第十六章_汽车自动变速器-讲义
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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。
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。
源自文库 液力变矩器传动比
液力变矩器变矩系数
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。
第一节 概述
液力机械式自动变速器由液力传动系统、机械式齿轮变速系统、 液压操纵系统、液压或电子控制系统组成。
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。
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
行星齿轮机构
行星 齿轮
中心 齿轮
行星 架
齿圈
组装 图
周转轮系
部件定义
中心轮（太阳轮）： 1.3
系杆（转臂或行星架）： 2
分类
按自由度数
差动轮系(F=2) 行星轮系(F=1)
按构件数
2K－H型 3K－H型
周转轮系（按自由度分类）
行星轮系
差动轮系
周转轮系分类（按构件数）
2K－H型
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
三元件综合式液力变矩器的特性
运动计算
z
t
j q K
q
j
zt
ntKnq(1K )nj0
标注说明：
t－太阳轮 q－齿圈 j－行星架 K－行星排特性系数
单行星排运动分析
标注说明： t－太阳轮 q－齿圈 j－行星架
K－行星排特性系数
ntKnq(1K )nj0
太阳轮制动
齿圈输入、行星架输出
ntKnq(1K )nj0
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
液力变矩器构造
三元件综合式液力变矩器
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
精品
第十六章_汽车自动变速器
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。
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。
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；
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
概述
自动变速器的组成
由液力变矩器、齿轮变速器、液力控制系统、电 子控制系统等几部分组成。
电控液力自动变速器的基本工作原理
在手控制阀选定位置后，把各传感器的参数转变为 电信号输入电子控制单元（ECU）。在换挡点， ECU向各执行元件发出电信号，控制执行机构换挡
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
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。
单向离合器
滚柱式单向离合器的构造和 工作原理
导轮逆时针旋转时，滚柱向 外座圈和内座圈形成的楔形 槽的宽槽处滚动，滚柱与外 座圈（包括导轮）一起绕内 座圈滚动。
导轮顺时针旋转时，滚柱向 楔形槽窄槽处滚动，从而阻 止外座圈（包括导轮）的滚 动。
作用是只允许导轮单向旋转，不允许其逆转。
楔块式单向离合器的构造和工作原理
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。
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。
源自文库 液力变矩器传动比
液力变矩器变矩系数
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。
第一节 概述
液力机械式自动变速器由液力传动系统、机械式齿轮变速系统、 液压操纵系统、液压或电子控制系统组成。
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。
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
行星齿轮机构
行星 齿轮
中心 齿轮
行星 架
齿圈
组装 图
周转轮系
部件定义
中心轮（太阳轮）： 1.3
系杆（转臂或行星架）： 2
分类
按自由度数
差动轮系(F=2) 行星轮系(F=1)
按构件数
2K－H型 3K－H型
周转轮系（按自由度分类）
行星轮系
差动轮系
周转轮系分类（按构件数）
2K－H型
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
三元件综合式液力变矩器的特性
运动计算
z
t
j q K
q
j
zt
ntKnq(1K )nj0
标注说明：
t－太阳轮 q－齿圈 j－行星架 K－行星排特性系数
单行星排运动分析
标注说明： t－太阳轮 q－齿圈 j－行星架
K－行星排特性系数
ntKnq(1K )nj0
太阳轮制动
齿圈输入、行星架输出
ntKnq(1K )nj0
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
液力变矩器构造
三元件综合式液力变矩器
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
精品
第十六章_汽车自动变速器
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。
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。
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；
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
概述
自动变速器的组成
由液力变矩器、齿轮变速器、液力控制系统、电 子控制系统等几部分组成。
电控液力自动变速器的基本工作原理
在手控制阀选定位置后，把各传感器的参数转变为 电信号输入电子控制单元（ECU）。在换挡点， ECU向各执行元件发出电信号，控制执行机构换挡
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
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。
单向离合器
滚柱式单向离合器的构造和 工作原理
导轮逆时针旋转时，滚柱向 外座圈和内座圈形成的楔形 槽的宽槽处滚动，滚柱与外 座圈（包括导轮）一起绕内 座圈滚动。
导轮顺时针旋转时，滚柱向 楔形槽窄槽处滚动，从而阻 止外座圈（包括导轮）的滚 动。
作用是只允许导轮单向旋转，不允许其逆转。
楔块式单向离合器的构造和工作原理