第十六章汽车自动变速器-精选
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行星齿轮传动机构
5)行星架固定，太阳轮主动，齿圈被动。
此种组合为降 速传动，传动 比一般为1.5～4， 转向相反。
6)行星架固定，齿圈主动，太阳轮被动。
此种组合为升速 传动，传动比一 般为0.25～0.67， 转向相反。
注意以下情况：
1)把三元件中任意两元件结合为一体的情况： 当把行星架和齿圈结合为一体作为主动件，太阳
当发动机曲轴带动泵轮旋转时，泵轮带动自动变速器油一
起旋转，在离心力的作用下，自动变速器油从叶片的内缘向外 缘流动。
冲击涡轮的叶片，自动变速油沿着涡轮叶片由外向内流动， 冲击到导轮叶片，然后沿着导轮叶片流动，回到泵轮进入下一 个循环。
我们把从泵轮、涡轮、导轮又 到泵轮的液体流动叫涡流。
自动变速器油在进行涡流的同时，又绕曲轴中心线 旋转，我们把液体绕轴线旋转的流动，称为环流。
（三）典型液力变矩器 它包含锁止离合器和单向离合器
1、单向离合器
1) 单向离合器的组成： 由外座圈，内座圈、保持架、
楔块等组成。
2) 工作原理： 当内座圈固定时，外座圈顺时针方向转动楔块不锁止，外座
圈可自由转动；当外座圈逆时针转动时，楔块锁止，外座圈不能 转动。保持架的作用是使楔块总是朝着锁止外座圈的方向略微倾 斜，以加强楔块的锁止功能。
液力变矩器的工作原理
液力变矩器的工作原理
用空气传递动力会有能量损失，且电风扇B的转速永远小 于A的转速。如果我们将电风扇A与B用一个轴连接在一起， 此时电风扇A可直接带动B同速转动，就没有能量损失。
此时的电风扇A相当于液力变矩器的泵轮，电风扇B相当
于涡轮，导管相当于导环，空气相当于自动变速器油，连接 轴相当于锁止离合器。
行星齿轮传动机构
三、行星齿轮传动机构换档控制元件 1、单向自由轮 2、离合器（液压执行元件） 3、制动器（液压执行元件）
汽车自动变速器课件
智能驾驶和车联网等功能。
未来自动变速器的发展趋势预测
多挡化
为了提高燃油经济性和动力性能，未 来自动变速器将向更多挡位的方向发 展，如8挡、9挡甚至10挡自动变速器 。
集成化
将自动变速器与发动机、电机等动力 系统进行集成设计，实现动力传输系 统的整体优化和高效匹配。
轻量化采用高强ຫໍສະໝຸດ 材料、优化结构设计和制 造工艺等措施，降低自动变速器的重 量和体积，提高汽车的燃油经济性和 行驶性能。
03
自动变速器的维护与保养
自动变速器的检查与调整
油面高度检查
确保变速器油面在规定 的范围内，过高或过低 都会影响变速器的正常
工作。
油质检查
定期更换变速器油，并 检查油的清洁度和粘度 ，确保油的品质符合要
求。
换挡机构检查
检查换挡机构是否灵活 ，有无卡滞现象，确保
换挡顺畅。
密封性检查
检查变速器各密封部位 有无漏油现象，确保密
自动变速器的优缺点
• 适应性强：自动变速器能根据车速和发动机转速自动调整传动 比，使发动机保持在最佳工作状态，提高了燃油经济性和动力 性。
自动变速器的优缺点
结构复杂
燃油经济性相对较差
相比手动变速器，自动变速器的结构 更为复杂，制造成本和维护费用较高 。
在某些情况下，如低速行驶或急加速 时，自动变速器的燃油经济性可能不 如手动变速器。
智能化与电动化深度融合
随着智能化和电动化技术的不断发展 ，未来自动变速器将实现更加智能、 高效和环保的动力传输。
感谢观看
THANKS
20世纪60年代以后，随着电子技 术的发展，自动变速器的控制精度 和换挡性能得到显著提高。
现代化阶段
进入21世纪，自动变速器技术不断 创新，如CVT和DCT等新型变速器 的出现，使得汽车传动系统更加高 效、智能。
汽车自动变速器构造与原理解析
汽车自动变速器构造与原理解析汽车这玩意儿，真是个神奇的家伙！要是没有了变速器，咱们开车就跟跑步似的，完全没法享受那种风驰电掣的快感。
今天咱们就来聊聊这个自动变速器，它可不是一个简单的机器，而是个复杂的小精灵，默默地在我们开车的时候发挥着重要的作用。
1. 自动变速器的基本构造1.1 变速器的“心脏”首先，自动变速器的心脏，大家肯定猜到了，就是变速箱。
变速箱里有很多齿轮，就像一个个小玩意儿在这里跳舞。
根据车速的不同，变速器会自动选择合适的齿轮，就像你在不同场合换衣服一样，真是让人佩服！这可不是随便换的，而是通过复杂的传感器来感知车辆的状态，决定使用哪个档位。
要是没有这些智能设备，咱们开车的时候就得像开老爷车一样，手动换挡，那真是太麻烦了！1.2 液力变矩器的“魔力”接下来，液力变矩器也是变速器里的一块“重要拼图”。
这个小家伙就像是变速器的魔术师，负责将发动机的动力传递给变速箱。
液力变矩器的工作原理可真不简单，它利用液体的流动来完成动力的传递，就像是把热汤倒进碗里，温温的，滑滑的，舒舒服服地传递到每一个齿轮。
这样一来，不管你是加速还是减速，车子都能平稳地跟上你的节奏，简直就是开车的贴心小助手啊！2. 自动变速器的工作原理2.1 自动换挡的“神秘”说到工作原理，咱们得提到自动换挡。
自动变速器通过一系列的电子控制单元，来感应车速、油门和发动机转速等信息。
你想想，当你踩下油门的时候，车子是瞬间就能加速的，而这个过程就是变速器在背后默默地操控着。
就像你玩游戏一样，操作一瞬间，人物就飞速前进，感觉爽到飞起！2.2 适应不同驾驶需求的“灵活”还有一点特别重要，自动变速器非常聪明，能够根据不同的驾驶需求进行调整。
比如说，你在城市里走走停停，变速器会自动调节换挡频率，让你在低速行驶时更加平稳。
而如果你在高速公路上飞驰，它又能迅速换到高档位，让你尽情享受那种“风在耳边呼啸”的感觉。
总之，它就像是车子的“心理医生”，总能感应到你的需求，给你最舒适的驾驶体验。
汽车学习课件 第16章 自动变速器
第十六章 汽车自动变速器
滚柱式单向离合器的工作原理
➢当涡轮转速较低时，滚柱 楔紧内外座圈，导轮同单向 离合器一起卡紧在内座圈上 固定不动。
变为耦合器
导轮传力
➢当涡轮转速升高到一定程 度时，液流对导轮的冲击力 反向，导轮可自由地与涡轮 同向转动，变矩器转入耦合 工作状态。
第十六章 汽车自动变速器
楔块式单向离合器的结构和工作原理
➢液力变矩器同时具有液力耦合器保证汽车平稳起步，衰 减传动系的扭转振动，防止系统过载的特点。
➢在涡轮速度高于nk=1时，涡轮的输出转矩小于泵轮的输入 转矩，效率低、降低了动力性。
第十六章 汽车自动变速器
三元件综合式液力变矩器
➢三元件：泵轮、导轮、涡轮 各1个。
➢泵轮通过壳体、起动齿圈托 盘、螺钉固定在曲轴凸缘上。
➢目前在汽车上的应用逐渐减少。
第十六章 汽车自动变速器
液力变矩器
第十六章 汽车自动变速器
液力变矩器结构
➢组成：泵轮、涡轮、导轮。
➢固定在固定套管上。 ➢固定在输出轴上。 ➢固定在发动机曲轴上。
第十六章 汽车自动变速器
液力变矩器结构
飞轮
导轮
变矩器壳
涡轮
泵轮
第十六章 汽车自动变速器
液力变矩器结构
➢组成：外座圈、内座圈、楔块、保持架等。
➢当外座圈顺时针方向旋转时，楔块顺时针方向旋转， L1<L，外座圈可相对楔块和内座圈旋转； ➢当外座圈逆时针方向旋转时，楔块逆时针方向旋转，
L2>L，楔块阻止外座圈旋转。
第十六章 汽车自动变速器
三元件综合式液力变矩器的特性
➢液力变矩器效率η:涡轮输入功率 与泵轮输出功率之比:η=Ki
第十六章 汽车自动变速器
汽车自动变速器的工作原理
汽车自动变速器的工作原理汽车自动变速器是现代汽车中的重要部件，它负责根据不同的路况和驾驶需求，自动调整车辆的档位。
下面将详细介绍汽车自动变速器的工作原理，分为以下几个方面。
一、变速器的结构成分1.液力变矩器：液力变矩器是连接发动机和变速器之间的传动组件，它能够通过液体的流动调整动力输出和扭矩转换。
2.行星齿轮组：行星齿轮组是变速器中的核心部分，由行星齿轮和太阳齿轮、行星架等组成，通过不同齿轮的组合实现档位的变换。
3.离合器和制动器：离合器和制动器的作用是固定或释放不同的齿轮组件，使其能够连接或分离传动系统，实现档位的变换。
4.控制单元：控制单元是汽车自动变速器的大脑，通过接收来自传感器的信号，制定相应的控制策略，并控制液力变矩器、离合器和制动器的动作。
二、工作原理1.起步阶段：当驾驶员踩下油门时，发动机产生动力输出，经过液力变矩器传递给行星齿轮组。
同时，控制单元根据传感器的信号，判断当前的工况，并调整液力变矩器的转矩输出。
2.档位变换：根据车速、加速度、油门踏板位置等参数，控制单元决定是否进行档位变换。
当需要加速时，控制单元指令离合器和制动器的动作，实现档位的变换。
此时，某个离合器释放，同时对应的制动器固定，使得特定的齿轮组与发动机输出的动力相连。
3.行驶和换挡过程：在行驶过程中，离合器和制动器会根据控制单元的指令，实时完成相应档位的变换。
液力变矩器通过液体的流动，根据发动机的动力输出和车辆的需求，提供合适的转矩输出。
4.停车和倒车：当车辆需要停车或进行倒车时，控制单元会指令离合器和制动器的动作，使得所有齿轮组断开连接，实现车辆的停止或倒退。
三、优势和不足1.优势：- 自动控制：汽车自动变速器能够根据驾驶员的需求自动调整档位，驾驶更加便捷。
- 平顺换挡：汽车自动变速器的换挡过程平稳，不会产生冲击感，提供了更加舒适的驾驶体验。
- 节省燃料：汽车自动变速器能够根据当前的工况和车速自动调整档位，提供最优化的燃料效率，节省燃料消耗。
汽车构造-第十六章(简化)1
变矩系数:涡轮上的输出扭矩与泵轮上的输入扭矩之比 K=Mw/Mb=(Mb±Md)/Mb η=Nw/Nb=(Mw X nw)/(Mb X nb)=K X i nw较低 K＞1 , η变矩＞η偶合 nw↗到一定值 K =1 , η变矩 =η偶合 nw再↗ K＜1 , η变矩＜η偶合
变矩比（K）=MW/Mb，一般 为2-3倍。 转速比（i）=nw/nb≤1 传动效率 （η）=输出功率/输入功率 =Nw/Nb＜1
自动变速器控制开关的使用
新型自动变速器除了可用操纵手柄进 行换档控制外，还可通过操纵手柄上或仪 表板上的控制开关来控制。不同车型的自 动变速器控制开关有不同的名称，其作用 也不完全相同。
常见的控制开关
（一）、超速档开关（O／D开关）
用来控制自动变速器的超速档。 开关打开，超速档控制电路接通。此时若操纵手 柄位于D位，自动变速器随着车速提高而升档，最 高可升入4档（即超速档）。开关关闭，超速档控 制电路断开。仪表盘上“O／D OFF”指示灯亮 起（限制超速档使用），自动变速器随着车速提 高而升档，最高只能升至3档，无法升至超速档。
第三节
一、组成 泵轮(b)、涡轮(w)、 导轮(d) 在液力偶合器基 础上，增设导轮。 导轮介于泵轮和涡 轮之间，通过单向 离合器单向固定。 （可正转，不能逆 转）
液力变矩器
液力变矩器
二、液力变矩器工作过程
发动机运转， 带动壳体和泵 轮一同旋转， 因离心力作用， 油从泵轮叶片 外缘冲向涡轮， 并沿叶片流向 导轮，再经导 轮叶片流回泵 轮叶片内缘， 形成循环液流。
随车加速，使nw ↗，涡轮出口处的液压油不仅具有沿叶片方
向的相对速度w，还具有沿圆周方向的牵连速度u，冲向导轮 叶片的液流速度为两者的合成速度v，使得由涡轮下缘出口处 冲向导轮的液压油方向改变，不再与出口处叶片方向相同， 而是顺涡轮转动方向 向前偏斜一角度，使 冲击导轮液流方向与 导轮叶片间夹角变小， 导轮上受冲击力矩减 小，增矩作用减小
液力机械变速器
1.液力耦合器结构
主动元件：泵轮（与曲轴相连）
从动元件：涡轮（与输出轴相连）
优点：起步平稳，减少传动系冲 击载荷。
缺点：只传递转矩，不改变大小， 不能使发动机与传动系彻底分离， 须加装变速机构及离合器，使传 动系重量增加，纵向尺寸增加， 液流损失，降低了传动效率。
曲轴
输入轴
泵轮
涡轮
3mm间隙
泵轮
涡轮
第一节 液力机械传动
液力耦合器结构原理 液力变矩器结构原理 液力变矩器特性 典型液力变矩器结构介绍
液力机械传动装置
功用： 利用液压油的流动来传递扭矩，将曲轴输
出的动力传给变速器。 分类：
液力耦合器：传递转矩，输出转矩与输入转矩 相等。
液力变矩器：既能传递转矩又能增大转矩。
一、液力耦合器结构原理
• 传动比i=从动件齿
数/主动件齿数
n1+an2－ (1+a)n3=0
2.变速原理（加速）
• 当太阳轮固 定，行星架输 入，齿圈输出 时为超速传动 传动比为：
0.6~0.8
行星架和齿圈 转向相同。
3.变速原理（加速）
• 当齿圈固定， 行星架输入， 太阳轮输出时 为超速传动， 传动比为：
0.2~0.4
红旗CA7560型轿车： K=1～2.45 低速挡：1.72～4.2 直接挡：1～2.45 倒 挡：2.39～5.85
液力变矩器和行星齿轮系的组合的缺点： 1、传动比不连续，只能实现分段范围内的无级变速； 2、液力传动的效率较低，影响了整车的动力性能与燃 料经济性； 3、增加变速器的挡位数来扩大无级变速覆盖范围，就 必须采用较多的执行元件来控制行星齿轮系的动力传 递路线，导致自动变速器零部件数量过多，结构复杂， 保养和维护不便。
主动元件：泵轮（与曲轴相连）
从动元件：涡轮（与输出轴相连）
优点：起步平稳，减少传动系冲 击载荷。
缺点：只传递转矩，不改变大小， 不能使发动机与传动系彻底分离， 须加装变速机构及离合器，使传 动系重量增加，纵向尺寸增加， 液流损失，降低了传动效率。
曲轴
输入轴
泵轮
涡轮
3mm间隙
泵轮
涡轮
第一节 液力机械传动
液力耦合器结构原理 液力变矩器结构原理 液力变矩器特性 典型液力变矩器结构介绍
液力机械传动装置
功用： 利用液压油的流动来传递扭矩，将曲轴输
出的动力传给变速器。 分类：
液力耦合器：传递转矩，输出转矩与输入转矩 相等。
液力变矩器：既能传递转矩又能增大转矩。
一、液力耦合器结构原理
• 传动比i=从动件齿
数/主动件齿数
n1+an2－ (1+a)n3=0
2.变速原理（加速）
• 当太阳轮固 定，行星架输 入，齿圈输出 时为超速传动 传动比为：
0.6~0.8
行星架和齿圈 转向相同。
3.变速原理（加速）
• 当齿圈固定， 行星架输入， 太阳轮输出时 为超速传动， 传动比为：
0.2~0.4
红旗CA7560型轿车： K=1～2.45 低速挡：1.72～4.2 直接挡：1～2.45 倒 挡：2.39～5.85
液力变矩器和行星齿轮系的组合的缺点： 1、传动比不连续，只能实现分段范围内的无级变速； 2、液力传动的效率较低，影响了整车的动力性能与燃 料经济性； 3、增加变速器的挡位数来扩大无级变速覆盖范围，就 必须采用较多的执行元件来控制行星齿轮系的动力传 递路线，导致自动变速器零部件数量过多，结构复杂， 保养和维护不便。
第十六章 汽车自动变速器-精品文档
动力源（供油系统）、执行装置、控制装置、换档品质控制装置和滤清 冷却系统。
三、电控式操纵系统
液压操纵系统和电子控制系统 电子控制系统包括电子控制单元（ECU）、传感器、控制开关、执行器等
26
第五节
金属带式无级自动变速器
一、金属带式无级变速器（VDT-CVT）组成和工作原理
VDT-CVT是由金属带、主动工作轮、从动工作轮、 液压泵、起步离合器和控制系统等组成。工作轮由 固定部分和可动部分组成，二者之间形成V形槽， 金属带在槽内与工作轮相啮合。当工作轮的可动 部分作轴向移动时，即可改变金属带与主、从动 工作轮的工作半径，从而改变金属带传动的传动比。 主、从动工作轮可动部分的轴向移动是根据汽车的 行驶工况，通过液压控制系统进行连续地调节而实现 无级变速传动的。
第三节 液力机械变速器
一、行星齿轮变速器的组成和工作原理
1．单排行星齿轮机构的特性方程式
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=r2/r1
2．单排行星齿轮机构的工作原理
（1）太阳轮1为主动件，行星架3为从动件，齿圈2固定
水轮机转动或者一个风扇通过气流带动另一
个风扇转动的原理加以理解
5
实现传动的必要条件：工作液在泵轮与涡轮间有循环流动
特点：泵轮转速总大于涡轮转速，若相等，则不起传动作用 6
7
2．液力耦合器的优缺点
1）液力耦合器的优点 （1）保证汽车平稳起步； （2）衰减传动系的扭转振动； （3）防止传动系过载； （4）显著减少换档次数。 2）液力耦合器的缺点 （1）只能传递转矩，不能改变转矩大小； （2）不能取代离合器，使传动系统纵向尺寸增加；
三、电控式操纵系统
液压操纵系统和电子控制系统 电子控制系统包括电子控制单元（ECU）、传感器、控制开关、执行器等
26
第五节
金属带式无级自动变速器
一、金属带式无级变速器（VDT-CVT）组成和工作原理
VDT-CVT是由金属带、主动工作轮、从动工作轮、 液压泵、起步离合器和控制系统等组成。工作轮由 固定部分和可动部分组成，二者之间形成V形槽， 金属带在槽内与工作轮相啮合。当工作轮的可动 部分作轴向移动时，即可改变金属带与主、从动 工作轮的工作半径，从而改变金属带传动的传动比。 主、从动工作轮可动部分的轴向移动是根据汽车的 行驶工况，通过液压控制系统进行连续地调节而实现 无级变速传动的。
第三节 液力机械变速器
一、行星齿轮变速器的组成和工作原理
1．单排行星齿轮机构的特性方程式
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=r2/r1
2．单排行星齿轮机构的工作原理
（1）太阳轮1为主动件，行星架3为从动件，齿圈2固定
水轮机转动或者一个风扇通过气流带动另一
个风扇转动的原理加以理解
5
实现传动的必要条件：工作液在泵轮与涡轮间有循环流动
特点：泵轮转速总大于涡轮转速，若相等，则不起传动作用 6
7
2．液力耦合器的优缺点
1）液力耦合器的优点 （1）保证汽车平稳起步； （2）衰减传动系的扭转振动； （3）防止传动系过载； （4）显著减少换档次数。 2）液力耦合器的缺点 （1）只能传递转矩，不能改变转矩大小； （2）不能取代离合器，使传动系统纵向尺寸增加；
车辆工程专业-汽车构造-自动变速箱
2.1 液力耦合器 2.1.1 液力耦合器的结构和工作原理 主动元件：泵轮 泵轮刚性连接在外壳上，与曲轴一起旋转。 从动元件：涡轮 涡轮连接在从动轴上。
泵轮与涡轮构成工作轮。
2.1.2液力耦合器的工作原理
2.1.2液力耦合器的工作原理
原理： 流动的液体在动能变化过程中吸收或者放出能量。
在泵轮与涡轮上，径向焊接了数目相同、 半径相等的叶片，用来传递动力。
➢存在液流损失，传动效率低。
2.2 液力变矩器 2.2.1液力变矩器的工作原
理和特征 a.组成： 泵轮、涡轮、导轮。
固定在固定套管上
固定在输出轴上
固定在发动机曲轴上
b. 液力变矩器与液力耦合器的不同点：
➢在结构上多一个不动的导轮。 ➢不仅能传递转矩，还能在泵轮转速和转矩不 变的前提下，改变涡轮转矩对涡轮做功，并由涡轮将动力传递给输出轴。
2.1.3 液力耦合器的工作过程
简单地说： 液力耦合器的工作过程是：泵轮接受发动机传来的机
械能，并将其传给工作液，这时工作液的动能升高，然后 再由工作液将动能传给涡轮，并由涡轮将动力输出。 液力耦合器实现传动的必要条件是：
泵轮和涡轮之间有液体循环流动，产生液体循环流动 的原因是二者存在转速差。因此在液力耦合器工作时泵轮 的速度总是大于涡轮的速度。
1.3 自动变速器的组成
液控液压自动变速器的组成：
液力变矩器 行星齿轮变速机构 液压控制系统 换档控制机构 液压操纵执行机构
电控液压自动变速器的组成：
液力变矩器 行星齿轮变速机构 电子控制系统 换档控制机构
液压操纵执行机构
液控式自动变速器的组成
1.4 自动变速器的特点
（1）省去了离合器操纵踏板，同时也不必要进行频繁的换档 操作，使操纵简单轻便。
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液控式（全液压）操纵机构
动力源（供油系统）
自动变速器油 自动变速器油（简称ATF）是含有多种特殊添加 剂的混合油液。
液压泵 液压泵可以采用内啮合的齿轮泵或转子泵，其结构和工 作原理与发动机润滑系统中的机油泵相同。液压泵除了向控制 装置、执行装置供应压力油以实现换档外，还向液力变矩器供 应工作油液，向行星齿轮变速器供应润滑油。
nt 0
输入
输出
i nq 1 K nj K
太阳轮制动
行星架输入、齿圈输出
ntKnq(1K )nj0
nt 0
输入
输出
i n j K n q 1 K
齿圈制动
太阳轮输入、行星架输出
ntKnq(1K )nj0
nq 0
输入
输出
i n t 1 K nj
齿圈制动
行星架输入、太阳轮输出
ntKnq(1K )nj0
执行装置
换档离合器
宝来、捷达王轿车均采用湿式多片换档离合器作为换档执行装置。 这种换档离合器因位于变速器内部，径向尺寸受到严格限制，而传 递的转矩又很大，故做成多片式。
换档制动器
换档制动器最常见的结构形式有片式和带式两种。片式换档制动器的 工作原理与多片湿式换档离合器基本相同。由于片式制动器较带式制 动器工作平顺，故目前在轿车自动变速器中应用较多。
三元件综合式液力变矩器的特性
变矩器的效率：输出功率与输 入功率之比。
i<ik=1范围内：变矩器效率高
i>ik=1范围内：耦合器效率高
在变矩器状态下最高效率为 92%，在耦合器状态下的高传 动比区的效率可达96%。
变矩器效率
耦合器效率 工况转换点
四元件综合式液力变矩器
四元件综合式液力变矩 器的特性是两个变矩器 特性和一个耦合器特性 的综合。
由于简化了液压系统，从而使结构紧凑、质量轻； 控制精度高、反应快且动作准确； 如需要变更换档规律或参数时，只要改变控制程序和某些电子元件的型
号规格就可满足要求，而无须更换系统中的零件，故适应性强，开发周 期短； 便于整车的控制系统(如发动机控制、巡航控制、牵引控制、制动系统控 制等)集成，控制系统兼容性好。
带锁止离合器的液力变矩器、换档离合器和全同步变速器组成的液力机 械变速器
国外重型货车和工程车辆上 开始采用由WSK系统与全同 步多档变速器（4～6档）组 成的液力机械变速器。
所谓WSK系统是由锁止离合 器、变矩器、滑行单向离合 器和换档离合器组成的“变 矩器—换档离合器系统”的 德文缩写。
第四节 自动变速器的操纵机构
液力机械变速器
原因？：
液力变矩器的变矩系数较小，不能满足需要；过大的变矩系数 影响液力变矩器的效率；
液力变矩器一般与齿轮变速器（有级式）共同组成， 液力机械变速器。
注意：
与液力变矩器配合使用的一般是行星齿轮变速器（轴线旋转 式），也有采用轴线固定式的。 行星齿轮变速箱结构紧凑， 承载能力大，可以用较小齿轮实现较大传动比，传动效率高
n j1 n t2
n
q1
n
j2
输入
输出
n q2
0
•可得最终传动比
int11K2K1K2
nt2
1K2
双行星排传动(举例)
•最终传动比
输入
输出
i nt1 1K2K1K2 nj2
复合式行星齿轮机构的工作原理
辛普森式
复合式行星齿轮机构的工作原理
拉威挪（Ravigneaux） 式
结构紧凑，所用构件少， 相互啮合的齿较多，可传 递较大转矩，但结构较复 杂，传动效率略低。
按控制方式分类
液控液力自动变速器 电控液力自动变速器
第二节 液力耦合器与液力变矩器
液力耦合器的结构和工作原理
一、液力耦合器
采用液力耦合器的优缺点
液力耦合器的优点 保证汽车平稳起步； 衰减传动系的扭转振动； 防止传动系过载； 显著减少换档次数。
液力耦合器的缺点
只能传递转矩，不能改变转矩大小； 不能取代离合器，使传动系统纵向尺寸增加； 传动效率较低。
四元件综合式液力变矩 器比三元件液力变矩器 多了一个导轮，两个导 轮分别装在各自的单向 离合器上。
带锁止离合器的液力变矩器
带锁止离合器液力变矩器的特 点是，
汽车在变工况下行驶时（如起 步、经常加减速），锁止离合 器分离，相当于普通液力变矩 器；
当汽车在稳定工况下行驶时， 锁止离合器接合，动力不经液 力传动，直接通过机械传动传 递，变矩器效率为1。
液力变矩器能够改变扭矩的原因是在泵轮和涡 轮之间加入了导轮。
结论：
液力变矩器传动比<=1，连续可变；
液力变矩器转矩随着行驶工况自动的改变。 涡轮的速度低：较大的转矩，0时的转矩最大； 涡轮的速度高：较小的转矩；nw=nb，0； 涡轮速度高于nw1：输出转矩小于输入转矩，效率
低
液力变矩器同时具有液力耦合器保证汽车平稳 起步，衰减传动系扭转振动，防止系统过载的 特点
第十六章汽车自动变速器-精选
第一节 概述
自动变速器的类型
按传动比变化方式可分为 有级式、无级式和综合式；
按齿轮变速系统的控制方 式可分为液控液压和电控 液压式两种。
自动变速器的类型
按齿轮变速机构分为
平行轴式自动变速器：普通齿轮啮合传动，体积较 大，使用少
行星齿轮式自动变速器：行星齿轮传动，结构紧凑、 体积小，使用多。
二、液力变矩器
液力变矩器的工作原理
液力变矩器特性
液力变矩器有两个重要 的特性参数：液力变矩 器传动比i和液力变矩器 变矩系数K，其定义如 下。
液力变矩器传动比
液力变矩器变矩系数
经过上述分析：
液力变矩器的输出转矩可以根据涡轮的转速变 化：具体为：
涡轮速度低：转矩大于泵轮转矩； 涡轮速度等于设定值：转矩等于泵轮转矩 涡轮速度高：转矩小于泵轮转矩； 涡轮速度等于泵轮速度：不传递转矩。
双行星排传动(举例)
如右图所示，输
入为第一行星排
太阳轮，输出为
第二行星排太阳
轮，第一行星排
行星架、齿圈分
输入
输出
别和第二行星排
太阳轮、行星架
相连。可列等式
为：
双行星排传动(举例)
可列等式为：t—太阳轮 q—齿圈 j—行星架
nt1K1nq11K1nj10 nt2K2nq21K2nj20
•式中又有：
滤清冷却系统包括冷却器和滤清器。 变矩器工作时，相当大一部分能量转化成热量，致使工作液温度
升高。而变矩器的油路与液压操纵系统和机械变速器的润滑油路 是相通的。 为保证变矩器的效率和变速器的操纵系统及润滑系统正常工作， 应控制工作液温度在一定范围内。因此，在发动机散热器下储水 箱内设有冷却器。 变矩器内的部分工作液从导轮与涡轮之间的间隙流出，经导轮固 定套管与变速器第一轴之间的环形油道流过冷却器，得到冷却或 加温后，再经过滤清器流入机械变速器的润滑油道。
液力变矩器与行星齿轮变速器组成的液力机械自动变速器
01M型自动变速器由带锁止离合器的单级双向三元件液力变矩器、可自动换档的拉威挪式行 星齿轮机构两部分组成，是液力机械式变速器。
该变速器共有7个档位，4个前进档、1个倒档（R）、1个空档（N）、1个驻车档（P）。
液力机械变速器的总传动比
总传动比为：液力变矩器的变矩系数K与齿轮变速器的传动比i 的乘积。I=K*i
在某些自动变速器中还装有 强制降档阀，其作用是在节 气门全开或接近全开时，将 自动变速器强制降低一个档 位，以保证高速行驶的汽车 超车时获得良好的加速性能。
换档品质控制装置
换档品质控制装置的作用是保证换档过程平顺柔和、无冲击。它包 括油路中的缓冲阀、限流阀、断流解锁阀、单向节流阀和节流孔等。
滤清冷却系统
传动比越大，液力机械变速器的所传递的转矩越大，转速越低， 这点与机械变速箱是一致的。
因为液力变矩器的变矩系数在一定的范围内可以连续变化，配 合上机械变速机构后，液力机械变速器的传动比在几个区间内 是连续变化的，称之为部分无级变速器。
液力变矩器与固定轴线式齿轮变速器组成的液力机械自动变速器
广州本田轿车采用的MAXA 型自动变速器，由带锁止离 合器的液力变矩器、固定轴 线式的常啮合斜齿轮机械变 速器、液压控制系统和电子 控制系统4部分组成。
楔块式单向离合器的构造和工作原理
楔块式单向离合器的构造和 工作原理
楔块式单向离合器的工作原 理是，内座圈固定，当外座 圈顺时针旋转时，楔块顺时 针旋转，L1<L，外座圈可相 对楔块和内座圈旋转；反之， 当外座圈逆时针旋转时，楔 块逆时针旋转，L2>L，楔块 阻止外座圈旋转。
三元件综合式液力变矩器的特性
3K－H型
周转轮系传动比计算
zz z H 13
H
1 H
1
H 2
33
zz z 3
3H
12
1
行星齿轮变速箱计算
中心轮：1 系杆：H 中心轮：3
太阳轮：t 行星架：j 齿圈：q
zz z H
i13
H
1 H
1 H 2
3 3
zz z 3
3
H
12
1
z
t
j q
q
j
zt
行星齿轮变速箱
第三节 液力机械变速器
液力变矩器一般与齿轮变速器（有级式）共同组成，液力 机械变速器。
原因：
1.液力变矩器的变矩系数较小，不能满足汽车的需要；
2.过大的变矩系数影响液力变矩器的效率； 注意：
与液力变矩器配合使用的一般是行星齿轮变速器（轴线旋转 式）但也有采用轴线固定式的。
原因：
行星齿轮变速箱结构紧凑，承载能力大，可以用较小齿轮实 现较大传动比，传动效率高，机构运动平衡，抗振能力强。
液力变矩器构造
动力源（供油系统）
自动变速器油 自动变速器油（简称ATF）是含有多种特殊添加 剂的混合油液。
液压泵 液压泵可以采用内啮合的齿轮泵或转子泵，其结构和工 作原理与发动机润滑系统中的机油泵相同。液压泵除了向控制 装置、执行装置供应压力油以实现换档外，还向液力变矩器供 应工作油液，向行星齿轮变速器供应润滑油。
nt 0
输入
输出
i nq 1 K nj K
太阳轮制动
行星架输入、齿圈输出
ntKnq(1K )nj0
nt 0
输入
输出
i n j K n q 1 K
齿圈制动
太阳轮输入、行星架输出
ntKnq(1K )nj0
nq 0
输入
输出
i n t 1 K nj
齿圈制动
行星架输入、太阳轮输出
ntKnq(1K )nj0
执行装置
换档离合器
宝来、捷达王轿车均采用湿式多片换档离合器作为换档执行装置。 这种换档离合器因位于变速器内部，径向尺寸受到严格限制，而传 递的转矩又很大，故做成多片式。
换档制动器
换档制动器最常见的结构形式有片式和带式两种。片式换档制动器的 工作原理与多片湿式换档离合器基本相同。由于片式制动器较带式制 动器工作平顺，故目前在轿车自动变速器中应用较多。
三元件综合式液力变矩器的特性
变矩器的效率：输出功率与输 入功率之比。
i<ik=1范围内：变矩器效率高
i>ik=1范围内：耦合器效率高
在变矩器状态下最高效率为 92%，在耦合器状态下的高传 动比区的效率可达96%。
变矩器效率
耦合器效率 工况转换点
四元件综合式液力变矩器
四元件综合式液力变矩 器的特性是两个变矩器 特性和一个耦合器特性 的综合。
由于简化了液压系统，从而使结构紧凑、质量轻； 控制精度高、反应快且动作准确； 如需要变更换档规律或参数时，只要改变控制程序和某些电子元件的型
号规格就可满足要求，而无须更换系统中的零件，故适应性强，开发周 期短； 便于整车的控制系统(如发动机控制、巡航控制、牵引控制、制动系统控 制等)集成，控制系统兼容性好。
带锁止离合器的液力变矩器、换档离合器和全同步变速器组成的液力机 械变速器
国外重型货车和工程车辆上 开始采用由WSK系统与全同 步多档变速器（4～6档）组 成的液力机械变速器。
所谓WSK系统是由锁止离合 器、变矩器、滑行单向离合 器和换档离合器组成的“变 矩器—换档离合器系统”的 德文缩写。
第四节 自动变速器的操纵机构
液力机械变速器
原因？：
液力变矩器的变矩系数较小，不能满足需要；过大的变矩系数 影响液力变矩器的效率；
液力变矩器一般与齿轮变速器（有级式）共同组成， 液力机械变速器。
注意：
与液力变矩器配合使用的一般是行星齿轮变速器（轴线旋转 式），也有采用轴线固定式的。 行星齿轮变速箱结构紧凑， 承载能力大，可以用较小齿轮实现较大传动比，传动效率高
n j1 n t2
n
q1
n
j2
输入
输出
n q2
0
•可得最终传动比
int11K2K1K2
nt2
1K2
双行星排传动(举例)
•最终传动比
输入
输出
i nt1 1K2K1K2 nj2
复合式行星齿轮机构的工作原理
辛普森式
复合式行星齿轮机构的工作原理
拉威挪（Ravigneaux） 式
结构紧凑，所用构件少， 相互啮合的齿较多，可传 递较大转矩，但结构较复 杂，传动效率略低。
按控制方式分类
液控液力自动变速器 电控液力自动变速器
第二节 液力耦合器与液力变矩器
液力耦合器的结构和工作原理
一、液力耦合器
采用液力耦合器的优缺点
液力耦合器的优点 保证汽车平稳起步； 衰减传动系的扭转振动； 防止传动系过载； 显著减少换档次数。
液力耦合器的缺点
只能传递转矩，不能改变转矩大小； 不能取代离合器，使传动系统纵向尺寸增加； 传动效率较低。
四元件综合式液力变矩 器比三元件液力变矩器 多了一个导轮，两个导 轮分别装在各自的单向 离合器上。
带锁止离合器的液力变矩器
带锁止离合器液力变矩器的特 点是，
汽车在变工况下行驶时（如起 步、经常加减速），锁止离合 器分离，相当于普通液力变矩 器；
当汽车在稳定工况下行驶时， 锁止离合器接合，动力不经液 力传动，直接通过机械传动传 递，变矩器效率为1。
液力变矩器能够改变扭矩的原因是在泵轮和涡 轮之间加入了导轮。
结论：
液力变矩器传动比<=1，连续可变；
液力变矩器转矩随着行驶工况自动的改变。 涡轮的速度低：较大的转矩，0时的转矩最大； 涡轮的速度高：较小的转矩；nw=nb，0； 涡轮速度高于nw1：输出转矩小于输入转矩，效率
低
液力变矩器同时具有液力耦合器保证汽车平稳 起步，衰减传动系扭转振动，防止系统过载的 特点
第十六章汽车自动变速器-精选
第一节 概述
自动变速器的类型
按传动比变化方式可分为 有级式、无级式和综合式；
按齿轮变速系统的控制方 式可分为液控液压和电控 液压式两种。
自动变速器的类型
按齿轮变速机构分为
平行轴式自动变速器：普通齿轮啮合传动，体积较 大，使用少
行星齿轮式自动变速器：行星齿轮传动，结构紧凑、 体积小，使用多。
二、液力变矩器
液力变矩器的工作原理
液力变矩器特性
液力变矩器有两个重要 的特性参数：液力变矩 器传动比i和液力变矩器 变矩系数K，其定义如 下。
液力变矩器传动比
液力变矩器变矩系数
经过上述分析：
液力变矩器的输出转矩可以根据涡轮的转速变 化：具体为：
涡轮速度低：转矩大于泵轮转矩； 涡轮速度等于设定值：转矩等于泵轮转矩 涡轮速度高：转矩小于泵轮转矩； 涡轮速度等于泵轮速度：不传递转矩。
双行星排传动(举例)
如右图所示，输
入为第一行星排
太阳轮，输出为
第二行星排太阳
轮，第一行星排
行星架、齿圈分
输入
输出
别和第二行星排
太阳轮、行星架
相连。可列等式
为：
双行星排传动(举例)
可列等式为：t—太阳轮 q—齿圈 j—行星架
nt1K1nq11K1nj10 nt2K2nq21K2nj20
•式中又有：
滤清冷却系统包括冷却器和滤清器。 变矩器工作时，相当大一部分能量转化成热量，致使工作液温度
升高。而变矩器的油路与液压操纵系统和机械变速器的润滑油路 是相通的。 为保证变矩器的效率和变速器的操纵系统及润滑系统正常工作， 应控制工作液温度在一定范围内。因此，在发动机散热器下储水 箱内设有冷却器。 变矩器内的部分工作液从导轮与涡轮之间的间隙流出，经导轮固 定套管与变速器第一轴之间的环形油道流过冷却器，得到冷却或 加温后，再经过滤清器流入机械变速器的润滑油道。
液力变矩器与行星齿轮变速器组成的液力机械自动变速器
01M型自动变速器由带锁止离合器的单级双向三元件液力变矩器、可自动换档的拉威挪式行 星齿轮机构两部分组成，是液力机械式变速器。
该变速器共有7个档位，4个前进档、1个倒档（R）、1个空档（N）、1个驻车档（P）。
液力机械变速器的总传动比
总传动比为：液力变矩器的变矩系数K与齿轮变速器的传动比i 的乘积。I=K*i
在某些自动变速器中还装有 强制降档阀，其作用是在节 气门全开或接近全开时，将 自动变速器强制降低一个档 位，以保证高速行驶的汽车 超车时获得良好的加速性能。
换档品质控制装置
换档品质控制装置的作用是保证换档过程平顺柔和、无冲击。它包 括油路中的缓冲阀、限流阀、断流解锁阀、单向节流阀和节流孔等。
滤清冷却系统
传动比越大，液力机械变速器的所传递的转矩越大，转速越低， 这点与机械变速箱是一致的。
因为液力变矩器的变矩系数在一定的范围内可以连续变化，配 合上机械变速机构后，液力机械变速器的传动比在几个区间内 是连续变化的，称之为部分无级变速器。
液力变矩器与固定轴线式齿轮变速器组成的液力机械自动变速器
广州本田轿车采用的MAXA 型自动变速器，由带锁止离 合器的液力变矩器、固定轴 线式的常啮合斜齿轮机械变 速器、液压控制系统和电子 控制系统4部分组成。
楔块式单向离合器的构造和工作原理
楔块式单向离合器的构造和 工作原理
楔块式单向离合器的工作原 理是，内座圈固定，当外座 圈顺时针旋转时，楔块顺时 针旋转，L1<L，外座圈可相 对楔块和内座圈旋转；反之， 当外座圈逆时针旋转时，楔 块逆时针旋转，L2>L，楔块 阻止外座圈旋转。
三元件综合式液力变矩器的特性
3K－H型
周转轮系传动比计算
zz z H 13
H
1 H
1
H 2
33
zz z 3
3H
12
1
行星齿轮变速箱计算
中心轮：1 系杆：H 中心轮：3
太阳轮：t 行星架：j 齿圈：q
zz z H
i13
H
1 H
1 H 2
3 3
zz z 3
3
H
12
1
z
t
j q
q
j
zt
行星齿轮变速箱
第三节 液力机械变速器
液力变矩器一般与齿轮变速器（有级式）共同组成，液力 机械变速器。
原因：
1.液力变矩器的变矩系数较小，不能满足汽车的需要；
2.过大的变矩系数影响液力变矩器的效率； 注意：
与液力变矩器配合使用的一般是行星齿轮变速器（轴线旋转 式）但也有采用轴线固定式的。
原因：
行星齿轮变速箱结构紧凑，承载能力大，可以用较小齿轮实 现较大传动比，传动效率高，机构运动平衡，抗振能力强。
液力变矩器构造