案例四项目二自动为变速器液力变矩器功用结构和工作原理.docx
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案例四项目二自动为变速器液力变矩器功用结构和工作原理
汽车底盘电控技术课程（理论）教学任务书
课程管理系（部）：
机电工程教研室：
汽车检测任课教师：
邓家林
班级
授课日期
授课地点
课时
汽电1201
4
汽检1203
课题
案例一、汽车自动为变速器系统故障诊断及排除
项目二：
汽车自动变速器结构与原理
（一）
教学目标
1）了解自动变速器的功能及结构；
2）了解变速器识别编码及型号的表示方法；
3）识别自动变速器的类型；
4）熟悉维修手册的使用方法；
5）学会对开汽车自动变速系统进行检测；
6）学会汽车自动变速器系统的诊断流程。
教学任务
一、组织教学
考勤
二、导入：
提问?
?
三、教学内容：
一）自动变速器结构组成；
1.汽车自动变速器结构类型
2.汽车自动变速器结构组成
二）自动变速器液力变矩器工作原理；
1.汽车自动变速器液力偶合器
2.汽车自动变速器液力变矩器
三）自动变速器锁止离合器工作原理；
1.自动变速器液力偶合器
2.自动变速器液力变矩器
考核内容与评价标准
一、考勤；
二、提问：
抽5%；
试题？
？
注：
1、教师每次课需携带教学任务书；
2、教学任务书交教研室存档，系部检查，教务处抽查。
汽车底盘电控技术课程（实践）教学任务书
课程管理系（部）：
机电工程教研室：
汽车检测任课教师：
邓家林
班级
授课日期
授课地点
课时
汽电1201
4
汽检1203
课题
实训四：
汽车自动变速器拆装,离合器故障分析诊断
教学目标
1）熟悉维修手册的使用方法；
2）学会对维修中零件的订购、资料查查询；
3）学会自动变速器用油知识。
5）培养学生相互沟通能力；
6）培养学生团队协作的能力；
7）培养学生的思维修能力；
教学任务
一、组织教学
考勤
二、导入：
提问?
?
三、教学内容：
1.练习查询三大车系的汽车维修手册；
2.借助汽车维修手册，掌握汽车防抱死制动系统出现的常见故障现象及分析其原因，并且可以进行一定程度的检修操作；
3.使用汽车万用表检测防抱死制动系统的电控元件性能及电路状况；
4.使用汽车示波器检测防抱死制动系统的电控元件性能及分析波形；
5.使用解码仪诊断制动防抱死系统的常见故障及排除
考核内容与评价标准
一、考勤；
二、完成学习工单
注：
1、教师每次课需携带教学任务书；
2、教学任务书交教研室存档，系部检查，教务处抽查。
备课纸
2013年级汽电1201/检举1203班1周星期P
课题
项目二：
汽车自动变速器结构与原理
（一）
课时
4节
教学目的
1）了解自动变速器的功能及结构；
2）了解变速器识别编码及型号的表示方法；
3）识别自动变速器的类型；
4）熟悉维修手册的使用方法；
5）学会对开汽车自动变速系统进行检测；
6）学会汽车自动变速器系统的诊断流程。
重点
汽车ABS系统故障诊断方法
难点
学会汽车ABS系统的诊断流程
教学方法
1、课堂讨论
2、现场示范
3、小结讲评
课型
理实一体
作业
教后附记
课时分配
教学方法
教学内容
组织教学
3分钟
课前思考
5分钟
组织教学：
考勤
课程导入：
提问：
讲述你所知道现在车上汽车制动系统的技术？
教学内容：
项目二：
汽车自动变速器结构与原理
（一）
●汽车自动变速器结构类型
一、自动变速器结构类型
1、自动变速器换档手柄的使用
换档手柄一般设有P停车档、N空档、D前进档、R倒档、S和L前进低档和O/D超速档开关，有的自动变速器换档手柄设有P、R、N、OD、3、2、1档。
其中OD档为超速档，3、2、1档为低速档，自动变速器换档手柄的位置与自动变速器本身所处的档位是不同的。
换档手柄只能改变自动变速器阀体总成中手动阀的位置，而自动变速器本身的档位则由换档执行机构的动作决定，换档执行机构又由电子控制单元（ECU）根据车速、节气门开度等信号控制进行工作。
换挡操纵手柄通常有4~7个位置
P位：
停车位
R位：
倒挡位
N位：
空挡位
D（D4）位：
前进位
3（D3）位：
高速发动机制动挡
2（S或闭锁挡）位：
中速发动机制动挡
L位（1位或闭锁挡）：
低速发动机制动挡
1）换档手柄在不同位置的功能
（1）P停车档
自动变速器停车档位于换档手柄的前方，当换档手柄处在P档位置时，自动变速器的停车锁定机构将变速器的输出轴锁住，使驱动轮不能转动，可防止车辆移动，这时换档执行机构使变速器处在空档状态。
当换档手柄置入其他档位时，停车锁定机构被解除锁定。
（2）R倒档
自动变速器换档手柄在R位置时，自动变速器处在倒档，这时液压系统倒档油路被接通，驱动轮反转，实现倒档行驶。
（3）N空档
换档手柄处于N档位置时，换档执行机构的动作和停车档相同，自动变速器行星齿轮机构空转，处于空档状态。
这时，发动机的动力经输入轴传入自动变速器，只能使各齿轮空转，输出轴没有动力输出。
发动机只有在换档手柄处位于P档或N档位置时，汽车才能起动。
该功能依靠空档起动开关来实现，目的是为了为起动时变速器不挂入前进或倒档中，保证安全。
（4）D前进档
当换档手柄处于D档位置时，液压系统根据节气门位置信号和车速信号等自动接通相应的前进档油路，行星齿轮机构在换档执行机构的控制下得到相应的传动比。
车辆在行驶过程中，随着负载和车速的变化，在前进档中自动升降档，实现自动变速。
换档手柄在该档位置时，4前进档的自动变速器可以实现4个不同传动比的档位，即1、2、3档和超速档。
其中，1档传动比最大；2档次之；3档为直接档，传动比为1；超速档传动比小于1。
（5）2档
当自动变速器换档手柄处在2档位置时，液压系统只能接通前进档中的1、2档油路，自动变速器只能在这两个档位间自动换档，不能升入更高的档位。
其中2档为发动机制动档，使汽车获得发动机的制动效果。
（6）1档
当换档手柄处在1档位置时，车辆只能在该档位行驶而无法升入高档。
1档为低速时发动机制动档，这时发动机的制动作用更强，该档一般多用于山区行驶、爬陡坡或下坡时，能有效地利用发动机的制动作用来稳定车速，以确保行驶安全。
（7）S和L前进低档
有些自动变速器换档位置设有S和L档位。
换档手柄在S档位置时，自动变速器只在1、2、3档之间自动变换；当换档手柄在L档位置时，自动变速器只能在1档或只能在1、2档之间变换。
有些车型，自动变速器标有OD、3、2、1档位，其中OD为超速档。
当换档手柄在OD档位置时，自动变速器可在1～4档之间自动变换；当换档手柄在3档位置时，自动变速器可在1～3档之间自动变换；当换档手柄在2档位置时，自动变速器可在1档与2档之间自动变换；换档手柄在1档位置时，自动变速器只能以1档工作。
2）OD超速档开关的使用
0D超速档开关用来控制自动变速器的超速档，它一般安装在换档手柄或仪表板上。
对于具有4个前进档的自动变速器来说，其4档通常是传动比小于1的超速档。
当把OD开关打开后，如果换档手柄在D档位，自动变速器随车速的提高而升档时，最高可升到4档，即超速档；当OD开关处在OFF位置时，自动变速器最高只能升到3档。
OD开关处在OFF位置时，表示OD开关关闭，超速档控制开关被断开，仪表板上的“ODOFF”指示灯随之亮起，表示已经限制超速档的使用。
2、汽车自动变速器分类
汽车自动变速器常见的有四种型式：
分别是液力自动变速器（AT）、机械式无级变速器（CVT）、电控机械式自动变速器（AMT）、双离合自动变速器（DualClutchTransmission--DCT）。
轿车普遍使用的是AT，AT几乎成为自动变速器的代名词。
二、自动变速器结构组成
AT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。
其中液力变扭器是AT最重要的部件，它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成，兼有传递扭矩和离合的作用。
1、液力变矩器
2、行星齿轮机构
3、液压操纵系统
●液力变矩器工作原理
一、汽车自动变速器液力偶合器
液力耦合器又称液力联轴器，是一种用来将动力源（通常是发动机或电机）与工作机连接起来传递旋转动力的机械装置。
曾应用于汽车中的自动变速器，在海事和重工业中也有着广泛的应用。
一）液力偶合器的组成
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。
在泵轮与涡轮上，均径向焊接带有一定弯度的叶片，用来传递动力。
泵轮与涡轮叶片内圆有导流环，装合后构成循环圆，可促进油液循环。
二）液力偶合器工作原理
（1）“涡流”的产生
当泵轮随飞轮转动时，由于离心力的作用，液体沿泵轮叶片间的通道向外缘流动，外缘油压高于内缘油压，油液从泵轮外缘冲向涡轮外缘，又从涡轮内缘流入泵轮内缘，可见在轴向断面（循环圆）内，液体流动形成循环流，称为“涡流”。
（2）环流的产生
因涡流的产生，液体冲向涡轮使两轮间产生牵连运动，涡轮产生绕轴
旋转的扭矩。
可见，循环圆内的液体绕轴旋转形成“环流”。
上述两种油流的合成，形成一条首尾相接的螺旋流。
只有当涡轮的扭矩
大于汽车的行驶阻力矩时，汽车才能行驶。
三）液力偶合器工作特性：
涡轮的扭矩（Mw）和泵轮的扭矩（Mb）的关系式为：
Mw≤Mb
液力耦合器的传动效率η=Nw/Nв=Mwnw/Mвnв,
η=nw/nв=i（Mв=Mw）
当i=1时η=100%,但最高效率只可达97%左右。
四）液力偶合器的缺点：
液力偶合器不能使输出扭矩增大，只起液力联轴离合器的作用。
因此，汽车上很少采用。
它不能使发动机与传动系彻底分离，为解决换挡问题，在液力偶合器和机械变速器之间还需安装一个换挡用变速器，从而加了传动系重量及纵向尺寸，所以换用液力变矩器。
二、自动变速器液力变矩器
液力变矩器位于自动变速器的最前端，连接在发动机的飞轮上，其作用与采用手动变速器的汽车中的离合器相似。
它利用油液循环流动过程中动能的变化将发动机的动力传递自动变速器的输入轴，并能根据汽车行驶阻力的变化，在一定范围内自动地、无级地改变传动比和扭矩比，具有一定的减速增扭功能。
一）变矩器安装的位置识别
自动变速驱动桥
自动变速器
二）液力变矩器的组成
主要由泵轮（b）、涡轮（w）、导轮（d）组成。
在液力偶合器的基础上，增设导轮。
导轮介于泵轮和涡轮之间，通过单向离合器，单向固定在输出轴上。
（可顺转，不能逆转）
泵轮与壳连成一体为主动元件；
壳体做成两半，用螺栓连接，壳外有起动齿圈
涡轮悬浮在变矩器内与从动轴相连；
导轮悬浮在泵轮与涡轮之间，通过单向离合器及导轮固定套固定在变速器外壳上，单向离合器使导轮可以顺时针方向转动，而不能逆时针方向转动。
1、泵轮
泵轮在变矩器壳体内，许多曲面叶片径向安装在内。
在叶片的内缘上安
装有导环，提供一通道使ATF流动畅通。
变矩器通过驱动端盖与曲轴连接。
当发动机运转时，将带动泵轮一同旋转，泵轮内的ATF依靠离心力向外冲出。
发动机转速升高时泵轮产生的离心力亦随着升高，由泵轮向外喷射的ATF的速度也随着升高。
2、涡轮
涡轮同样也是有许多曲面叶片的圆盘，其叶片的曲线方向不同于泵轮
的叶片。
涡轮通过花键与变速器的输入轴相啮合，涡轮的叶片与泵轮的叶
片相对而设，互间保持非常小的间隙。
3、导轮
导轮是有叶片的小圆盘，位于泵轮和涡轮之间。
它安装于导轮轴上，通过单向离合器固定于变速器壳体上。
导轮上的单向离合器可以锁住导轮以防止反向转动。
这样，导轮根据工作液冲击叶片的方向进行旋转或锁住。
导轮的作用是：
在汽车起步和低速行驶时，增大变速器输入的扭矩。
三）液力变矩器中三个元件的功用：
泵轮：
将发动机的机械能转变为自动变速器油的动能；
涡轮：
将自动变速器油的动能转变为涡轮轴上的机械能；
导轮：
改变自动变速器油的流动方向，从而达到增矩的作用。
除此以外还有两个很重要的元件，导轮、单向离合器和锁止离合器
四）液力变矩器的工作原理
液力变矩器涡流与环流
1、增矩过程：
MW=MB+MD,偶合点：
MW=MB
2、减矩过程：
MT=MP-MS（导轮不转）
MT=MP（加装单向离合器后，导轮转动）
五）液力变矩器的工作特性
定义：
当发动机的转速和转矩一定，泵轮的转速和转矩也一定时，涡轮与泵轮之间的转矩比、转速比、和传动效率三者的变化规律。
转矩比=涡轮输出转矩/泵轮输出转矩
转速比=涡轮转速/泵轮转速
传动比=输入轴转速/输出轴转速
六）液力变矩器的工作特性分析
分析：
变矩器工作时，作用在涡轮上的扭矩（Mw）不仅有泵轮施加给涡轮的扭矩（Mb），还有导轮的反作用力矩（Md），即：
Mw＝Mb+Md。
a.当nw=0.85nb时，此时nb＞nw，油液速度Vc流向导轮的正面，Md>0，Mw＝Mb+Md，可见Mw>Mb，起变扭作用。
b．当nw=0.85nb时，油液速度Vc与导轮叶片相切，Md=0，Mw=Mb，为偶合器（液力联轴器）。
此转速称为“偶合工作点”。
c．当nw≈nb时，油液速度Vc流向导轮的背面，Md为负值，导轮欲随泵轮同向旋转，导轮对油液的反作用力冲向泵轮正面，故Mw=Mb-Md。
d.当nw=nb时，循环圆内的液体停止流动，停止扭矩的传递。
故nw的增大是有限度的，它与nb的比值不可能达到1，一般小于0.9。
为提高传动效率，需设锁止离合器。
●锁止离合器工作原理
一、锁止离合器结构类型
变矩器的锁止离合器与外壳相连，也就是与泵轮相接，而锁止离合器片与涡轮相接，带锁止离合器的液力变矩器的活塞在油压的作用下，可以将多片式锁止离合器的盘与摩擦片压紧成为一体，这就使涡轮与泵轮连接成—体，此时液力传动变为离合器传动，相当于为刚性连接，这样提高了传动效率，接近100%。
同时还避免变矩器的油温升高。
二、锁止离合器工作原理
1、锁止离合器分离状态
一般情况下，液力变矩器锁止离合器处于分离状态。
2、锁止离合器接合状态
带锁止离合器的液力变矩器既利用的了液力变矩器在涡轮转速较低时具有的增扭特性，又利用了液力偶合器在涡轮转速较高时所具有的高传动效率的特性。
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