自动变速器结构及原理

目前，轿车上广泛采用的行星齿轮机构的类型主要有辛普森式和拉维娜 两种。其作用是进一步扩大液力变矩器传递过来的转速、扭矩的变化范围， 并使自动变速器具有空挡和倒挡，用以中断动力传递和实现倒车。
拉维娜式自动变速器传动原理图
自动变速器结构及原理 Structure and Principle of Automatic Transmission
AT AMT DCT CVT MT
MT 73%
数据来源: 普华永道/博世/联合电子内部数据库
自动变速器结构及原理 Structure and Principle of Automatic Transmission
各种类型变速器的技术特点比较
AMT：1、效率最高 2、舒适性低(换档扭矩中断)
DCT：1、接近AMT效率 2、没有明显的缺点
液压控制系统工作原理图
自动变速器结构及原理 Structure and Principle of Automatic Transmission
电子控制系统
电子控制装置由传感 器、控制开关、执行器及 电子控制单元等组成。
电子控制单元根据传 感器检测所得节气门开度 、车速、油温等运转参数 ，以及各种控制开关送来 的当前状态信号，经运算 比较和分析后按设定的程 序，向各个执行器发出指 令，以操纵阀板总成中各 种控制阀的工作，从而最 终实现对自动变速器的控 制。
1-节气门位置传感器 2-液力变矩器 3-行星齿轮变速器 4-车速传感器 5-液压控制装置 6-换档阀 7-电磁阀
自动变速器结构及原理 Structure and Principle of Automatic Transmission
液力变矩器
液力变矩器位于自动变速器的最前端， 安装在发动机的飞轮上。它利用液力传动 的原理，将发动机的动力传给自动变速器 的输入轴。 ①起到自动离合器的作用，传递或不传递 发动机扭矩至变速器。 ②减速增扭。 ③实现无级变速。 ④缓和冲击。 ⑤驱动控制系统的油泵。 ⑥起到飞轮的作用，使发动机转动平稳。
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。
AMT 自动变速器
CVT
即电控机械式自动变速器（Automatic Manual Transmission ） 是在普通手动变速器的基础上，通过加装微电脑控制 的自动装置，取代原来由人工操作完成的离合器分离、 接合及变速器的选档、换档动作，实现自动换档；
即无级自动变速器（Continuously Variable Transmission ） 采用传动钢带和工作直径可变的主、从动轮相配合来 传递动力，从而实现传动比的连续改变；
自动变速器结构及原理 Structure and Principle of Automatic Transmission
AT的控制策略
换档规则
液力变矩器锁止
提高了驾驶舒 适性和操作稳 定性
精确控制主油路 油压、油温
离合器、制动器 的接合更加平稳
通过各种电磁阀
防止驾驶员的误 操作
利用诊断工具与TCU自诊断系统对话
AT的组成与功用
液力变矩 器
位于自动变速器的最前端，利用液压油将动力 传给变速器，减速增扭。
行星齿轮变 速系统
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
包括行星齿轮变速机构和换档执行机构，作用 是使行星齿轮变速器处于不同的档位，以实现 不同的传动比。
AT
液压控制 系统
包括油泵、阀体、电磁阀、蓄能器、液压管路、 油冷器及其他辅助装置等，用于实现自动变速 器的升档、降档、液力变矩器锁止离合器的分 离和锁止以及润滑油的冷却等。
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
自动变速器结构及原理 Structure and Principle of Automatic Transmission
自动变速器分类及组成
即液力自动变速器（Automatic Transmission ）
AT
由液力变矩器、行星齿轮变速系统和自动控制系统等组
成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩；
电子控制 系统
包括TCU、传感器、执行器及控制电路等，它可 根据汽车的行驶情况，按照设定的换档规律， 通过供油控制变速器自动换档。
自动变速器结构及原理 Structure and Principle of Automatic Transmission
AT的自动换档原理
自动变速器通过传感器和节气门开度监测汽车和发动机的运行状态， 接受驾驶员的指令，并将所获得的信息转换成电信号输入到电子控制单 元。电子控制单元根据这些信号，通过电磁阀控制液压控制装置的换档 阀，实现自动换档。下图所示即为电控液力自动变速器的工作过程示意 图。
自动变速器结构及原理 Structure and Principle of Automatic Transmission
AT 变速器的结构及组成
行星齿轮系
油泵
液力变矩器
阀体 离合器
差速器总成
自动变速器结构及原理 Structure and Principle of Automatic Transmission
AT
CVT
DCT
自动变速器结构及原理 Structure and Principle of Automatic Transmission
自动变速器的功用
变速器的功用
改变传动比，从而 改变转矩和转速
切换前进和后退 中断动力传递
起步装置 变速机构 最终减速机构 前进后退切换机构 空档切换机构
自动变速器
❖ 2.1 AT 液力自动变速器 ❖ 2.2 AMT 电控机械式自动变速器 ❖ 2.3 CVT 无级自动变速器 ❖ 2.4 DCT 双离合器自动变速器
自动变速器结构及原理 Structure and Principle of Automatic Transmission
2.1 液力自动变速器
AT
液力自动变速器（Automatic Transmission ）
能快速查找和排 除故障
变速箱电控单元 发动机电控单元
驾驶员的驾驶 风格
车辆的载荷
程序选择器选 择的程序
通过减小点火提前角 降低发动机扭矩
自动变速器结构及原理 Structure and Principle of Automatic Transmission
自动变速器结构及原理 Structure and Principle of Automatic Transmission
液压控制系统
自动变速器的自动控制是靠液压控制系统来完成的，液压控制系统由 动力源、执行机构和控制机构三个部分组成。
动力源是由液力变矩器泵轮驱动的油泵，它除了向控制机构、执行机构 供给压力油以实现换挡外，还给液力变矩器提供冷却补偿油，向行星齿轮变 速器供给润滑油。
执行机构包括各离合器、制动器和液压缸。 控制机构大体包括主油路系统、换挡信号系统、换挡阀系统和缓冲安全 系统。
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
提高车辆行驶的安全性 、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%
CVT：1、舒适性高(无级) 2、高风险和高成本
6AT：1、完全的低成本和低风险 2、效率最低
资料来源：哈尔滨亿立汽车技术发展有限公司MLC-AMT自动变速器产品介绍
自动变速器结构及原理 Structure and Principle of Automatic Transmission
二、自动变速器结构与原理
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。
液力变矩器原理图
自动变速器结构及原理 Structure and Principle of Automatic Transmission
涡轮
导轮
泵轮
工作过程：发动机带动泵轮旋转，油 液获得动能，在离心力作用下，高速 的油液从泵轮叶片冲出，射向涡轮( 输出轴)的叶片，使涡轮旋转，液流 从涡轮叶片下部流出，动能减少，流 出的油液经导轮改变流向后，重新进 入泵轮再次获得动能，如此不断循环 涡轮 流动，完成能量传递，使从动件获得 转矩和速度。