自動變速箱工作原理

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1、April 27, 20211 工程機械系列培訓(xùn)教材自動變速箱工作原理 1、 自 動 變 速 器 組 成 與 作 用 液 力 變 矩 器 變 速 系 統(tǒng) 齒 輪 變 速 機 構(gòu) 換 檔 執(zhí) 行 機 構(gòu) 組 成 液 壓 控 制 系 統(tǒng) 電 子 控 制 系 統(tǒng) 作 用 ：1、 自 動 變 速 、 變 矩 ；2、 在 發(fā) 動 機 旋 轉(zhuǎn) 方 向 不 變 的 情 況 下 ， 改 變 機 車 行 駛 方 向 ；3、 利 用 空 檔 中 斷 發(fā) 動 機 的 動 力 傳 遞 。自 動 變 速 器 工 作 原 理 3 四 大 組 成 部 分 ：液 力 變 矩 器齒 輪 變 速 器檔 位 控 制 系 統(tǒng)冷 卻

2、、 潤 滑 系 統(tǒng)自 動 變 速 器 組 成 4 自 動 變 速 器 分 類1、 按 齒 輪 變 速 方 式 行 星 齒 輪 式普 通 齒 輪 式2、 按 控 制 方 式 液 力 控 制 自 動 變 速電 控 液 力 自 動 變 速 5 自 動 變 速 器 電 液 控 制 原 理 通 過 電 磁 閥 控 制 離 合 器 壓 力 通 過 電 子 控 制 單 元 將 油 門 信 號 、 發(fā) 動 機 速 度 信 號 、 機 車 行 駛 速度 信 號 經(jīng) 過 處 理 后 發(fā) 出 指 令 ， 控 制 電 磁 閥 A閥 和 電 磁 閥 B工 作 。 6 電 子 控 制 自 動 變 速 過 程傳 感 器 電

3、 控 單 元 執(zhí) 行 器速度傳感器壓力傳感器溫度傳感器ECU 電 磁 閥 7 油 門 開 度行 使 速 度變 速 器 壓 力變 速 器 油 溫發(fā) 動 機 轉(zhuǎn) 速各 開 關(guān) 狀 態(tài) 傳 感 器與 開 關(guān)產(chǎn) 生 相應(yīng) 的 電信 號 ECU電控 單 元產(chǎn) 生 電壓 控 制信 號 換 檔電 磁閥 與換 檔閥換 檔 執(zhí) 行 器齒 輪 變 速 器電 子 控 制 自 動 變 速 過 程 8 電 子 控 制 單 元 （ ECU）功 能自 動 變 速 器 控 制 系 統(tǒng) 的 核 心 ， 對 發(fā) 動 機 工 況 和 自 動 變 速 器 進 行檢 測 ， 并 根 據(jù) 檢 驗 結(jié) 果 和 相 應(yīng) 設(shè) 定 的 控 制

4、程 序 操 縱 各 種 控 制 閥工 作 ；以 驅(qū) 動 離 合 器 等 液 壓 執(zhí) 行 元 件 實 現(xiàn) 對 自 動 變 速 器 的 全 面 控 制 。電 子 控 制 單 元 1、 功 能 利 用 液 力 傳 動 的 原理 ， 將 發(fā) 動 機 的 動 力 傳給 自 動 變 速 器 的 輸 入 軸 ，具 有 減 速 增 扭 作 用 ，能 實 現(xiàn) 無 級 變 速 。液 力 變 矩 器 工 作 原 理 2、 基 本 元 件泵 輪 主 動 件 （ 與 變 速 器 殼 為 一 體 ， 與 發(fā) 動 機 飛 輪 相 連 ）渦 輪 從 動 件 （ 與 變 矩 器 輸 出 軸 相 連 ）導(dǎo) 輪 增 扭 元 件工

5、作 介 質(zhì) 液 壓 油 (變 速 箱 油 ）液 力 變 矩 器 工 作 原 理 3、 工 作 原 理發(fā) 動 機 飛 輪 泵 輪 導(dǎo) 輪 渦 輪 泵 輪 變矩器殼（輸入軸）動 力 輸 出動 力 輸 入 增 扭 工 作 介 質(zhì) 為 液 壓 油渦 流變矩器輸出軸行駛齒輪變速系統(tǒng)液 力 變 矩 器 工 作 原 理 液 力 變 矩 器 的 工 作原 理 可 以 用 兩 臺 電 風(fēng) 扇作 形 象 描 述 ： 將 兩 臺 電 風(fēng) 扇 對 置 ，當(dāng) 接 通 電 源 的 電 風(fēng) 扇 旋轉(zhuǎn) 時 ， 產(chǎn) 生 的 氣 流 可 以吹 動 不 接 電 源 的 風(fēng) 扇 使其 轉(zhuǎn) 動 。 這 樣 兩 個 電 風(fēng)扇 就 組 成

6、 了 偶 合 器 ， 它能 夠 傳 遞 扭 矩 ， 但 不 能增 大 扭 矩 。 液 力 變 矩 器 工 作 原 理 一 臺 電 風(fēng) 扇 像變 矩 器 的 泵 輪 另 一 臺 電 風(fēng) 扇 像變 矩 器 中 的 渦 輪 如 果 添 加 一 個 管 道 ， 空 氣 就 會 從 后 面 通 過 管 道 ， 從沒 有 電 源 的 電 風(fēng) 扇 回 流 到 有 電 源 的 電 風(fēng) 扇 。 這 樣 會 增 加有 電 源 電 風(fēng) 扇 吹 出 的 氣 流 。 在 液 力 變 矩 器 中 ， 導(dǎo) 輪 起 到了 這 種 管 道 的 作 用 。 液 力 變 矩 器 之 所 以 能 起 變 矩 作 用 ， 就 是 由

7、于 結(jié) 構(gòu)上 多 了 一 個 導(dǎo) 輪 。液 力 變 矩 器 工 作 原 理 在 自 動 變 速 器 油 循 環(huán) 流 動 的 過 程 中 ， 固 定 不動 的 導(dǎo) 輪 給 渦 輪 一 個 反 作 用 力 矩 ， 使 渦 輪 輸出 的 扭 矩 不 同 于 泵 輪 輸 入 扭 矩 。 三 個 主 要 元 件 : 泵 輪 、 渦 輪 和 導(dǎo) 輪 14 變 矩 器 的 工 作 方 式 導(dǎo) 輪 泵 輪渦 輪作 用 ： 在 發(fā) 動 機 和 變 速 箱 之 間 起 一 個 液 力 機 械 耦 合 15 泵 輪 ： 以 發(fā) 動 機 的 速 度 旋 轉(zhuǎn)渦 輪 ： 通 過 花 鍵 與 渦 輪 軸 相 連 ， 渦 輪

8、 由 從 泵 輪 流 出 的 變 速箱 油 來 驅(qū) 動導(dǎo) 輪 ： 導(dǎo) 輪 相 當(dāng) 于 單 向 離 合 器 的 作 用 ， 變 速 箱 油 沖 擊 著 導(dǎo)輪 葉 片 的 背 面 ， 使 導(dǎo) 輪 與 渦 輪 和 泵 輪 同 向 旋 轉(zhuǎn) ， 起液 力 耦 合 作 用 。變 矩 器 將 發(fā) 動 機 的 扭 矩 放 大 ,但 是 以 降 低 轉(zhuǎn) 速 為 代 價變 矩 器 的 工 作 方 式 16 變 矩 器 可 將 發(fā) 動 機 的 扭 矩 放 大 高 達 三 倍 ，但 是 以 降 低 轉(zhuǎn) 速 為 代 價 的 。導(dǎo) 輪變 矩 器 的 工 作 方 式 轉(zhuǎn) 流 ： 渦 輪 由 從泵 輪 流 出 的 變 速 箱

9、油 來 驅(qū) 動 ， 它 總 是試 圖 趕 上 泵 輪 的 轉(zhuǎn)速 從 渦 輪 出 來 流 入導(dǎo) 輪 的 變 速 箱 油 沖擊 著 導(dǎo) 輪 葉 片 的 背面 ， 使 導(dǎo) 輪 與 渦 輪和 泵 輪 同 向 旋 轉(zhuǎn) 。變 扭 器 工 況 自 動 變 速 箱 結(jié) 構(gòu)集 中 式 齒 輪 組 液 力 變 矩 器變 速 箱 為 常 嚙 式變 擋 由 不 同 檔 位 的 離 合器 片 ， 通 過 液 壓 作 動 進 行 19 自 動 變 速 箱 結(jié) 構(gòu) 20倒 檔前 檔 2檔 1檔3檔 自 動 變 速 箱 軸 與 傳 動 路 線 21 自 動 變 速 箱 齒 輪 組 22 自 動 變 速 箱 齒 輪 組 自 動

10、 變 速 箱 機 械 傳 動 機 構(gòu)機 械 傳動 機 構(gòu) 執(zhí) 行 元 件 離 合 器制 動 器單 向 離 合 器齒 輪 傳 動機 構(gòu) 平 行 軸 式 傳動 機 構(gòu) 行 星 齒 輪 傳動 機 構(gòu) 辛 普 森拉 威 娜CR-CR其 他 齒 輪 傳 動 方 式 、 旋 轉(zhuǎn) 方 向 ： 兩 個 外 齒 輪 互 相 嚙 合 進 行 旋轉(zhuǎn) 時 ， 它 們 以 相 反 方 向 旋 轉(zhuǎn) 。 一 個 外 齒 輪 和 一 個 內(nèi) 齒 輪 相 互 嚙 合 進 行旋 轉(zhuǎn) ， 兩 個 齒 輪 以 相 同 方 向 旋 轉(zhuǎn) 太 陽 輪 行 星 架行 星 小 齒 輪齒 圈行 星 齒 輪 構(gòu) 成 齒 輪 傳 動 方 式 27

11、安 裝 在 變 速 箱 側(cè) 面 的 閥 體 內(nèi) 裝 有 伺 服 閥 ， 用 于 將 油 流 引 導(dǎo) 到 不 同 的 離合 器 。 伺 服 閥 由 電 磁 閥 作 動 。變 速 箱 在 每 個 方 向 上 有 多 個 變 速 比 ， 并 具 有 脫 離 功 能 ，此 功 能 由 剎 車 踏 板 操 縱 ， 在 一 定 的 剎 車 壓 力 下 啟 動 自 動 變 速 箱 電 磁 閥 ECU電 控 系 統(tǒng) 的 執(zhí) 行 機 構(gòu) 一 般 由 多 個 電 磁 閥 構(gòu) 成 ， 根 據(jù) ECU的 控 制 信 號 自 動 開 閉 油 路 。 它 們 均 組 裝 在 控 制 閥 體 內(nèi) 。 電 控 自 動 變 速

12、 器 組 成 如 下 圖 所 示 ， 由 滑 閥 、 滑 閥 軸 、 控 制閥 、 回 位 彈 簧 和 電 磁 線 圈 等 組 成 。自 動 變 速 箱 電 磁 閥 1 滑 閥 2-滑 閥 軸 3 控 制 閥 4 回 位 彈 簧5 來 自 電 磁 調(diào) 壓 閥（ 電 磁 閥 壓 力 ）6 至 蓄 壓 器 控 制 閥 （7-電 磁 線 圈 電 磁 閥 的 工 作 過 程 如 圖 所 示 ， 電 磁 閥 的 進 油 口 與 液 壓管 路 相 通 ， 當(dāng) ECU輸 出 信 號 使 其 通 電 時 ， 滑 閥 被 吸 引上 移 ， 進 油 口 與 排 油 口 相 通 泄 壓 ， 進 油 口 側(cè) 管 路

13、中 的油 壓 降 低 ； 當(dāng) 電 磁 閥 不 通 電 時 ， 滑 閥 回 位 將 進 油 口 與排 油 口 隔 開 ， 因 油 不 能 排 出 ， 而 使 進 油 口 側(cè) 管 路 保 持高 的 油 壓 。 ECU通 過 控 制 電 磁 閥 的 通 、 斷 電 ， 來 控 制油 路 的 通 、 斷 ， 使 各 換 擋 閥 動 作 而 變 換 擋 位 。 自 動 變 速 箱 電 磁 閥 自 動 變 速 箱 其 他 部 件 檔 位 選 擇 閥 變 矩 器 機 油 冷 卻 器變 矩 器 安 全 閥 潤 滑 岐 管寸 動從 變 速 箱 機 油 盤 吸 入 濾 清 器 離 合 器 壓 力 調(diào) 節(jié) 閥 前

14、進 檔行 駛 方 向 選 擇 閥倒 擋泵 1， 2， 3擋 31 油 冷 卻 回 路 離 合 器 壓 力 測 試 點 安 裝 壓 力 表 在 此 管 道 上 ，測 試 變 矩 器 輸 出 壓 力 油 位 測 試 點 冷 卻 器 來 去 冷 卻 器冷 卻 器 濾 芯 和 塞 子 32 電磁閥與閥芯電 磁 閥 組 自 動 變 速 箱 濾 清 器 33 入 口 粗 濾 器 濾 芯墊 圈 墊 圈 濾 清 器 的 裝 卸 34 速 度 感 應(yīng) 器速 度 傳 感 器 安 裝 位 置 和 方 式 感 應(yīng) 式 轉(zhuǎn) 速 傳 感 器 ： 溫 度 測 試 測 試 條 件 : 駐 車 制 動 器 剎 住 變 速 箱

15、在 空 擋 時 發(fā) 動 機 怠 速 運 行 35變 矩 器 出 口冷 卻 器 入 口 判 斷 冷 卻 器 是 否 正 常 工 作 ： 測 量 入 口 與 出 口 溫 度 機 油 的 正 常 工 作 溫 度 ： 即 80-95冷 卻 器 出 口 離 合 器冷 卻 器 壓 力 測 試 測 試 條 件 : 駐 車 制 動 器 剎 住 變 速 箱 為 空 擋 發(fā) 動 機 500 轉(zhuǎn) /分 的 怠 速 運 行 36 1、 變 矩 器 出 口 壓 力 ：在 發(fā) 動 機 轉(zhuǎn) 速 為 2000轉(zhuǎn) /分 時 應(yīng) 高 于1.7bar， 在 發(fā) 動 機 以 最 高 轉(zhuǎn) 速 運 行 時 ，不 得 超 過 4.9 ba

16、r 2、 離 合 器 壓 力 ， 所 有 檔 位 ：在 駐 車 制 動 器 剎 住 ， 機 油 溫 度 為 80-95 ， 發(fā) 動 機 怠 速 運 轉(zhuǎn) (400-600 轉(zhuǎn) /分 )時 ， 所 有 行 駛 方 向 和 速 度 離 合 器 的 轉(zhuǎn) 換壓 力 應(yīng) 該 為 17-20bar。 變 矩 器 出 口 壓 力 離 合 器 壓 力 冷 卻 器 在 同 樣 條 件 下 進 行 檢 查 時 ， 各 個離 合 器 之 間 的 壓 力 差 不 得 超 過0.4bar 自 動 變 速 箱 油 4/27/2021 37 根 據(jù) 變 速 箱 的 型 號 ， 使 用 合 適 的 潤 滑 油 Clark320

17、00只 能 使 用 DEXRON 機 油 DEXRON （ 品 牌 名 ）1） 自 動 變 速 箱 油 比 較 常 用 的 有 ATF III與 ATF IID兩 種 ;2) ATF III與 ATF IID相 比 ， 換 檔 更 為 平 穩(wěn) 、 順 暢 。 揮 發(fā)性 低 ， 盡 可 能 地 減 少 了 蒸 發(fā) 損 失 。級 別 ： ATF II通 用 汽 車 公 司 Dexron II福 特 汽 車 公 司 New Mercon埃 列 遜 公 司 Allison C3 應(yīng) 用 ： 小 轎 車 、 卡 車 的 自 動 變 速箱 （ 特 別 是 電 控 ）重 負(fù) 荷 車 輛 的 自 動 變 速

18、箱 （ 工 程車 輛 、 礦 山 機 械 ） 等 變 速 箱 檢 驗 38 失 速 試 驗 步 驟 ： 建 議 不 輕 易 做 這 個 試 驗 概 念 ： 渦 輪 處 于 靜 止 時 全 油 門 發(fā) 動 機 的 轉(zhuǎn)速 1、 帶 上 駐 車 剎 2、 啟 動 發(fā) 動 機 3、 剎 車 4、 選 擇 前 進 檔 5、 緩 慢 給 發(fā) 動 機 加 速 6、 在 最 大 油 門 下 記 下 發(fā) 動 機 的 最 大 轉(zhuǎn) 速 7、 緩 慢 松 開 油 門 8、 讓 發(fā) 動 機 在 1200 RPM1500 RPM的轉(zhuǎn) 速 下 使 變 速 箱 的 油 溫 冷 卻 下 來 。 失 速 試 驗 結(jié) 果 分 析

19、： 1、 小 于 1940RPM， 發(fā) 動 機 動 力 不 足 2、 小 于 或 等 于 30%RPM 發(fā) 動 機 ： 動 力 不 足 變 速 箱 ： 未 達 到 最 大 供 油 量 變 扭 器 發(fā) 生 導(dǎo) 輪 自 由 轉(zhuǎn) 動 3、 大 于 2040RPM 變 速 器 離 合 器 打 滑 變 速 器 油 位 不 正 確 4、 RPM 1990 50正 常 變 扭 器 出 口 溫 度 過 高 導(dǎo) 輪 可 能 卡 住 變 速 箱 或 發(fā) 動 機 散 熱 系 統(tǒng) 故 障 其 他 檢 驗 空 擋 起 動 開 關(guān) 檢 驗 油 溫 電 源 轉(zhuǎn) 速 失 速 試 驗 時 滯 試 驗 油 壓 試 驗 道 路 試 驗 電 腦 測 試 數(shù) 據(jù) 39沖 擊 、 振 動 、 噪 聲 、 打 滑 40謝謝大家！