1、第二部分 电控液力自动变速器一、教学目的和基本要求通过此章内容的教学，让学生了解电控液力变速器的优、缺点，组成及分类；掌握电控液力变速器的结构和工作原理及典型轿车液力变速器的结构形式；了解电控液力自动变速器的使用注意事项，检查、试验的方法，分析常见故障的现象、原因及诊断排除方法。二、教学内容及课时安排第一节 概述 理论教学：1 学时第二节 电控液力自动变速器的结构与工作原理 理论教学：1学时；电控液力自动变速器的拆装实践技能：1 学时。第三节 典型轿车电控液力自动变速器 理论教学：1 学时。第四节 电控液力自动变速器的使用与检修 理论教学：1 学时；电控液力自动变速器的检测、诊断实践技能：1
2、学时。三、教学重点及难点重点：电控液力自动变速器各机构和控制系统的分类、结构及工作原理；电控液力自动变速器的性能检查方法。难点：组合式行星齿轮系统的动力传递路线；液压控制系统的原理；电子控制系统的电路及工作情况。四、教学基本方法和教学过程此内容采用理实一体化教学方法，在教学中对液力变速器的结构原理部分授课先理论后实践；性能检查授课理论实践同步进行。第一节 概 述一、电控液力变速器的优缺点（一）优点1.整车具有更好的驾驶性能。2.良好的行驶性能。3.较好的行车安全性。4.降低废气排放。（二）缺点1.结构较复杂。2.传动效率低。二、电控液力自动变速器的组成（一）液力变矩器安装在发动机与变速器之间，
3、将发动机转矩传给变速器输入轴。与普通离合器的区别是靠液力来传递力矩，可改变发动机转矩，并能实现无级变速。（二）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是挡位。绝大部分采用行星齿轮机构进行变速，也有采用普通齿轮机构变速的。（三）换挡执行机构其功用与同步器相似，但受液压系统控制。包括：离合器、制动器、单向离合器。（四）液压控制系统图 2-4 液压控制系统的组成主要控制换挡执行机构的工作，由液压泵及各种液压控制阀和液压管路等组成。（五）电子控制系统与液压控制系统合称为电液控制系统。包括：电子控制单元、各类传感器及执行器等。三、电控液力自动变速器的控制原理四、电控液力自动变速器的分类后
4、驱动自动变速器（一）按驱动方式分类前驱动自动变速器（即自动驱动桥）3 个前进挡（二）按前进挡的挡位数不同分类 4 个前进挡5 个前进挡行星齿轮式自动变速器（三）齿轮变速器的类型分类 平行轴式自动变速器液力控制自动变速器（四）按控制方式分类电子控制自动变速器五、电控液力自动变速器挡位介绍 按钮式（一）自动变速器换挡元件的类型有拉杆式（二）换挡操纵手柄通常有 47 个位置，并举例说明。P 位：停车位R 位：倒挡位N 位：空挡位（三）功能 D（D4）位：前进位3（D3）位：高速发动机制动挡2（S 或称为闭锁挡位）位：中速发动机制动挡L 位（1 位或称为闭锁挡位）低速发动机制动挡第二节 电控液力自动变
5、速器的结构与工作原理一、液力变矩器（一）液力偶合器1.结构2.工作情况3.动力传递过程发动机机械能 泵轮 油液 涡轮叶片 涡轮4.通过液力偶合器的特性曲线及传动效率公式说明因液力偶合器不能改变所传递的转矩大小，使得相应的变速机构需增加挡位造成的弊端。（二）液力变矩器的结构与工作原理泵轮：是液力变矩器的输入元件。1.液力变矩器的组成 涡轮：是液力变矩器的输出元件。 导轮：是液力变矩器的反应元件。2.液力变矩器的工作原理（三）液力变矩器的工作特性1.特性参数（1）转速比：是涡轮转速与泵轮转速之比，用来描述液力变矩器的工况。（2）变矩系数 K：是涡轮转矩和泵轮转矩之比，用来描述液力变矩器改变输入转矩
6、的能力。（3）效率 ：是涡轮轴输出功率与泵轮轴输入功率之比。（4）穿透性：是指变矩器和发动机共同工作时，在节气门开度不够的情况下，变矩器涡轮轴上的载荷变化对泵轮轴转矩和转速影响的性能。2.特性曲线（1）外特性及外特性曲线：外特性是指：泵轮转速（转矩）不变时，液力元件外特性参数与涡轮转速的关系。外特性曲线是指：泵轮转矩不变，涡轮转矩与涡轮转速或转速比的关系曲线。液力变矩器的这种外特性，能够自动地适应汽车行驶情况的需要，这是液力变矩器的一个很重要的特性自动适应性。所以，液力变矩器是一种在一定范围内能够随汽车行驶情况而自动改变转矩的无级变速器。（2）原始特性曲线：是泵轮转速不变时，变矩系数 K 和效
7、率 随转速比 iWB 的变化规律曲线。（3）原始特性曲线分析： 机械损失：包括轴承、密封件等的摩擦损失及圆盘损失。 泄漏损失：即循环圆内液体的损失。 液力损失：即液体在循环圆内运动的损失，包括摩擦损失和冲击损失两个部分。液力变矩器工作时各工作轮入口处的冲击损失： 泵轮入口涡轮入口导轮入口处3.转矩放大特性4.偶合工作特性5.失速特性（四）液力变矩器的种类1.三元件液力变矩器三元件是指：其工作轮的数目为三个，由泵轮、涡轮和导轮组成。特点是：工作效率在进入偶合区之前先达到最大值，然后有所下降，进入偶合区之后又继续上升。2.四元件液力变矩器（结构复杂，近年很少使用）采用两个导轮分别装在各自的单向离合
8、器上，形成双导轮。（五）液力变矩器的锁止机构1.由锁止离合器锁止的液力变矩器 电控自动变速器必须满足五个方面的条件，ECU 才能使锁止离合器进入锁止工况。（1）发动机冷却液温度不得低于 5365。（2）挡位开关指示变速器处于行驶挡。（3）制动灯开关必须指示没有进行制动。（4）车速必须高于 37 65km/h。（5）来自节气门开度的传感器信号，必须高于最低电压，以指示节气门处于开启状态。2.由离心式离合器锁止的液力变矩器 3.由行星齿轮机构锁止的液力变矩器 二、齿轮变速机构（一）平行轴式齿轮变速机构普通齿轮1.基本变速机构的组成平行轴2.变速原理 （二）行星齿轮变速机构1.单行星排太阳轮组成 齿
9、圈 装有行星齿轮的行星架三元件为分析运动规律，设太阳轮、齿圈和行星架的转速分别为n1、n 2和 n3，齿数分别为 z1、z 2和 z3，齿圈与太阳轮的齿数比为。根据能量守恒定律，由作用在该机构各元件上的力矩和结构参数可导出表示单排行星齿轮机构一般运动规律的特性方程式n1+n 2-(1+)n 3=0由上式可见，单排行星齿轮机构具有两个自由度，在三个基本构件中任选两个分别作为主动件和从动件，而使另一元件固定不动，或使其运动受一定的约束，则机构只有一个自由度，整个轮系以一定的传动比传递动力。（1）太阳轮为输入元件，由行星架输出，齿圈被固定。传动比为：i13=1+（2) 输入元件是行星架，由太阳轮输出
10、，齿圈被固定。传动比为：i31=1/(1+)（3) 固定元件是太阳轮，动力经齿圈输入，由行星架输出。传动比为：i23=1+z1/z2（4) 固定元件是太阳轮，输入元件是行星架，输出元件是齿圈。传动比为：i32=z2/(z1+z2)（5) 输入元件是太阳轮，行星架被固定，行星齿轮只能自转，并带动齿圈旋转输出动力。太阳轮的旋转方向与齿圈相反，传动比为：i12=-z2/z1（6) 输入元件是齿圈，行星架被固定，行星齿轮只能自转，并带动太阳轮旋转输出动力。太阳轮的旋转方向与齿圈相反，传动比为：i21=-z1/z2（7) 若三元件中的两元件被连接在一起转动，则第三元件必然与这两者以相同的转速转动。（8）
11、若所有元件均不受约束，则行星齿轮机构失去传动作用。行星齿轮机构与外啮合齿轮机构相比具有以下优点：（1）所有行星齿轮均参与工作，都承受载荷，行星齿轮工作更安静，强度更大。（2）行星齿轮工作时，齿轮间产生的作用力由齿轮系统内部承受，不传递到变速器壳体，变速器可以设计得更薄、更轻。（3）行星齿轮机构采用内啮合与外啮合相结合的方式，与单一的外啮合相比，减小了变速器尺寸。（4）行星齿轮系统的齿轮处于常啮合状态，不存在挂挡时的齿轮冲击，工作平稳，寿命长。2.双行星排 三、换挡执行机构（一）多片离合器1.作用是将变速器的输入轴和行星排的某个基本元件连接，或将行星排的某两个基本元件连接在一起，使之成为一个整体
12、转动。2.湿式多片离合器的组成离合器鼓、离合器活塞、回位弹簧、钢片、摩擦片、花键毂等。3.结构 （二）制动器作用：是固定行星齿轮机构中的基本元件，阻止其旋转。1.片式制动器制动器活塞回位弹簧、（1）组成 钢片摩擦片制动器毂（2）简介结构和工作原理片式离合器、制动器所能传递的动力大小与摩擦片的面积、片数及钢片与摩擦片间的压紧力有关，压紧力的大小由作用在活塞上的油压及作用面积决定，但增大油压会引起接合时的冲击。一般摩擦片为 26 片，钢片等于或多余摩擦片的片数。（3）特点：工作平顺性较好，还能通过增减摩擦片的片数来满足不同排量发动机的要求。2.带式制动器制动带组成伺服装置刚性制动带（厚）按变形能力
13、分类挠性制动带单边式按结构分类双边式直接作用式制动器伺服装置分类间接作用式调整制动带与制动鼓之间间隙的常见结构有以下三种：（1）长度可调整的支承销。（2）长度可调的活塞杆（或推杆） 。（3）调整螺钉。（三）单向离合器1.作用：是使某元件只能按一定方向旋转，在另一个方向上锁止。滚子式2.类型楔块式四、组合式行星齿轮系统（一）辛普森行星齿轮系统它是三速行星齿轮系统，能提供三个前进挡和一个倒挡。结构特点：前后两个行星齿轮机构共用一个太阳轮。执行机构的组成：前进离合器（C1） ，直接挡离合器（C2） ，单向离合器（F） ，二挡制动器（B2）和低、倒挡制动器（B3） 。各挡执行元件工作情况挡位 C1 C
14、2 B2 B3 F1 2 D3 R 各挡传递路线为：1.D 位 1 挡 动力传递路线是第一轴、前排齿圈、太阳轮、后排齿圈、第二轴。超速挡行星架 前行星架后行星架中间轴输入轴 输出轴超速挡太阳轮 超速挡齿圈 前行星齿圈太阳轮后行星齿圈2.D 位 2 挡 动力经第一轴、前排齿圈和行星架输出给第二轴。3.D 位 3 挡 前排太阳轮和齿圈均与第一轴相连，将第一轴的动力直接传给第二轴。超速挡行星架 前行星架后行星架中间轴输入轴 输出轴超速挡太阳轮 超速挡齿圈 前行星齿圈太阳轮后行星齿圈4.R 位 动力竟第一轴、太阳轮、后排行星齿轮和后排齿圈传至第二轴。超速挡行星架 前行星架后行星架中间轴输入轴 输出轴超
15、速挡太阳轮 超速挡齿圈 前行星齿圈太阳轮后行星齿圈（二）拉维娜行星齿轮系统结构特点：两星星排共用行星架和齿圈，小太阳轮、短行星轮、长行星轮、行星架及齿圈组成一个双行星轮式行星排。四个独立元件：小太阳轮、大太阳轮、行星架和齿圈。各挡传递路线为：1.D 位 1 挡 第一轴、小太阳轮、短行星齿轮、长行星齿轮、齿圈。2.D 位 2 挡 第一轴、小太阳轮、短行星齿轮、长行星齿轮、齿圈。3.D 位 3 挡 大、小太阳轮被锁成一体，长短行星齿轮同方向旋转，整个行星齿轮系统被联锁成一体，以直接挡传递动力。4.R 位 大太阳轮、长行星齿轮、齿圈。（三）带有超速挡的行星齿轮系统五、液压控制系统（一）液压泵齿轮泵类
16、型 转子泵叶片泵液压泵的组成原理 1.叶片泵分为： （1）定量泵油泵的排量不变。为保证发动机低速时的正常泵油，以满足自动变速器的工作需要，要求油泵的排量应足够大。但发动机高速时，因泵油量增多，此时的泵油还必须排泄掉，从而造成发动机动力损失。（2）变量泵油泵的排量可变。以减少高速运转时的发动机动力损失。（3）结构特点：变量泵的定子不固定，而是绕一个销轴作一定的摆动，以改变定子和转子之间的偏心距，从而改变油泵的排量。2.叶片泵的工作原理。（1）油泵运转时，定子的位置由控制腔内来自调压阀的反馈油压来控制。（2）当油泵转速较低时，泵油量较少，调压阀控制反馈油压减小，定子在回位弹簧的作用下绕销轴向左偏转
17、一个角度，加大了定子与转子的偏心距，使油泵的排量增大。（3）当油泵转速升高时，泵油量增多，调压阀控制反馈油压增大，在油压作用下，使定子绕销轴向右偏转一个角度，减小了定子与转子的偏心距，使油泵的排量减小，使泵油量减少。3.内啮合渐开齿轮油泵（1)结构： 由主动齿轮、从动齿轮、壳体、油封管等。注：壳体的从动齿轮槽内有一个月牙形凸面。 （2)工作： 主动齿轮带动从动齿轮旋转，在齿轮脱离啮合的一端，容积不断增大，成为低压吸油腔，把油吸入；在齿轮开始啮合的一端，容积不断减小，成为高压泵油腔，把油压出。决定使用性能的四个工作间隙：端面间隙 0.020.055 0.08mm主动齿轮与月牙间隙 0.10.3m
18、m从动齿轮与月牙间隙 0.050.1mm从动齿轮外缘与泵体 0.25mm油泵使用时的注意事项（二）主油路调压阀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：1.油门开度较小时，主油路压力可以降低。2.汽车在低速挡行驶时，主油路压力要高。3.倒挡的使用时间较少，需提高操纵油压。主调压阀：功用：根据节气开度和选档杆位置的变化，将油泵油压调节至规定值，形成稳定的工作油压：汽车低速或怠速行驶：03MPa08MPa；汽车高速行驶：12Mpa14MPa；汽车倒档行驶：16Mpa18MPa ；同时，向第二调压阀提供油压和变速器油。上述油压是最重要、最基本的压力，其原因：（1）用于操作自动变速器
19、内所有离合器和制动器的动作。（2）是自动变速器内所有其它压力的压力源。结构：由主、副滑阀，反压弹簧等组成。 工作原理：主滑阀受四力作用：管路油压作用于 A 面调压反压弹簧的张力基本压力节气门压力作用于 C 面根据节气门开度调节油压手控阀“R”油压作用于（B-C）面倒挡增压油泵运转，其压力油进入主调压阀，经调压后的油路压力便可根据需要稳定在某一数值。说明：（1）当节气门开度较大时，由于发动机输出功率和变速器所传递的转矩都较大，为了防止离合器、制动器等换档执行元件打滑，主油路油压应能随着节气门开度的增大而升高节气门油压反馈至主调压阀弹簧端，以使主油路油压升高。（2）因为倒档使用时间短，为了减小变速
20、器尺寸，倒档离合器和倒档制动器在设计上采用了较少的摩擦片，但其传递的转矩又较前进档大，为了防止其打滑，要求倒档工作时油压要高手控阀的倒档油压反馈至主调压阀下端，以使主油路油压升高。第二调压阀：功用：将主油路压力油减压后送入液力变矩器，并使其压力保持在 196Kpa490Kpa。当发动机停止转动时，关闭液力变矩器的油路，以保正下次正常传递转矩。同时将液力变矩器内受热后的压力油送至散热器冷却，并让一部分冷却后的压力油流回齿轮变速器，对轴承及齿轮进行润滑。结构：实质上是一个限压滑阀，油压由弹簧压力所决定。工作原理：当供给液力变矩器的油压升高时，阀芯上端面“D”作用压力上升，迫使阀芯下移，打开泄油口泄
21、压。节气门阀功用：产生与节气门开度成正比的节气门压力信号，经节气门压力修正阀修正后，作用于主调压阀的阀芯下端，使主调压阀所调节的管路压力随节气门开度增大而增大。结构：工作原理： 踩下加速踏板, 柱塞上移, 弹簧张力增大,管路油压阀口 A 被打开, 产生节气门压力。节气门压力除作用于节气门压力修正阀外，亦作用于节气门阀B 处与弹簧弹力平衡。助力阀功用：当变速器排入二挡以上，节气门开度稍大时，减少加速踏板的作用力。结构与原理：当二、三、四档时，来自 B2 的管路压力作用，止回阀阀芯下移，节气门压力经止回阀送至节气门阀的柱塞（C-D）处，产生一个向上的推力，致使此时加速踏板操作轻便。节气门压力修正阀
22、功用：将作用于主调压阀下端的节气门压力转换成随节气门开度成非线性变化的压力信号，以使管路压力在节气门开度较大时的增长速率减小。修正特性 如图所示。这一修正使得管路压力的变化更加接近节气门开大时发动机真正的动力变化。结构与原理： 节气门压力对阀芯上下作用力差（B 面A 面） ，使泄油口打开前修正压力与节气门压力相同，泄油口打开后，修正压力低于节气门压力，从而保证管路压力在节气门开度较大时的增长速率减小。（三）手动阀 1.功用：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。2.结构手动滑阀通过连杆与变速器选挡杆连接；控制滑阀移动进行油路切换。（四）换挡阀一种是加压控制控制方式有两种 另一种是泄压控制1.1-2 换挡阀作用：控制变速器在 1 档和 2 档之间变换。当 ECU 不对电磁阀 NO、2 通电时，管路压力作用在阀芯上端，迫使阀芯下移，变速器排入 1 档。当 ECU 对电磁阀 NO、2 通电时，作用在阀上端管路压力由电磁阀 NO、2 排放掉，阀芯在弹簧作用下上移，变速器排入 2 档。
