自动变速箱与液力变矩器工作原理
自动变速箱工作原理
自动变速箱工作原理
自动变速箱是一种能够根据车辆速度和负载情况自动调节齿轮比的传动装置。
它通过一系列的离合器、齿轮组和液力变矩器组件来实现换挡操作。
变速箱的工作原理主要涉及三个关键组件:液力变矩器、行星齿轮机构和离合器。
液力变矩器是一种利用液体传递动力的装置,它可以将发动机的动力传递给变速箱,并在换挡过程中保持动力传递的平稳。
在车辆起步时,液力变矩器允许发动机的动力顺利传递到齿轮系统。
液力变矩器由涡轮叶轮和泵轮组成,当发动机转速增加时,涡轮叶轮带动传动液体,形成液体的动力传递。
液力变矩器的工作过程中还包括一个锁止离合器,该离合器可以通过控制锁止压力来将涡轮的转动与驱动轴连接。
行星齿轮机构是自动变速箱中的主要齿轮组件,它由一组并排放置的齿轮组成。
行星齿轮机构通过不同的组合方式可以实现多个齿轮比,从而调节车辆的速度和扭矩。
当需要换挡时,离合器会切断发动机的动力,同时液力变矩器会降低转速,以减小换挡时的冲击和磨损。
离合器是控制动力传递的关键组件。
在换挡过程中,离合器会切断原来的齿轮连接,同时连接新的齿轮组合。
离合器通过控制液压或电信号来调节离合器片的压力,从而实现换挡的平稳进行。
自动变速箱的工作原理是通过以上三个关键组件的协调工作来实现换挡的过程。
通过传感器和控制单元的实时监测和判断,自动变速箱可以根据驾驶条件和操作需求来自动选择合适的齿轮比,以确保车辆的动力输出和驾驶舒适性。
at自动变速箱工作原理
at自动变速箱工作原理
AT自动变速箱工作原理是通过一系列的传动元件和液压系统
来实现汽车的变速功能。
其中,关键的主要部件包括液力变矩器、行星齿轮组、离合器和液压控制系统。
下面将逐步介绍这些部件的工作原理。
液力变矩器是AT自动变速箱的核心部件之一。
它通过液体的
动能传递和转换来实现发动机与车辆之间的连接。
液力变矩器由驱动轮、驱动轴、泵轮和涡轮组成。
当发动机运转时,液力变矩器会将发动机的动力传递到涡轮,从而驱动车辆。
行星齿轮组是AT自动变速箱中的另一个重要部件。
它由太阳
齿轮、行星齿轮和环绕齿轮组成。
这些组件通过一系列的齿轮传动来实现不同的变速比。
当齿轮组合在不同方式时,可以实现不同的速度输出。
通过调整不同的齿轮组合,车辆可以在不同速度下保持理想的运行状态。
离合器是用于连接和断开发动机动力的装置。
AT自动变速箱
中的离合器由多个离合片组成。
当需要改变变速时,液压控制系统会对离合器施加压力来连接或断开离合片。
这样可以实现不同齿轮的切换,从而改变车辆的速度和动力输出。
液压控制系统是AT自动变速箱的控制中枢。
它由液压泵、液
压阀和传感器组成。
当车辆需要变速时,液压泵会产生液压力,并通过液压阀将其传递到对应的离合器和齿轮组合上。
传感器会通过监测车辆的速度、转速和负载等参数来判断何时进行变速,并向液压控制系统发送信号。
通过上述的工作原理,AT自动变速箱可以根据车辆的速度和负载条件,自动选择合适的变速比,实现平稳的加速和高效的能量传递。
变速箱图解
To 10
行星齿轮组
行星齿轮架
内齿圈
太阳轮
太阳轮
Sun gear
简称S
行星架 Carrier
简称C
内齿圈 Internal gear
简称I
齿数相互关系 太阳轮最少 内齿圈次之 行星架最多
I C
太阳轮输入 行星架固定
内齿圈输出 减速
超速
S
反向
直接档 空档
自动变速箱操纵装置 驱动离合器
制动离合器 单向离合器
变速箱温度传感器
温度越高,电阻越低。
变矩器内产生热量最多
车速传感器(VSS)
磁感应式传感器 脉冲交流电压
车速越低,输出 电压越小
To 39
25 ℃ 时 ,1420欧姆(4 轮驱动 ) 20 ℃ 时 ,1377-2220 欧姆 (2轮驱动 )
R档动力流:
电磁阀 A ON
电磁阀 B ON
C. 换档电磁阀“A”
D. 换档电磁阀“B” E. 3-2降档控制电磁阀 F.TCC PWM电磁阀
F
To 4
压力调节电磁 阀(PC)
通过改变线圈电流来改变油泵输出油压 电流越小,主油压越高
电阻3-5Ω
PCM以脉宽调制信号(PWM)
控制电流
正脉宽越大,电流越大,主油压越低
To 39
变矩器TCC电磁阀
在其它档位时,占空比 0 %,电磁阀关闭。 当车辆从3档降到2档时,PCM控制减少 电磁阀占空比 占空比的大小由车速决定 车速较低时,占空比较小。
变速箱油压手动阀位置开关(TFP) TFP共有5个 压力开关 D4、Lo、R 为常开开关 D2、D3为 常闭开关
用于感应不同阀体的通道上是否有油压
zf8at变速箱工作原理
ZF 8AT是一种8速自动变速箱,由德国ZF公司开发和生产。
它采用了先进的液力变矩器和齿轮传动技术,以实现高效、平顺的换挡和驾驶体验。
ZF 8AT的工作原理如下:
1. 液力变矩器:液力变矩器是自动变速箱的核心部件之一。
它由泵轮、涡轮和导向叶片组成。
发动机的动力通过泵轮传递给涡轮,涡轮再将动力传递给齿轮传动系统。
液力变矩器可以通过液体的流动来实现动力的传递和变速。
2. 齿轮传动系统:ZF 8AT采用了多个齿轮组合来实现8个前进挡位和一个倒挡。
齿轮传动系统由多个齿轮和离合器组成。
当需要换挡时,电控单元会根据车速、油门位置和驾驶模式等参数来控制离合器的操作,实现平稳的换挡。
3. 控制单元:ZF 8AT的工作由电控单元来控制。
电控单元通过传感器获取车辆的各种参数,如车速、油门位置、发动机转速等,并根据这些参数来判断何时进行换挡。
电控单元还可以根据驾驶模式和驾驶者的需求来调整换挡的方式和时机,以提供最佳的驾驶体验。
总的来说,ZF 8AT通过液力变矩器和齿轮传动系统的配合,实现了高效、平顺的换挡和驾驶体验。
它的工作原理基于先进的电控技术,能够根据车辆和驾驶者的需求来智能地控制换挡操作。
at自动变速箱的工作原理
at自动变速箱的工作原理AT自动变速箱是一种通过液力传动实现换挡的汽车变速器。
它的工作原理可以通过以下几个方面来解释。
AT自动变速箱内部有一套复杂的液力传动系统,主要由液力变矩器和行星齿轮装置组成。
液力变矩器是AT变速箱的核心部件,它由泵轮、涡轮和导向叶片组成。
当发动机运转时,泵轮会带动液体流动,使涡轮转动。
涡轮的转动通过液体传递到行星齿轮装置,从而驱动车辆行驶。
AT自动变速箱内部还有多个离合器和制动器,它们的开合控制着行星齿轮装置的运转。
离合器和制动器通过控制液压系统的工作来实现开合操作。
当某个离合器开启时,它将连接相应的齿轮,使车辆得以换挡。
而当制动器工作时,它会阻止相应的齿轮运动,起到固定某个齿轮的作用。
AT自动变速箱还配备了传感器和控制单元。
传感器能够感知车辆的速度、油门开度、发动机转速等参数,并将这些信息传输给控制单元。
控制单元根据传感器的信号,通过电磁阀控制液压系统的工作,从而实现换挡操作。
控制单元还可以根据不同的驾驶模式和驾驶习惯,调整换挡时机和方式,以提供更加舒适和经济的驾驶体验。
AT自动变速箱的工作原理可以总结为以下几个步骤。
首先,当驾驶员踩下油门踏板时,发动机输出动力,使液力变矩器产生液力传动效果,驱动车辆行驶。
其次,控制单元根据车速和油门开度等参数,判断是否需要换挡。
当需要换挡时,控制单元通过控制液压系统,使相应的离合器开合,切换到目标齿轮。
最后,当驾驶员踩下制动踏板或减小油门开度时,控制单元会减少液力变矩器的液力传动效果,从而减小车辆的速度。
总的来说,AT自动变速箱通过液力传动和控制单元的配合,实现了自动换挡的功能。
它能够根据驾驶条件和驾驶习惯,自动选择合适的挡位,提供舒适和经济的驾驶体验。
同时,AT自动变速箱还具有换挡平稳、响应迅速等优点,成为现代汽车中常用的变速器类型之一。
自动变速箱工作原理
自动变速箱工作原理
自动变速箱工作原理是由多个组件和传动装置组成的系统。
主要的组件包括液力变矩器、行星齿轮机构、湿式多片离合器和控制单元。
液力变矩器是自动变速箱的核心部件之一。
它由泵轮、涡轮和导轮组成。
当发动机转速增加时,泵轮会推动液体进入涡轮,并使转动的动力传递到行星齿轮机构。
同时,导轮会受到液体的反作用力,使变矩器保持平衡和稳定。
行星齿轮机构由多个行星齿轮组成,通过连接齿轮的轴和壳体的外表面来传递动力。
其中,太阳齿轮是连接到发动机输出轴的主要齿轮,在液力变矩器的作用下,太阳齿轮的转动会驱动其他齿轮旋转,并且通过轴上的离合器将动力传递到车辆的传动轴上。
湿式多片离合器位于行星齿轮机构内部,用于改变行星齿轮的传动路径和比例。
离合器由摩擦片组成,当它们接触时,可以将相邻的齿轮锁定在一起,形成不同的传动比。
通过控制离合器的接触和脱离,可以实现变速器的换挡操作。
控制单元是自动变速箱的智能核心,它通过传感器和计算机程序监控车辆的速度、转速和驾驶习惯。
基于这些信息,控制单元将发送信号给液力变矩器和离合器来控制变速箱的换挡和传动比。
总之,自动变速箱通过液力变矩器、行星齿轮机构、湿式多片
离合器和控制单元等组件的协同作用,实现了自动换挡和传输动力的功能。
这使得驾驶者可以更加轻松和舒适地驾驶车辆,同时提高了车辆的燃油经济性和操控性能。
at自动变速箱工作原理
at自动变速箱工作原理自动变速箱是现代汽车中常见的一种传动装置,它能够根据车速和发动机转速自动调整变速比,从而使车辆在不同速度下保持最佳的动力输出和燃油经济性。
那么,at自动变速箱是如何工作的呢?接下来,我们将深入探讨at自动变速箱的工作原理。
首先,at自动变速箱由液力变矩器、行星齿轮组、离合器组等部件组成。
液力变矩器是at自动变速箱的核心部件之一,它通过液体的动力传递来实现发动机和变速箱之间的连接。
当车辆起步或低速行驶时,液力变矩器能够提供较大的扭矩输出,使车辆平稳加速。
而行星齿轮组则负责实现不同挡位的换挡操作,通过多个行星齿轮的组合,实现了变速箱的多档位传动。
其次,at自动变速箱的工作原理涉及到液压控制系统。
液压控制系统通过控制液压力来实现离合器的开合和换挡操作。
当车辆需要换挡时,液压控制系统会根据车速和油门开度等参数,精确地控制离合器的工作,从而实现平稳的换挡过程。
这种液压控制系统能够根据车辆行驶状态实时调整换挡时机和方式,使得车辆在不同工况下都能够保持最佳的动力输出和燃油经济性。
此外,at自动变速箱还配备了电子控制单元(ECU),它能够通过传感器实时监测车辆的状态,并根据实时数据对液压控制系统进行精确的调节。
ECU还可以根据车辆行驶状态和驾驶员的驾驶习惯,智能地调整换挡策略,使得车辆的换挡过程更加平顺和智能化。
总的来说,at自动变速箱的工作原理是通过液力传递、行星齿轮组和液压控制系统的精密协调,实现了车辆在不同速度下的自动换挡和动力输出调节。
同时,配备的电子控制单元也为车辆提供了智能化的换挡策略,使得驾驶更加舒适和便捷。
这种智能化的传动装置,不仅提高了车辆的驾驶性能,还能够提升车辆的燃油经济性,是现代汽车技术的重要进步之一。
自动档变速箱工作原理
自动档变速箱工作原理
自动变速箱是一种更先进的车辆变速器,它利用一定的机械、液压或电子控制系统来实现变速操作,从而改变发动机输出转矩和车辆速度之间的配比关系。
其工作原理主要包括齿轮组、液力变矩器、离合器和控制系统等几个关键部分。
1. 齿轮组:自动变速箱中的齿轮组由多个齿轮组成,每个齿轮都有不同的大小和齿数,通过不同组合来实现不同的速度传递。
齿轮组通常包括行星齿轮组,它们可以提供多种变速比,使得车辆可以在不同的速度范围内运行。
2. 液力变矩器:液力变矩器是自动变速箱中的一个重要组件,它负责将发动机输出的动力传递给齿轮组。
液力变矩器利用液体在转子内部产生涡流,实现发动机转速和齿轮箱输入轴的连接,从而将传动动力传递到齿轮组。
3. 离合器:离合器在自动变速箱的工作中起到关键的作用,它用于控制动力的传递和切断。
当需要变速时,离合器会断开发动机与车辆轮胎之间的连接,同时改变齿轮组的传动比例。
离合器的工作状态是由控制系统根据车辆的加速、减速和行驶情况来调节的。
4. 控制系统:自动变速箱的控制系统是实现自动化变速的核心部分。
控制系统通过传感器监测车辆的速度、油门踏板的位置和发动机转速等信息,然后根据预设的算法和程序来调整离合器和齿轮组的工作状态,使得变速箱可以自动适应不同的驾驶需求。
通过齿轮组、液力变矩器、离合器和控制系统的协调工作,自动变速箱可以根据驾驶员的需求和车辆的行驶状况进行智能的变速操作,提供更加舒适和高效的驾驶体验。
MT、AT、AMT、DCT、CVT变速器的原理和不同
MT、AT、AMT、DCT、CVT变速器的原理和不同我们经常听到MT、AT、AMT、DCT、CVT这些变速器,每次听到总感觉自己好像了解一点,但又是一头雾水。
就如朝鲜战场美军司令麦克阿瑟所说:“开始的时候,我们以为我们什么都知道;但后来发现,事实是我们什么都不知道。
一、先对各个变速进行总结,再长篇大论一下原理。
MT——手动变速器,以齿轮啮合来传递动力改变速度,优点是价格便宜、结构简单、技术成熟、维护方便、节省燃油、有驾驶快感,缺点是操作比自动变速箱麻烦,它是我们最常见的变速器。
AT——液力自动变速器,以液体为中介传递动力外加行星齿轮改变速度,优点是发展早技术成熟、操作简单、加速平顺、故障率低,缺点是机构复杂、结构精密、质量较重、价格较贵、油耗稍高。
AMT——机械式自动变速器,简单说就是MT+控制芯片ECU,也是以齿轮啮合来传递动力改变速度,优点是比其它自动变速器结构简点,承受扭力大,缺点是换挡冲击大、驾驶体验欠佳,多用在重型卡车上。
DCT——双离合自动变速器,简单说就是MT+ECU+两个离合器,也是以齿轮啮合来传递动力改变速度,优点传动效率高、换档速度快、反应迅速、成本适中,缺点是有抖动、顿挫感。
CVT——机械式无级变速器,以钢带传递动力,优点是可以无级变速、平顺性极佳,缺点是油门响应较慢,不能承受比较大的扭矩,大功率高端车型一般不使用。
总结起来价格优势:MT>AMT>DCT>CVT>AT传动效率:MT>AMT>CVT>DCT>AT平顺性:CVT>AT>DCT>AMT>MT技术成熟度:MT>AT>AMT>CVT>DCT响应时间:MT>AMT>DCT>AT>CVT二、各个变速器的原理我们通俗的把发动机、变速箱和底盘称为汽车三大件,从中我们看出变速器的好坏很大程度上影响汽车的质量。
我们先了解一下变速器在汽车中的位置和作用,变速器的位置如图所示。
图典型的四驱车传动系统图所示的为典型的四驱车传动系统,汽车动力的传动方向为:发动机——离合器——变速器——分动器——传动轴——差速器——轮边减速器——车轮。
at自动变速箱原理
at自动变速箱原理自动变速箱(Automatic Transmission,简称AT)是一种自动控制换挡的变速器,广泛应用于汽车行业。
它可以根据车速、负载和驾驶员的需求自动调整变速器的挡位,提供更高的驾驶舒适性和性能表现。
本文将详细介绍AT自动变速箱的原理和工作机制。
一、基本组成结构AT自动变速箱由液力变矩器、齿轮组、液压控制系统、液压控制单元和传感器组成。
1.液力变矩器液力变矩器是AT自动变速箱的核心部件之一,它通过油压传递力矩,实现引擎和变速器的连接。
液力变矩器由涡轮叶轮、泵轮和导向叶轮等组成,当发动机运转时,液力变矩器通过涡轮叶轮将引擎的动力传递给传动齿轮。
2.齿轮组齿轮组包括一系列齿轮、离合器和制动器,用于不同挡位的换挡和动力传递。
通过齿轮的组合和离合器的控制,AT自动变速箱可以实现正、倒、低速和高速等不同挡位的切换。
3.液压控制系统和液压控制单元液压控制系统由液压泵、液压油路和控制阀组成,负责控制液压油的流动和压力变化。
液压控制单元通过接收传感器信号和驾驶员的操作指令,调节液压控制系统,实现换挡和变速的控制。
4.传感器组传感器组是AT自动变速箱的感知器官,它通过感应车辆行驶的状态和变化,向液压控制单元提供实时的信息。
常见的传感器有车速传感器、转速传感器和油压传感器等。
二、工作原理AT自动变速箱的工作原理可以简单分为三个阶段:液力传递、挡位切换和动力输出。
1.液力传递阶段当发动机启动后,液力变矩器开始工作,将发动机的动力传递给涡轮叶轮。
液力传递阶段可以实现发动机和变速器之间的连接,同时提供一定的扭矩放大效果,使汽车在启动和低速行驶时更加平稳。
2.挡位切换阶段在行驶过程中,根据车速、负载和驾驶员的需求,液压控制单元会根据传感器提供的信息,判断是否需要进行挡位切换。
液压控制单元会控制离合器和制动器的操作,将换挡过程分为多个阶段,实现挡位的平稳切换。
3.动力输出阶段当挡位切换完成后,齿轮组会将动力输出到车轮,驱动汽车前进。
ZF液力变矩器及动力换档变速箱电气控制原理
ZF变矩器及变速箱电气控制原理一、档位盒信号(见图1)1、A1—A4为各档位控制电磁阀换挡的信号源,即给M1—M4提供电源;2、SM(E1)为挂档操作手柄的锁闭信号,控制不能退档;3、W(A7)为瞬间换挡变换离合信号,即给E模块提供电源;4、R(A8)为档位识别信号;5、J(VP)给挂档盒提供电源;6、AS为空挡信号,在空挡时输出+24V。
二、ZF外接传感器1、1f35为涡轮转速传感器是用来控制闭锁电磁阀动作,实现液力与机械传动相互转;并跟涡轮转速控制档位盒内锁闭电磁阀动作(即控制E1信)。
当蜗杆转动时,1f35线圈内产生感应电动势并蜗杆转速成正比形成脉冲信号,其频率保持不变,通过4脚经E模块鉴频整流电路变为与频率成正比的电压,经逻辑电路控制电磁阀动作。
2、1b133为制动压力开关。
当制动压力达到2.8bar,压力开关动作G3接地,可以切断ZF 电源和档位闭锁信号E1信号。
三、前、后挂档互锁(如图1所示)当ZF钥匙打开,G9(G2)得电→28d4(28d3)得电→G50(G51)失电→11UB(11UA)失电→前后挂档盒不能同时使用。
四、ZF档位选择(如右图所示)1、前进挡前进1档M1、M3得电,前进2档M1、M2得电,前进3档M1得电。
2、后退档后退1档M4、M3得电,后退2档M4、M2得电,后退3档M4得电。
前进挡M1须得电,后退档M4须得电。
五、ZF安全保护分析(如图1所示)1、G8为ZF总报警信号接11h3报警灯;G46为点动开关按下接地;G12为ZF油压报警信号;G13为ZF油温报警信号;G36为ZF滤清器报警信号;G4为主辅驱报警信号;G47为测量小车报警信号。
其中有任意一项报警Y11都接地。
2、电路分析:G12、G13、G36 、G4、G47如有一项报警→ Y11接地→(图2)过5s11脚接地→G7给5s延时器提供电源,RE1得电→G26(Y1)接GND(低电平)→28U/A得电→1、6断开→28d1(28d2)失电→M1(M4)失电,ZF断开。
液力自动变速箱工作原理
液力自动变速箱工作原理
液力自动变速箱是一种采用液力变矩器和多个液压离合器(或湿式多盘离合器)组成的变速装置,通过控制液压系统中的液压力和流量来实现换挡和变速的功能。
液力自动变速箱的工作原理如下:
1. 液力变矩器:液力变矩器是液力自动变速箱的核心部件,它由泵轮、涡轮和导向器组成。
泵轮由引擎输出轴驱动,涡轮通过传递液力驱动输送轴,实现动力输出。
液力变矩器通过液力传递和液力增盈的原理,使变速器能够在引擎转速和车轮转速之间实现合理匹配,提供平稳的启动和加速能力。
2. 液压离合器:液力自动变速箱中的液压离合器通过控制液压力来实现换挡和变速功能。
其中常见的有湿式多盘离合器和液压控制单片离合器。
液压离合器在不同的工况下选择不同的离合器组合,通过接合或分离离合器实现换挡和变速。
3. 控制系统:液力自动变速箱的控制系统通过感知车辆和发动机的工况参数,通过电磁阀控制液压力和流量,从而控制液力自动变速箱的工作模式和换挡时机。
控制系统根据车速、油门开度、转速等参数综合判断当前工况,并根据工况需求选择合适的换挡时机和换挡模式。
总体来说,液力自动变速箱通过液压系统控制液力变矩器和液压离合器的工作,实现换挡和变速的功能,提供平稳、高效的动力输出。
液力自动变速器换挡工作原理
液力自动变速器换挡工作原理液力自动变速器,也称为AT,是一种通过液力传动和行星齿轮组合的方式来实现自动变速的装置。
它由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成。
液力自动变速器的工作原理如下:驾驶员踏下油门的位置或发动机进气歧管的真空度和汽车的行驶速度能指挥自动换挡系统工作。
当踏下油门时,油门位置传感器产生相应的电压信号输入到换挡控制阀,换挡控制阀输出相应的开关信号到相应的换挡电磁阀。
换挡电磁阀再根据控制信号打开或关闭通往行星齿轮变速器的油路,从而控制变速齿轮机构中离合器的分离与结合,改变变速齿轮机构的动力传递路线,实现变速器挡位的变换。
液力自动变速器的优点和优势液力自动变速器在我国汽车市场上得到了广泛的应用,其优势表现在以下几个方面:1.舒适性:液力自动变速器能够根据驾驶员的需求和路面状况自动调整挡位,使驾驶过程更加平稳,提高了驾驶舒适性。
2.燃油经济性:液力自动变速器能够在不同的行驶工况下选择最佳的挡位,降低油耗,提高燃油经济性。
3.适应性强:液力自动变速器结构相对简单,适应性强,能够应用于各种类型的汽车,如轿车、SUV›MPV等。
4.可靠性高:液力自动变速器采用了成熟的液力传动技术和行星齿轮组合,运行稳定,故障率低。
5.操作简便:液力自动变速器无需驾驶员手动换挡,降低了驾驶员的操作难度,提高了驾驶安全性。
液力自动变速器的保养与维护为了保证液力自动变速器的正常工作和延长其使用寿命,车主应注意以下几点:1.定期更换变速器油:液力自动变速器油(ATF)具有润滑、冷却和传递动力的作用,定期更换能够确保变速器内部部件的正常运行。
6.检查变速器油位:确保变速器油位在合适范围内,避免油位过低导致润滑不足或过高导致油压不稳定。
7.检查换挡控制系统:定期检查换挡控制系统,如油门位置传感器、换挡控制阀和换挡电磁阀等,确保其工作正常。
8.避免长时间低速行驶:长时间低速行驶会导致变速器内部热量无法及时散发,可能引发故障。
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自动变速箱自动变速箱简称AT,全称Auto Transmission,它是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成,通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。
和手动挡相比,自动变速箱在结构和使用上有很大不同。
手动挡主要通过调节不同齿轮组合来更换挡位,而自动变速箱是通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速的目的。
其中液力变扭器是自动变速箱最具特点的部件,它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成,泵轮和涡轮是一对工作组合,泵轮通过液体带动涡轮旋转,而泵轮和涡轮之间的导轮通过反作用力使泵轮和涡轮之间实现转速差并实现变速变矩功能,对驾驶者来说,您只需要以不同力度踩住踏板,变速箱就可以自动进行挡位升降。
由于液力变矩器自动变速变矩范围不够大,因此在涡轮后面再串联几排行星齿轮提高效率,液压操纵系统会随发动机工作变化自行操纵行星齿轮,从而实现自动变速变矩。
为了满足行驶过程中的多种需要(如泊车、倒车)等,自动变速箱还设有一些手动拨杆位置,像P挡(停泊)、R挡(后挡)、N挡(空档)、D挡(前进)等。
从性能上说自动变速箱的挡位越多,车在行驶过程中也就越平顺,加速性也越好,而且更加省油。
除了提供轻松惬意的驾驶感受,自动变速箱也有无法克服的缺陷。
自动变速箱的动力响应不够直接,这使它在“驾驶乐趣”方面稍显不足。
此外,由于采用液力传动,这使自动挡变速箱传递的动力有所损失。
手自一体自动变速箱手自一体变速箱的出现其实就是为了提高自动变速箱的经济性和操控性而增加的设置,让原来电脑自动决定的换挡时机重新回到驾驶员手中。
同时,如果在城市内堵车情况下,还是可以随时切换回自动挡。
手自一体自动变速箱实际上还是自动变速箱的一种,最早出现在保时捷911上,手自一体变速箱通过电控系统模拟出手动变速箱的操作。
它的出现,在操作上给予驾驶者更大的自由度,可以通过档把上的加减档或者方向盘上的换挡拨片来选择自己认为合适的挡位和换挡时机,从而大大提高了驾驶乐趣。
齿轮箱内部的离合器来完成,液力变矩器唯一与MT离合器相似的地方,也就是液力变矩器“软连接”的特性,与MT离合器的“半联动”工况相近。
液力变矩器的工作原理就像两个风扇相对,一个风扇工作,然后将另一个不工作的风扇吹动。
这个比喻可以很形象的解释液力变矩器中泵轮和涡轮之间的工作关系。
不过详细解释其工作原理,则有些复杂。
动力输出之后,带动与变矩器壳体相连的泵轮,泵轮搅动变矩器中的自动变速箱油(以下简称ATF),带动涡轮转动,ATF在壳体中是一个循环的动作,由于泵轮旋转时的离心力,ATF会在泵轮的作用下,甩向外侧,冲向前方的涡轮,再流向轴心位置,回到泵轮一侧,如此周而复始的循环,将动力传向与齿轮箱连接的涡轮。
不过只有该零部件和传动方式,只能称为液力耦合器,若想成为液力变矩器,必然要改变涡轮叶片的形状,这样一来,ATF在经过涡轮再循环回泵轮时,会与泵轮旋转方向相反,因而造成冲击,所以为了成为液力变矩器还需另一个部件:导轮。
导轮是存在于泵轮和涡轮之间的一个部件,用于调节壳体中ATF液流方向,通过单向离合器与箱体固定。
有了导轮,才有了“变矩”的灵魂所在,在泵轮与涡轮转速差较大时,动力输出的扭矩也变大了,此时的变矩器想当一个无级变速器,通过转速差来提升扭矩,此时导轮处于固定状态,用以调节ATF回流;而当转速差降低,涡轮泵轮耦合或锁止时,扭矩接近对等,无需增矩,导轮随泵轮和涡轮同向转动,避免自身搅动ATF,造成动力的损耗。
至此我们了解到了液力变矩器的最大特点——软连接,而这种动力的传输方式起到了两大功能:1、从静止到低速时的平稳起步;2、在加速过程中,较大动力输出时,起到增大扭矩的作用。
如果与MT上的离合器相比较,则需注意的是,第一条起到了并优化了MT上离合器的功能,但第二条则是离合器无法实现的。
但液力变矩器这先天“软连接”特点有一个弱点,动力不是直接输出的,在扭矩输出对等是,泵轮的转速要大于涡轮这样的话在传输动力时,ATF还在壳体中循环,浪费了动力,所以目前几乎所有液力变矩器都有一个高效节能的部件:液力变矩器锁止器。
锁止器的形式是一个多片离合器,其作用就是当变矩器处于耦合状态,无需增矩时,将泵轮和涡轮锁止,这样的话动力传递即为“硬连接”,全部的无损(或者说有微量的动力流失)的将从曲轴传递到了下一站:变速箱。
简单解释一下上图:i轴为转速比,表示涡轮与泵轮转速之比,左端泵轮转速远大于涡轮,右边相等。
起步或大脚油门时,转速比较小,泵轮比涡轮快很多,此时泵轮输出的扭矩要比涡轮输入扭矩大很多,比较有力,但传动效率较低;轻踩油门,转速比增加,变矩比降低,传动效率也相应提高,转速比为60%时,效率最高;当稳定油门,速度较为稳定是,转速比进一步上升,变矩比接近1,但此时传动效率下降;为避免动力流失,变矩器用离合器锁止,转速比骤增至1,效率也达到最高。
液力变矩器并非AT的特征液力变矩器不是AT特有,一些CVT变速器也使用了液力变矩器作为优化动力的机构;AT也不是绝对使用液力变矩器来实现软连接的,例如某些奔驰AMG车型上用的Speedshift MCT自动变速器,就用一副多片离合器代替了液力变矩器。
所以液力变矩器并不是AT最大的特点,与多组离合器/制动器协同工作的行星齿轮组,才是自动变速器的最大特点。
行星齿轮以及AT齿轮箱中的行星齿轮组在MT上,每一个档位都有一组两个常啮合齿轮副,更换档位只需要将输出轴与该档位输出齿轮的花键连接即可。
而AT中,并不是这么多的齿轮在工作,而是用一种非常独特的方式来完成变换:行星齿轮组。
我们先来看下,一个最基础的三元行星齿轮有着怎样的特性:『行星齿轮组模型』而行星齿轮的最大特性即为,在组合出不同的输入输出轮之后,齿比和输入输出的相对方向都会有变化,这种特性用作汽车变速器可是再适合不过了。
而为了增加档位,汽车上的行星齿轮升级成了齿轮组、齿轮排,再通过一系列执行器便可以完成换挡了。
AT执行器:离合器、单向离合器、制动器上面我们了解到,一组行星齿轮有着怎样的变换形式,而负责变换,以及用来输入输出的元件,就是一系列的执行器:离合器、单向离合器、制动器。
有了这些执行器,就可以将行星齿轮进行不同组合,从而配搭出不同的动力流,也有了不同的传动比。
而控制这些操作的,就是与其配套的油泵、滑阀、液压活塞,以及复杂的液压线路。
『图为老别克君威4T65E自动变速器,空挡时各个部件位置以及工作情况』『在多个执行器与行星齿轮的不同组合下,形成了不同的档位』至此,来自发动机的动力便完成了重组,将时刻变化的扭矩和转速,传递给车轮。
相比MT,便捷性提升,而内部结构和工作情况则复杂得多。
TiptronicTiptronic技术变速器由保时捷发明并在1990年第一次出现在964 Carrera 2车型上。
其实早在1969年,911就使用了一台名为Sportomatic的4速“准手自一体变速器”。
但由于当时电控技术落后,大部分车型又被替换为手动变速箱。
现在,此项技术由保时捷授权给日本AW爱信、德国ZF采埃孚以及其他车厂生产。
Tiptronic是在传统的自动变速器基础上增加了一套手动换挡模式以及电子保护程序,结构并没有很大变化,都是通过液力变矩器以及行星齿轮进行扭矩传动和挡位变换。
手动模式通过一套可以进行升降挡控制通道及相应的电子程序予以实现。
另外,电子发动机保护程序是其一大特点。
目前,Tiptronic变速箱有4速至8速五个等级,形式也有横置式以及纵置式两种。
在刚刚结束的底特律车展上,ZF宣布将研发用于前驱车的9速手自一体变速箱。
●Tiptronic特点1.实用的手动模式:首先,手动模式可以最大程度体现驾驶者的意志,按照自己的需求选择挡位。
追求激烈驾驶时可强制使用较低挡位与较高转速;在需要经济驾驶时亦可保持较低转速换挡。
其次,在遇到较陡下坡时,可将挡位维持在一挡或二挡以利用发动机本身阻力来控制车速。
2.发动机保护程序:在享受手动挡驾驶乐趣的同时电子保护程序会一直监测驾驶者的换挡动作。
Tiptronic原则上允许驾驶者在发动机红线转速以外区域进行各种操作,但当侦测到转速达到红线时变速箱会强制介入升挡以防烧毁。
若转速低至刻度起始线附近而挡位又较高时变速箱会采取降挡措施避免熄火。
由于各个车型扭矩、车身重量等差异,Tiptronic程序也会略有不同,例如奥迪的Tiptronic就不允许用一挡高转速行驶。
3.自学习功能:带有ECU控制单元的车辆都具有根据驾驶员习惯来调整自身动力输出的功能,以贴合其偏好。
同样,Tiptronic也会这么做。
它通过“模糊逻辑”控制程序和从ECU 传回的信息来学习车主的驾驶习惯调整换挡时机,使车辆更为“听话”。
带有Tiptronic技术变速箱的车型大众6速手速一体、标致/雪铁龙的4速和6速手自一体、奥迪8速手自一体、丰田5速手自一体等众多车型均使用的是Tiptronic技术变速器。
其中大众POLO、速腾、途观、斯柯达晶锐、明锐、福特蒙迪欧、宝马Mini等的6速手自一体车型全部使用的是由大众、宝马和保时捷共同研发并委托日本爱信公司制造的TF60-SN(大众、奥迪编号为09G,零件代号AQ250)前驱横置式6速Tiptronic手自一体变速器。
它具有S运动挡,其承受最大扭矩为310N·m。
标致307、408、雪铁龙世嘉、凯旋使用的是PSA集团联合雷诺与西门子合作研发的AL4横置前驱Tiptronic4速手自一体变速器,带有雪地以及运动模式,可传输最大扭矩为210N·m。
雪地模式能够以二挡起步并快速升挡避免出现车轮打滑现象。
奥迪Q5、Q7则使用一台德国ZF采埃孚8HP纵置式全时四驱Tiptronic8速手自一体变速箱。
其最大特点第一是200毫秒的换挡速度可与双离合变速器媲美;第二是可以跳过两至三个挡位直接换挡,极端状态下可从八挡跳至二挡。
7G-Tronic7G-Tronic是梅赛德斯-奔驰在2003年秋季推出的一款纵置式7速手自一体变速器,其最大承受扭矩为735N·m,匹配V6及V8汽油以及共轨柴油发动机,适用于后驱或4MATIC 四驱车型。
由于最大扭矩不及上一代5G-Tronic的1079N·m,故S600以及S65AMG V12车型没用采用这台变速器。
7G-Tronic与传统纵置式自动变速相同,使用液力变矩器以及串列行星齿轮进行扭矩传动和变速。
有别于传统变箱离合器只能在高挡进行锁定不同,7G-Tronic的锁止离合器在一挡就可投入工作,避免打滑而损失动力。
除了标准的M手动及C自动模式外还提供了S运模式。
●7G-Tronic的特点1.宽泛变矩范围及紧密尺比:7G-Tronic七个挡位尺比从4.377至0.782,比上一代5G-Tronic的3.59至0.83更为宽泛,使得百公里加速时间减少0.3秒,油耗百公里降低0.6升。