自动变速器：AT的形式与齿轮机构优化

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：目前，汽车上应用最广泛的自动变速器是AT，其几乎成为自动变速器的代名词。变速齿轮机构自动变速器中的齿轮变速机构所采用的形式有普通齿轮式和行星齿轮式两种。在发动机运转时，不论汽车是否行驶，油泵都在运转，为自动变速器中的变矩器、换挡执行机构、自动换挡控制系统部分提供一定油压的液压油。不同型号的自动变速器阀体总成的安装位置有所不同，有的装置于上部，有的装置于侧面，纵置的自动变速器一般装置于下部。

汽车自动变速器常见的有4种形式：液力自动变速器（AT）、机械无级自动变速器（CVT）、电控机械自动变速器（AMT）、双离合器自动变速器（DCT）。目前，汽车上应用最广泛的自动变速器是AT，其几乎成为自动变速器的代名词。

自动变速箱由液力变扭器、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。图7－19所示为汽车变速器的结构示意。

（1）液力变矩器

液力变矩器位于自动变速器的最前端，安装在发动机的飞轮上，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给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。液力变矩器结构示意如图7－20所示。

（2）变速齿轮机构

自动变速器中的齿轮变速机构所采用的形式有普通齿轮式和行星齿轮式两种。采用普通齿轮式的变速器，由于尺寸较大，最大传动比较小，只有少数车型采用。目前，绝大多数轿车自动变速器中的齿轮变速器采用的是行星齿轮式，如图7－21所示。

图7－19　汽车变速器的结构示意

1—底壳；2—滤清器；3—输入轴；4—变矩器；5—壳体；6—油泵；7—输出轴；8—行星齿轮变速器

图7－19　汽车变速器的结构示意

1—底壳；2—滤清器；3—输入轴；4—变矩器；5—壳体；6—油泵；7—输出轴；8—行星齿轮变速器

图7－20　液力变矩器结构示意

1—泵轮；2—扭矩输出；3—泵轮外壳；4—涡轮叶片；5—导轮轴栓槽；6—扭矩输入；7—内环

图7－20　液力变矩器结构示意

1—泵轮；2—扭矩输出；3—泵轮外壳；4—涡轮叶片；5—导轮轴栓槽；6—扭矩输入；7—内环

图7－21　自动变速器行星齿轮

1—行星齿轮组；2—液力变矩器

行星齿轮机构是自动变速器的重要组成部分之一，主要由太阳轮（也称中心轮）、内齿圈、行星架和行星齿轮等元件组成。行星齿轮机构是实现变速的机构，传动比的改变是通过以不同的元件做主动元件和限制不同元件的运动来实现的。在传动比改变的过程中，整个行星齿轮组还存在运动，动力传递没有中断，因而实现了动力换挡。

换挡执行机构的作用是改变行星齿轮中的主动元件或限制某个元件的运动及动力传递的方向和传动比，主要由多片式离合器、制动器和单向超越离合器等构成。

离合器的作用是把动力传给行星齿轮机构的某个元件，使之成为主动件。

制动器的作用是将行星齿轮机构中的某个元件抱住，使之不动。单向超越离合器也是行星齿轮变速器的换挡执行元件之一，其作用和多片式离合器及制动器基本相同，也是用于固定或连接几个行星排中的某些太阳轮、行星架和齿圈等基本元件，使行星齿轮变速器组成不同传动比的挡位。

（3）供油系统

自动变速器的供油系统主要由油泵、油箱、滤清器、调压阀及管道所组成。油泵是自动变速器最重要的总成之一，它通常安装在变矩器的后方，由变矩器壳后端的轴套驱动。在发动机运转时，不论汽车是否行驶，油泵都在运转，为自动变速器中的变矩器、换挡执行机构、自动换挡控制系统部分提供一定油压的液压油。油压的调节由调压阀来实现。

（4）自动换挡控制系统

自动换挡控制系统能根据发动机的负荷（节气门开度）和汽车的行驶速度，按照设定的换挡规律，自动地接通或切断某些换挡离合器和制动器的供油油路，使离合器结合或分开、制动器制动或释放，以改变齿轮变速器的传动比，从而实现自动换挡。

自动变速器的自动换挡控制系统有液压控制和电液压（电子）控制两种。液压控制系统是由阀体和各种控制阀及油路所组成的，阀门和油路设置在一个板块内，称为阀体总成。不同型号的自动变速器阀体总成的安装位置有所不同，有的装置于上部，有的装置于侧面，纵置的自动变速器一般装置于下部。在液压控制系统中，增设控制某些液压油路的电磁阀，就成了电器控制的换挡控制系统，若这些电磁阀是由电子计算机控制的，则成为电子控制的换挡系统。自动变速器电子控制系统如图7－22所示。