【正文】 組成。 液力變矩器雖然能在一定范圍內(nèi)無級地改變扭矩比，但由于它存在著變扭能力與效率之間的矛盾，目前應(yīng)用的液力變矩器一般變扭系數(shù)都不夠大，難以滿足汽車使用要求，故在高級轎車上，廣泛采用的是液力變矩器與齒輪式變速器聯(lián)合組成液力機械式自動變速器。與液力變矩器配合使用的齒輪式變速器有行星齒輪式變速器和固定軸線式齒輪變速器兩種。國產(chǎn)紅旗牌高級轎車上采用的就是液力變矩器與行星齒輪式變速器聯(lián)合的液力機械式自動變速器，它由一個四元件(泵輪、渦輪、第一導(dǎo)輪與第二導(dǎo)輪)的綜合液力變矩器與可以自動換檔的兩個行星齒輪變速器所組成。（2）電子控制式自動變速器。常規(guī)的汽車自動變速器中鎖止式液力變矩器均靠液壓傳動，但隨著電子技術(shù)在汽車上的推廣應(yīng)用，采用微型電子計算機等裝置作為自動變速器的液壓控制裝置，再用某些液壓控制裝置對變速器換檔機構(gòu)進(jìn)行操縱控制，這樣不僅使換檔時間更加精確、換檔更加平穩(wěn)，而且操縱自如靈活：另一方面可以使變速檔盡量與駕駛員的意愿相結(jié)合；其次采用電子控制，通過選擇適合行駛狀態(tài)的最佳傳動比，可以提高汽車的動力性，提高乘坐的舒適性，并與發(fā)動機控制相結(jié)合，相應(yīng)提高燃油的經(jīng)濟性。電子控制式自動變速器是利用油壓回路的電磁線圈通電和斷電，來控制變速器的變速定時及變速時的過渡特性。其電子控制系統(tǒng)主要有：變速點控制、自鎖控制、變速時過渡特性控制、油壓控制、變速時鎖止控制等。在電子控制式自動變速器中，由車速傳感器和節(jié)流閥開度傳感器將車速和節(jié)流閥開度轉(zhuǎn)換成電信號后，作為電子控制裝置電控單元的輸入信號，經(jīng)變速器中的電控單元計算處理后，再適時輸出信號給電磁閥，利用這些電磁閥來控制油壓回路。顯而易見，液壓控制式自動變速器與電子控制式自動變速器的不同之處在于，利用電子技術(shù)檢測方式和對油壓的控制方式上，電子控制式自動變速器是采用傳感器來檢測車速和節(jié)流閥開度，利用電子技術(shù)對電磁閥進(jìn)行控制，從而實現(xiàn)對汽車自動變速器進(jìn)行更迅速、適時和更精確的控制。【1】第二章 自動變速箱的結(jié)構(gòu)與原理自動變速器的自動控制是依靠由動力元件、執(zhí)行機構(gòu)和控制機構(gòu)組成的液壓控制系統(tǒng)來完成的。動力元件是油泵；執(zhí)行機構(gòu)包括各離合器、制動器的各液壓缸；控制機構(gòu)包括主油路調(diào)壓閥、手動閥、換擋閥及鎖止離合器控制閥等。它們都安裝在自動變速器上。電控液力自動變速器中的液壓控制系統(tǒng)由油泵、閥體、儲能器、執(zhí)行機構(gòu)和連接管路組成，主要控制換擋執(zhí)行機構(gòu)的工作，根據(jù)汽車運行狀態(tài)將壓力油調(diào)壓后作用于液力變矩器、離合器及制動器。液力變矩器是一種液力傳動裝置，它以液體為工作介質(zhì)來進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。它的能量輸入部件稱為泵輪，以“B”表示；它和發(fā)動機的輸出軸相連，并將發(fā)動機輸出的機械能轉(zhuǎn)換為工作介質(zhì)的動能。能量輸出部件為渦輪，以“T”表示；它將液體的動能又還原為機械能輸出。 如圖21所示為液力偶合器原理圖。泵輪2固定在發(fā)動機曲軸上，為能量輸入端，渦輪4固定在輸出軸5上，為輸出端。泵輪和渦輪之間有24mm的間隙，整個偶合器充滿了液體工作介質(zhì)。發(fā)動機曲軸，2泵輪，3偶合器殼體，4渦輪，5偶合器輸出軸圖21 液力偶合器 ⑴ 發(fā)動機啟動后，曲軸1旋轉(zhuǎn)并帶動泵輪2同步旋轉(zhuǎn)。充滿在泵輪葉片間的工作液體隨著泵輪同步旋轉(zhuǎn)，這是工作液體繞傳動軸的牽連運動。 ⑵在離心慣性力的作用下，工作液體在繞傳動軸坐牽連運動的同時，它沿葉片間的通道從內(nèi)緣向外緣流動，這是流體和葉片間的相對運動，并于泵輪的外緣流入渦輪。3渦輪的運動 工作液體流入渦輪后，把從泵輪處獲得的能量（動量）傳遞給渦輪，使渦輪旋轉(zhuǎn)。從渦輪外緣（渦輪入口）流入的液體，既隨渦輪旋轉(zhuǎn)作牽連運動，又從外緣向內(nèi)緣（渦輪出口）流動，這是渦輪葉片和流體的相對運動，最后，流體經(jīng)渦輪內(nèi)緣又流回泵輪流體在偶合器（變矩器）內(nèi)的循環(huán)流動是一個相當(dāng)復(fù)雜的三維流動，流體與工作葉片間的相互作用也相當(dāng)復(fù)雜。因此，分析這類問題時，在流體力學(xué)方面作了一系列假定后，一般用一元流束理論來描述。對于專業(yè)性較強的一些描述方式和術(shù)語，不作介紹。（見圖22） 液力變矩器與液力偶合器在結(jié)構(gòu)上的最大區(qū)別就是液力變矩器比液力偶合器多加裝了一個固定的流體導(dǎo)向裝置——導(dǎo)輪。圖22所示為最簡單的液力變矩器的結(jié)構(gòu)簡圖。它由泵輪渦輪2和導(dǎo)輪3等三個基本組件組成。 當(dāng)泵輪1由發(fā)動機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)時，工作液體泵輪的外端出口b 甩出（R2即表示泵輪葉片出口在中間旋轉(zhuǎn)曲面上的半徑）而進(jìn)入渦輪，然后自渦輪的C端（R3表示渦輪葉片出口在中的旋轉(zhuǎn)曲面的半徑）流出而進(jìn)入導(dǎo)輪，再經(jīng)導(dǎo)輪a端流入端流入泵輪而形成環(huán)1圖22 變矩器結(jié)構(gòu)圖1泵輪，2渦輪，3導(dǎo)輪 渦輪轉(zhuǎn)速升高以后，由渦輪流出流體的絕對速度的方向改變，使這些流體沖擊導(dǎo)輪葉片的背部而引起了導(dǎo)輪流進(jìn)泵輪的流體的方向改變而使流體對泵輪產(chǎn)生了一個阻滯泵輪運動的力矩。要改變這種狀況，關(guān)鍵是改變導(dǎo)輪流出流體絕對速度方向的改變。1單向離合器的作用當(dāng)渦輪的轉(zhuǎn)速不高，由于渦輪出口流體力圖使導(dǎo)輪反轉(zhuǎn)（指和泵輪轉(zhuǎn)向相反），此時單向離合器反向鎖止，導(dǎo)輪被固定不動。最終使渦輪的輸出力矩大于泵輪力矩。當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速再升高，渦輪出口流體開始沖擊導(dǎo)輪葉片背部，導(dǎo)輪旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)輪出口流體的絕對速度改變，使導(dǎo)輪輸出力矩保持在偶合狀態(tài)。2鎖止離合器的作用當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值以后，它就只能工作在耦合器的工作狀態(tài)，成為一個耦合器。當(dāng)汽車處于高速輕載時，其效率必然很低。當(dāng)汽車高速輕載時，把變矩器的泵輪和渦輪直接鎖止在一起形成機械傳動，充分發(fā)揮機械傳動效率高的特點，汽車在良好路面行駛時，通過鎖止裝置把泵輪和渦輪鎖止在一起，使汽車高速行駛時的效率大為提高。液壓系統(tǒng)的動力源主要是油泵。在自動變速器中的電液控制系統(tǒng)中所用的油泵大致有三種類型。一種是齒輪泵，一種是轉(zhuǎn)子泵，第三種是葉片泵。在自動變速器中所用的齒輪泵一般是內(nèi)嚙合齒輪泵。泵主要由泵體、從動論（齒圈）、主動輪和導(dǎo)輪軸組成。由于從動論是一個齒圈且較大，而主動輪是一個較小地外齒輪，所以，在主、從動齒輪之間的空隙用一個月牙型隔板把這個容腔分為兩部分。其中一腔是進(jìn)油腔（或稱吸油腔），另一腔是壓油腔（或稱排油腔）。轉(zhuǎn)子泵實際也是內(nèi)嚙合齒輪泵系列中的一種。但它的齒型不是一般的漸開線齒輪而多用擺線，所以又稱為擺線轉(zhuǎn)子泵。它主要由一對內(nèi)嚙合的轉(zhuǎn)子組成。內(nèi)轉(zhuǎn)子為外齒輪，且為主動件；外轉(zhuǎn)子為內(nèi)齒輪，是從動件。內(nèi)轉(zhuǎn)子一般比外轉(zhuǎn)子少一個齒。內(nèi)外轉(zhuǎn)子之間是偏心安裝。內(nèi)轉(zhuǎn)子的齒廓和外轉(zhuǎn)子的齒廓是由一對共軛曲線組成，因此內(nèi)轉(zhuǎn)子上的齒廓和外轉(zhuǎn)子上的齒廓相嚙合，就形成了若干密封容腔。自動變速器葉片泵的工作原理(如圖23)和普通液壓傳動用的單作用葉片泵的工作原理一樣。這種油泵由轉(zhuǎn)子定子2和葉片3及端蓋等組成。定子具有圓柱形內(nèi)表面，定子和轉(zhuǎn)子之間有偏心距e。葉片裝在轉(zhuǎn)子槽中，并可在槽中滑動。當(dāng)轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)時，由離心力的作用，使葉片緊貼在定子內(nèi)壁，在定子、轉(zhuǎn)子、葉片和端蓋間就形成了若干個密封空間。圖23 葉片泵原理圖1 轉(zhuǎn)子 2 葉片 3 定子上述三種油泵的排量都是固定不變的，稱為定量泵。為保證自動變速器的正常工作，油泵的排量應(yīng)足夠大，以便在發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)的低速工況下也能為自動變速器各部分提供足夠大的流量和壓力的液壓油。定量泵的泵油量是隨轉(zhuǎn)速的增大而成正比的增加的。當(dāng)發(fā)動機在中高速運轉(zhuǎn)時，油泵的泵油量將大大的超過自動變速器的實際需要，此時油泵泵出的大部分液壓油將通過油壓調(diào)節(jié)閥返回油底殼。由于油泵泵油量愈大，其運轉(zhuǎn)阻力也愈大，因此這種定量泵在高轉(zhuǎn)速時，過多的泵油量使阻力增大，從而增加了發(fā)動機的負(fù)荷和油耗，造成了一定的動力損失。為了減少油泵在高速運轉(zhuǎn)時泵油量過多而引起的動力損失，目前用于汽車自動變速器的葉片泵大部分都設(shè)計成排量可變的形式（稱為變量泵或可變排量式葉片泵）。采用這種油泵的車型有福特、馬自達(dá)、大宇等轎車。這種葉片泵的定子不是固定在泵殼上，而是可以繞一個銷軸做一定的擺動，以改變轉(zhuǎn)子與定子的偏心距，從而改變油泵的排量。在油泵運轉(zhuǎn)時，定子的位置由定子側(cè)面控制腔內(nèi)來自油壓調(diào)節(jié)閥的反饋油壓來控制。當(dāng)油泵轉(zhuǎn)速過低時，泵油量較小，油壓調(diào)節(jié)閥將反饋油路關(guān)小，使反饋壓力下降，定子在回位彈簧的作用下繞銷軸向順時針方向擺動一個角度，加大了定子與轉(zhuǎn)子的偏心距油泵的排量隨之增大；當(dāng)油泵轉(zhuǎn)速增高時，泵油量增大，出油壓力隨之上升，推動油壓調(diào)節(jié)閥將反饋油路開大，使控制腔內(nèi)的反饋油壓上升，定子在反饋油壓的推動下繞銷軸向逆時針方向擺動，定子與轉(zhuǎn)子的偏心距減小，油泵的排量也隨之減小，從而降低了油泵的泵油量。手動變速器一般用外嚙合普通齒輪變速機構(gòu)，而自動變速器一般用內(nèi)嚙合的行星齒輪機構(gòu)。和普通手動變速器相比，在傳遞同樣功率的條件下，內(nèi)嚙合行星齒輪機構(gòu)可以大大減小變速機構(gòu)的尺寸和重量；并可以實現(xiàn)同向、同軸減速傳動。此外，由于采用內(nèi)嚙合傳動，變速過程中動力不間斷，加速性好，工作可靠。行星齒輪機構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 行星齒輪機構(gòu)按照齒輪排數(shù)不同。可以分為單排和多排行星齒輪機構(gòu)。 多排行星齒輪機構(gòu)一般由幾個單排行星齒輪機構(gòu)組成。 在自動變速器中一般應(yīng)用23個單排行星齒輪機構(gòu)組成一個多排行星齒輪機構(gòu)。 但單排行星齒輪機構(gòu)是分析多排行星齒輪機構(gòu)的基礎(chǔ)。 一個單排行星齒輪機構(gòu)由太陽輪行星齒輪和行星齒輪架2及環(huán)齒圈3組成。 由于行星齒輪和行星架是一個整體（以下簡稱行星架），所以，在一個行星排中只有三個基本組件：太陽輪、行星架和環(huán)齒圈。 由于單排行星輪機構(gòu)有兩個自由度，因此，它沒有固定的傳動比，不能直接用于變速傳動，也就不能傳遞功率。 所以，行星排在傳遞功率時，三組件中的一個必須被鎖止，使其它二個組件中的一個為主動件，另一個為從動件。通過這兩個組件才可能傳遞功率，也才有固定的傳動比。 一個行星排可以得到八種不同的組合方式。 內(nèi)嚙合式的行星齒輪機構(gòu)，通過對行星排基本獨立組件采取不同的約束，就可以改變傳動關(guān)系而得到不同的傳動比，使自動變速器得到不同的檔位。 對行星排各基本獨立組件進(jìn)行約束的機構(gòu)，就是換檔執(zhí)行機構(gòu)。換檔執(zhí)行機構(gòu)由離合器、制動器和單向離合器組成。 離合器是換檔執(zhí)行機構(gòu)中進(jìn)行連接的主要組件。 離合器連接輸入軸與行星齒輪機構(gòu)，把液力變矩器輸出的動力傳遞給行星齒輪機構(gòu)；或把行星排的某兩個組件連接在一起，使之成為一個整體。⑴ 直接離合器：直接離合器把輸入軸與輸出動力傳遞至雙行星排的共享太陽輪。⑵ 前進(jìn)離合器：前進(jìn)離合器C1則是輸入軸和前環(huán)齒圈之間的連接