汽车自动变速器图解PPT课件
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汽车自动变速器图解PPT课件
第11章 汽车自动变速器
2020/7/31
北京邮电大学自动化学院
1
整体概况
概况一
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01
概况二
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02
概况三
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03
汽车自动变速器内容
自动变速器概述 液力传动装置结构原理 行星齿轮变速机构的结构原理 自动变速器的执行机构 液力机械变速器 自动变速器的液压操纵与控制系统 无级变速器
北京邮电大学自动化学院
39
4 变速原理（减速）
当太阳轮固 定齿圈输入， 行星架输出时 为减速传动， 传动比为：
1.25~1.67
齿圈和行星架 转向相同。
2020/7/31
北京邮电大学自动化学院
40
5 变速原理（倒挡）
当行星架固定， 太阳轮输入， 齿圈输出时， 为减速传动， 传动比为：
1.5~4
太阳轮和齿圈 转向相反。
2020/7/31
北京邮电大学自动化学院
41
转速及旋转方向
固定件 主动件 从动件 转速 旋转方向
太阳轮 行星架 减速
2020/7/31
北京邮电大学自动化学院
21
2.液力变矩器工作原理
2020/7/31
北京邮电大学自动化学院
22
单向离合器构造
2020/7/31
北京邮电大学自动化学院
23
单向离合器工作原理图
当外座圈按图示方向 顺时针转动时，外座 圈推动楔快转动，由 于L1小于L楔快不能锁 止外座圈，外座圈可 以自由转动。（注：1 外座圈2内座圈）
北京邮电大学自动化学院
34
行星齿轮机构动画
2020/7/31
2020/7/31
北京邮电大学自动化学院
1
整体概况
概况一
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概况二
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02
概况三
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03
汽车自动变速器内容
自动变速器概述 液力传动装置结构原理 行星齿轮变速机构的结构原理 自动变速器的执行机构 液力机械变速器 自动变速器的液压操纵与控制系统 无级变速器
北京邮电大学自动化学院
39
4 变速原理（减速）
当太阳轮固 定齿圈输入， 行星架输出时 为减速传动， 传动比为：
1.25~1.67
齿圈和行星架 转向相同。
2020/7/31
北京邮电大学自动化学院
40
5 变速原理（倒挡）
当行星架固定， 太阳轮输入， 齿圈输出时， 为减速传动， 传动比为：
1.5~4
太阳轮和齿圈 转向相反。
2020/7/31
北京邮电大学自动化学院
41
转速及旋转方向
固定件 主动件 从动件 转速 旋转方向
太阳轮 行星架 减速
2020/7/31
北京邮电大学自动化学院
21
2.液力变矩器工作原理
2020/7/31
北京邮电大学自动化学院
22
单向离合器构造
2020/7/31
北京邮电大学自动化学院
23
单向离合器工作原理图
当外座圈按图示方向 顺时针转动时，外座 圈推动楔快转动，由 于L1小于L楔快不能锁 止外座圈，外座圈可 以自由转动。（注：1 外座圈2内座圈）
北京邮电大学自动化学院
34
行星齿轮机构动画
2020/7/31
汽车自动变速器原理图解培训课件
维修流程与注意事项
01 诊断流程
02 拆卸流程
03 测量流程
04 替换流程
05 注意事项
先使用诊断工具读取故障 码，确定故障部位，再根 据故障部位进行维修。
按照正确的顺序和方式拆 卸相关部件，避免损坏和 误操作。
使用测量工具测量相关电 路和元件的参数，确保其 正常工作。
使用新的零件替换损坏的 零件，保证维修质量。
传感器负责监测汽车和变速器的状态， 如车速、油压、温度等，并将信号传 给电控单元。
执行器根据电控单元的指令，调节油 路的通断和油压，从而实现变速器的 换挡控制。
03 自动变速器的结构组成
液力变矩器
液力变矩器是自动变速器中的重 要组成部分，主要作用是将发动 机的动力传递到行星齿轮机构，
同时实现动力的无级变速。
多功能化
现代自动变速器除了基本的换挡功能外， 还集成了多种功能，如发动机制动、下坡
控制、起步控制等。
轻量化
为了提高燃油经济性和降低排放，自动变 速器的材料和结构也在不断优化，实现轻 量化设计。
高效化
为了提高燃油经济性和动力性能，自动变 速器的传动效率也在不断提升，同时采用 更高效的液力变矩器和离合器等部件。
变速器过热
可能是由于散热器堵塞、油路 不畅、变速器油过少等原因导
致。
维修工具与设备的使用
诊断工具
使用故障诊断仪读取故障码， 确定故障部位。
拆卸工具
使用合适的拆卸工具，如螺丝 刀、扳手等，拆卸相关部件。
测量工具
使用万用表、示波器等工具， 测量相关电路和元件的参数。
替换工具
使用新的零件替换损坏的零件 ，保伤；同时，要 保证使用的工具和设备符 合规格要求，避免因使用 不当而导致故障复发或造 成新的故障。
汽车变速器PPT课件
两轴变速器： 两轴式变速器的输入轴和输出轴不在同一轴线上，两根
轴分别为第一轴（输入轴），第二轴（输出轴）。第一轴为 离合器的从动轴，第二轴为主减速器的主动轴，且单级变速， 体积小，节省空间。一般应用于前置前驱或后置后驱的中、 轻型轿车上。
三轴变速器： 三轴式变速器的输入轴和输出轴在同一轴线上，比两轴
变速器操纵机构松旷或调整 不当，自锁装置的定位钢球 未进入凹槽内；
拨叉轴上的自锁定位槽和定 位钢球磨损，定位弹簧弹力 不足或折断；
变速器轴、轴承磨损或轴向 间隙过大。
排除方法 修理或更换 调整
更换新件 更换轴承
第38页/共42页
跳档故障诊断
第39页/共42页
4、变速器乱挡
故障原因
互锁装置失效,拨叉轴、顶销或钢 球过度磨损； 变速杆下端工作面磨损过大或拨 叉轴上导块的导槽磨损过大； 变速杆球头定位销折断或球孔、 球头磨损过大。
安装三挡齿轮
装配花键毂和接合套
花键毂
第33页/共42页
接合套
安装同步环止动弹簧
安装一挡和二挡同步器
安装一挡齿轮的滚针 轴承内圈
安装内后轴承
第34页/共42页
手动变速器拆装过程：
第35页/共42页
六、手动变速器的故障现象及原因
1、变速器异响
故障原因
排除方法
轴承磨损或发干；
空 档
轴入轴轴承损坏；
异 齿轮磨损及齿折断;
式变速器多了一个中间轴，且是二级变速。由于产生的扭矩 大，体机大，多为重型车所用。
第18页/共42页
3.变速器操纵机构
第19页/共42页
常见的变速器操纵机构一般分为直接拨动式换挡操纵机构和 远距离式换挡操纵机构 直接拨动式换挡操纵机构：
轴分别为第一轴（输入轴），第二轴（输出轴）。第一轴为 离合器的从动轴，第二轴为主减速器的主动轴，且单级变速， 体积小，节省空间。一般应用于前置前驱或后置后驱的中、 轻型轿车上。
三轴变速器： 三轴式变速器的输入轴和输出轴在同一轴线上，比两轴
变速器操纵机构松旷或调整 不当，自锁装置的定位钢球 未进入凹槽内；
拨叉轴上的自锁定位槽和定 位钢球磨损，定位弹簧弹力 不足或折断；
变速器轴、轴承磨损或轴向 间隙过大。
排除方法 修理或更换 调整
更换新件 更换轴承
第38页/共42页
跳档故障诊断
第39页/共42页
4、变速器乱挡
故障原因
互锁装置失效,拨叉轴、顶销或钢 球过度磨损； 变速杆下端工作面磨损过大或拨 叉轴上导块的导槽磨损过大； 变速杆球头定位销折断或球孔、 球头磨损过大。
安装三挡齿轮
装配花键毂和接合套
花键毂
第33页/共42页
接合套
安装同步环止动弹簧
安装一挡和二挡同步器
安装一挡齿轮的滚针 轴承内圈
安装内后轴承
第34页/共42页
手动变速器拆装过程：
第35页/共42页
六、手动变速器的故障现象及原因
1、变速器异响
故障原因
排除方法
轴承磨损或发干；
空 档
轴入轴轴承损坏；
异 齿轮磨损及齿折断;
式变速器多了一个中间轴，且是二级变速。由于产生的扭矩 大，体机大，多为重型车所用。
第18页/共42页
3.变速器操纵机构
第19页/共42页
常见的变速器操纵机构一般分为直接拨动式换挡操纵机构和 远距离式换挡操纵机构 直接拨动式换挡操纵机构：
《自动变速器》PPT课件 (2)
62
2）手控阀
功用： 驾驶员通过手控阀实现油路的转换来改变自动变速器的工作范围。
03:06
自动变速器
63
3）节气门阀
功用：产生与节气门开度成正比的油压，控制换档阀，实现自动换档。 结构： （机械式）
节气门阀体
03:06
自动变速器
64
功用： 4）速控阀 产生与车速成正比的速控油压，控制换档阀，实现自动换档。
实现倒档
P
R
N
实现空档
应用：
轿车上广泛应用，大型客车、自卸车及 工程车辆上应用也逐渐增多。
03:06
自动变速器
41
5.四元件变矩器 § 5.1构造
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。
03:06
自动变速器
42
5.四元件变矩器 § 5.1工作特性
特性：两个变矩器特性和一个耦合器
平稳起步和加速。
衰减振动并防止传动系过载。
减少换档次数。
根据汽车的行驶阻力，自动改 变传动比（无级变速）。P81
03:06
自动变速器
31
3.液力变矩器 § 3.4缺点
输出转矩和输入转矩比值的 变化范围小，不能够满足汽车 使用的要求，因此在其后串联 一个有级式机械变速器组成液 力机械自动变速器。P8
03:06
自动变速器
4
1.概述
§ 1.3分类
（1）按传动比的变化方式分：
有级式自动变速器：也级式自动变速器：包括电力式、 动液式（液力变矩器）、金属带式无 级变速器。
综合式自动变速器：也称为液力机
械式03自:06 动变速器。自P动7变4速器
5
自动变速器 PPT课件
太阳轮
行星架
15
2、行星齿轮机构变速原理
运动方程式： n1+αn2－（1+α）n3=0
n1：太阳轮转速； n2：齿圈转速； n3：行星架转速； α=Z2/Z1； Z1：太阳轮的齿数； Z2：齿圈的齿数
16
行星齿轮机构的传动规律
1）齿圈2固定，太阳轮1主动，行星架3从动，减速同向
运动； i13=n1/n3= Z3/Z1=1+Z2/Z1＞1
传动规律小节
方案 1 2 3 4 5 6 7 8
主动件 太阳轮
被动件 行星架
固定件 齿圈
齿圈
行星架
太阳轮
太阳轮
齿圈
行星架
齿圈
行星架
太阳轮
齿圈
太阳轮
任意两个连成一体
行星架 太阳轮
齿圈 行星架
无任意元件制动又无任二元件连成一体
传动比 1+ α
（1+ α ）/ α －α
α/ （1+ α ） 1 / （1+ α ）
30
工作原理： 依靠容积的变化，进油和出油，又称为容积 泵。
注意： a.装用自动变速器的汽车不能利用推车起动的
方法使发动机运转； b.装用自动变速器的汽车不能被长距离拖车
－1/ α 1
三元件自由转
备注
减速 增扭
增速 减扭 直接档 空档
ห้องสมุดไป่ตู้
19
四、行星齿轮换档执行元件
离合器、制动器和单向离合器 基本作用：连接、固定和锁止。 1、离合器： 连接作用
止推轴承
弹簧座
摩擦片（内 花键）
卡环
回位弹簧
离合器毂
离合器鼓
卡环
行星架
15
2、行星齿轮机构变速原理
运动方程式： n1+αn2－（1+α）n3=0
n1：太阳轮转速； n2：齿圈转速； n3：行星架转速； α=Z2/Z1； Z1：太阳轮的齿数； Z2：齿圈的齿数
16
行星齿轮机构的传动规律
1）齿圈2固定，太阳轮1主动，行星架3从动，减速同向
运动； i13=n1/n3= Z3/Z1=1+Z2/Z1＞1
传动规律小节
方案 1 2 3 4 5 6 7 8
主动件 太阳轮
被动件 行星架
固定件 齿圈
齿圈
行星架
太阳轮
太阳轮
齿圈
行星架
齿圈
行星架
太阳轮
齿圈
太阳轮
任意两个连成一体
行星架 太阳轮
齿圈 行星架
无任意元件制动又无任二元件连成一体
传动比 1+ α
（1+ α ）/ α －α
α/ （1+ α ） 1 / （1+ α ）
30
工作原理： 依靠容积的变化，进油和出油，又称为容积 泵。
注意： a.装用自动变速器的汽车不能利用推车起动的
方法使发动机运转； b.装用自动变速器的汽车不能被长距离拖车
－1/ α 1
三元件自由转
备注
减速 增扭
增速 减扭 直接档 空档
ห้องสมุดไป่ตู้
19
四、行星齿轮换档执行元件
离合器、制动器和单向离合器 基本作用：连接、固定和锁止。 1、离合器： 连接作用
止推轴承
弹簧座
摩擦片（内 花键）
卡环
回位弹簧
离合器毂
离合器鼓
卡环
第十一章汽车自动变速器PPT课件
武汉大学动力与机械学院
19
2.液力变矩器工作原理
05.12.2020
武汉大学动力与机械学院
20
单向离合器构造
05.12.2020
武汉大学动力与机械学院
21
单向离合器工作原理图
当外座圈按图示方向 顺时针转动时，外座 圈推动楔快转动，由 于L1小于L楔快不能锁 止外座圈，外座圈可 以自由转动。（注：1 外座圈2内座圈）
1.5~4
太阳轮和齿圈 转向相反。
05.12.2020Fra bibliotek武汉大学动力与机械学院
39
转速及旋转方向
固定件 主动件 从动件 转速 旋转方向
太阳轮 行星架 减速
齿圈
与主动件同向
行星架 太阳轮 加速
齿圈 行星架 减速
太阳轮
与主动件同向
行星架 齿圈 加速
太阳轮 齿圈 减速
行星架
05.12.2020
武汉大学动力与机械学院
10
液力传动装置
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
05.12.2020
武汉大学动力与机械学院
11
液力变矩器结构原理
液力变矩器结构
05.12.2020
武汉大学动力与机械学院
12
05.12.2020
武汉大学动力与机械学院
13
液力变矩器动力传递原理演示
实现与发动机 的软联接
核心部分
武汉大学动力与机械学院
4
自动变速器的整体外观（辛普森式Simpson ）
05.12.2020
武汉大学动力与机械学院
5
自动变速器的内部组成
05.12.2020
武汉大学动力与机械学院
汽车自动变速器(PPT13)
清洗变速器滤网
02
定期清洗变速器滤网，防止杂质和颗粒对变速器内部零件造成
磨损。
检查并调整变速器控制系统
03
检查变速器的电子控制系统，确保其正常工作，并根据需要进
行调整。
故障诊断与排除方法
观察故障现象
注意自动变速器的工作状态， 观察是否有异响、顿挫、漏油
等异常现象。
使用诊断工具
利用专业的汽车诊断工具，读 取变速器的故障码和数据流， 帮助定位故障。
检查相关部件
根据故障现象和诊断结果，检 查与故障相关的部件，如传感 器、执行器、控制模块等。
更换或维修故障部件
对于损坏或失效的部件，进行 更换或维修，恢复变速器的正
常工作状态。
05
自动变速器在新能源汽车中的应用
新能源汽车对自动变速器的需求特点
高效能量转换新能源汽车需要自动 Nhomakorabea 速器实现高效能量转换
控制策略优化
通过优化控制策略，提高变速器的响 应速度和换挡平顺性，提升驾驶体验 。
轻量化设计
采用高强度铝合金等轻量化材料，降 低变速器重量，提高整车续航里程。
高可靠性保障
通过严格的试验验证和质量控制，确 保变速器的可靠性和稳定性。
未来发展趋势预测
多挡位自动变速器
随着新能源汽车对动力性和经济性的更 高要求，多挡位自动变速器将成为发展
趋势。
集成化设计
将自动变速器与其他动力总成部件进 行集成化设计，降低整车重量和成本
。
智能化控制
结合人工智能、大数据等技术，实现 自动变速器的智能化控制，提高换挡 品质和燃油经济性。
电动化发展
随着电动汽车的普及，电动化自动变 速器将成为未来发展的重要方向。
相关主题
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（2）离合器C2的接合
离合器C2 起作用时， 动力从输 入轴传递到 太阳轮。
（3）离合器C1及C2同时接合
动力从输 入 轴同时传至齿圈 及太阳轮，这是 直接挡。
电控自动变速器原理
节气门位置传感器 车速传感器
冷却液温度传感器 油温传感器 空挡启动开关 强制降挡开关 制动灯开关 模式选择开关
超 速 挡 （ O/D） 开 关
液力变矩器结构原理
液力变矩器结构
液力变矩器工作原理
液力变矩器动力传递原理演示
变 矩 原 理
中速行驶变矩原理
➢液流沿导轮切 线流出，泵轮和 涡轮扭矩相等 ➢相当于耦合器
液力变矩器的零件
1前盖 2锁止离合 器片 3减振器 4涡轮 5导轮 6推力轴承 7泵轮
导轮结构
导轮位于泵轮与涡 轮之间，通过单向 离合器安装在与油 泵连接在一起的导 轮轴上，油泵安装 在变速器壳体。导 轮也是由许多扭曲 叶片组成。
单向离合器构造
单向离合器工作原理图
当外座圈按图示方向 顺时针转动时，外座 圈推动楔快转动，由 于L1小于L楔快不能锁 止外座圈，外座圈可 以自由转动。（注：1 外座圈2内座圈）
单向离合器工作原理图
当外座圈按图示 方向逆时针转动时， 外座圈推动楔快转 动，由于 L2>L楔快起到楔子 作用，锁住外座圈， 使其无法转动。 （注：1外座圈2内 座圈）
拉维娜式行星齿轮变速器 长短行星齿轮式，可以得到四个前进档.一个倒档.一
个空档。(4HP18)
自动变速器执行部件
自动变速器 执行部件
离合器
离合器C1 离合器C2
单向离合器
制动器
片式制动器 带式制动器
离合器的结构原理
（1）离合器C1的接合
离合器C1起作 用时，动力从 输入轴传递到 齿圈。
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。
传感器
Hale Waihona Puke 1#电 磁 阀 （ 换 挡 电 磁 阀 ）
换挡控制 锁止控制 自诊断 失效保护
2#电 磁 阀 （ 换 挡 电 磁 阀 ） 3#电 磁 阀 （ 锁 止 电 磁 阀 ） 4#电 磁 阀 （ 油 压 电 磁 阀 ）
电控单元
O/D OFF指 示 灯
执行装置
自动变速器档位含义
（一）档位的使用 在换档控制手柄的一侧有表示 手柄位置的符号，如： PRNDSL PRND21 PRND321 P R N D4 D3 2 1
太阳轮 行星架 减速
齿圈
与主动件同向
行星架 太阳轮 加速
齿圈 行星架 减速
太阳轮
与主动件同向
行星架 齿圈 加速
太阳轮 齿圈 减速
行星架
与主动件反向
齿圈 太阳轮 加速
25
行星齿轮机构的组成
1 变速原理（增速）
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。
大
偶合点后 传动效率 急剧下降
3.液力变矩器特性曲线耦合点
偶合 点
K=1时，涡轮转 矩等于泵轮转矩， 此时称为偶合点。
行星齿轮变速机构
行星齿轮变速器的结构组成 行星齿轮变速器的工作原理 行星齿轮机构在自动变速器上的应用
行星齿轮变速机构
二、行星齿轮机械变速机构
大多数自动变速器的机械变速机构中 的齿轮机构是采用行星齿轮机构。
自动变速器
汽车维修技术：吴自城
自动变速器的组成及原理
保持正常油温
液 力
冷却系统
由传感器、
机 电子控制系统
ECU、执行器
械
组成
自 行星齿轮变速机构 动
实现变速
变 液力变矩器
实现与发动机
速 器 液压控制系统
的软联接 核心部分
自动变速器的内部组成
自动变速器的特点
1.自动变速器除倒档由手控制外，其他各前进档 都可根据发动机工况和车速进行自动换档 2.安装了液力变矩器，提高了汽车行驶安全性， 汽车起步、加速更加平稳，还能避免发动机过载 3.自动变速器结构复杂，零部件较多，维修要有 针对性 4.自动变速器造价比较昂贵 5.电控自动变速器有模式选择、自我诊断、失效 保护等功能
2 变速原理（增速）
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
行星架和太阳 轮转向相同。
3 变速原理（减速）
当齿圈固定， 太阳轮输入， 行星架输出时 为减速传动， 传动比为：
2.5~5
行星架和太阳 轮转向相同。
4 变速原理（减速）
当太阳轮固 定齿圈输入， 行星架输出时 为减速传动， 传动比为：
1.25~1.67
齿圈和行星架 转向相同。
5 变速原理（倒挡）
当行星架固定， 太阳轮输入， 齿圈输出时， 为减速传动， 传动比为：
1.5~4
太阳轮和齿圈 转向相反。
行星齿轮机构在自动变速器上的应用
➢有三个行星排，可组合出四个档位 ➢不同行星排有的元件是公用的 ➢固定元件的动作由制动器和离合器完成
液力变矩器特性
➢变矩比：是涡轮输出转矩与 泵轮输入转矩之比。 ➢转速比：是涡轮转速与泵轮 转速之比 ➢传动效率：是涡轮输出功率 与泵轮输入功率之比。
1.液力变矩器变矩比特性曲线
阻力大 转矩也 会变大
变矩比
变矩比随 着涡轮转 速的减小 而增大
2.液力变矩器传动效率曲线
低速时 随涡轮 转速增 大而增
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。
行星齿轮机构
行星 齿轮
中心 齿轮
行星 架
齿圈
组装 图
编号 C0 B0 F0 C1 C2 B1 B2 B3 F1 F2
换档执行元件名称
名
称
超速离合器
超速制动器
超速单向离合器
前进离合器
高倒档离合器
二档强制制动器
二档滑行制动器
低倒档制动器
二档滑行单向离合器
一档单向离合器
转速及旋转方向
固定件 主动件 从动件 转速 旋转方向