汽车构造（下册） 第4版 课件 第16章 汽车自动变速器.pptx

第16章汽车自动变速器第16章汽车自动变速器自动变速器是汽车实现自动操纵的核心总成之一,能大大减轻驾驶人操纵疲劳、提高驾驶舒适性和行车安全性。随着技术进步及市场需求日益旺盛,自动变速器的应用越来越广泛。自动变速器具有如下优点:1)操纵方便,消除了驾驶人换档技术的差异性。2)有良好的传动比转换性能,速度变换不仅快而且连续平稳,从而提高了乘坐舒适性。3)减轻驾驶人疲劳,提高行车安全性。4)降低排气污染。其主要缺点是:结构复杂,造价高,传动效率低。目前主流自动变速器包括:液力机械自动变速器、无级式自动变速器、电控机械式自动变速器以及双离合器式自动变速器,它们的结构和工作原理不同,各有优缺点及适用车型。本章将主要介绍这几种形式的自动变速器。第一节液力机械传动16.1液力机械传动一、液力偶合器如图16-1所示为液力偶合器的结构示意图,其主要零件形状如图16-2所示。图16-11—发动机曲轴2—偶合器外壳3—泵轮4—涡轮5—从动轴图16-216.1液力机械传动一、液力偶合器在发动机曲轴1的凸缘上固定着偶合器外壳2,与外壳2刚性连接并随曲轴一起旋转的叶轮3,是偶合器的主动元件,称为泵轮;与从动轴5相连的叶轮4为偶合器的从动元件,称为涡轮。泵轮与涡轮统称为工作轮,在工作轮的环状壳体中径向排列着许多叶片。涡轮装在密封的外壳2中,其端面与泵轮端面相对,两者之间留有一定间隙(约3~4mm)。泵轮与涡轮装合后,通过轴线的纵断面呈环形,称为循环圆。在环状壳体中储存有工作液。当工作轮旋转时,其中的工作液也被叶片带动一起旋转。在离心力作用下,工作液从叶片内缘向外缘流动。因此,叶片外缘处压力较高,而内缘处压力较低,其压力差取决于工作轮半径和转速。由于泵轮和涡轮的半径是相等的,故当泵轮的转速大于涡轮的转速时,泵轮叶片外缘的液压大于涡轮叶片外缘的液压。于是,工作液不仅随着工作轮绕曲轴1和从动轴5的轴线做圆周运动,并且在上述压力差作用下,沿循环圆依箭头所示方向作循环流动。液体质点的流线形成一个首尾相连的环形螺旋线(图16-3)。图16-31—泵轮2—涡轮16.1液力机械传动一、液力偶合器泵轮对工作液做功,使之从泵轮叶片内缘流向外缘,在此过程中的圆周速度和动能渐次增大;而从涡轮叶片外缘流向内缘的过程中,其圆周速度和动能渐次减小。因此,液力偶合器的传动过程是:泵轮接受发动机传来的机械能,传给工作液,提高其动能,然后再由工作液将动能传给涡轮。因此,液力偶合器实现传动的必要条件是工作液在泵轮和涡轮之间有循环流动。而循环流动的产生,是由两个工作轮转速不等,使两轮叶片的外缘产生液压差所致。因此,液力偶合器在正常工作时,泵轮转速总是大于涡轮转速。如果两者转速相等,液力偶合器则不起传动作用。汽车起步前,可将变速器挂上一定档位,起动发动机驱动泵轮旋转,而与整车牵连着的涡轮暂时仍处于静止状态,工作液则立即产生绕工作轮轴线的圆周运动和循环流动。当液流冲到涡轮叶片上时,其圆周速度降低到零而对涡轮叶片造成一个冲击力,因而对涡轮作用一个绕涡轮轴线的力矩,力图使涡轮与泵轮同向旋转。对于一定的偶合器,发动机转速越大,则作用于涡轮的力矩也越大。加大发动机的供油量,使其转速增大到一定数值时,作用于涡轮上的转矩足以克服起步阻力而使汽车起步。随着发动机转速的继续增高,涡轮连同汽车也不断加速。由于液力偶合器是用液体作为传动介质,泵轮与涡轮之间允许有很大的转速差,因此装用液力偶合器可以保证汽车平稳地起步和加速;能够衰减传动系统中的扭转振动,并防止传动系统过载,从而延长传动系统和发动机各部件的寿命;显著减少了需要换档的次数,甚至在暂时停车时不脱开传动系统也能维持发动机怠速运转。16.1液力机械传动一、液力偶合器由液力偶合器工作原理可知,液体在循环流动过程中,没有受到其他任何附加外力,故发动机作用于泵轮上的转矩与涡轮所接受并传给从动轴的转矩相等。亦即液力偶合器只起传递转矩的作用,而不起改变转矩大小的作用,故必须有变速机构与其配合使用。此外,由于液力偶合器不能使发动机与传动系统彻底分离,故在采用以移动齿轮或接合套方法换档的普通齿轮式变速器时,仅仅为了使换档时将发动机与变速器彻底分离,以减小轮齿冲击,在液力偶合器与变速器之间还必须装一个离合器。在此情况下使用液力偶合器,虽然具有使汽车起步平稳、减少传动系统中冲击载荷等优点,但未能完全免除操纵离合器的动作,还会使整个传动系统的质量增大,纵向尺寸增加;此外,由于液力偶合器中存在液流损失,传动系统效率比单用离合器时低。因此,目前液力偶合器在汽车上的应用日益减少。16.1液力机械传动二、液力变矩器(一)液力变矩器的工作原理液力变矩器(图16-4)主要由可旋转的泵轮4和涡轮3以及固定不动的导轮5三个零件组成。这些零件的形状如图16-5所示。各工作轮用铝