1、第一節第一節 概述概述液控液壓式自動變速器的總體組成框圖液控液壓式自動變速器的總體組成框圖一、采用液力機械變速器的優點一、采用液力機械變速器的優點 1. 1. 具有良好自適應性具有良好自適應性（根據行駛阻力變化，在一定范（根據行駛阻力變化，在一定范圍內無級變速，利于提高平均車速和動力性，減少排圍內無級變速，利于提高平均車速和動力性，減少排放污染）放污染） 2. 2. 提高通過性提高通過性（能以很低車速穩定行駛，提高壞路上（能以很低車速穩定行駛，提高壞路上通過性）通過性） 3. 3. 提高使用壽命提高使用壽命（因工作介質是液體，可減輕傳動系（因工作介質是液體，可減輕傳動系承受的動載，避免因粗暴換

2、檔產生沖擊載荷）承受的動載，避免因粗暴換檔產生沖擊載荷） 據統計：發動機壽命延長據統計：發動機壽命延長47%47%， 變速器壽命延長變速器壽命延長400%400%， 主減速器、差速器壽命延長主減速器、差速器壽命延長93%93% 4. 4. 提高舒適性提高舒適性（起步更平穩，吸收和減少振動沖擊，（起步更平穩，吸收和減少振動沖擊，提高乘坐舒適性）提高乘坐舒適性） 5. 5. 降低勞動強度降低勞動強度（駕駛操作簡單，便于實現半自動化（駕駛操作簡單，便于實現半自動化和自動化換檔）和自動化換檔）二、分類二、分類 動液傳動動液傳動 液力偶合器液力偶合器 靠液體循環流動過程中靠液體循環流動過程中液力傳動液力

3、傳動 液力變矩器液力變矩器 動能變化傳遞能量動能變化傳遞能量 靜液傳動靜液傳動 液力變矩器還能根據行駛阻力在一定范圍內自動、無級地液力變矩器還能根據行駛阻力在一定范圍內自動、無級地 改變傳動比和扭矩比。改變傳動比和扭矩比。1. 1. 按齒輪變速系統的控制方式：按齒輪變速系統的控制方式： a. a. 液控液動自動變速器液控液動自動變速器：手控制閥選定位置，由節氣門閥和調速手控制閥選定位置，由節氣門閥和調速器閥將節氣門開度和車速轉變為液壓信號。在換檔點，此液壓信器閥將節氣門開度和車速轉變為液壓信號。在換檔點，此液壓信號直接控制換擋閥換檔。號直接控制換擋閥換檔。 b. b. 電控液動自動變速器：電控

4、液動自動變速器： 手控制閥選定位置，由節氣門位置傳感器和車速傳感器手控制閥選定位置，由節氣門位置傳感器和車速傳感器將節氣門開度和車速轉變為電信號。輸入電控單元將節氣門開度和車速轉變為電信號。輸入電控單元（ECUECU），由電控單元控制液壓閥和液壓執行機構換檔。），由電控單元控制液壓閥和液壓執行機構換檔。u普通齒輪式自動變速器普通齒輪式自動變速器（變速器體積大，最大傳動比較小，（變速器體積大，最大傳動比較小，只有少數車型使用）只有少數車型使用）u行星齒輪式自動變速器行星齒輪式自動變速器（結構緊湊，能獲得較大傳動比，絕（結構緊湊，能獲得較大傳動比，絕大多數轎車采用）大多數轎車采用）u鏈條式自動變速

5、器鏈條式自動變速器（少數）（少數）3. 3. 按變矩器類型：按變矩器類型：uA. A. 無鎖止離合器的變矩器無鎖止離合器的變矩器 早期變矩器中無鎖止離合器，早期變矩器中無鎖止離合器，任何工況下都以液力方式傳遞動力，傳動效率較低。任何工況下都以液力方式傳遞動力，傳動效率較低。uB. B. 有鎖止離合器的變矩器有鎖止離合器的變矩器 現代自動變速器都采用帶鎖現代自動變速器都采用帶鎖止離合器的變矩器，當車速達一定，控制系統將鎖止離合止離合器的變矩器，當車速達一定，控制系統將鎖止離合器接合，液力變矩器輸入和輸出部分連成一體，發動機動器接合，液力變矩器輸入和輸出部分連成一體，發動機動力以機械傳遞方式直接傳

6、入齒輪變速器，提高傳動效率，力以機械傳遞方式直接傳入齒輪變速器，提高傳動效率，降低油耗。降低油耗。前置后驅前置后驅 自動變速器（自動變速器（FRFR）前置前驅前置前驅 自動變速器（自動變速器（FFFF）三、缺點：三、缺點：結構復雜，造價高，自身傳動效率較低（存在液流結構復雜，造價高，自身傳動效率較低（存在液流損失）損失）傳動比傳動比I = I = 渦輪轉速（從）渦輪轉速（從）/ / 泵輪轉速（主）泵輪轉速（主）1 1四、組成：四、組成： 液力傳動裝置、機械變速器和操縱系統液力傳動裝置、機械變速器和操縱系統 操縱手柄只改變操縱手柄只改變自動變速器閥板總成自動變速器閥板總成中中手動閥手動閥位置；變

7、速位置；變速器本身檔位是由換檔器本身檔位是由換檔執行機構動作決定。執行機構動作決定。 換擋執行機構換擋執行機構除除了取決于手動閥位置，了取決于手動閥位置，還受汽車車速、節氣還受汽車車速、節氣門開度等因素影響。門開度等因素影響。（一）、停車檔（一）、停車檔（P P位）位） 停車檔通常位于操縱手柄最前方。操縱手柄位停車檔通常位于操縱手柄最前方。操縱手柄位于此位置，自動變速器中的停車鎖止機構于此位置，自動變速器中的停車鎖止機構將變速器將變速器輸出軸鎖止，驅動輪不能轉動，防止汽車移動；輸出軸鎖止，驅動輪不能轉動，防止汽車移動；同同時換檔執行機構使自動變速器處于時換檔執行機構使自動變速器處于空檔空檔狀態

8、。當操狀態。當操縱手柄離開停車檔位置，停車鎖止機構即被釋放。縱手柄離開停車檔位置，停車鎖止機構即被釋放。（二）、空檔（二）、空檔（N N位）位） 空檔常位于操縱手柄的中間位置，在倒檔空檔常位于操縱手柄的中間位置，在倒檔和前進檔之間。操縱手柄位于空檔，換檔執行機構和前進檔之間。操縱手柄位于空檔，換檔執行機構動作和停車檔相同，使變速器處于動作和停車檔相同，使變速器處于空檔空檔狀態，發動狀態，發動機動力雖經輸入軸傳入自動變速器，但機動力雖經輸入軸傳入自動變速器，但只能使各齒只能使各齒輪空轉，輸出軸無動力輸出。輪空轉，輸出軸無動力輸出。（三）、前進檔（三）、前進檔（D D位）位） 前進檔位于空檔之后。

9、操縱手柄位于前進前進檔位于空檔之后。操縱手柄位于前進檔時通常檔時通常可實現可實現4 4個及以上不同傳動比的檔位個及以上不同傳動比的檔位，即，即1 1檔、檔、2 2檔、檔、3 3檔和超速檔。汽車行駛時，變速器的液壓或電檔和超速檔。汽車行駛時，變速器的液壓或電控系統能根據車速、節氣門開度等因素變化，控系統能根據車速、節氣門開度等因素變化，按設定按設定的換檔規律，自動變換檔位。的換檔規律，自動變換檔位。（四）、前進低檔（四）、前進低檔（S S位和位和L L位）位） 前進低檔通常還有前進低檔通常還有2 2個位置，個位置，S S位和位和L L位。操位。操縱手柄位于這兩個位置，變速器的控制系統將縱手柄位于

10、這兩個位置，變速器的控制系統將限制前限制前進檔的變化范圍。進檔的變化范圍。操縱手柄位于操縱手柄位于S S位，自動變速器只能位，自動變速器只能在在1 1擋、擋、2 2檔、檔、3 3檔之間自動變換檔位；操縱手柄位于檔之間自動變換檔位；操縱手柄位于L L位，自動變速器固定在位，自動變速器固定在1 1檔或只能在檔或只能在1 1檔和檔和2 2檔之間自動檔之間自動變換檔位。有些車則將變換檔位。有些車則將S S位標為位標為2 2位、位、L L位標為位標為1 1位，其位，其含義是相同的。含義是相同的。 新型自動變速器除了可用操縱手新型自動變速器除了可用操縱手柄進行換檔控制外，還可通過操縱手柄上柄進行換檔控制外

11、，還可通過操縱手柄上或儀表板上的控制開關來控制。不同車型或儀表板上的控制開關來控制。不同車型的自動變速器控制開關有不同的名稱，其的自動變速器控制開關有不同的名稱，其作用也不完全相同。作用也不完全相同。 用來控制自動變速器的超速檔。用來控制自動變速器的超速檔。 開關打開，超速檔控制電路接通。此時開關打開，超速檔控制電路接通。此時若操縱手若操縱手柄位于柄位于D D位，自動變速器隨著車速提高而升檔，位，自動變速器隨著車速提高而升檔，最高可升入最高可升入4 4檔（即超速檔）。檔（即超速檔）。開關關閉，超速檔開關關閉，超速檔控制電路斷開。儀表盤上控制電路斷開。儀表盤上“O OD OFF”D OFF”指示

12、燈指示燈亮起（限制超速檔使用），自動變速器隨著車速亮起（限制超速檔使用），自動變速器隨著車速提高而升檔，最高只能升至提高而升檔，最高只能升至3 3檔，無法升至超速檔。檔，無法升至超速檔。 電控自動變速器的模式開關，能選擇自動變速器的控制模電控自動變速器的模式開關，能選擇自動變速器的控制模式，滿足不同使用要求。式，滿足不同使用要求。控制模式控制模式主要指主要指自動變速器的換檔自動變速器的換檔規律。規律。常見的控制模式有以下幾種：常見的控制模式有以下幾種： (1)(1)經濟模式（經濟模式（ECONOMYECONOMY）：）：以汽車獲得以汽車獲得最佳燃油經濟性最佳燃油經濟性為目標來設計換檔規律。自動

13、變速器為目標來設計換檔規律。自動變速器換檔規律使發動機在行換檔規律使發動機在行駛過程中常處在經濟轉速范圍內運轉駛過程中常處在經濟轉速范圍內運轉，提高燃油經濟性，提高燃油經濟性。 (2)(2)動力模式（動力模式（POWERPOWER）：）：以汽車獲得以汽車獲得最大動力性最大動力性為目標來為目標來設計換檔規律。自動變速器設計換檔規律。自動變速器換檔規律使發動機在行駛過程中換檔規律使發動機在行駛過程中常處在大功率范圍內運轉常處在大功率范圍內運轉，提高汽車動力性能及爬坡能力。，提高汽車動力性能及爬坡能力。 (3)(3)標準模式（標準模式（NORMALNORMAL）：）：標準模式的標準模式的換檔規律介于

14、經濟換檔規律介于經濟模式和動力模式之間。兼顧了動力性和經濟性模式和動力模式之間。兼顧了動力性和經濟性，使汽車既保，使汽車既保證一定動力性，又有較佳的燃油經濟性。證一定動力性，又有較佳的燃油經濟性。 模式選擇開關可以根據人們的不同開車習慣來選擇。模式選擇開關可以根據人們的不同開車習慣來選擇。 如現在轎車中常見的如現在轎車中常見的ECOECO（EcologyEcology環保、環保、ConservationConservation節節能、能、OptimizationOptimization最優化）最優化） 有些電控自動變速器上設有保持開關，有些電控自動變速器上設有保持開關，通常位于操縱手柄上。通常

15、位于操縱手柄上。按下此開關，自動按下此開關，自動變速器便不能自動換檔，檔位完全取決于變速器便不能自動換檔，檔位完全取決于操縱手柄位置。操縱手柄位置。操縱手柄位于操縱手柄位于D D位、位、S S位、位、L L位時，變速器分別保持在位時，變速器分別保持在3 3檔、檔、2 2檔、檔、1 1檔。檔。 汽車在雪地行駛時，按下此開關，用汽車在雪地行駛時，按下此開關，用操縱手柄選擇檔位，防止驅動輪打滑。操縱手柄選擇檔位，防止驅動輪打滑。一、組成一、組成殼體、泵輪、渦輪殼體、泵輪、渦輪 主動元件：泵輪。泵輪剛性連接在外殼上，與曲軸一起旋轉。主動元件：泵輪。泵輪剛性連接在外殼上，與曲軸一起旋轉。 從動元件：渦輪

16、。渦輪連接在從動軸上。從動元件：渦輪。渦輪連接在從動軸上。 在泵輪與渦輪上，徑向焊接了數目相同的葉片，用來傳遞動力。在泵輪與渦輪上，徑向焊接了數目相同的葉片，用來傳遞動力。 泵輪葉片與渦輪葉片內圓有導流環，裝合后構成循環圓，泵輪葉片與渦輪葉片內圓有導流環，裝合后構成循環圓，可促進油液的循環流動。可促進油液的循環流動。二、工作過程二、工作過程 發動機運轉，曲軸帶動液力偶合器殼體和泵輪一同旋轉，在離心發動機運轉，曲軸帶動液力偶合器殼體和泵輪一同旋轉，在離心力作用下，液壓油被甩向泵輪葉片外緣，因泵輪轉速大于渦輪轉力作用下，液壓油被甩向泵輪葉片外緣，因泵輪轉速大于渦輪轉速，所以泵輪葉片外緣的液壓大于渦

17、輪葉片外緣的液壓，于是液速，所以泵輪葉片外緣的液壓大于渦輪葉片外緣的液壓，于是液壓油不僅隨軸繞軸線轉動，還在外緣處沖入渦輪葉片，使渦輪葉壓油不僅隨軸繞軸線轉動，還在外緣處沖入渦輪葉片，使渦輪葉片在液壓油沖擊下旋轉，沖向渦輪葉片的油沿葉片向內緣流動，片在液壓油沖擊下旋轉，沖向渦輪葉片的油沿葉片向內緣流動，又返回泵輪內緣，被泵輪再甩向外緣，從而形成循環液流。又返回泵輪內緣，被泵輪再甩向外緣，從而形成循環液流。三、工作原理三、工作原理 泵輪接受發動機傳來的機械能，在工作液從泵輪葉片內緣流向外泵輪接受發動機傳來的機械能，在工作液從泵輪葉片內緣流向外緣的過程，泵輪對其做功，使其速度和動能逐漸增大；緣的過

18、程，泵輪對其做功，使其速度和動能逐漸增大； 從渦輪葉片外緣流從渦輪葉片外緣流向內緣的過程，液壓向內緣的過程，液壓油對渦輪做功，其速油對渦輪做功，其速度和動能逐漸減小，度和動能逐漸減小，將動能傳給渦輪輸出將動能傳給渦輪輸出。1 1）“渦流渦流”的產生的產生 泵輪隨飛輪轉動，由泵輪隨飛輪轉動，由于離心力作用，液體沿于離心力作用，液體沿泵輪葉片間通道向外緣泵輪葉片間通道向外緣流動，外緣油壓高于內流動，外緣油壓高于內緣油壓，油液從泵輪外緣油壓，油液從泵輪外緣沖向渦輪外緣，又從緣沖向渦輪外緣，又從渦輪內緣流回泵輪內緣，渦輪內緣流回泵輪內緣，在軸向斷面（循環圓）在軸向斷面（循環圓）內，液體流動形成循環內，

19、液體流動形成循環流，稱為流，稱為“渦流渦流”。2 2）環流的產生）環流的產生 渦流的存在，液體沖向渦輪使兩輪間產生牽連運動，渦流的存在，液體沖向渦輪使兩輪間產生牽連運動，渦輪產生繞軸旋轉的扭矩。循環圓內的液體繞軸旋渦輪產生繞軸旋轉的扭矩。循環圓內的液體繞軸旋轉形成轉形成“環流環流”。 上述兩種油流合成，形成一條首尾相接的螺旋流。上述兩種油流合成，形成一條首尾相接的螺旋流。當渦輪輸出扭矩大于汽車行駛阻力矩時，汽車行駛。當渦輪輸出扭矩大于汽車行駛阻力矩時，汽車行駛。圖圖 渦流和環流的產生渦流和環流的產生 1 1泵輪泵輪 22渦輪渦輪四、傳動特點：四、傳動特點：發動機傳給泵輪的轉矩和渦輪上輸出的轉矩

20、相等發動機傳給泵輪的轉矩和渦輪上輸出的轉矩相等 液壓油在循環流動中，除與泵輪、渦輪間作用力外，沒受其液壓油在循環流動中，除與泵輪、渦輪間作用力外，沒受其他任何外力，根據作用力和反作用力相等原理，液壓油作用在渦他任何外力，根據作用力和反作用力相等原理，液壓油作用在渦輪上的轉矩等于泵輪作用在液壓油上的轉矩。輪上的轉矩等于泵輪作用在液壓油上的轉矩。 傳動效率：傳動效率：=N Nw w/ /N Nb b=(M=(Mw w X X n nw w) /(M) /(Mb b X X n nb b)=)=n nw w/ /n nb b= =i i 傳動比傳動比 N Nw w 渦輪輸出功率渦輪輸出功率 N Nb

21、 b 發動機傳給泵輪功率發動機傳給泵輪功率 MMw w 渦輪輸出轉矩渦輪輸出轉矩 MMb b 發動機輸入轉矩發動機輸入轉矩 （轉速差越大，（轉速差越大，i i越小，越小， 越低）越低） 未起步，因未起步，因n nw w=0 =0 ，所以，所以=0=0 剛起步，車速較低，剛起步，車速較低，n nw w 很小，很小， 也很小，隨也很小，隨v v ， n nw w ，則，則 n nw w 與與 n nb b 轉速差減小，轉速差減小， 也隨之也隨之 。 理論上，理論上， 可達可達100%100%，實際不可能，為何？，實際不可能，為何？ 因為因為 達達100 %100 %，即，即n nw w= =n n

22、b b，則渦輪與泵輪葉片外緣處液壓油壓力，則渦輪與泵輪葉片外緣處液壓油壓力相等，使泵輪上的液壓油不能沖向渦輪，液壓油將不再循環流動，相等，使泵輪上的液壓油不能沖向渦輪，液壓油將不再循環流動，無法傳遞動能輸出，偶合器失去傳遞扭矩作用。正常工作時，無法傳遞動能輸出，偶合器失去傳遞扭矩作用。正常工作時， n nw wn nb b，即，即 達不到達不到100% 100% 。一、組成一、組成 泵輪泵輪(b)(b)、渦輪、渦輪(w)(w)、導輪導輪(d)(d) 在液力偶合器基在液力偶合器基礎上，增設導輪。礎上，增設導輪。導輪介于泵輪和渦導輪介于泵輪和渦輪之間，通過單向輪之間，通過單向離合器單向固定。離合器

23、單向固定。（可正轉，不能逆（可正轉，不能逆轉）轉）液力變矩器液力變矩器二、液力變矩器工作過程二、液力變矩器工作過程發動機運轉，發動機運轉，帶動殼體和泵帶動殼體和泵輪一同旋轉，輪一同旋轉，因離心力作用，因離心力作用，油從泵輪葉片油從泵輪葉片外緣沖向渦輪，外緣沖向渦輪，并沿葉片并沿葉片流向流向導輪導輪，再經導，再經導輪葉片流回泵輪葉片流回泵輪葉片內緣，輪葉片內緣，形成循環液流。形成循環液流。 起步工況，液流方向沿起步工況，液流方向沿1 1沖向渦輪，沿沖向渦輪，沿2 2至導輪，再沿至導輪，再沿3 3流流回泵輪；設泵輪，渦輪，導輪對液流作用轉矩分別為回泵輪；設泵輪，渦輪，導輪對液流作用轉矩分別為MMb

24、 b，MMw w和和MMd d，根據液流受力平衡，根據液流受力平衡MMw w= =MMb b+M+Md d ，因液流對渦輪的作用，因液流對渦輪的作用轉矩轉矩MMw w(即輸出轉矩即輸出轉矩) )與與MMw w方向相反，大小相等，所以數值方向相反，大小相等，所以數值上上MMw w = =MMb b+M+Md d，可知，可知MMw wMMb b，起了增矩作用。，起了增矩作用。 （輸出轉矩增大部分即為固定不動導輪對循環流動液壓油的（輸出轉矩增大部分即為固定不動導輪對循環流動液壓油的反作用力矩，其大小取決于從渦輪沖向導輪的反作用力矩，其大小取決于從渦輪沖向導輪的 液流速度、液流速度、液流方向和導輪葉片

25、間的夾角）液流方向和導輪葉片間的夾角） 夾角越大，流速越快，夾角越大，流速越快，反力矩越大，增矩作用反力矩越大，增矩作用就越大就越大 一般變矩器最大輸出一般變矩器最大輸出扭矩可達輸入扭矩的扭矩可達輸入扭矩的2.62.6倍左右。倍左右。隨車加速，使隨車加速，使n nw w ，渦輪出口處的液壓油不僅具有沿葉片方，渦輪出口處的液壓油不僅具有沿葉片方向的相對速度向的相對速度w w，還具有沿圓周方向的牽連速度，還具有沿圓周方向的牽連速度u u，沖向導輪，沖向導輪葉片的液流速度為兩者的葉片的液流速度為兩者的合成速度合成速度v v，使得由渦輪下緣出口處，使得由渦輪下緣出口處沖向導輪的液壓油方向改變，不再與出

26、口處葉片方向相同，沖向導輪的液壓油方向改變，不再與出口處葉片方向相同，而是順渦輪轉動方向而是順渦輪轉動方向向前偏斜一角度，使向前偏斜一角度，使沖擊導輪液流方向與沖擊導輪液流方向與導輪葉片間夾角變小，導輪葉片間夾角變小，導輪上受沖擊力矩減導輪上受沖擊力矩減小，增矩作用減小小，增矩作用減小（車速越高，（車速越高，n nw w越大，越大，夾角越小，增矩越小）夾角越小，增矩越小）u 裝有變矩器的汽車在低速時有較大輸出扭矩。裝有變矩器的汽車在低速時有較大輸出扭矩。在車起步、上坡或遇到大行駛阻力時，若發動機在車起步、上坡或遇到大行駛阻力時，若發動機轉速和負荷不變，此時車速下降，即轉速和負荷不變，此時車速下

27、降，即n nw w下降，能下降，能獲得較大驅動力矩。獲得較大驅動力矩。u 當當n nw w隨車速提高達一定數值，沖向導輪的液壓隨車速提高達一定數值，沖向導輪的液壓油方向與葉片間夾角為油方向與葉片間夾角為0 0，導輪不受液壓油沖擊，導輪不受液壓油沖擊，失去增矩作用。失去增矩作用。u 當當n nw w繼續增大，沖擊方向繼續前偏，使液壓油繼續增大，沖擊方向繼續前偏，使液壓油沖擊在導輪葉片的背面，此時，導輪對液壓油的沖擊在導輪葉片的背面，此時，導輪對液壓油的反作用扭矩反作用扭矩MMd d方向與方向與MMb b相反，即相反，即MMw w=M=Mb b MMd d，變矩器輸出扭矩反而小于輸入扭矩，傳動效率

28、也變矩器輸出扭矩反而小于輸入扭矩，傳動效率也下降。下降。u圖中圖中V VA A為渦流，為渦流，V VB B為環流，為環流，V VC C為合成流。為合成流。u轉速比轉速比i i= =n nw w/ /n nb b總結：總結：u變矩器工作時，作用在渦輪上的扭矩（變矩器工作時，作用在渦輪上的扭矩（ MMw w ）不僅有泵輪）不僅有泵輪施加給渦輪的扭矩施加給渦輪的扭矩( M( Mb b ) )，還有導輪的反作用力矩，還有導輪的反作用力矩( ( MMd d ) )，即：，即：MMw wMMb b+M+Md d。ua a 當當n nw w=0=00.85 0.85 n nb b時，此時時，此時n nb b

29、n nw w，油液速度，油液速度V Vc c流向導輪流向導輪的正面，的正面， MMd d 00， MMw wMMb b+M+Md d ，可見，可見MMw w M Mb b ，起增矩作，起增矩作用。用。ub b當當n nw w=0.85 =0.85 n nb b 時，油液速度時，油液速度VcVc 與導輪葉片相切，與導輪葉片相切， MMd d =0 =0，MMw w= M= Mb b ，為偶合器，為偶合器( (液力聯軸器液力聯軸器) )；此轉速稱為；此轉速稱為“偶合工作偶合工作點點”。uc c當當n nw w 0.85 0.85 n nb b時，油液速度時，油液速度V Vc c流向導輪的背面，流向

30、導輪的背面， MMd d為負為負值，導輪欲隨泵輪同向旋轉，導輪對油液的反作用力沖向值，導輪欲隨泵輪同向旋轉，導輪對油液的反作用力沖向泵輪正面，故泵輪正面，故MMw w = M= Mb b- -MMd d 。ud d 當當n nw w= =n nb b時，循環圓內的液體停止流動，停止扭矩的傳時，循環圓內的液體停止流動，停止扭矩的傳遞。故遞。故n nw w的增大是有限度的，它與的增大是有限度的，它與n nb b的比值不可能達到的比值不可能達到1 1，一般小于一般小于0.90.9。為提高傳動效率，需設鎖止離合器。為提高傳動效率，需設鎖止離合器。變矩系數變矩系數: :渦輪上的輸出扭矩與泵輪上的輸入扭矩

31、之比渦輪上的輸出扭矩與泵輪上的輸入扭矩之比 K=MK=Mw w/M/Mb b=(=(MMb bMMd d)/M)/Mb b = =N Nw w/ /N Nb b=(M=(Mw w X X n nw w)/(M)/(Mb b X X n nb b)=K X )=K X i i n nw w較低較低 K K1 , 1 , 變矩變矩 偶合偶合 n nw w到一定值到一定值 K =1 , K =1 , 變矩變矩 =偶合偶合 n nw w再再 K K1 , 1 , 變矩變矩 偶合偶合u變矩比（變矩比（K K）=M=MWW/M/Mb b，一般，一般為為2-32-3倍。倍。u轉速比（轉速比（i i）= =n

32、 nw w/n/nb b11u傳動效率傳動效率（ ）= =輸出功率輸出功率/ /輸入功率輸入功率 = =N Nw w/ /N Nb b1 1u（1 1）怠速時，）怠速時，MwMw很小，很小，汽車不能行使。汽車不能行使。u（2 2）起步時，）起步時，MwMw最大。最大。u（3 3）車速逐漸增加，）車速逐漸增加，MwMw減小。減小。u（4 4）偶合點，）偶合點，K=1, K=1, MMw w=M=Mb bu為提高變矩器在偶合區工為提高變矩器在偶合區工作的性能，需加裝單向離作的性能，需加裝單向離合器和鎖止離合器，提高合器和鎖止離合器，提高傳動效率，降低燃料消耗。傳動效率，降低燃料消耗。元件數元件數:

33、 :指變矩器中泵輪、渦輪和導輪的總個數指變矩器中泵輪、渦輪和導輪的總個數相數相數: : 指不同的工作特性個數指不同的工作特性個數1. 1. 三元件綜合式液力變矩器三元件綜合式液力變矩器 不同點不同點: : 導輪通過單向超越離合器支承在變速器殼體的導輪固定套上，導輪通過單向超越離合器支承在變速器殼體的導輪固定套上，使導輪只朝逆時針方向旋轉，不能反轉。使導輪只朝逆時針方向旋轉，不能反轉。 工作原理工作原理: :（P77 P77 圖圖16-1016-10） n nw w低時，從渦輪流出液流正面沖擊導輪葉片，對導輪施加順低時，從渦輪流出液流正面沖擊導輪葉片，對導輪施加順時針方向旋轉力矩，滾柱時針方向旋

34、轉力矩，滾柱5 5壓緊在滾道的窄端，將導輪鎖止在壓緊在滾道的窄端，將導輪鎖止在固定套上，此時工作特性等同于變矩器；當固定套上，此時工作特性等同于變矩器；當n nw w達到一定值，達到一定值，即即K=1K=1時，液流對導輪沖擊方向與葉片間夾角為時，液流對導輪沖擊方向與葉片間夾角為0 0；n nw w繼續上繼續上升，液流從反面沖擊導輪，對導輪產生逆時針扭矩，（自由升，液流從反面沖擊導輪，對導輪產生逆時針扭矩，（自由輪機構只起單向鎖止，在逆時針方向如軸承式滑轉）導輪在輪機構只起單向鎖止，在逆時針方向如軸承式滑轉）導輪在液流沖擊下逆時針自由轉動，導輪對液流無反作用力矩，不液流沖擊下逆時針自由轉動，導輪

35、對液流無反作用力矩，不起增矩作用，工作特性同偶合器。起增矩作用，工作特性同偶合器。 特點：特點： 此變矩器利用液力變矩器在此變矩器利用液力變矩器在n nw w較低時的增矩特性，較低時的增矩特性，又充分利用偶合器在又充分利用偶合器在n nw w較高時的高傳動效率特性。較高時的高傳動效率特性。2. 2.四元件綜合式液力變矩器四元件綜合式液力變矩器 為克服上述三元件在最高效率工況到偶合器始點工為克服上述三元件在最高效率工況到偶合器始點工況區段上效率顯著降低的缺點，加裝一個導輪。況區段上效率顯著降低的缺點，加裝一個導輪。 工作原理：工作原理： n nw w低時，導輪低時，導輪、均鎖死，變矩器工況，均鎖

36、死，變矩器工況，n nw w達達一定，液流對導輪一定，液流對導輪沖擊反向，導輪沖擊反向，導輪松脫同向旋松脫同向旋轉，導輪轉，導輪仍鎖止，隨仍鎖止，隨n nw w再上升，導輪再上升，導輪也受液流也受液流反向沖擊而旋轉，從而進入偶合器工況。反向沖擊而旋轉，從而進入偶合器工況。3. 3.帶鎖止離合器的液力變矩器帶鎖止離合器的液力變矩器 利用油壓推動壓盤，壓緊傳力盤利用油壓推動壓盤，壓緊傳力盤( (即鎖止離合器即鎖止離合器) )使使泵輪和渦輪接合，變矩器不起作用，撤除油壓，二泵輪和渦輪接合，變矩器不起作用，撤除油壓，二者分離，變矩器正常工作。者分離，變矩器正常工作。 鎖止離合器結合時，單向離合器脫開，

37、導輪自由鎖止離合器結合時，單向離合器脫開，導輪自由旋轉。旋轉。,k,k k k偶偶 i i（轉速比）（轉速比） 0 k k矩矩 矩矩四元件綜合式液力變矩器特性曲線四元件綜合式液力變矩器特性曲線 偶偶u 鎖止離合器與渦輪一起安裝在輸出軸上，油壓作用下，鎖止鎖止離合器與渦輪一起安裝在輸出軸上，油壓作用下，鎖止離合器可以在輸出軸上左右移動。液力變矩器起變矩作用，液離合器可以在輸出軸上左右移動。液力變矩器起變矩作用，液壓油從壓油從A A口進入，鎖止離合器口進入，鎖止離合器2 2右移分離右移分離，回油從，回油從B B口流出。在口流出。在高速工況下，液壓油從高速工況下，液壓油從B B口進人，回油從口進人，

38、回油從A A口流出，鎖止離合器口流出，鎖止離合器左移接合左移接合，發動機動力直接經過鎖止離合器傳給輸出軸，不經，發動機動力直接經過鎖止離合器傳給輸出軸，不經泵輪、渦輪傳出，鎖止離合器傳動效率為泵輪、渦輪傳出，鎖止離合器傳動效率為1 1。 u 鎖止離合器的分離與接合由電控系統控制，電控系統根據發鎖止離合器的分離與接合由電控系統控制，電控系統根據發動機轉速傳感器、車速傳感器傳來信號，對鎖止離合器的分離動機轉速傳感器、車速傳感器傳來信號，對鎖止離合器的分離與接合作出判斷與接合作出判斷 。 存在變矩器能存在變矩器能力和效率間的矛盾力和效率間的矛盾及及K K值較小，目前值較小，目前車上廣泛采用液力車上廣

39、泛采用液力變矩器和齒輪式變變矩器和齒輪式變速器組合成的機械速器組合成的機械液力變速器。液力變速器。一、行星齒輪機構組一、行星齒輪機構組成成u齒圈齒圈1 1u行星齒輪行星齒輪2 2u行星架行星架3 3u太陽輪太陽輪4 4二、行星齒輪變速器的工作原理二、行星齒輪變速器的工作原理u單排行星齒輪機構運動特性方程：單排行星齒輪機構運動特性方程： n n1 1+n+n2 2=(1+ )n=(1+ )n3 3u式中式中n n1 1太陽輪轉速太陽輪轉速n n2 2齒圈轉速齒圈轉速n n3 3行星架轉速行星架轉速=Z=Z2 2/Z/Z1 1Z Z2 2齒圈齒數齒圈齒數Z Z1 1太陽輪齒數太陽輪齒數1. 1.先

40、分析受力先分析受力對行星輪對行星輪4 4輪心取矩輪心取矩 F F1 1=F=F2 2根據根據X X軸受力平衡軸受力平衡 F F3 3= - 2F= - 2F1 1令齒圈和中心輪的齒數比為令齒圈和中心輪的齒數比為 =Z =Z2 2 /Z /Z1 1 =r =r2 2 /r /r1 1 r r2 2=r=r1 1r r3 3=(r=(r1 1 + r + r2 2)/2=(1+)r)/2=(1+)r1 1/2/2根據能量守恒，三元件上輸入和輸出功的代數和為零根據能量守恒，三元件上輸入和輸出功的代數和為零MM1 1 1 1+M+M2 2 2 2+M+M3 3 3 3=0=0F F1 1r r1 1

41、1 1+ F+ F1 1rr1 1 2 2+-(1+) F+-(1+) F1 1r r1 1 3 3=0 =0 1 1+ + 2 2-(1+)-(1+) 3 3=0=0 特性方程式特性方程式若以轉速代替角速度則：若以轉速代替角速度則： n n1 1+n+n2 2-(1+)n-(1+)n3 3=0=0 中心輪主動，行星架從動中心輪主動，行星架從動 i i1313=n=n1 1/n/n3 3=1+=1+Z=1+=1+Z2 2/Z/Z1 1 齒圈主動，行星架從動齒圈主動，行星架從動 i i2323=n=n2 2/n/n3 3=1+Z=1+Z1 1/Z/Z2 2 中心輪主動，齒圈從動中心輪主動，齒圈從

42、動 i i1212=n=n1 1/n/n2 2= -= -Z= -= -Z2 2/Z/Z1 1 即主動軸和從動軸轉向相反，即主動軸和從動軸轉向相反， 為倒檔傳動為倒檔傳動 若有兩元件轉速相等，則三元件轉速若有兩元件轉速相等，則三元件轉速 定相等，即沒有相對運動，屬直接檔傳定相等，即沒有相對運動，屬直接檔傳動動i i=1=1。2. 2. 三元件任選兩個為主動和從動件，另一個不動，則三元件任選兩個為主動和從動件，另一個不動，則整個輪系以一定傳動比傳遞動力，下面分別討論：整個輪系以一定傳動比傳遞動力，下面分別討論：（1 1）齒圈固定，太陽輪主動，行星架從動）齒圈固定，太陽輪主動，行星架從動 n n2

43、 2=0=0， n n1 1=(1+)n=(1+)n3 3 i i=(n=(n1 1/n/n3 3)= (1+)= (1+) = =（Z Z1 1 +Z +Z2 2）/Z/Z1 11 1， 為前進低速為前進低速1 1檔。檔。（2 2）齒圈固定，行星架主動，）齒圈固定，行星架主動， 太陽輪從動太陽輪從動 i i=(n=(n3 3 / n / n1 1)= 1/(1+)= 1/(1+) =Z =Z1 1/ /（ Z Z1 1 +Z +Z2 2）1 1， 為前進超速為前進超速1 1檔。檔。（3 3）太陽輪固定，齒圈主動，行星架從動）太陽輪固定，齒圈主動，行星架從動 n n1 1=0=0，nn2 2=

44、(1+ )n=(1+ )n3 3 i i=(n=(n2 2/n/n3 3)= (1+ ) / )= (1+ ) / = =（ Z Z1 1 +Z +Z2 2）/Z/Z2 21 1 為前進低速為前進低速2 2檔。檔。（4 4）太陽輪固定，行星架主動，）太陽輪固定，行星架主動， 齒圈從動齒圈從動 i i=(n=(n3 3/n/n2 2)= /(1+ )= /(1+ ) = Z = Z2 2 / /（ Z Z1 1 +Z +Z2 2） 1 1 為前進超速為前進超速2 2檔。檔。（5 5）行星架固定，太陽輪主動，齒圈從動）行星架固定，太陽輪主動，齒圈從動 n n3 3=0=0， n n1 1 =-n

45、=-n2 2 i i=(n=(n1 1/n/n2 2)= -=- Z)= -=- Z2 2/Z/Z1 1， 為倒檔低速檔。為倒檔低速檔。（6 6）行星架固定，齒圈主動，）行星架固定，齒圈主動， 太陽輪從動太陽輪從動 n n3 3=0=0， n n1 1 =-n =-n2 2 i i=(n=(n2 2/n/n1 1)= -1/=- Z)= -1/=- Z1 1/Z/Z2 2 為倒檔高速檔。為倒檔高速檔。固定固定主動件主動件從動件從動件轉速轉速旋轉方向旋轉方向齒圈齒圈太陽輪太陽輪行星架行星架行星架行星架太陽輪太陽輪太陽輪太陽輪齒圈齒圈行星架行星架行星架行星架齒圈齒圈行星架行星架太陽輪太陽輪齒圈齒圈

46、齒圈齒圈太陽輪太陽輪減速減速減速減速減速減速加速加速加速加速加速加速與主動件同向與主動件同向與主動件同向與主動件同向與主動件反向與主動件反向3.3.基本應用基本應用單排行星齒輪機構檔位表單排行星齒輪機構檔位表 復合式行星齒輪機構類型復合式行星齒輪機構類型 1 1）辛普森行星齒輪機構）辛普森行星齒輪機構 共用一個共用一個 太陽輪的太陽輪的 兩組行星兩組行星 齒輪、兩齒輪、兩 個齒圈和個齒圈和 兩個行星兩個行星 架組成。架組成。 2 2）拉威那式齒輪機構）拉威那式齒輪機構辛普森行星齒輪機構檔位表辛普森行星齒輪機構檔位表當掛入一檔時，離合器當掛入一檔時，離合器C C1 1和制動器和制動器B B2 2

47、起作用起作用（一）、液力油泵（一）、液力油泵 1 1）作用：將）作用：將ATFATF輸送到液力變矩器，潤滑行星齒輪輸送到液力變矩器，潤滑行星齒輪裝置，并對液壓控制系統提供工作壓力。裝置，并對液壓控制系統提供工作壓力。 發動機工作，油泵就工作，油泵輸出取決于發動發動機工作，油泵就工作，油泵輸出取決于發動機轉速。機轉速。 2 2）結構與工作原理）結構與工作原理 液力油泵分為液力油泵分為齒輪式、轉子式和葉片式齒輪式、轉子式和葉片式u液力自動變速器油泵多為內嚙合齒輪泵。轉速在液力自動變速器油泵多為內嚙合齒輪泵。轉速在1000r1000rminmin，輸油量可達（，輸油量可達（10201020）L Lm

48、inmin。多裝在。多裝在變矩器和機械變速器之間，由變矩器直接驅動。變矩器和機械變速器之間，由變矩器直接驅動。 主主要性能指標為要性能指標為泵油量泵油量和和泵油壓力泵油壓力。u 3 3） 注意點：注意點：u(1)(1)具有自動變速器的汽車能否進行推車啟動具有自動變速器的汽車能否進行推車啟動 不能。發動機不工作時，液力油泵不泵油，變不能。發動機不工作時，液力油泵不泵油，變速器內無控制油流。即使在速器內無控制油流。即使在D D或或R R檔，輸出軸仍是空檔，輸出軸仍是空轉，發動機無法被啟動。轉，發動機無法被啟動。u(2)(2)具有自動變速器的汽車能否長距離牽引具有自動變速器的汽車能否長距離牽引 不能

49、。液力油泵不泵油，自動變速器內的行星不能。液力油泵不泵油，自動變速器內的行星齒輪機構和控制系統無油潤滑；長距離牽引，因缺齒輪機構和控制系統無油潤滑；長距離牽引，因缺油使磨損加劇甚至燒壞零件。車輛有故障需牽引時，油使磨損加劇甚至燒壞零件。車輛有故障需牽引時，須將驅動輪懸空牽引。短距離時須將驅動輪懸空牽引。短距離時( (80km)80km)，牽引速度，牽引速度不得高于不得高于30km/h30km/h。 自動變速器換檔執行機構由離合器、制動器、單向自動變速器換檔執行機構由離合器、制動器、單向離合器組成，由電液系統實現自動控制。離合器組成，由電液系統實現自動控制。1. 1. 離合器離合器 （1 1）離

50、合器作用）離合器作用 1 1）連接作用：連接作用：將行星齒輪機構中某一組件與輸將行星齒輪機構中某一組件與輸入部分相連。入部分相連。 2 2）連鎖作用：連鎖作用：將行星齒輪機構中任意二組件連將行星齒輪機構中任意二組件連鎖為一體，使三組件具有相同轉速，實現直接傳動。鎖為一體，使三組件具有相同轉速，實現直接傳動。離合器的組成離合器的組成u構造：構造：一般為多片摩擦式，是液壓控制的執行元件。一般為多片摩擦式，是液壓控制的執行元件。u特點：特點：徑向尺寸小，接合柔合，能傳遞較大扭矩。徑向尺寸小，接合柔合，能傳遞較大扭矩。u主動片主動片與旋轉花鍵轂的齒鍵連接，可軸向移動，為與旋轉花鍵轂的齒鍵連接，可軸向移動，為輸入端，片上有鋼基粉末冶金層或合成纖維層。輸入端，片上有鋼基粉末冶金層或合成纖維層。u從動鋼片從動鋼片與轉動與轉動鼓的內花鍵連接，鼓的內花鍵連接，可軸向移動并輸可軸向移動并輸出扭矩。出扭矩。u活塞上還有密封活塞上還有密封圈、回位彈簧等。圈、回位彈簧等。（3 3）離合器的工作原）離合器的工作原理理 1 1）接合過程：工作時，）接合過程：工作時，液壓控制系統將液壓油液壓控制系統將液壓油送到活塞后方，產生壓送到活塞后方，產生壓力，同時壓力油將單向力，同時壓力油將單向閥關閉，活塞受力克服閥關閉，活塞受力克服回位彈簧彈力，逐漸回位彈簧彈力