液力机械式自动变速器
第五节 液力机械自动变速器工作原理
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离合器接合
当控制油液流至 活塞缸时，推 动单向阀钢球， 使其关闭单向 阀。活塞克服 回位弹簧力的 作用将摩擦片 与钢片压紧， 产生摩擦力。 动力从输入轴 传递到输出轴。
第四章 自动变速器
自《动汽变车速构器造》
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2.带式制动器
第四章 自动变速器
自《动汽变车速构器造》
1内弹簧 2回位弹簧 3活塞 4推杆 5转鼓 6制动带 7壳体 8调整螺钉 9活塞总成
第五节 液力机械自动变速器工作原理
➢自动变速器汽车的变速控制 ➢辛普森式齿轮变速机构的组成 ➢丰田A340各档动力传递路线 ➢红旗7560自动变速器 ➢前置前轮驱动的自动变速器
第四章 自动变速器
自《动汽变车速构器造》
1
一、自动变速器汽车控制
➢档位有P、N、R、D、3、2、L ➢电控自动变速器还有正常模式、经济模
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三、丰田A340各档动力传递路线
动力 输入
动力 输出
➢三个离合器，2个单向离合器，四个制动器 ➢前后排是一个中心轮 ➢C1C2同时接合是直接档 ➢C0接合时超速行星排不起变速作用
第四章 自动变速器
自《动汽变车速构器造》
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1.D-1挡
第四章 自动变速器
自《动汽变车速构器造》
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2.D-2挡
式、运动模式等。 ➢能够对超速档控制
第四章 自动变速器
自《动汽变车速构器造》
2
1.选挡控制
第四章 自动变速器
自《动汽变车速构器造》
3
2.手自动一体自动变速器
手柄在此位 置时前推增 档，后拉减
档
第四章 自动变速器
自《动汽变车速构器造》
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3. 液压控制自动变速器原理
第四章 汽车液力机械变速器
变矩器短片：
4、变矩器的性能 转矩比K 转矩比K K=MW/MB MW涡轮转矩、MB泵轮转矩 涡轮转矩、M 转速比i 转速比i i=nw/nb<1 转速比i只能小于1(0.8-0.9最好) 转速比i只能小于1(0.8-0.9最好) 齿轮变速器传动比为: 齿轮变速器传动比为: i=输入轴转速/输出轴转速 i=输入轴转速/ 传动效率=涡轮输出轴功率/泵轮输入轴的功率 涡轮输出轴功率/ =NW/NB
2)拉威那式行星齿轮机构 拉威那式齿轮机构是由一小一大两 个太阳轮；三个长行星齿轮和三个短行 星齿轮组成的两组行星齿轮， 星齿轮组成的两组行星齿轮，二个共用 行星架和一个共用齿圈组成。 行星架和一个共用齿圈组成。 拉威那式齿轮机构有一些胜过辛普 森式齿轮机构的优点， 森式齿轮机构的优点，主要是结构紧凑 和由于相互啮合的齿数较多， 和由于相互啮合的齿数较多，因此传递 的转矩较大；缺点是结构较复杂， 的转矩较大；缺点是结构较复杂，工作 原理难理解。 原理难理解。
典型行星齿轮机构
三、自动变速器的控制系统
（一）组成和布置
自动操纵系统— 自动操纵系统—动力源、执行机构、控制机构。 分类：液控液压式、电控液压式。 液控液压式自动操纵系统： 1、动力源—内啮合齿轮式油泵 、动力源— 控制机构、执行机构— 控制机构、执行机构—压力油 变速器— 变速器—润滑油 2、执行机构—离合器、低档和倒档制动器 、执行机构— 3、控制机构—主油路系统、换档信号系统、换档阀系统、 、控制机构— 缓冲安全系统、滤清冷却系统。
（3）太阳轮固定，齿圈主动，行星架被动。 ）太阳轮固定，齿圈主动，行星架被动。
n1=0，αn2=(1+ α)n3 i=(n2/n3)= (1+ α)/ α =（ Z1 +Z2）/Z2＞1 为前进降速档。
amt的意思
AMT全称为Automated Mechanical Transmission，中文叫做电脑控制液力换档机械式变速箱。其工作原理是在机械变速箱(手动档)原有基础上进行改造，主要改变手动换档操纵部分。即在总体传动结构不变的情况下通过加装微机控制的自动操纵系统来实现换档的自动化。因此AMT实际上是由一个电脑来控制一个机器人系统来完成操作离合器和选档的两个动作。AMT的核心技术是微机控制，电子技术及质量将直接决定AMT的性能与运行质量。
在汽车变速箱100多年的历史中，主要经历了从手动到自动的发展过程。目前世界上使用最多的汽车自动变速器为MT手动式变速箱、AT液力自动变速器、AMT电子控制机械式自动变速器、CVT金属带式无级自动变速器四种型式。
与MT相比，AMT的优势为：
* 操作更便捷：智能换挡，驾驶无需离合；
* 动力更强：技术与F1同源，驾驶感受更精彩；
在汽车方面AMT有另一说法，AMT 代表机械式自动变速器，这个比较特殊，其具体情况就是他以手动变速器为母体，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自动操纵。即通过电动或液压动力实现。驾驶员操纵汽车和自动变速的一样。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（AMT）。
液力机械式自动变速器的传动模型及机理
液力变矩器
液力变矩器是液力机械式自动变速器的核心部件，它由泵轮、涡轮和导轮等组成。它利用 液体的动量矩变化来传递扭矩，并具有一定的变速和变矩功能。
行星齿轮机构
行星齿轮机构是液力机械式自动变速器中的传动装置，它由太阳轮、行星轮和内齿圈等组 成。通过不同的齿轮组合和连接方式，可以实现不同的传动比和输出方向。
传动效率。
智能控制技术
03
运用先进的控制算法，实现变速器换挡过程的优化控制，以适
应不同行驶工况的需求，提高传动系统的综合性能。
05
实例解析与验证
实例选取与背景介绍
实例选择
为了验证液力机械式自动变速器的传动模型及机理，我们选取了具有代表性的汽 车液力自动变速器作为实例进行解析。
背景介绍
液力机械式自动变速器广泛应用于汽车行业中，其通过液力传动和机械传动的结 合，实现了自动变速功能。选取此实例有助于深入理解其传动模型及机理。
传动模型在实例中的应用
液力变矩器模型应用
在实例中，液力变矩器是实现液力传动的关键部件，其通 过液压油传递动力，实现扭矩的放大和转速的调节。
行星齿轮机构模型应用
行星齿轮机构是液力机械式自动变速器中实现机械传动的 核心部件，通过行星轮、太阳轮和齿圈的组合，实现不同 传动比的输出。
控制系统模型应用
实例中的控制系统采用电子控制技术，通过传感器采集车 速、转速等信号，经ECU处理后输出控制信号，控制液压 系统的执行元件，实现自动变速功能。
03
传动模型建立与分析
传动模型的数学表达
动力学方程
液力机械式自动变速器的传动模型可以通过建立动力学方程来描述其输入输出 扭矩和转速之间的关系。这些方程通常包括液力变矩器的特性方程、齿轮传动 的运动学方程等。
关于变速箱——AT、DSG和CVT
关于变速箱——AT、DSG和CVT汽车自动变速器常见的有四种型式：分别是，液力自动变速器(AT)、机械无级自动变速器(CVT)、电控机械自动变速器(AMT)、双离合器自动变速器（DCT，常见的DSG是其中的一种）。
液力自动变速器（AT）大致有2种结构原理，一个是行星齿轮式，占压倒性多数；另一个是平行轴式，本田独家技术。
常见的行星齿轮式变速器发展到4AT，再往上算是一个技术瓶颈了，造4AT和造6AT完全不是一个难度等级。
由于齿轮构造关系，没有办法再多设置一个与其他4挡同级的齿轮。
现在多于4AT的变速器，大致可以理解成把原4AT中的一个档再外接一个次级变速箱，其结构比4AT 复杂了一倍以上（想起80x86芯片系列的中断最早只是8个，后来就是靠这么个原理扩充的）。
本田变速器由于构造原理不同，可以到5档，但也是它的一个技术极限，再往上哪怕多一档，成本至少都是按几何倍数计算的。
以如果是一般家用，4AT就足够用了，不仅维修成本低，而且因为部件少，出故障的概率也低的多。
另外，变速器与发动机匹配及调校关系也很重要，丰田全系4AT的调校很好，顿挫很小，也很省油，比如卡罗拉、rav4等。
而通用在6AT 上调校一贯比较糟糕，档多反而比较费油不说，还故障多，最典型的例子就是克鲁兹。
6AT确实能省油，如大众的1.6发动机在3800转达到最大扭矩。
但对于在4500转以上才能达到最大扭矩的发动机来说，如丰田、现代的1.6发动机，6AT并不一定能省油，因为低速高档时发动机根本带不动，所以这里面匹配很重要，并不能笼统说6AT省油。
日本爱信的4AT，结构简单，成本低廉。
而且同样是4AT，其内部细分了很多型号。
有些4AT，是绝对不对外供货的。
而6AT，却是外销型号。
只要愿意花钱，就能买到。
所以一些没有掌握此技术的汽车厂商没办法，想要4AT，却买不到，只能一种6AT配多种的发动机、多种的车型。
而爱信仅仅4AT就有几十种细分型号，对应不同的发动机和车型。
简述液力机械自动变速器的特点
简述液力机械自动变速器的特点
液力机械自动变速器是一种通过液力传动实现变速的装置。
它的特点主要包括以下几个方面：
1. 自动变速：液力机械自动变速器可以根据车辆的行驶状态和驾驶者的操作需求自动调整传递的速比，使得车辆的动力和速度匹配。
无需驾驶者手动操作离合器和换挡杆，减轻驾驶负担，提高驾驶舒适性。
2. 平顺换挡：液力机械自动变速器具有液力传动特有的平稳性，换挡过程中能够实现无感知的平顺过渡，减少车辆驱动冲击和振动，提高乘坐舒适性。
3. 宽速比范围：液力机械自动变速器的液力元件可以实现连续无级变速的能力，使得变速器可以在较宽的速比范围内工作，适应不同车速条件下的需求。
4. 高承载能力：液力机械自动变速器的液力元件设计强大，能够承受较大的扭矩和功率输出，适用于高功率发动机的驱动系统。
5. 简单可靠：液力机械自动变速器结构相对简单，相比于手动变速器没有离合器和传动链条等部件，减少了失效的可能性，提高了可靠性和维修便捷性。
综上所述，液力机械自动变速器通过液力传动实现自动变速，具有自动化、平顺换挡、宽速比范围、高承载能力和简单可靠等特点，广泛应用于汽车和工程机械等领域。
自动变速实训报告
一、实习目的本次自动变速实训旨在使学生深入了解自动变速器的结构、工作原理以及拆装流程，提高学生的动手能力和实际操作技能。
通过实训，使学生能够掌握以下内容：1. 自动变速器的分类及工作原理；2. 自动变速器的主要部件及其功能；3. 自动变速器的拆装步骤及注意事项；4. 自动变速器故障的诊断与排除。
二、实习时间2023年X月X日至2023年X月X日三、实习地点汽车维修实训室四、实习内容1. 自动变速器分类及工作原理自动变速器按照传动方式可分为液力机械变速器（AT）、电控机械变速器（AMT）、双离合变速器（DCT）和无级变速器（CVT）等。
（1）液力机械变速器（AT）：利用液力传递动力，通过液力变矩器将发动机动力传递到变速器，再通过行星齿轮机构实现变速。
（2）电控机械变速器（AMT）：在机械变速器的基础上增加电子控制单元，实现自动换挡。
（3）双离合变速器（DCT）：采用两套离合器，分别控制奇数挡和偶数挡，实现快速换挡。
（4）无级变速器（CVT）：通过钢带或链传动，实现无级变速。
2. 自动变速器主要部件及其功能（1）液力变矩器：将发动机动力传递给变速器，实现动力传递和增扭。
（2）行星齿轮机构：实现变速和变矩。
（3）离合器：控制动力传递，实现换挡。
（4）液压控制系统：控制变速器各部件的运行。
（5）电子控制单元：接收传感器信号，控制变速器工作。
3. 自动变速器拆装步骤及注意事项（1）拆装步骤：① 放油：拆下放油螺栓，放出变速器内的旧油。
② 拆卸外围部件：拆卸变速器外围的冷却器、油底壳等部件。
③ 拆卸油底壳：拆卸油底壳，取出油滤器。
④ 拆卸变速器壳体：拆卸变速器壳体，取出变速器内部零件。
⑤ 拆卸齿轮、轴等部件：拆卸齿轮、轴等部件，进行清洗和检查。
⑥ 组装过程：按照拆卸顺序的反向进行组装。
（2）注意事项：① 操作过程中注意安全，佩戴防护眼镜和手套。
② 拆卸过程中注意保护零件，避免损坏。
③ 注意零件的清洁和干燥，避免杂质进入变速器内部。
传动系自动变速器题
汽车传动系自动变速器复习题一、填空：1、液力机械自动变速器通常由、、和和5部分组成。
2、三原件式液力变扭器通常由3部分组成：与相连的元件称是主动件；与相连的元件称是从动件；固定不动的元件称。
3、构成行星齿轮变速机构的三元件是、和，若任意两元件连成一体转动时，形成挡；若所有元件都不受约束，则形成挡。
4、自动变速器液力系统中的执行元件通常由、和三种装置组成。
5、一般电液控制自动变速器的控制系统由、、和四部分组成。
6、丰田自动变速器换挡手柄共有6个位置，其中P为挡，R为挡，N为挡，D为挡，L为挡，在这6个挡位中能起动发动机的挡位是挡和挡。
7、自动变速器按传动比变化方式分自动变速器、自动变速器、自动变速器；按汽车驱动方式分自动变速器、自动变速器；按变速系统的控制方式分为自动变速器、自动变速器。
8、行星齿轮机构由、、三部分组成。
9、自动变速器中，执行元件包括、、三种。
10、制动器分为和两种。
11、离合器的工作原理为：离合器接合，离合器分离。
12、新摩擦片在使用前应在自动变速器油中侵泡min.13、液力变扭器有三轮两器，三轮是、、；两器是和。
14、A341E自动变速器共有个轴承，个止推垫片。
15、A341E自动变速器共有个行星齿轮机构。
16、丰田A341E自动变速器与一起负责国定后行星架，当单向离合器F2装反时，除外，其余均为空挡。
17、丰田A341E自动变速器，当汽车车速达到80km/h时，发动机转速上升，车速却不上升，此时为打滑。
18、丰田A341E自动变速器，当汽车车速达到40km/h时，发动机转速上升，车速却不上升，此时为打滑。
二、判断题：1、自动变速器是指传动比的选择及换挡是由反映发动机负荷和车速的信号系统来控制的，驾驶员只需操纵加速踏板就可改变车速。
（）2、装有液力机械自动变速器的车辆能以很低的车速稳定行驶，以提高车辆在坏路面上的通过性。
（）3、液力变扭器的主动件是涡轮，从动件是泵轮。
（）4、液力变扭器若正常工作，泵轮转速必须大于涡轮转速；若转速相等，液力变扭器不起作用。
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讲授内容：第7课 液力机械式自动变速器（2）
（第二章 汽车拖拉机的传动系统）
主 讲 人：鲁植雄 教授
23:22
《汽车拖拉机学》课件
1
第二章 汽车拖拉机的传动系统
本章内容安排
第 1课 第 2课 第 3课 第 4课 第 5课 第 6课 第 7课 传动系统的功用和组成 离合器（1） 离合器（2） 机械式变速器（1） 机械式变速器（2） 液力机械式自动变速器（1） 液力机械式自动变速器（2） 第 8课 第 9课 第10课 第11课 第12课 第13课 第14课 液力机械式自动变速器（3） 联轴器 驱动桥 实验一：离合器的拆装与调整 实验二：手动变速器的拆装与调整 实验三：自动变速器的拆装与调整 实验四：中央传动、驱动桥的拆装与调整
②前行星架和后齿圈连接为另一个
整体，即前行星架和后齿圈组件； ③输出轴通常与前行星架和后齿圈
组件连接。
可以获得3个前进档和1个倒档
23:22
《汽车拖拉机学》课件
11
第二章 汽车拖拉机 的传动系统
第7课 液力机械式自动变速器（2）
四、行星齿轮变速机构
3.辛普森式行星齿轮机构（复合排） （2）换挡执行元件的布置
第二章 汽车拖拉机 的传动系统
第7课 液力机械式自动变速器（2）
四、行星齿轮变速机构
液力变矩器虽能在一定范围内自动地、 无级地改变传动比和转矩比，但变速 范围不宽，变矩比不大，且存在传动 能力与传动效率之间的矛盾，难以满
足车辆所需工况的使用要求。
对此，紧接液力变矩器之后串联一个 行星齿轮传动变速器，已成为当今自
第7课 液力机械式自动变速器（2）
四、行星齿轮变速机构
4.改进型辛普森3速行星齿轮变速系统 （2）换挡执行元件的工作规律
操纵手柄位置
挡位 D1挡 D2挡 D3挡 倒挡 S1挡 S2挡
Ｄ
Ｒ
Ｓ、Ｌ或２、 １
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Ｃ１ Ｃ２ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
换挡执行元件 Ｂ１ Ｂ２ Ｂ３ ○ ○ ○ ○
Ｆ１ ○ -
23:22 《汽车拖拉机学》课件 8
第二章 汽车拖拉机 的传动系统
第7课 液力机械式自动变速器（2）
四、行星齿轮变速机构
2.单排行星齿轮机构 （3）传动方案
n1+αn2-(1+α)n3=0
方案五：行星架3为主动件，太阳轮1为从动件，齿圈2固定 i31=n3/n1=1/（1+α） 方案六：行星架3为主动件，齿圈2为从动件，太阳轮1固定 i32=n3/n2=α/(1+α) 方案七 ：如果太阳轮和齿圈连为一体，n1=n2，n1=n2=n3 i=1 方案八 ：如果所有元件均不约束，即没有固定件， 则可自由转动，失去传动功能。 i=0（空档）
23:22
《汽车拖拉机学》课件
2
第二章 汽车拖拉机 的传动系统
第7课 液力机械式自动变速器（2）
本节课的主要内容
一、自动变速器的类型和特点 二、自动变速器的组成及工作原理 三、液力变矩器
四、行星齿轮变速机构
五、换档执行元件 六、油路系统 七、电子控制系统 八、自动变速器新技术
23:22 《汽车拖拉机学》课件 3
S1挡
S2挡
-
○
○
○
○
-
-
注：○──接合、制动或锁止
《汽车拖拉机学》课件 13
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第二章 汽车拖拉机 的传动系统
第7课 液力机械式自动变速器（2）
四、行星齿轮变速机构
4.改进型辛普森3速行星齿轮变速系统 （1）换挡执行元件的布置
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《汽车拖拉机学》课件
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第二章 汽车拖拉机 的传动系统
动变速器的主要特征。
23:22
《汽车拖拉机学》课件
4
第二章 汽车拖拉机 的传动系统
第7课 液力机械式自动变速器（2）
四、行星齿轮变速机构
1.作用 ①使扭矩增大2～4倍，提高汽车的适应 能力。 ②同向、同轴减速增扭，结构紧凑。
③常啮合传动、无冲击、啮合量大、动
力不间断、加速性好、简化了操作。 ④提供几种传动比以获取适当的扭矩和
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第二机械式自动变速器（2）
四、行星齿轮变速机构
2.单排行星齿轮机构 （3）传动方案
n1+αn2-(1+α)n3=0
方案一：太阳轮1为主动件，行星架3为从动件，齿圈2固定 i13=n1/n3=1+α 方案二：太阳轮1为主动件，齿圈2为从动件，行星架3固定 i12=n1/n2=-α 方案三：齿圈2为主动件，行星架3为从动件，太阳轮1固定 i23=n2/n3=(1+α)/α 方案四：齿圈2为主动件，太阳轮1为从动件，行星架3固定 i21=n2/n1=-1/α
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《汽车拖拉机学》课件
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第二章 汽车拖拉机 的传动系统
第7课 液力机械式自动变速器（2）
四、行星齿轮变速机构
3.辛普森式行星齿轮机构（复合排） （3）换挡执行元件的工作规律
操纵手柄位置 挡位 D1 挡 Ｄ Ｒ Ｓ、Ｌ或２、１ D2 挡 D3 挡 倒挡 换挡执行元件 Ｃ１ ○ ○ Ｃ２ Ｂ１ Ｂ２ Ｆ１ ○ ○ ○ ○ ○ ○ -
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第二章 汽车拖拉机 的传动系统
第7课 液力机械式自动变速器（2）
四、行星齿轮变速机构
2.单排行星齿轮机构 （2）特性方程式
行星机构的动力学和运 动学特性方程式如下： M1ω1+M2ω2+M3ω3=0 n1+αn2-(1+α)n3=0 α=Z2/Z1（齿数比、结构 参数）
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《汽车拖拉机学》课件
Ｆ２ ○ 15
《汽车拖拉机学》课件
第二章 汽车拖拉机 的传动系统
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第二章 汽车拖拉机 的传动系统
第7课 液力机械式自动变速器（2）
四、行星齿轮变速机构
2.单排行星齿轮机构 （3）传动方案
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《汽车拖拉机学》课件
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第二章 汽车拖拉机 的传动系统
第7课 液力机械式自动变速器（2）
四、行星齿轮变速机构
3.辛普森式行星齿轮机构（复合排） （1）结构特点 ①前后两个行星排的太阳轮连接为 一个整体，即前后太阳轮组件；
旋转速度。
⑤为倒挡行驶提供倒车挡。 ⑥提供空挡位置以使发动机在车辆停车
时怠速运转。
23:22 《汽车拖拉机学》课件 5
第二章 汽车拖拉机 的传动系统
第7课 液力机械式自动变速器（2）
四、行星齿轮变速机构
2.单排行星齿轮机构 （1）组成：太阳轮、齿 圈、 行星齿轮架、行星齿轮
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《汽车拖拉机学》课件