【正文】 動(dòng)機(jī)的飛輪上。 6. 按工作原理分類 按工作原理不同，自動(dòng)變速器分為液力自動(dòng)變速器 (AT)、機(jī)械自動(dòng)變速器 (AMT)和無級(jí)自動(dòng)變速器 (CVT)三種。 行星齒輪式自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)緊湊，能獲得較大的傳動(dòng)比，為絕大多數(shù)轎車采用。 新型轎車的自動(dòng)變速器普遍采用帶閉鎖離合器的液力變矩器。 在商用車上，大多采用 5擋和 6擋自動(dòng)變速器，一些新型轎車上也開始采用 5擋和 6擋自動(dòng)變速器。 早期的自動(dòng)變速器通常為 2個(gè)前進(jìn)擋或 3個(gè)前進(jìn)擋。 因此，通常將輸入軸和輸出軸設(shè)計(jì)成兩個(gè)軸線的方式。 前輪驅(qū)動(dòng)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)有縱置和橫置兩種。 1. 按汽車驅(qū)動(dòng)方式分類 自動(dòng)變速器按照汽車驅(qū)動(dòng)方式的不同，可分為前輪驅(qū)動(dòng)自動(dòng)變速器 (如 圖 )和后輪驅(qū)動(dòng)自變速器 (如 圖 )所示兩種。 但是，現(xiàn)代汽車普遍采用的電子控制自動(dòng)變速器，可按照最佳油耗規(guī)律控制自動(dòng)換擋，加之采用了超速擋和變矩器閉鎖控制等，從而使自動(dòng)變速器的油耗有了明顯的下降。 (4) 駕駛操縱簡單，實(shí)現(xiàn)換擋自動(dòng)化，有利于行車安全。 自動(dòng)變速器的優(yōu)點(diǎn) 相比于傳統(tǒng)的機(jī)械式手動(dòng)變速器，自動(dòng)變速器具有如下優(yōu)點(diǎn)。 一汽大眾 1998年底在國內(nèi)首家推出批量生產(chǎn)的裝用電控自動(dòng)變速器的轎車捷達(dá) AT，該車采用德國大眾 (VW)原廠生產(chǎn)的第三代 95型 01M電控 4擋自動(dòng)變速器。 電控自動(dòng)變速器可實(shí)現(xiàn)與發(fā)動(dòng)機(jī)最佳匹配，并可獲得最佳的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、安全性，達(dá)到降低發(fā)動(dòng)機(jī)排氣污染的目的。 自 1981年起，美國、日本等國家的一些汽車公司相繼開發(fā)出各種微機(jī)控制的自動(dòng)變速系統(tǒng)，如電子控制液力變矩式自動(dòng)變速器、電子控制多級(jí)齒輪變速器等等。 法國雷諾 (Renault)公司于 1968年率先在自動(dòng)變速器上使用了電子元件。 1939年美國通用汽車公司首先在其生產(chǎn)的奧茲莫比爾 (Oldsmobile)轎車上裝用了液力變矩器 ——行星齒輪組成的液力變速器，可謂之現(xiàn)代自動(dòng)變速器的雛形。 自動(dòng)變速器的采用，使汽車的駕駛變得方便，乘著舒適性大大提高。 因此，自動(dòng)變速器廣泛用于轎車、客車、大型公共汽車、越野車及重型牽引車上，尤其轎車上。 20世紀(jì) 40年代末 50年代初，出現(xiàn)了根據(jù)車速和節(jié)氣門開度自動(dòng)控制換擋的液力控制換擋自動(dòng)變速器，使自動(dòng)變速器進(jìn)入了迅速發(fā)展時(shí)期。 70年代中期，電子控制技術(shù)開始應(yīng)用于汽車變速器，日本豐田汽車公司首先研制成功了世界上第一臺(tái)電子控制變速裝置，并在 1976年實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)。 電子控制自動(dòng)變速器的真正飛躍發(fā)展是在 1982年，這一年豐田公司將微機(jī)技術(shù)應(yīng)用于電子控制變速器系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)變速器的智能控制，首先應(yīng)用于豪華型皇冠牌轎車上。 因此電子控制變速器廣泛用于轎車、客車、大型公共汽車、越野車及重型牽引車上，并且裝車率迅速提高，尤其在美、日、德等國生產(chǎn)的轎車上，采用電子控制器的比例越來越高。 神龍汽車公司亦于 1999年初展示了其裝備自動(dòng)變速器的富康 988轎車。 (1) 汽車起步平穩(wěn)，能吸收、衰減振動(dòng)與沖擊；提高乘坐的舒適性。 (5) 能以較低的車速穩(wěn)定行駛，提高車輛在壞路上的通過性。 自動(dòng)變速器類型 在自動(dòng)變速器的發(fā)展過程中出現(xiàn)了多種結(jié)構(gòu)形式。 后輪驅(qū)動(dòng)自動(dòng)變速器的變矩器和行星齒輪機(jī)構(gòu)的輸入軸及輸出軸在同一軸線上。 縱置發(fā)動(dòng)機(jī)的前輪驅(qū)動(dòng)自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)和布置與后輪驅(qū)動(dòng)自動(dòng)變速器汽車基本相同，只是在后端增加了一個(gè)差速器。 這樣的布置減少了變速器總體的軸向尺寸，但增加了變速器的高度。 這兩種自動(dòng)變速器都沒有超速擋，其最高擋為直接擋。 3. 按變矩器的類型分類 按液力變矩器的類型，自動(dòng)變速器大致可分為普通液力變矩器式、綜合液力變矩器式和帶閉鎖離合器的液力變矩器式自動(dòng)變速器三種。 當(dāng)汽車達(dá)到一定車速時(shí)，控制系統(tǒng)使閉鎖離合器接合，將液力變矩器的輸入部分和輸出部分連成一體，使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力直接傳入齒輪變速器，從而提高了傳動(dòng)效率，降低了油耗。 5. 按控制方式分類 自動(dòng)變速器按控制方式不同，可分為全液壓自動(dòng)變速器和電子控制自動(dòng)變速器兩種。 液力自動(dòng)變速器通常指含有液力變矩器的自動(dòng)變速器； 機(jī)械自動(dòng)變速器是在普通手動(dòng)機(jī)械變速器(MT)的基礎(chǔ)上增加了一套自動(dòng)換擋控制系統(tǒng)構(gòu)成； 無級(jí)自動(dòng)變速器指無級(jí)控制速比變化的變速器，它的種類很多，有機(jī)械式、流體式和電動(dòng)式等等。 它是通過工作輪葉片的相互作用，引起機(jī)械能與液體能的相互轉(zhuǎn)換來傳遞動(dòng)力，通過液體動(dòng)量矩的變化來改變轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)元件，具有無級(jí)連續(xù)改變速度與轉(zhuǎn)矩的能力。 雖然，人們熟悉的定軸式機(jī)械變速器工藝性好、成本低，但由于行星齒輪傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕，特別是其具有與液力變矩器可實(shí)現(xiàn)功率分流的長處，故目前 AT中多為行星齒輪式自動(dòng)變速器此型。 顯然，機(jī)械傳動(dòng)在 AT中屬于輔助地位，故又稱其為輔助變速器。 1) 系統(tǒng)能源 它是各個(gè)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力源，對(duì)早期的全液壓自動(dòng)控制系統(tǒng)，由油泵、調(diào)壓閥等組成； 對(duì)目前廣泛采用的電液式控制系統(tǒng)，除上述外，還需直流電源為電控提供所需能源。 過去全液壓系統(tǒng)采用的是速度調(diào)壓閥和節(jié)氣門開度調(diào)壓閥。 4) 換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu) 換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的功能是接受控制指令去具體完成擋位變換。 近年來，電子控制軟件的作用漸呈明顯優(yōu)勢(shì)，它不僅可取代原單向離合器的功能，簡化了結(jié)構(gòu)，而且逐步向智能化發(fā)展。 電子控制自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)與工作原理 電子控制自動(dòng)變速器由液力變矩器、輔助變速器與電液換擋控制系統(tǒng)三大部分組成。 液力變矩器 液力變矩器 (Hydraulic Torque Converter，HTC)，它是通過工作輪葉片的相互作用，引起機(jī)械能與液體能的相互轉(zhuǎn)換來傳遞動(dòng)力的。 液力變矩器如 圖 區(qū)別是在泵輪 P與渦輪 T之間增加了一個(gè)固定在單向離合器上的導(dǎo)輪 D。 液體回流至泵輪后，推動(dòng)其葉片的后表面，促使泵輪旋轉(zhuǎn)，故在來自發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的基礎(chǔ)上，再加上從導(dǎo)輪回流的轉(zhuǎn)矩，將合成的轉(zhuǎn)矩傳遞至渦輪，即 T P DT T T??() 式中， TP、 TT、 TD 分別為泵輪、渦輪及導(dǎo)輪上的作用轉(zhuǎn)矩。 此時(shí)，導(dǎo)輪上受到的轉(zhuǎn)矩為零，液力變矩器轉(zhuǎn)化為液力偶合器，這種不同的工作狀態(tài)稱為相，故今為二相； 而置于泵輪與導(dǎo)輪或?qū)л喤c導(dǎo)輪之間的渦輪數(shù)稱為級(jí)，工作葉輪又稱為元件。 顯然，當(dāng)渦輪不動(dòng) (nT＝ 0)時(shí)，循環(huán)流量達(dá)到最大，渦輪上轉(zhuǎn)矩也增至最大。 為了具有可比性，一般用渦輪轉(zhuǎn)速 nT與泵輪轉(zhuǎn)速 nP之比 i(稱為速比， )來代替描述 K的變化。 由于汽車經(jīng)常在大速比工況下工作，為了克服這一缺陷，故將導(dǎo)輪通過單向離合器后再與殼體相連。 λP越大，則 C越大，即傳遞相同功率時(shí)，變矩器的尺寸越小，負(fù)荷能力強(qiáng)。 3. 液力變矩器的閉鎖與滑差控制 液力變矩器的性能優(yōu)越，但最大的缺陷是效率低。 1978年克萊斯勒公司在轎車上首次成功使用了閉鎖離合器，可節(jié)油 4%到 6%，現(xiàn)在各種轎車上的液力變矩器均已推廣應(yīng)用，不僅閉鎖 范圍擴(kuò)大，有滑差控制的離合器也在興起。 離合器分離時(shí)，油從油道進(jìn)入離合器 3的右邊，而其左邊的油液經(jīng)油道泄油 [圖 (b)]。 2) 滑差控制 完全閉鎖對(duì)提高燃油經(jīng)濟(jì)性直接有效，故其閉鎖范圍在不斷擴(kuò)大；但它妨礙吸收振動(dòng)和沖擊，特別是低速時(shí)，即使二段式的減振器也很難將其衰減。 行星齒輪變速器 液力變矩器的無級(jí)變速性能雖然很好，但從經(jīng)濟(jì)性考慮它不能完全滿足車輛改變速度和變化動(dòng)力兩方面的要求，故需與齒輪傳動(dòng)串聯(lián)或并聯(lián)，以擴(kuò)大其傳動(dòng)比與高效率工作范圍。 1. 單排行星齒輪傳動(dòng)原理 行星傳動(dòng)類型很多，最簡單的是由太陽輪S、齒圈 R、行星架 C和行星架上的行星齒輪組成，如 圖 。 同時(shí)，還可以看出方程的 3個(gè)系數(shù)之和為 0，這說明單行星排具有用離合器把其中任意兩個(gè)元件閉鎖，使行星排整體轉(zhuǎn)動(dòng)的特性。 故實(shí)際行星齒輪變速器中是多個(gè)行星排的組合輪系，這時(shí)傳動(dòng)比可以通過解各個(gè)單行星排的運(yùn)動(dòng)方程及結(jié)構(gòu)的約束方程所組成的聯(lián)立方程組來得到。 通常有離合器、制動(dòng)器和單向離合器 3種執(zhí)行機(jī)構(gòu)，具有連接、固定或鎖止功能，使變速器獲得不同傳動(dòng)比，從而達(dá)到換擋的目的。 其特點(diǎn)是徑向尺寸小，接合柔和，能獲得較大的摩擦面積，所以能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，改變離合器片數(shù)的多少，即可改變所傳遞轉(zhuǎn)矩的大小。 其摩擦材料以紙基摩擦材料為主，以石棉、碳、纖維素等纖維或棉、本材、合成纖維作為母體材料，添加無機(jī)、有機(jī)的高摩擦性材料，攪拌后，浸漬酚醛類樹脂硬化而成。 離合器接合： 當(dāng)壓力油經(jīng)過油道進(jìn)入活塞缸時(shí)，油壓克服彈簧張力推動(dòng)活塞右移，將所有主、從動(dòng)件依次壓緊，即鋼片與摩擦片在摩擦力的作用下 一同旋轉(zhuǎn)，離合器接合，動(dòng)力從輸入軸經(jīng)離合器傳到輸出軸。 當(dāng)壓力油經(jīng)油道進(jìn)入活塞油腔時(shí)，單向閥的鋼球在油壓作用下封閉活塞上的排油孔，使 工作油液不能從活塞缸內(nèi)排出，這時(shí)油壓推動(dòng)活塞克服彈簧張力，使離合器接合。 富康轎車自動(dòng)變速器中已采用了這種最新的結(jié)構(gòu)。 制動(dòng)帶開口的一端支承在與變速器殼體固連的支座上，另一端與伺服裝置相連。 按結(jié)構(gòu)區(qū)分，制動(dòng)帶有單邊式和雙邊式兩種類型。高擋制動(dòng)帶一般使用有機(jī)耐磨材料防止制動(dòng)鼓過度磨損。 3) 單向離合器 單向離合器可以起到離合器與制動(dòng)器的作用，所不同的是以單向鎖止原理來實(shí)現(xiàn)固定或連接作用。 隨著電控自動(dòng)變速器的發(fā)展，采用電控軟件技術(shù)同樣可以達(dá)到換擋平順的目的。 優(yōu)點(diǎn)是齒輪種類少、加工量少、工藝性好、成本低； 以齒圈輸入、輸出，強(qiáng)度高，傳遞功率大； 無功率循環(huán)，效率高； 組成的元件轉(zhuǎn)速低，換擋平穩(wěn)。 為了提高換擋品質(zhì)，如 圖 2擋換 3擋時(shí)，釋放制動(dòng)器 B1與接合離合器 C1的交換應(yīng)及時(shí)。 為進(jìn)一步提高燃料經(jīng)濟(jì)性和降低噪聲，車輛向多擋化發(fā)展， 4擋自動(dòng)變速器已成為轎車的標(biāo)準(zhǔn)裝備。這種結(jié)構(gòu)具有尺寸小、質(zhì)量輕的特點(diǎn)。 2) 拉維娜結(jié)構(gòu) 拉維娜行星齒輪機(jī)構(gòu)是由一個(gè)單行星排與一個(gè)雙星行星排組合而成的復(fù)合式行星機(jī)構(gòu)。 3) CRCR結(jié)構(gòu) CRCR結(jié)構(gòu)是指將 2組單行星排的行星架C和齒圈 R分別組配的變速器，其特點(diǎn)是變速比大、效率高、元件軸轉(zhuǎn)速低。 更主要的是換擋時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器間進(jìn)行綜合控制，從而使其取代了單向離合器的功能，且各擋都具有發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)作用，結(jié)構(gòu)簡單。 1. 液壓系統(tǒng)的組成 在電子控制自動(dòng)變速器中，采用的是電控式液壓系統(tǒng)。 控制機(jī)構(gòu)的作用是在汽車行駛過程中接收換擋信號(hào)，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，使變速器得到不同擋位。 三種油泵在結(jié)構(gòu)上的共同點(diǎn)是：轉(zhuǎn)子與定子之間有一定的偏心距。 來自油泵的壓力油從進(jìn)油口進(jìn)入閥體并作用于活塞端面。 由此可見，主油路壓力是由調(diào)壓閥彈簧的預(yù)緊力控制的。 某些自動(dòng)變速器的主油路系統(tǒng)包括兩個(gè)調(diào)壓閥：一個(gè)是主油路調(diào)壓閥，另一個(gè)是第二調(diào)壓閥，也稱變矩器閥，用來控制變矩器的油壓。 如 圖 ，選擋操縱手柄通過連桿與手控制滑閥的一端相連。 在 AT中，換擋閥滑閥一端受離心調(diào)速器輸出油壓的作用，另一端受到節(jié)氣門閥輸出油壓和彈簧的共同作用，換擋閥的工作取決于節(jié)氣門閥和離心調(diào)速器的綜合作用。 (1) 蓄能器 蓄能器由減振活塞和彈簧組成，如 圖 示。 當(dāng)油壓增長到一定值時(shí)，液壓缸活塞下方的油壓大于活塞上方的彈簧力，使減振活塞上 升，油路中的一部分液壓油進(jìn)入蓄能器，延緩了換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)液壓缸充油時(shí)間，減小了換擋沖擊。 在換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)分離過程中，單向節(jié)流閥不起節(jié)流作用，以加快換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的泄油分離過程。 6) 液力變矩器控制裝置 若液力變矩器的油