约束和限制，可以得到不同的动力传动方式。得到不同的动力传动方式。项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修图3-13 单排行星齿轮变速机构的动力传动方式项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修v（1）齿圈为主动件（输入），行星架为从动件（输出），）齿圈为主动件（输入），行星架为从动件（输出），太阳轮固定，见图太阳轮固定，见图3-13a）。此时，）。此时，n10，则传动比，则传动比i23为：为：vi23n2/n311/1v由于传动比大于由于传动比大于1，说明为减速传动，可以作为降速挡。，说明为减速传动，可以作为降速挡。v（2）行星架为主动件（输入），齿圈为从动件（输出），）行星架为主动件（输入），齿圈为从动件（输出），太阳轮固定，见图太阳轮固定，见图3-13b）。此时，）。此时，n10，则传动比，则传动比i32为：为：vi32n3/n2/（1）1v由于传动比大于由于传动比大于1，说明为减速传动，可以作为降速挡。，说明为减速传动，可以作为降速挡。v对比这两种情况的传动比，由于对比这两种情况的传动比，由于i13i23，虽然都为降速挡，虽然都为降速挡，但但i13是降速挡中的低挡，而是降速挡中的低挡，而i23为降速挡中的高挡。为降速挡中的高挡。项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修v（4）行星架为主动件（输入），太阳轮为从动件（输出），）行星架为主动件（输入），太阳轮为从动件（输出），齿圈固定，见图齿圈固定，见图3-13d）。此时，）。此时，n20，则传动比，则传动比i31为：为：vi31n3/n11/（1）1，说明为增速传动，可以作为倒挡。，说明为增速传动，可以作为倒挡。项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修v（6）如果）如果n1=n2，则可以得到，则可以得到n3=n1=n2。同样，。同样，n1=n3或或n2=n3时，均可以得到时，均可以得到n1=n2=n3的结论。因此，若使的结论。因此，若使太阳轮、齿圈和行星架三个元件中的任何两个元件连为一太阳轮、齿圈和行星架三个元件中的任何两个元件连为一体转动，则另一个元件的转速必然与前两者等速同向转动。体转动，则另一个元件的转速必然与前两者等速同向转动。即行星齿轮机构中所有元件（包含行星齿轮）之间均无相即行星齿轮机构中所有元件（包含行星齿轮）之间均无相对运动，传动比对运动，传动比i1。这种传动方式用于变速器的直接挡。这种传动方式用于变速器的直接挡传动。传动。v（7）如果太阳轮、齿圈和行星架三个元件没有任何约束，）如果太阳轮、齿圈和行星架三个元件没有任何约束，则各元件的运动是不确定的，此时为空挡。则各元件的运动是不确定的，此时为空挡。v自动变速器中的行星齿轮变速器一般是采用自动变速器中的行星齿轮变速器一般是采用23排行星齿排行星齿轮机构传动，其各挡传动比就是根据上述单排行星齿轮机轮机构传动，其各挡传动比就是根据上述单排行星齿轮机构传动特点进行合理组合得到的。构传动特点进行合理组合得到的。项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修v双排行星齿轮机构如图双排行星齿轮机构如图3-14所示。设太阳轮、齿圈和行所示。设太阳轮、齿圈和行星架的转速分别为星架的转速分别为n1、n2和和n3，齿数分别为，齿数分别为z1、z2和和z3，齿圈与太阳轮的齿数比为齿圈与太阳轮的齿数比为，则其运动规律为：则其运动规律为：vn1-n2（-1）n3=0v双行星排齿轮机构的运动分双行星排齿轮机构的运动分析与单行星排相同。析与单行星排相同。图3-14 双排行星齿轮变速机构项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修v3换挡执行元件换挡执行元件v行星齿轮变速器的换挡执行元件包括离合器、制动器和单行星齿轮变速器的换挡执行元件包括离合器、制动器和单向离合器。离合器和制动器以液压方式控制行星齿轮机构向离合器。离合器和制动器以液压方式控制行星齿轮机构元件的旋转，单向离合器是以机械方式对行星齿轮机构的元件的旋转，单向离合器是以机械方式对行星齿轮机构的元件进行锁止。单向离合器的结构、原理与导轮单向离合元件进行锁止。单向离合器的结构、原理与导轮单向离合器相同，此处不作介绍。器相同，此处不作介绍。v1）离合器）离合器v离合器的功用是连接轴和行星齿轮机构中的元件或是连接离合器的功用是连接轴和行星齿轮机构中的元件或是连接行星齿轮机构中的不同元件。行星齿轮机构中的不同元件。v离合器主要由离合器鼓、花键毂、活塞、主动摩擦片、从离合器主要由离合器鼓、花键毂、活塞、主动摩擦片、从动钢片、复位弹簧等组成，如图动钢片、复位弹簧等组成，如图3-15所示。所示。项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修图3-15 离合器零件分解图项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修v离合器的工作原理如图离合器的工作原理如图3-16所示。所示。v当一定压力的当一定压力的ATF经控制油道进入活塞左面的液压缸时，经控制油道进入活塞左面的液压缸时，液压作用力便克服弹簧力使活塞右移，将所有离合器片压液压作用力便克服弹簧力使活塞右移，将所有离合器片压紧，即离合器接合，与离合器主、从动部分相连的元件也紧，即离合器接合，与离合器主、从动部分相连的元件也被连接在一起，以相同的速度旋转。被连接在一起，以相同的速度旋转。v当控制阀将作用在离合器液压缸的油压撤除后，离合器活当控制阀将作用在离合器液压缸的油压撤除后，离合器活塞在复位弹簧的作用下回复原位，并将缸内的变速器油从塞在复位弹簧的作用下回复原位，并将缸内的变速器油从进油孔排出，使离合器分离，离合器主从动部分可以不同进油孔排出，使离合器分离，离合器主从动部分可以不同转速旋转。转速旋转。项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修图3-16 离合器工作原理项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修v2）制动器）制动器v制动器的功用是固定行星齿轮机构中的元件，防止其转动。制动器的功用是固定行星齿轮机构中的元件，防止其转动。制动器有片式和带式两种形式。制动器有片式和带式两种形式。v片式制动器与离合器的结构和原理相同，不同之处是离合片式制动器与离合器的结构和原理相同，不同之处是离合器是起连接作用而传递动力，而片式制动器是通过连接而器是起连接作用而传递动力，而片式制动器是通过连接而起制动作用。起制动作用。v带式制动器由制动带和控制油缸等组成。制动带是内表面带式制动器由制动带和控制油缸等组成。制动带是内表面带有镀层的开口式环形钢带。制动带的一端支承在与变速带有镀层的开口式环形钢带。制动带的一端支承在与变速器壳体固连的支座上，另一端与控制油缸的活塞杆相连。器壳体固连的支座上，另一端与控制油缸的活塞杆相连。v制动器的工作原理如图制动器的工作原理如图3-17所示。制动时，压力油进入活所示。制动时，压力油进入活塞右腔，克服左腔油压和复位弹簧的作用力推动活塞左移，塞右腔，克服左腔油压和复位弹簧的作用力推动活塞左移，制动带以固定支座为支点收紧。在制动力矩的作用下，制制动带以固定支座为支点收紧。在制动力矩的作用下，制动鼓停止旋转，行星齿轮机构某元件被锁止。随着油压撤动鼓停止旋转，行星齿轮机构某元件被锁止。随着油压撤除，活塞逐渐复位，制动解除。若仅依靠弹簧张力，则活除，活塞逐渐复位，制动解除。若仅依靠弹簧张力，则活塞复位速度较慢，目前大多数制动器设置了左腔进油道。塞复位速度较慢，目前大多数制动器设置了左腔进油道。在右腔撤除油压的同时，左腔进油，活塞在油压和复位弹在右腔撤除油压的同时，左腔进油，活塞在油压和复位弹簧的共同作用下复位，可迅速解除制动。簧的共同作用下复位，可迅速解除制动。项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修图3-17 制动器的工作原理项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修v4液压控制系统液压控制系统v1）液压控制系统的基本组成）液压控制系统的基本组成v液压控制系统的基本组成包括动力源、执行机构和控制机液压控制系统的基本组成包括动力源、执行机构和控制机构三大部分。构三大部分。v（1）动力源。液压控制系统的动力源是油泵（或称为液压）动力源。液压控制系统的动力源是油泵（或称为液压泵），它是整个液压控制系统的工作基础。如各种阀体的泵），它是整个液压控制系统的工作基础。如各种阀体的动作、换挡执行元件的工作等都需要一定压力的动作、换挡执行元件的工作等都需要一定压力的ATF。油。油泵的基本功用就是提供满足需求的泵的基本功用就是提供满足需求的ATF数量和油压。数量和油压。v（2）执行机构。执行机构主要由离合器、制动器油缸等组）执行机构。执行机构主要由离合器、制动器油缸等组成，其功用是在控制油压的作用下实现离合器的接合和分成，其功用是在控制油压的作用下实现离合器的接合和分离、制动器的制动和松开动作，以便得到相应的挡位。离、制动器的制动和松开动作，以便得到相应的挡位。v（3）控制机构。控制机构包括阀体和各种阀，包括主调压）控制机构。控制机构包括阀体和各种阀，包括主调压阀、手动阀、换挡阀等。此外，液压控制系统还包括一些阀、手动阀、换挡阀等。此外，液压控制系统还包括一些辅助装置，如用于防止换挡冲击的蓄能器、单向阀等。辅助装置，如用于防止换挡冲击的蓄能器、单向阀等。项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修v2）液压控制系统主要元件）液压控制系统主要元件v（1）油泵。油泵的功用是产生一定压力和流量的）油泵。油泵的功用是产生一定压力和流量的ATF，供给液力变矩器、液压控制系统和行星齿轮机构。供给液力变矩器、液压控制系统和行星齿轮机构。v油泵一般位于液力变矩器和行星齿轮系统之间，由液力变油泵一般位于液力变矩器和行星齿轮系统之间，由液力变矩器泵轮驱动。油泵的类型主要有齿轮泵、转子泵和叶片矩器泵轮驱动。油泵的类型主要有齿轮泵、转子泵和叶片泵。泵。v图图3-18为内啮合齿轮泵的结构和工作原理示意图，主要由为内啮合齿轮泵的结构和工作原理示意图，主要由主动齿轮、从动齿轮、月牙板、壳体等组成。主动齿轮、从动齿轮、月牙板、壳体等组成。v油泵在工作过程中，主动齿轮带动从动齿轮转动，在齿轮油泵在工作过程中，主动齿轮带动从动齿轮转动，在齿轮脱离啮合的一端（进油腔），容积不断变大，产生真空吸脱离啮合的一端（进油腔），容积不断变大，产生真空吸力，把力，把ATF从油底壳经滤网吸入油泵。在齿轮进入啮合的从油底壳经滤网吸入油泵。在齿轮进入啮合的一端（出油腔），容积不断减小，油压升高，把一端（出油腔），容积不断减小，油压升高，把ATF从出从出油腔挤压出去。这样，油泵不断地运转，就形成了具有一油腔挤压出去。这样，油泵不断地运转，就形成了具有一定压力的油液，供给自动变速器工作。定压力的油液，供给自动变速器工作。项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修图3-18 内啮合齿轮泵的结构和工作原理项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修v（2）主调压阀。主调压阀的作用是将液压泵输出压力精确）主调压阀。主调压阀的作用是将液压泵输出压力精确调节到所需值后再输入主油路。应满足主油路系统在不同调节到所需值后再输入主油路。应满足主油路系统在不同工况、不同挡位时，具有不同油压的要求：工况、不同挡位时，具有不同油压的要求：v节气门开度较小时，自动变速器所传递的转矩较小，执节气门开度较小时，自动变速器所传递的转矩较小，执行机构中的离合器、制动器不易打滑，主油路压力可以降行机构中的离合器、制动器不易打滑，主油路压力可以降低。而当发动机节气门开度较大时，因传递的转矩增大，低。而当发动机节气门开度较大时，因传递的转矩增大，为防止离合器、制动器打滑，主油路压力要升高。为防止离合器、制动器打滑，主油路压力要升高。v汽车低速挡行驶时，所传递的转矩较大，主油路压力要汽车低速挡行驶时，所传递的转矩较大，主油路压力要高。而在高速挡行驶时，自动变速器传递的转矩较小，可高。而在高速挡行驶时，自动变速器传递的转矩较小，可降低主油路油压，以减少液压泵的运转阻力。降低主油路油压，以减少液压泵的运转阻力。v倒挡的使用时间较少，为减小自动变速器尺寸，倒挡执倒挡的使用时间较少，为减小自动变速器尺寸，倒挡执行机构被做得较小，为避免出现打滑，需提高操纵油压。行机构被做得较小，为避免出现打滑，需提高操纵油压。项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修v主油路调压阀结构如图主油路调压阀结构如图3-19所示。油压的调节是靠所示。油压的调节是靠电子控制，主调压电磁阀电子控制，主调压电磁阀调整出不同的油压值，使调整出不同的油压值，使滑阀改变节流口滑阀改变节流口a的大小，的大小，通过节流作用控制主油压通过节流作用控制主油压的大小。节流口的大小。节流口b泄出的油泄出的油压经二次调压阀的节流作压经二次调压阀的节流作用，调整出变矩器油压。用，调整出变矩器油压。图3-19 主调压阀的结构项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修v（3）次调压阀。次调）次调压阀。次调压阀是把主调压阀泄出压阀是把主调压阀泄出的油压调节成变矩器油的油压调节成变矩器油压。压。v如图如图3-20所示，滑阀所示，滑阀上端作用着手动阀来的上端作用着手动阀来的油压，向下推阀，还作油压，向下推阀，还作用着一个主油压，也向用着一个主油压，也向下推阀。而向上推阀的下推阀。而向上推阀的力有弹簧弹力和来自主力有弹簧弹力和来自主调压阀调节后的油压，调压阀调节后的油压，上下两力的平衡决定了上下两力的平衡决定了节流口节流口a的开度，即通的开度，即通过节流口的开度将主油过节流口的开度将主油压调节成变矩器油压。压调节成变矩器油压。图3-20 次调压阀项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修v（4）手动阀。手动阀又称为手控阀或手动换挡阀，与驾驶）手动阀。手动阀又称为手控阀或手动换挡阀，与驾驶室内的选挡杆相连，其功用是控制各挡位油路的转换。如室内的选挡杆相连，其功用是控制各挡位油路的转换。如图图3-21所示，当驾驶人操纵选挡杆时，手动阀会移动，使所示，当驾驶人操纵选挡杆时，手动阀会移动，使主油压通往不同的油道。如当选挡杆置于主油压通往不同的油道。如当选挡杆置于“P”位时，主油位时，主油压会通往压会通往“P”、“R”和和“L”位油道；当选挡杆置于位油道；当选挡杆置于“R”位时，主油压会同时通往位时，主油压会同时通往“P”、“R”和和“L”位油位油道与道与“R”位油道；当选挡杆置于位油道；当选挡杆置于“N”位时，手动阀会将位时，手动阀会将主油压进油道切断，主油压不会通往各换挡阀；当选挡杆主油压进油道切断，主油压不会通往各换挡阀；当选挡杆置于置于“D”位时，主油压会通往位时，主油压会通往“D”、“2”和和“L”位油位油道；当选挡杆置于道；当选挡杆置于“2”位时，主油压会同时通往位时，主油压会同时通往“D”、“2”和和“L”位油道与位油道与“2”和和“L”位油道；当选挡杆置位油道；当选挡杆置于于“L”位时，主油压会同时通往位时，主油压会同时通往“D”、“2”和和“L”位位油道与油道与“2”和和“L”位油道及位油道及“P”、“R”和和“L”位油道。位油道。项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修图3-21 手动阀的结构项目三项目三 自动变速器的构造与维修自动变速器的构造与维修v（5）换挡阀。电控自动变速器换挡阀的工作由换挡电磁阀）换挡阀。电控自动变速器换挡阀的工作由换挡电磁阀控制，其控制方式有两种：加压控制和泄压控制，即通过控制，其控制方式有两种：加压控制和泄压控制，即通过开启或关闭换挡阀控制油路泄油孔来控制换挡阀的工作。开启或关闭换