自动变速器教案Word文档格式.doc
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教
学
目
的
理
论
知
识
自动变速器的组成、类型及特点
课时
2
技
能
操
作
自动变速器总体认识
教学重点
理论
自动变速器的组成、类型及特点
实操
自动变速器总体认识
材料、工具、仪器、设备的名称及数量，教具
自动变速器总成
教学组织
理－实一体化
备注
主讲教师
冯长发
辅导教师
教 学 过 程
教 学内容与进程
教学方法的
运用与说明
实习准备（90min）
1、点名，人员分组
2、实习注意事项
3、工具清点
4、清洁
一、自动变速器的组成、类型及特点（25min）
自动变速器是指能够根据发动机工况及汽车运行速度自动选档和换档的变速器。
它由液力变矩器及机械变速系统组合而成。
（一）自动变速器的类型
1．按齿轮变速机构分类
自动变速器按齿轮变速机构可分为平行轴式和行星齿轮式两种。
1）平行轴式
2）行星齿轮式
2．按传动比变化是否连续分类、
1）有级式自动变速器2）无级式自动变速器
3．按控制方式分类
自动变速器按控制方式可分为液力控制自动变速器和电子控制液力自动变速器。
1）液力控制自动变速器
液力控制自动变速器的工作过程以节气门开度和车速变化作为依据，按照设定的换档规律操纵阀板中各控制阀的动作，通过换档执行元件实现自动换档。
2）电子控制液力自动变速器
电子控制液力自动变速器的工作过程是：
有关传感器将节气门开度、发动自动变速器采用普通齿轮啮合传动，通过换档离合器改变不同齿轮的搭配，实现上信号，按照设定的换档规律曲线向电磁阀发出控制指令，电磁阀动作产生液压控制信号，从而操纵阀板中的控制阀动作，通过换档执行元件实现自动换档。
电子控制液力自动变速器将电子控制技术与液力自动变速器结合，从而使变速器的控制更精确，换档动作更迅速。
教学内容与进
教学过程的运用与说明
（二）自动变速器的组成：
（35min）
1．液力变矩器
液力变矩器安装在发动机飞轮上，是自动变速器的输入端。
液力变矩器的作用是传递动力和改变转矩，它以工作液的动能变化来传递动力。
2．行星齿轮变速机构
行星齿轮变速机构由行星齿轮机构和换档执行元件两部分组成。
行星齿轮机构由2—3排行星齿轮形成2－5种传动比。
换档执行元件实现传动比的变化，即自动换档动作。
3.液压控制系统
4．电子控制系统由传感器、电控单元和执行元件3部分组成。
传感器收集各种数据，并将其转变为电信号传送到电控单元，电控单元将数据处理后与设定的换档规律进行比较，向执行元件发出指令，以确定正确的换档正时和锁止正时。
5．冷却、滤油装置
变速器油在传力和控制过程中，因冲击和摩擦产生的热量使油温升高，从而会降低传动效率。
因此，必须使变速器油通过冷却油路和冷却器进行冷却，以保持正常的工作温度（80—90℃）。
自动变速器在工作过程中因摩擦产生的金属屑须由滤油器及时地过滤掉，以保持变速器油的清洁。
（三）自动变速器的特点
（1）操纵简单，减轻了驾驶员的劳动强度，行驶安全性得到了提高。
（2）行驶平稳，通过性好。
由于在起步和换档过程中无冲击，使车辆平稳舒适；
汽车在不良路面行驶时，自动变速器能根据车速自动改变牵引力的大小，使车辆以最低稳定车速行驶，从而提高了通过性。
（3）延长了汽车使用寿命。
液力传动具有缓冲和防止传动系过载的作用，在汽车起步、换档和制动时能有效地衰减振动和冲击，提高发动机和传动系零部件的寿命。
（4）生产效率高。
自动变速器能实现无间隔换档，保证汽车良好的动力性，从而提高了生产率。
存在传动效率低、结构复杂、生产成本高等缺点。
（三）自动变速器总体认识 （45min）
课后思考与课外作业：
自动变速器的类型与组成
课题分析与总结：
自动变速器的类型与组成
06年4月10日第8周
2
液力变矩器
6
液力变矩器的结构与工作原理
液力变矩器结构认识与维护
4
液力变矩器的结构
液力变矩器结构与维护
液力变矩器总成．维修工具
理实一体化
冯长发
复习：
自动变速器的类型与组成（10min）
三、液力变矩器 （45min）
结构由壳体、泵轮、涡轮3个元件组成。
泵轮和涡轮为工作轮，呈盆形，内部排列有许多沿径向分布的辐射状叶片。
工作轮用铝合金精密制造，或用薄钢板冲压焊接而成。
泵轮与壳体焊接在一起，与发动机飞轮连接，为液力偶合器的主动部分；
涡轮与变速器输入轴相连，为液力偶合器的从动部分。
泵轮和涡轮对置安装，涡轮在前，泵轮在后，两者之间留有3－4mm的间隙，其内部形成的环状空间充满变液力变矩器的泵轮和涡轮之间加入了一个导轮。
这样，液力变矩器具有3个工作轮。
3个工作轮上的叶片是弯曲的，呈一定的角度沿径向倾斜排列。
泵轮与变矩器壳体连成一体，壳体用螺栓连接在发动机曲轴后端的飞轮或凸缘上。
壳体作成两半，重型载货车或工程机械的变矩器外壳采用螺栓连接的可拆式，轿车的变矩器外壳采用焊接而成的不可拆式。
涡轮用花键与变速器输入轴相连，导轮用单向离合器支撑在导轮轴套上，导轮轴套与变速器壳体连接。
三个工作轮装配后形成断面为循环圆的环状体。
2．液力变矩器的工作原理 （45min）
液力变矩器除了具有液力偶合器的传递力矩的作用外，还具有改变力矩的作用。
泵轮转动时，变速器油在离心力作用下甩向涡轮，驱动涡轮同向旋转，此时作用在涡轮上的力矩等于泵轮力矩；
变速器油在从涡轮向泵轮回流过程中流经导轮。
假设导轮固定不动，回流的变速器油给导轮作用一个冲击力矩，导轮则通过变速器油又给涡轮一个反作用力矩。
这样，通过涡轮输出的力矩就等于泵轮力矩与导轮反作用力矩之和，液力变矩器增大了输出力矩。
液力变矩器的输出力矩与输人力矩的比值称为液力变矩器的变矩系数。
液力变矩器的变矩作用随涡轮转速的改变而发生变化：
涡轮转速为零时，变矩器的输出力矩最大，变矩系数为2．6左右，此状态称为液力变矩器的失速点；
涡轮转速逐渐增大，液力变矩器输出力矩逐渐减小，足值逐渐减小；
涡轮转速达到一定值时，从涡轮回流的变速器油的流动方向与导轮叶片夹角为零，直接转向导轮出口流向泵轮，液力变矩器变为液力偶合器，变矩系数1，此状态称为液力变矩器的偶合点；
当涡轮转速进一步升高，回流的变速器油冲击导轮叶片背面，液力变矩器输出力矩小于输入力矩，变矩系数＜1当涡轮转速等于泵轮转速时，变速器油的环流运动消失，变矩器无法传力，传动效率＝0。
教学内容与进程
由于液力变矩器变矩系数＜1和传动效率＝0这两种情况在汽车的运行过程中是不允许出现的。
为此，在导轮上加装了单向离合器。
在液力变矩器变矩工作区域时，单向离合器锁止；
在＝1偶合点后的偶合工作区域时，单向离合器打滑，以保证传动效率。
（三）带锁止离合器的液力变矩器（45min）
由于液力传动的固有特性，泵轮和涡轮之间存在有滑转现象，液力变矩器的传动效率总是小于1，正常为95％。
为了提高液力变矩器在高传动比下的传动效率，目前汽车上装用的液力变矩器大多数为带有锁止离合器的液力变矩器。
锁止离合器的主动部分与变矩器壳体相连，从动部分与涡轮相连。
当压力油推动活塞右移，锁止离合器的主、从动部分接合，泵轮与涡轮就成为刚性连接，液力变矩器变为机械传动，传动效率q＝1；
当压力油撤除后，离合器分离，液力变矩器恢复正常工作。
锁止离合器的接合与分离受电控单元的控制。
液力变矩器实物及安装位置观察 （125min）
液力变矩器构造与作用
液力变矩器构造
06年5月11日第8周
3
液力变矩器锁止离合器
液力变矩器锁止离合器
液力变矩器锁止离合器
液力变矩器的维护
液力变矩器锁止离合器
液力变矩器的维护
液力变矩器总成．维修工具
液力变矩器构造与作用（15min）
变矩器锁止离合器的作用条件（45min）
早期的液控自动变速器的变矩器也配置锁止离合器，但它是一种简单离心式的锁止离合器，离合器组件的内孔花键和涡轮轴相连，离合器组件的外边缘有若干离合器蹄铁，每块蹄铁表面都有摩擦材料的衬片，随着涡轮转速和离心力的增大，离合器蹄铁向外甩动并与变矩器壳体的内圆表面接触。
这样，来自发动机的一部分动力通过外壳一摩擦蹄铁一离合器组件传递给涡轮轴，当涡轮转速很高时，离合器完全锁止，液力偶合不起作用，成了直接的机械传动。
早期离心式的锁止离合器传递了一个信息，即锁止离合器应该在汽车高速状态起到锁止作用。
涡轮转速愈高，锁止效果愈好。
上述液力控制式锁止离合器的出现，可以彻底解决离心式离合器存在的锁止效果完全依赖涡轮转速的问题。
同时还要解决在车轮制动器作用时，发动机扭矩会骤然增大，将会引起压盘摩擦材料和壳体内端面严重打滑的现象。
频繁发生打滑，严重影响锁止离合器的使用寿命，油温上升，磨粒的增加也会影响自动变速器液压油的使用。
因此，当车轮制动器作用时，处于锁止状态的离合器必须迅速释放。
锁止离合器还需解决和发动机水温相关的问题，原本锁止离合器和发动机水温并没有直接联系，但在前面部分已提到两个问题：
首先变矩器内的液体需要体外循环，并且要经过设置在散热器上的油冷却器，液体的热量很大部分靠散热器中循环水带走，变矩器中的油温直接和发动机水温相关联；
第二，当变矩器锁止离合器作用时，液力偶合作用失效，叶轮间的介质“剪切”不存在，油温迅速下降，从而引起发动机水温下降，过低的水温会影响发动机的正常使用，因此锁止离合器作用前，控制发动机的水温是必要的。
变矩器锁止离合器上述的作用条件，只有在电控自动变速器上，通过电子传感器的控制方式才能够实现。
尽管锁止离合器的作用条件，在各种轿车上有所不同，但下列的几点基本上；
都在执行：
①汽车处在高速（50km／h）或者位于3档以上的档位；
②汽车的车轮制动器处于非作用状态；
③发动机的水温不低于规定值，通常为50－600C；
④发动机的节气门开度不处于怠速状态，位置传感器必须有最小的电压输出。
变矩器内部设置了锁止离合器后，在扩大了功能的同时，故障率也相应增加，提高了维修费用。
变矩器是不可拆装的总成，通常采用总成更换的方法也必须予以改进。
目前在国外已开展对变矩器维修采用切割焊缝一维修保养一重新焊接一动平衡的维修方法，这样可以降低用户的维修费用。
（四）液力变矩器的检修（理论25min，实操55min）
目前汽车上装用的液力变矩器均为焊装式结构，只能进行清洗和检查。
1．液力变矩器的清洗
向液力变矩器内注入挥发性好的清洗剂，如汽油等，然后用手摇动变矩器；
或者用变速器
输入轴插入涡轮搅动进行清洗。
反复清洗几次，将清洗剂排出。
最后向变矩器内通人压缩空
气，使其内部清洁。
2．液力变矩器的检查
（1）液力变矩器外壳应无变形和裂纹，轴套应无磨损，驱动油泵的缺口应无磨损，否则需更换液力变矩器。
（2）用转动工具插入单向离合器内座圈中，用固定工具卡在变矩器轴套的油泵驱动缺口内。
顺时针方向应能自由转动，逆时针方向单向离合器应能锁止，否则需更换液力变矩器。
课后思考与课外作业：
液力变矩器的检查与清洗
液力变矩器锁止离合器
液力变矩器的检查与清洗
06年5月12日第8周
4
自动变速器
6
A340E自动
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