《汽车底盘构造与维修》自动变速器2 （讲义）重庆市汽车类 考点讲练测

编写说明：重庆市《汽车类考点讲练测》专辑，是依据重庆市高等职业教育分类考试专业综合理论测试汽车类考试说明编写的考试范围与要求编写的。紧密围绕汽车类专业考纲所涉及的三门课程的42个小节的要求，精心编撰了50套讲练测。每套讲练测的内容均涵盖考点解读、思维导图、知识梳理、师生互动、概念强化、高考真题或高考模拟、课堂练习、课堂小结以及课后自测九个环节。 本讲属于重庆市《汽车类考点讲练测》的第4套，包含讲义、课件以及课后自测这三个教学文件，且与之配套使用的还有重庆市《汽车类考纲百套卷》。欢迎各位老师下载使用，并敬请给予宝贵建议。 重庆市《汽车类考点讲练测》 【汽车底盘构造与维修】 自动变速器2 讲义 [考纲要求] （1）了解液力机械自动变速器的功用、类型及组成； （2）了解自动变速器的组成； （3）了解带锁止离合器的液力变矩器的结构及工作原理； （4）了解行星齿轮机构变速传动的基本原理； （5）了解典型自动变速器的结构、挡位设置、控制和动力传递。 [思维导图] [知识梳理] 三、自动变速器各部件结构与工作原理 1.液力变矩器 (1)作用 液力变矩器位于发动机和机械变速器之间，以自动变速器油(ATF)为工作介质，主要完成以下功用： ①传递转矩：发动机的转矩通过液力变矩器的主动元件，再通过 ATF 传给液力变矩器的从动元件，最后传给变速器。 ②无级变速：根据工况的不同，液力变矩器可在一定范围内实现转速和转矩的无级变化。 ③自动离合：液力变矩器由于采用 ATF 传递动力，当踩下制动踏板时，发动机也不会熄火，此时相当于离合器分离；当抬起制动踏板时，汽车可以起步，此时相当于离合器接合。 ④驱动油泵：ATF在工作时需要油泵提供一定的压力，而油泵一般是由液力变矩器壳体驱动的。 ⑤防止过载：同时由于采用ATF 传递动力，液力变矩器的动力传递柔和，且能防止传动系过载。 (2)结构 液力变矩器通常由泵轮、涡轮和导轮三个元件组成，称为三元件液力变矩器。也有的采用两个导轮，则称为四元件液力变矩器。如图1-1-15所示。 液力变矩器总成封在一个钢制壳体(变矩器壳体)中，内部充满ATF。液力变矩器壳体通过螺栓与发动机曲轴后端的飞轮连接，与发动机曲轴一起旋转。泵轮位于液力变矩器的后部，与变矩器壳体连在一起。涡轮位于泵轮前，通过带花键的从动轴向后面的机械变速器输出动力。 泵轮、涡轮和导轮上都带有叶片，如图1-1-16所示。导轮位于泵轮与涡轮之间，通过单向离合器支承在固定套管上，使得导轮只能单向旋转(顺时针旋转)。液力变矩器装配好后形成环形内腔，其间充满ATF。 (3)工作原理 液力变矩器的工作原理可以通过一对电风扇的工作来描述，如图1-1-17 所示。将电风扇A 通电，将气流吹动起来，并使未通电的电风扇B也转动起来，此时动力由电风扇 A 传递到电风扇 B。为了实现转矩的放大，在两台电风扇的背面加上一条空气通道，使穿过电风扇B的气流通过空气通道的导向，从电风扇 A的背面流回，这会加强电风扇 A 吹动的气流，使吹向电风扇B的转矩增加，即电风扇A 相当于泵轮，电风扇 B 相当于涡轮，空气通道相当于导轮，空气相当于 ATF。 液力变矩器工作时，发动机带动壳体旋转，壳体带动泵轮旋转，泵轮叶片将 ATF 带动起来，并冲击到涡轮叶片；如果作用在涡轮叶片上的冲击力大于作用在涡轮上的阻力，涡轮将开始转动，并使机械变速器的输入轴一起转动。由涡轮叶片流出的ATF 经过导轮后再流回到泵轮，形成循环流动，如图 1-1-18所示。 2. 带锁止离合器的液力变矩器的结构及工作原理 (1)结构 锁止离合器简称 TCC( Torque Converter Clutch),它由泵轮、涡轮、导轮和锁止离合器片组成。 (2)工作原理 汽车起步或在坏路面上行驶时，可将锁止离合器分离，如图1-1-19(a)所示，使变矩器起作用，以充分发挥液力传动自动适应行驶阻力剧烈变化的优点。当汽车在良好道路上行驶时，应接合锁止离合器，如图1-1-19(b)所示。使变矩器的输入轴和输出轴成为刚性连接，这样减少液力变矩器在高速比时的能量损耗，提高了传动效率，提高汽车在正常行驶时的燃油经济性，并防止 ATF 油过热。 3. 行星齿轮机构变速传动的基本原理 (1)行星齿轮机构的结构 如图1-1-20所示。单排行星齿轮机构主要由一个太阳轮(或称为中心轮)、一个带有若干个行星齿轮的行星架和一个齿圈组成。由于太阳轮与行星轮是外啮合，所以二者的旋转方向是相反的；而行星轮与齿圈是内啮合，则这二者的旋转方向是相同的。 (2)行星齿轮机构变速传动的基本原理 如果将太阳轮、齿圈和行星架中某个元件作为主动(输入)部分，让另一个元件作为从动(输出)部分，则由于第三个元件不受任何约束和限制，所以从动部分的运动是不确定的。因此为了得到确定的运动，必须对太阳轮、齿圈和行星架三者中的某个元件的运动进行约束和限制。通过对不同的元件进行约束和限制，可以得到不同的动力传动方式。 ①前进挡：固定齿圈或太阳轮，其余两个元件一个为主动件，另一个为从动件，它们转速不同，旋转方向均相同，均可为前进挡。 ②直接挡：任意两个元件固定连接成为主动件，另一个为从动件，转速和旋转方向相同，此时为直接挡。 ③倒挡：行星架固定，太阳轮为主动件输入，齿圈输出时，转速下降且和旋转方向相反，此时为倒挡。 ④空挡：所有元件都不受约束时，各自相对运动无动力输出，此时为空挡。 四、典型的自动变速器 1. 辛普森式(Simpson)自动变速器 辛普森式自动变速器由公用一个太阳轮的两组行星齿轮机构组成，可实现3个前进挡和1个倒挡，若再增加一排行星齿轮机构，便可组成4个前进挡和1个倒挡。由于其制造成本低、传递功率大、传动效率高、换挡操作控制简便等，故为多数国家所采用。如奥迪087 自动变速器、丰田A43DL 自动变速器、丰田A140E 自动变速器、红旗 CA774自动变速器等。图1-1-21所示为丰田凌志 LS400型乘用车所采用的 A341E 型自动变速器的结构，具体动力传递路线参照相关书籍及维修手册。 2. 拉威娜式( Ravigneaux)自动变速器 拉威娜式自动变速器由一大一小共2个太阳轮，三长三短共6个行星齿轮，1个公用齿圈和行星齿轮架组成2排行星齿轮机构，可实现4个前进挡和1个倒挡。由于其结构紧凑、轴向尺寸小、传动比变化范围大，故更加适合FF 型传动系布置，如奥迪096 自动变速器，福特AOT自动变速器，一汽的捷达、上海帕萨特选装的 AG4 自动变速器等。图1-1-22 所示为AG4型4速变速器的结构和动力传递示意图，具体动力传递路线参照相关书籍及维修手册。 3. 德国ZF公司 CFT20型无极式自动变速器 (1)如图1-1-23 所示，德国ZF公司率先使用液力变矩器代替离合器的CFT20型 CVT变速器，并将其应用在排量为1.5~2.5L 发动机横置的FF型乘用车上。它由带锁止离合器的液力变矩器、双行星轮行星齿轮机构、金属带无级变速器、液压系统和电子控制系统组成。 (2)动力传递路线：发动机的动力经液力变矩器→行星齿轮机构→无级变速器→主减速器→差速器→半轴→驱动车轮。 汽车的前进与倒向行驶是通过控制前进离合器与倒挡离合器的接合、分离来实现的。 [师生互动] 1．液力变矩器有哪些作用？ 【答案】①传递转矩；②无级变速；③自动离合；④驱动油泵；⑤防止过载。 2.单排行星齿轮机构实现前进挡、直接挡、倒挡、空挡的原理是什么？ 【答案】前进挡：固定齿圈或太阳轮，另两个元件一主一从，转速不同方向同。 直接挡：任意两元件固定连为主动，另一为从动，转速和方向相同。 倒挡：行星架固定，太阳轮输入齿圈输出，转速降且方向反。 空挡：元件无约束，无动力输出。 3．辛普森式自动变速器的特点与应用车型有哪些？ 【答案】特点：成本低、功率传递大、效率高、换挡控制简便。 应用车型：奥迪087、丰田A43DL、A140E、红旗CA774、丰田凌志LS400的A341E型等。 4.拉威娜式自动变速器结构特点、适用传动系布置和应用车型是什么？ 【答案】结构特点：2个太阳轮、6个行星齿轮、1个公用齿圈和行星架组成2排行星齿轮机构。 适用FF型传动系布置。 应用车型：奥迪096、福特AOT、捷达、帕萨特选装的AG4等。 [概念强化] 1.（单项选择题）液力变矩器中，与发动机曲轴后端飞轮连接并一起旋转的是（ ）。 A.涡轮 B.泵轮 C.导轮 D.锁止离合器片 【答案】B 2.（单项选择题）在单排行星齿轮机构中，若要实现倒挡，需要固定（ ）。 A.太阳轮 B.齿圈 C.行星架 D.任意元件 【答案】C 3.（单项选择题）以下关于拉威娜式自动变速器的说法，×的是（ ）。 A.由2个太阳轮、6个行星齿轮等组成 B.可实现4个前进挡和1个倒挡 C.适合FF型传动系布置 D.制造成本低、传递功率大 【答案】D 4.（单项选择题）德国ZF公司CFT20型CVT变速器汽车的前进与倒向行驶是通过控制（ ）的接合、分离来实现的。 A.液力变矩器与行星齿轮机构 B.前进离合器与倒挡离合器 C.两组行星齿轮机构 D.双行星轮行星齿轮机构与无级变速器 【答案】B 5.（判断题）液力变矩器中导轮可以双向旋转（顺、逆时针旋转）。（ ） 【答案】√ 6.（判断题）在行星齿轮机构中，当所有元件都不受约束时为直接挡。（ ） 【答案】× 7.（判断题）辛普森式自动变速器由两组行星齿轮机构组成，只能实现3个前进挡和1个倒挡。（ ） 【答案】× 8.（判断题）带锁止离合器的液力变矩器在汽车起步或坏路面行驶时，锁止离合器应接合。（ ） 【答案】× [高考模拟] 1.（单项选择题）液力变矩器的工作介质是（ ）。 A.机油 B.齿轮油 C.自动变速器油（ATF） D.液压油 【答案】C 2.（单项选择题）在液力变矩器中，将发动机的转矩传递给ATF的是（ ）。 A.涡轮 B.导轮 C.泵轮 D.锁止离合器 【答案】C 3.（单项选择题）单排行星齿轮机构中，太阳轮与行星轮的啮合关系是（ ）。 A.内啮合 B.外啮合 C.既可以内啮合也可以外啮合 D.不啮合 【答案】B 4.（单项选择题）辛普森式自动变速器若实现4个前进挡和1个倒挡需要（ ）。 A.一排行星齿轮机构 B.两排行星齿轮机构 C.三排行星齿轮机构 D.四排行星齿轮机构 【答案】C 5.（判断题）辛普森式自动变速器的制造成本比拉威娜式自动变速器高。（ ） 【答案】× 6.（判断题）带锁止离合器的液力变矩器在汽车高速行驶时锁止离合器应分离。（ ） 【答案】× 7.（判断题）在行星齿轮机构中，只要有两个元件固定连接就一定是直接挡。（ ） 【答案】× 8.（判断题）德国ZF公司CFT20型CVT变速器包含电子控制系统。（ ） 【答案】√ 9.（填空题）液力变矩器通常由泵轮、涡轮和______三个元件组成的三元件液力变矩器。 【答案】导轮 10.（填空题）在单排行星齿轮机构中，固定太阳轮，行星架为主动件，______为从动件时为前进挡。 【答案】齿圈 11.（填空题）拉威娜式自动变速器结构紧凑，其______尺寸小。 【答案】轴向 12.（填空题）辛普森式自动变速器多数国家采用的原因包括制造成本低、传递______大等。 【答案】功率 [课堂练习] 一、单项选择题 1.拉威娜式自动变速器的行星齿轮机构中，共有（ ）个太阳轮。 A.1个 B.2个 C.3个 D.4个 【答案】B 2.在液力变矩器工作时，ATF从涡轮流出后经过（ ）再流回泵轮。 A.发动机 B.导轮 C.锁止离合器 D.行星齿轮机构 【答案】B 3.对于德国ZF公司CFT20型CVT变速器，其动力传递路线中的第一个部件是（ ）。 A.双行星轮行星齿轮机构 B.液力变矩器 C.金属带无级变速器 D.液压系统 【答案】B 4.在行星齿轮机构中，若太阳轮固定，齿圈为主动件，行星架为从动件，此时为（ ）。 A.前进挡 B.直接挡 C.倒挡 D.空挡 【答案】A 二、判断题 5.液力变矩器只能实现固定的传动比。（ ） 【答案】× 6.液力变矩器的泵轮位于涡轮的前方。（ ） 【答案】× 7.单排行星齿轮机构中，行星轮与齿圈的旋转方向始终相同。（ ） 【答案】√ 8.所有的自动变速器都采用行星齿轮机构进行变速。（ ） 【答案】× 三、填空题 9.液力变矩器工作时，内部充满ATF，ATF在______的带动下形成循环流动。 【答案】泵轮 10.在行星齿轮机构中，当行星架为主动件，齿圈固定，______为从动件时为倒挡。 【答案】太阳轮 11.德国ZF公司CFT20型CVT变速器应用于排量为1.5 - 2.5L发动机______的FF型乘用车上。 【答案】横置 12.液力变矩器的导轮通过______支承在固定套管上。 【答案】单向离合器 [课堂小结] （1）带锁止离合器的液力变矩器的结构及工作原理； （2）行星齿轮机构变速传动的基本原理； （3）典型自动变速器的结构、挡位设置、控制和动力传递。 学科网（北京）股份有限公司 $$