《车辆自动变速器构造原理与设计方法》第9章 电控机械式自动变速器
汽车自动变速器
四.AT旳类型：
（二）按变速器内部所采用齿轮形式旳不同可分为：
（1）一般齿轮 又称固定轴式。
（2）行星齿轮 又称旋转轴式。
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四.AT旳类型：
（三）按变速器换档控制方式旳不同可分为：
（1）液压控制式（液压式） 将决定变速器档位旳汽车运营参数转变成液压信号，利用液压控制原理实现对变速器 档位旳控制。 早期旳车辆使用较多，常见型号有： 通用企业旳4T60，4L60， 日产企业旳RL4F03A， 丰田企业旳A43D等。
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四.AT旳类型：
（2）电子液压控制式（电液式） 将决定变速器档位旳汽车运营参数转变成电压信号，利用电子控制原理和 液压控制原理实现对变速器档位旳控制。 目前生产旳车辆都装备这种变速器，常见型号有：通用企业旳4T65E，丰 田企业旳A540E，日产企业旳RE4F03A，当代企业旳KM177，三菱企业旳 F4A33等。
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二. 液力偶合器 1. 构成 由 泵轮 与 涡轮 构成。 2.原理：泵轮带动油液转旳力矩MP，油液带动涡轮转旳力矩MT ， MT
MP =
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三 .液力变矩器
1.构成
泵轮、涡轮、导轮
2.原理 泵轮带动油旳力矩MP， 油带动涡轮旳力矩MT， 导轮推动油旳力矩MD
Z1
（2）齿圈固定，行星齿轮架带太阳轮 Z1
i2=----- < 1 （增速同向） ZC
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（3）太阳轮固定，齿圈带动行星齿轮架
ZC i3=----- > 1 (减速同向)
Z2
（4）太阳轮固定，行星齿轮架带动齿圈 Z2
i4=----- < 1 （增速同向） ZC
汽车自动变速器构造及工作原理原理演示文稿
汽车自动变速器构造及工作原理原理演示文稿汽车自动变速器是现代汽车驱动系统中的重要部件之一，它的主要作用是根据发动机转速和车辆行驶速度，合理地选择不同的齿比，以提供最佳的动力输出和燃油经济性。
本文将详细介绍汽车自动变速器的构造和工作原理，并通过演示来帮助读者更好地理解。
一、自动变速器的构造：1.液力变矩器：液力变矩器是汽车自动变速器的关键部件之一，它通过液压传动方式实现动力输出。
液力变矩器由泵轮、涡轮和导向转子三部分组成。
泵轮由发动机带动，涡轮与变速器输入轴相连，导向转子与输出轴相连。
当发动机运转时，泵轮驱动液体在涡轮中形成一个旋转的涡流，涡轮将这个旋转涡流转化为动力输出，从而驱动汽车行驶。
2.行星齿轮组：行星齿轮组是实现不同齿比选择的核心机构。
它由太阳轮、行星轮和内齿轮三部分组成。
通过改变太阳轮、行星轮和内齿轮之间的连接方式，可以实现不同的齿比。
在实际运行中，变速器会根据车速和行驶状态，自动切换不同的齿比，以实现最佳的动力输出。
3.液压操纵系统：液压操纵系统通过控制油压来实现行星齿轮组的切换。
一般来说，液压操纵系统包括离合器、制动器、却流器等部件。
离合器用于连接或断开相应的行星齿轮组，制动器用于制动相应的行星齿轮组，却流器用于控制液压系统的压力。
二、自动变速器的工作原理：1.挡位选择过程：当驾驶员选择驾驶模式（如P（停车）、R（倒车）、N（空挡）、D （驾驶）等），控制器将信号传递给液压操纵系统，液压操纵系统根据信号切换对应的行星齿轮组连接方式，确定所需齿比。
2.液力变矩器过程：当变速杆位于驾驶档位时，变速器输入轴上的齿轮开始转动，驱动液力变矩器的泵轮。
液压系统通过控制阀门和泵的转速，调节液力变矩器中的工作压力和转矩。
液力变矩器将发动机的转矩传递给变速器输出轴，驱动车辆前进。
当驾驶员加速或减速时，液压操纵系统会根据车速和发动机转速的变化，通过控制液力变矩器的油流量和压力来实现变速器齿比的自动调整。
图解自动变速器的构造与原理！
图解自动变速器的构造与原理！AMT 变速器AMT 是英文Automated Mechanical transmission 的缩写，中文译为自动机械式变速器，即电控机械式自动变速器。
AMT 变速器是在传统的手动齿轮式变速器基础上改进而来的，它是融合了AT 和MT 两者优点的机电液一体化自动变速器。
它将手动变速器的离合器分离及换挡拨叉等靠人力操纵的部件实现了自动操纵，即通过电动或液压动力实现。
驾驶员操纵起来和自动变速器是一样的，这样就实现了手动变速器的自动化，即汽车电控机械式自动变速器。
结构通解：AMT 变速器是在普通手动变速器的基础上，改变机械变速器换挡操纵部分进行优化设计，即在总体传动结构不变的情况下通过加装电子控制的自动操纵系统来实现换挡的自动化。
原理通解：主要是在发动机控制单元和变速器控制单元的控制下，由液压泵驱动液压油提供动力，液压油进入选换挡机构和离合器阀体中，实现选挡、换挡和离合器的分离与接合。
DCT 变速器DCT 变速器（Double—clutch Gearbox）即双离合变速器，在大众车系中也称直接换挡自动变速器（DSG）。
DSG 可以形象地设想为将两台变速器的功能合二为一，并建立在单一的系统内。
DSG内含两台自动控制的离合器，由电子控制及液压推动，能同时控制两台离合器的运作。
当变速器运作时，一组齿轮啮合，而接近换挡时，下一挡段的齿轮已被预选，但离合器仍处于分离状态；当换挡时一台离合器将使用中的齿轮分离，同时另一台离合器啮合已被预选的齿轮，在整个换挡期间能确保最少有一组齿轮在输出动力，使动力没有出现间断的状况。
结构通解：双离合器变速器仍然像手动变速器一样，是由众多齿轮、同步器、液压控制单元、电子控制单元和各轴等部件组成的，速比变化靠计算机控制来实现，而且各挡速比是固定不变的。
原理通解：无论6 挡DSG 变速器还是7 挡DSG 变速器，它们的基本原理是一致的，简单地说，就是将两套变速系统合二为一。
自动变速器结构及原理
发动机负荷和车速等工况 自动变换传动
良好的动力性、燃油经 减少发动机排放污染 济性
提高车辆行驶Biblioteka 安全性 、操纵轻便性自动变速器结构及原理 Structure and Principle of Automatic Transmission
2010年乘用车中国市场份额
AT 24%
AMT DCT 1%
CVT 2%
自动变速器结构及原理
自动变速器结构及原理 Structure and Principle of Automatic Transmission
一、变速器概述
所谓自动变速器，是相对于手动变速器而言，它能够根据发动机负 荷和汽车车速等工况自动变换传动系统的传动比，以使汽车获得良好的 动力性和燃油经济性，并减少发动机的排放以及提高车辆行驶的安全性、 乘坐舒适性和操纵轻便性。
即双离合器自动变速器（Double Clutch Automatic
Transmission）
DCT
通过将变速器档位按奇、偶数分别布置在与两个离合
器所联接的两个输入轴上，通过离合器的交替切换完
成换档过程.
自动变速器结构及原理 Structure and Principle of Automatic Transmission
导流 芯环
导轮
泵轮
自动变速器结构及原理 Structure and Principle of Automatic Transmission
行星齿轮变速系统
不同车型自动变速器中行星齿轮变速器在结构上有很大差异，主要表现 在：前进挡的挡数不同，离合器、制动器、单向离合器的数目和布置方式不 同，采用的行星齿轮机构的类型不同。
液力变矩器原理图
自动变速器结构及原理 Structure and Principle of Automatic Transmission
AMT机械式自动变速器介绍
AMT机械自动变速器车辆的自动变速箱可使驾驶员在不切断动力的情况下自动换档。
自1930年代以来，世界汽车生产国一直不遗余力地对此进行讨论，并提出了许多计划。
其中，水力机械主动变速箱（Automatic Transmission，缩写为AT）是基于其获胜它的动态性能，乘坐舒适性和易操作性在汽车行业中占有非常重要的地位。
但是，与手动机械变速器相比，其结构复杂，对生产精度的要求和成本较高，且传动效率较低。
鉴于AT的缺陷，人们开始尝试应用现代微型计算机技术使机械传动装置实现自动化，从而导致了电子控制机械传动装置（自动机械传动装置，AMT）的发展。
1970年代中期，德国跑车公司采用了一种由电子控制的半自动操作方法来实现变速。
这是第一代AMT。
该产品无法实现完全自动化，即驾驶员在换档时仍需踩下离合器踏板，电子设备在最佳换挡时间提醒驾驶员，但具有传动效率高，成本低的优点。
，并且易于生产。
从那时起，它已成为自动变速器发展的主要方向。
1984年，日本五十铃公司生产了世界上第一台全自动电控机械自动变速器NAVI-5。
到1980年代末，全自动AMT进入了适用阶段。
从1990年代开始，在美国和德国生产的重型车辆开始使用AMT来进一步改善在复杂多变的条件下工作的车辆的换挡质量和起步性能。
1.电控机械自动变速器电控机械式自动变速器基于传统的固定轴变速箱。
变速箱的选择，换挡，离合器和相应的发动机机油供应控制均由以微处理器为核心的控制器完成并实现。
它的基本功能是：一是根据当前的汽车运行状况，道路状况和驾驶员的意图自动确定变速箱的最佳档位，即档位决定功能；另一种是自动控制发动机，变速箱和离合器来完成换档过程，即换档和启动的自动控制功能。
随着AMT的发展，人们引入了各种最新的监视和控制技术，以改善自动变速器的性能，使档位决定和变速控制适应道路环境，用户特征和用户意图。
AMT在离合器控制和档位决策中使用模棱两可的逻辑，模拟熟练驾驶车辆的驾驶员的相应操作，以改善起步，换挡，离合器控制特性和档位选择的适应性。
汽车自动变速器图解分解
提前升档（利用放松节气门踏板的方法升档） 强制降档（利用加大节气门开度的方法减档） 发动机制动：
利用发动机的运转阻力使车辆减速。
（五）注意事项
不能猛起步，防止执行元件过载打滑， 不能N滑行，防止各摩擦副润滑不良， 停车后才能进R位和P位，防止损坏倒档执行元 件与停车锁止机构， 牵引时限速.限距离.限时间，防止内部元件磨损 和损坏。
3 模式开关 换档模式又称换档规律，指在换档时，节气门 开度与车速之间的关系。
三种模式：动力，经济，一般
经济模式ECO： （换档车速低，经济性好） 一般模式NORM ：（兼顾经济与动力） 动力模式PWR：（换档车速高，动力性好） 一般车辆只取其中两种，如：ECO/PWR， ECO/NORM，NORM/PWR。
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两排四档齿轮变速器 两个行星齿轮排加八个换档执行元件，可以得到四个
前进档.一个倒档.一个空档。
拉威挪式自动变速器
行星齿轮变速机构
• 如图所示，该行星齿轮机构为拉威那式 结构，采用一大一小2个中心轮，3个长行 星齿轮，3个短行星齿轮组成。所有行星齿 轮共用1个行星齿轮架和1个齿圈，长行星 齿轮分两段，可使三、四挡转换更平顺， 小中心轮1与短行星齿轮啮合，短行星齿轮 充当惰轮驱动长行星齿轮，长行星齿轮与 大中心轮和齿圈，3个多片离合器分别控制 中心轮、1和行星齿轮架，并以齿圈为动力 输出端。
行星齿轮可以按需要的行驶方向和车 速提供不同的传动比。这些齿轮是工作平 稳的典型斜齿轮。
行星齿轮可以提供降速档、超速档、直 接档、倒档和空档，
因为其齿轮是常啮合的，所以不像一般 的手动变速器那样通过齿轮的接合或脱离 实现换档，而是通过离合器和制动器固定 或释放行星齿轮机构的不同部件，改变行 驶方向和传动比。
汽车底盘电控技术电控自动变速器结构原理及检修总结PPT
ECU时刻监视传感器、开关及电磁阀工作，异常时故障灯亮； 通用检测仪:Snap-on;IAE 图1-20 开关式电磁阀 图1-47 自动变速器J217安装位置 原理：换挡电磁阀E控制着液力对锁止换挡阀的切换和锁止的ON和OFF。 7）输入轴转速传感器控制 减扭矩控制-改变点火提前角、减小喷油量； 电控自动变速器电子控制系统主要元件的检测方法； 熟悉自动变速器电子控制系统常见故障的诊断 作用：由Digimat电控单元供电，进入巡航的前提条件是汽车处于前进挡行驶并且车速大于30km/h。 确定发动机的负荷状态控制自动变速器的系统油压变化防止磨擦片打滑 位置：安装在制动踏板旁。 作用：获得变速器输入轴转速信号，以精确换挡及优化锁 止离合器工作，减少冲击。 PCM控制换挡电磁阀E和A/T离合器压力控制电磁阀A，从而控制液力变矩器离合器的锁止。
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断电关闭；
通电打开；
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阀体
用平尺及塞尺检查 不平度<0.04mm 螺栓拧紧力矩为 815N.m
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2）脉冲线性式电磁阀 结构：电磁线圈，衔铁,阀芯，滑阀等。 作用：控制油路中油压。 安装位置：主油路或减震器背压油路上。 原理：改变占空比，精确控制油压。 概念：占空比
脉冲线性式电磁阀示意图
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节气门位置传感器
确定发动机的负荷状态控制自动变速器的系统油 压变化防止磨擦片打滑
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2.车速传感器 类型：电பைடு நூலகம்感应式；笛簧开关式；光电式 作用：获取车速信号。 位置：变速器输出轴附近 结构及原理：电磁感应原理
图1-5 车速传感器安装位置
图1-6 电磁感应式车速传感器工作原理示意图
电控机械式自动变速器制动装置研究
固定 于 制动 器 壳体 上 ，活 塞右 侧装 有 回位 弹 簧 ， 回位 ３ 结论
弹 簧 另 一端 顶在 花键 轴 上 。气 缸 与齿 轮挡 板之 间有滚 轴 向定位 ，通 过左 侧 螺栓 上 的垫 片径 向定 位 。 经 过 台架试 验 以及 ＡＭＴ跟 随整 车试 验 证 明， 该 接 采 自整 车储 气 罐 ，无需 安装 额 外 的油泵 等液 压 源 ， 具 有安 装 方便 、使 用 寿命 长 、响应 快 速及 制动 效 果 明 显 的特 点 。有 效地 减 少 了升挡 所 需 的 同步 时 问 ，缩 短 了挂 挡 时 的动 力 中断 时 间，提 高 了变速 器 挂挡 的平 顺 性 ，改 善 了 Ａ ＭＴ的换 挡 品质 。摩擦 盘 和 制 动盘 对 数
护 成 本低 的优 点 ， 适用 于各 种 车 型 ， 其 是商 用车 。 管安 装 阀 门的方 法 ， 目前 国 际上应 用较 广 的为 安装 制 可 尤
在 欧 美 国家 ，商 用 车 ＡＭＴ的普 及 率都 已达 到 ５％ 以 动 气 缸 的方 法 ，这种 控制 方 式缺 点是 响应慢 ，对发 动 ０ 上 ，而 在 国 内，Ａ ＭＴ 仅仅 处 于起 步 阶 段 ， 因此 从 长 机 有 一定 损害；３ 制动 器 制动 ［。 ） ４ 一般 安装 于变 速器 、 ］ 远 来看 ，ＡＭＴ技术 在 国 内具有 广 阔 的应用 前 景 。 后 桥 或者 传动 轴 之 间 ，形 式 和原 理较 多， 比如 电涡 流
ｏ ｈ ｒ ｅｅｔｉ ｄ ｌｓｆｒＰ ｗｅｉｇＡｕｏ ｏ ｕ ｅ ｓ ｒ［ ． ｆＴ ｅｍｏ ｌｃｒ Ｍｏ ｕｅ ｏ ｏ ｒ ｔｎ ｍｏ ｓＳ ｎｏ ｓ ｃ ｎ Ｃ］
Ｉ ＥＥＥ Ｔｒ ｎｓ ｃｎ ａ ｉ ｎ ｎｄ Ｍ ｅ ｓ ｅ ｅ ， ｔ ｔｏ ａ ａ ｕｒ ｍ ｎｔ
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2）最佳接合规律
2.离合器的执行机构
离合器的执行机构有液动和气动两种。如果从使用性能来 看，液动要优于气动，但对已有气压系统的汽车而言，使 用气动方案可降低成本。
图9.11所示的液压系统，操纵离合器动作的是一个单作用 液压缸，系统由电磁阀Y1、Y2、Y3、Y4控制，这些阀有
直径各不相同的节流孔，以满足不同接合速度的要求。
3）接合
Y1关闭，Y2、Y3和Y4由驱动电磁阀的脉冲电流的脉冲幅 值控制，分别或同时接通，脉冲越宽，活塞运动速度越快。
4）保持接合
离合器接合后，除Y2外所有电磁阀全部关闭，汽车进入正 常行驶。
2.变速器换档的自动控制
变速器换档自动控制有换档和换位两种执行机构，如图 9.11所示，采用的是双作用液压缸，分别由电磁阀Y5、Y6 和Y7、Y8操纵。液压缸在空间的布置相互正交，故称x-y 换档器，它们各自有三个工作位置，运动范围组成“王” 字型。活塞工作的三个位置，两端的两个由缸壁或档板限 位，中间位置由液压压力差自动定位。换档操纵与手动变 速器相同。
示单元、故障自诊断单元及工作电源等。 3)执行机构 按驾驶员的意图实现车辆运行状况的改变。执行机构由选换档执行机
构、离合器分离接合执行机构和油门执行机构组成。 4)传感器 用于实时监测车辆运行状态，采集ECU控制所需的各种信息，同时将
采集到的信号转换成ECU能识别的信息，便于ECU进行处理，并对车 辆运行做出及时反应以调整行驶状态。表9-1给出了AMT变速器常用 传感器的种类和主要功能。
9.4 电控机械式自动变速器的控制方法介绍
AMT的最大问题在于其控制难度较AT和CVT大。自AMT问 世以来，人们就一直不断地对其控制方法进行研究。
在控制软件结构上，把整个控制任务按优先级别分为3组： 低级任务、中级任务和高级任务。低级任务在执行的过程 中可以被高级任务中断.
在换档控制决策上，国外无论在AMT上还是在AT上均采用
图9.2 电控机械式自动变速器系统原理图
9.1 电控机械式自动变速器的组成及分类
1. 电控机械式自动变速器的组成
电控机械式自动变速器系统主要由四大部分组成：被控制系统、电子 控制器（ECU）、执行机构、传感器。
1）被控制系统 包括发动机、离合器、变速器。换档时，发动机节气门开度的调节、
离合器的分离和接合、变速器的选换档机构都需要进行自动控制。 2)电子控制器（ECU） 包括各信号处理单元、微处理器、程序及数据存储器、驱动电路、显
3.发动机节气门开度的自动控制
节气门控制的方法通常是用步进电动机代替机械传动，节 气门踏板的行程通过传感器传至微电脑，电脑再按对应的 开度控制步进电动机。在正常行驶时，加速踏板踩下行程 与步进电动机驱动的节气门开度是一致的。但在换档过程 中，步进电动机按换档规律要求先松节气门，以便挂空档， 在挂上新档并接合离合器的同时，按微电脑中设置的自适 应调节规律供油。然后再回到的正常节气门开度。
图9.11 机械式自动变速 器的液压系统
1-液压泵；2-压力继电 器；3-蓄压气；4-电磁阀；
5-离合器操纵液压缸
1.系统的工作模式有四种：
1）分离
电磁阀Y1接通，Y2、Y3和Y4关闭，压力油进入液压缸， 离合器分离，用于防止发动机熄火及换档。
2）保持分离
保Байду номын сангаас分离 Y1、Y2、Y3和Y4均关闭，缸内液压油被封闭， 活塞不动，离合器保持分离。
第9章 电控机械式自动变速器
汽车自动换档系统是在手动变速器和干式 离合器的基础上,应用自动变速理论,由电控 单元(ECU)控制执行机构实现车辆起步、换 档自动操纵。其工作原理如图9.2所示
机械式自动变速 器除自动变速功 能外，还具有自 动巡航控制、故 障自诊断、手动 变速、坡上辅助 起步等功能。
气压驱动式电控机械自动变速器中，选换档和离合器的操 纵靠气压来实现，因此，需要有一个气压系统。由于气压 系统存在压力波动较大，对离合器的精确控制不利。因此， 这种方式目前应用较少。
电机驱动式电控机械自动变速器是采用直流电动机来驱动 选换档机构和离合器，属于电驱动方式。
9.2 电控机械式自动变速器的工作原理
表9-1 电控机械式自动变速器变速器传感器方式与主要功能
2. 电控机械式自动变速器的类型
根据电控机械自动变速系统选换档和离合器的操纵方式不 同可分为液压驱动式、气压驱动式和电机驱动式3种。
液压驱动式电控机械自动变速系统中，选换档和离合器的 操纵靠油压来实现，因此，必须建立一个液压系统。因为 节气门的自动操纵可以独立于自动变速系统，所以对节气 门的操纵可以采用液压、电机或者线形电磁铁等多种驱动 方式。
两参数(即车速V和节气门开度)法。
自20世纪90年代以来，由于智能控制理论的兴起和发展， AMT控制技术中也逐渐渗入了智能控制的思想和方法。
二参数换档控制方法中没有考虑坡道和弯道等环境因素的 影响，从而导致车辆在坡道和弯道上频繁换档和意外换档 的问题，引入了坡道和弯道等环境信息和模糊推理技术在 线修正二参数换档规律，使电控机械式自动变速车辆能够 在坡道、弯道等特殊环境条件下按驾驶员意图正确换档。
电控机械式自动变速器系统的功能包含车辆所有的工作情 况，其工作过程与非自动变速车辆是相同的，程序软件控 制过程应包括：
1)起步控制 2)换档控制 3)离合器控制
1. 离合器的自动控制
1.1离合器的最佳接合规律
1）主要影响因素 (1)离合器接合行程 (2)节气门开度 (3)发动机转速 (4)档位与车速 (5)坡度与载荷