《汽车底盘构造与维修》变速器（举一反三考点练）- 讲义

举一反三考点练 《汽车底盘构造与维修》变速器-讲义 （1）了解变速器的功用和类型（AT、CVT、DSG）。 （2）了解各种变速器油的类型及作用。 （3）了解普通齿轮变速器的变速传动原理。 （4）了解典型变速器变速传动机构的构造和各挡传动路线、变速器操纵机构的构造和工作情况。 （5）了解变速器拆装，主要零件的检修与调整。 （6）了解液力机械自动变速器的功用、类型及组成； （7）了解自动变速器的组成； （8）了解带锁止离合器的液力变矩器的结构及工作原理； （9）了解行星齿轮机构变速传动的基本原理； （10）了解典型自动变速器的结构、挡位设置、控制和动力传递。 知识点一 手动变速器 一、变速器概述 1.变速器的功用： (1)实现变速、变矩：改变传动比，扩大驱动轮转速和转矩的变化范围，以适应汽车不同工况下所需的牵引力和合适的行驶速度。(2)实现倒车。(3)实现中断动力传动，因此变速器中设有空挡。 2.变速器的功用和类型：(1)按传动比变化方式分为有级式变速器、无级变速器(CVT)和综合式变速器。(2)按操纵方式分为手动变速器(MT)、自动变速器(AT、CVT、DCT)和手自一体变速器(AMT)。DSG 是DCT 的一种形式，为大众专用的双离合器变速器的名称缩写。 3.变速器油的作用及类型：(1)变速器油是保持排挡系统清洁的油类用品，起到润滑、传递动力、延长传动装置使用寿命的作用，在低温时也能进行极有效的润滑，在严苛操作条件下可以减少油品损失。(2)变速器油根据变速器结构的不同分为自动变速器油(ATF)和手动变速器油(MTF)。 二、变速器工作原理 1.变速原理：齿轮转速与齿数成反比，小齿轮（17齿）转2周，大齿轮（34齿）转1周。主动齿轮为小齿轮时，转速降低；为大齿轮时，转速升高。 2.变矩原理：转速降低，扭矩增大；转速升高，扭矩减小。（减速增扭，升速减扭） 3.变向原理：啮合齿轮旋转方向相反，外啮合齿轮副改变转向。加装惰轮可使输出轴与输入轴转向相同，惰轮用于倒挡，实现倒车。 三、手动变速器的结构 如图1-1-7 所示，手动变速器(MT)由变速传动机构、变速操纵机构和变速器壳体组成。 1.变速操纵机构 (1)类型和组成 ①直接操纵式：变速器位于驾驶员座位附近，变速杆从地板伸出后，驾驶员可直接操纵换挡，如图1-1-8所示。多用于发动机前置、后轮驱动的车辆，由变速杆、拨块、拨叉、拨叉轴和自锁、互锁及倒挡锁等装置组成。 ②远距离操纵式：远距离操纵式变速器离驾驶人座位较远，则需要在变速杆与拨叉之间加装一些辅助杠杆或一套传动机构，如图1-1-9所示。发动机后置的汽车变速器必须采用远距离操纵。 (2)操纵机构的要求：①为保证轮齿以全齿宽啮合，防止变速器自动脱挡或挂挡，操纵机构应设自锁装置。②为防止同时挂入两个挡位，操纵机构应设互锁装置。③为防止误挂倒挡而引发交通事故，操纵机构应设倒挡锁装置。 (3)操纵机构的结构：①外操纵机构：它主要由驾驶座附近的变速杆、倒挡保险块、下换挡杆等构成。②内拆装机构：它主要由拨叉轴、拨叉及锁止机构(自锁、互锁和倒挡锁)组成。 2.变速传动机构 (1)两轴式变速器 ①如图1-1-10所示。结构：输入轴与输出轴平行，无中间轴，动力经离合器→输入轴→齿轮变速→输出轴→主减速器。②特点：机械效率高、噪声小，但无直接挡，最高挡效率较低，适合前置前驱或后置后驱的轿车及微、轻型货车。 (2)三轴式变速器 ①如图1-1-11所示。结构：输入轴、输出轴、中间轴平行布置，动力经离合器→输入轴→中间轴→输出轴→驱动桥。②特点：输入轴与输出轴可接合形成直接挡（传动比1:1，效率最高），适合前置后驱汽车。 3.同步器：(1)作用是使接合套与待接合齿圈两者之间能迅速同步；阻止在同步之前轮齿进行啮合；防止产生接合齿圈之间的冲击；缩短换挡时间，迅速完成换挡操作；延长齿轮寿命。(2)同步器的分类，它按工作原理可分为常压式、惯性式和自动增力式3类，现在广泛采用的是惯性式同步器，其根据锁止机构不同可分为锁环式和锁销式两种。 【单项选择题】（单项选择题）汽车挂倒挡时，改变输出轴转动方向的是（ ） A. 主动齿轮 B. 从动齿轮 C. 惰轮 D. 同步器 【答案】C 【解析】惰轮的作用就是改变输出轴的转动方向……汽车挂倒挡时，改变了输出轴的转动方向，所以答案是C。 1.（单项选择题）目前广泛采用的摩擦式同步器是（ ） A. 常压式 B. 惯性式 C. 自动增力式 D. 以上都不对 【答案】B 【解析】 “现在广泛采用的是惯性式同步器，所以答案是B。 2. （单项选择题）变速器中设置倒挡的目的是（ ） A. 实现变速变矩 B. 实现汽车的倒向行驶 C. 中断动力传动 D. 提高传动效率 【答案】B 【解析】为了实现汽车的倒向行驶，变速器中设置了倒挡，所以答案为B。 3. （填空题）变速器按操纵方式分为手动变速器、自动变速器和__________。 【答案】手自一体变速器（AMT） 【解析】按操纵方式分为手动变速器(MT)、自动变速器(AT、CVT、DCT)和手自一体变速器(AMT)，可得答案。 1.（单项选择题）以下哪种变速器油通常情况下每2年或每行驶60000km更换一次（ ） A. ATF B. CVT油 C. MTF D. DCT油 【答案】C 【解析】MTF通常情况下每2年或每行驶60000km更换一次，所以选C。 2. （单项选择题）三轴式变速器的直接挡传动比为（ ） A. 2:1 B. 1:2 C. 1:1 D. 3:1 【答案】C 【解析】直接挡通过单轴传动，传动比为1:1，可知答案为C。 3. （填空题）手动变速器由变速传动机构、变速操纵机构和__________组成。 【答案】变速器壳体 【解析】手动变速器(MT)由变速传动机构、变速操纵机构和变速器壳体组成。 · 变速器：变速、变矩、倒车、中断动力。 · 类型：有级、无级、手动、自动。 · 油液：ATF、MTF，定期更换。 · 原理：齿轮比、变矩、变向。 · 结构：两轴、三轴，同步器减少冲击。 知识点二 自动变速器的组成和原理 一、液力机械变速器概述 1.液力机械变速器的特点 (1)汽车起步更加平稳，能吸收和衰减振动与冲击，从而提高了乘坐的舒适性。 (2)能以很低的车速稳定行驶，以提高车辆在坏路面上的通过性。 (3)能自动适应行驶阻力变化，在一定范围内进行无级变速，有利于提高汽车的动力性和平均车速。 (4)液力传动的工作介质是液体，能使传动系统承受的动载荷大为减轻，因而提高了有关部件和零件的使用寿命。 (5)明显地减少换挡操作，有利于提高汽车行驶的安全性。 (6)主要缺点是结构复杂，成本较高，低速区传动效率低。 2.液力机械自动变速器的种类 (1)按自动变速器的结构和控制方式不同，可以分为液力式自动变速器(AT)、无级式自动变速器(CVT)、双离合器自动变速器(DCT)和机械式自动变速器(AMT)。 (2)按车辆驱动方式的不同，可以分为自动变速器和自动变速驱动桥。 (3)按照自动变速器选挡杆置于前进挡时的挡位数，可以分为四挡、五挡、六挡等。 3.自动变速器选挡杆的使用 自动变速器的选挡杆通常有6或7 个位置，如图1-1-12所示。其功能如下： P 挡（驻车挡）：锁止输出轴，防止车辆移动。 R 挡（倒挡）：接通倒挡油路，驱动轮反转，实现倒车。 N 挡（空挡）：齿轮空转，无动力输出。 D 挡（前进挡/超速挡）：根据节气门开度和车速自动切换挡位，实现自动变速。 3 挡（高速发动机制动挡）：限制在 1 - 3 挡自动换挡，无法升入 4 挡，提供发动机制动。 2 挡（中速发动机制动挡）：限制在 1 - 2 挡自动换挡，无法升入更高挡位，提供发动机制动。 L 挡（低速发动机制动挡/1 挡）：锁定在 1 挡，无法升挡，发动机制动效果最强。 常见的换挡杆的位置可布置在转向柱上或驾驶室中的控台地板上，如图1-1-13所示。 二、自动变速器的组成和原理 1.基本组成 (1)液力变矩器 液力变矩器安装在发动机与变速器之间，将发动机转矩传给变速器输入轴。液力变矩器相当于普通汽车上的离合器，但它是一个通过自动变速器油(ATF)传递动力的装置。 (2)齿轮式变速机构 齿轮式变速机构可形成不同的传动比，组合成电控自动变速器不同的挡位。目前，绝大多数电控自动变速器采用行星齿轮机构进行变速，有的车型采用普通齿轮机构进行变速(如本田车系)。 (3)换挡执行元件 电控自动变速器换挡执行机构主要包括离合器、制动器和单向离合器，由液压控制系统控制其工作。 (4)液压控制系统 液压控制系统是由油泵、各种控制阀及与之相连通的液压换挡执行元件，如离合器、制动器油缸等组成的液压控制回路。汽车行驶中根据驾驶人的要求和行驶条件的需要，控制离合器和制动器的工作状况的改变来实现机械变速器的自动换挡。 (5)电子控制系统 电子控制系统主要包括电子控制单元、各类传感器及开关、执行器等。电子控制系统中的传感器及各种控制开关将发动机工况、车速等信号传递给电子控制单元(ECU)，经 ECU 处理后发出控制指令给执行器，执行器和液压系统按一定规律控制换挡执行机构工作，实现自动变速器自动换挡。 2.基本原理 如图1-1-14 所示，电控自动变速器是通过各种传感器，将发动机的转速、节气门开度、车速、发动机水温、自动变速器ATF油温等参数信号输入电子控制单元(ECU)，ECU 根据这些信号，按照设定的换挡规律，向换挡电磁阀、油压电磁阀等发出动作控制信号，换挡电磁阀和油压电磁阀再将 ECU的动作控制信号转变为液压控制信号，阀板中的各控制阀根据这些液压控制信号，控制换挡执行元件的动作，从而实现自动换挡。 【单项选择题】液力机械变速器能使汽车起步更加平稳，主要是因为（ ） A. 能在一定范围内无级变速 B. 以液体为工作介质，能吸收和衰减振动与冲击 C. 能自动适应行驶阻力变化 D. 能使传动系统承受的动载荷大为减轻 【答案】B 【解析】汽车起步更加平稳，能吸收和衰减振动与冲击，而这是因为液力传动的工作介质是液体，所以选B。 1.（单项选择题）以下哪种不是电控自动变速器的基本组成部分（ ） A. 液力变矩器 B. 链条传动机构 C. 换挡执行元件 D. 电子控制系统 【答案】B 【解析】电控自动变速器基本组成包括液力变矩器、齿轮式变速机构、换挡执行元件、液压控制系统、电子控制系统，不包括链条传动机构，所以选B。 2. （单项选择题）电子控制系统中的（ ）将发动机工况、车速等信号传递给电子控制单元（ECU）。 A. 执行器 B. 各类传感器及开关 C. 油泵 D. 换挡电磁阀 【答案】B 【解析】电子控制系统中的传感器及各种控制开关将发动机工况、车速等信号传递给电子控制单元(ECU)，所以选B。 3. （填空题）电控自动变速器中，阀板中的各控制阀根据液压控制信号，控制__________的动作，从而实现自动换挡。 【答案】换挡执行元件 【解析】阀板中的各控制阀根据这些液压控制信号，控制换挡执行元件的动作，从而实现自动换挡可得。 1.（单项选择题）液力式自动变速器的英文缩写是（ ） A. CVT B. DCT C. AMT D. AT 【答案】D 【解析】液力式自动变速器英文缩写为AT，所以选D。 2. （单项选择题）自动变速器选挡杆置于“P”位时，其功能是（ ） A. 驻车锁止输出轴 B. 接通倒挡油路 C. 所有齿轮机构空转 D. 自动升降挡 【答案】A 【解析】 ‘P’位为驻车挡。选挡杆置于此位置时，驻车锁止机构将自动变速器输出轴锁止，所以选A。 3. （填空题）自动变速器中，能形成不同传动比，组合成电控自动变速器不同挡位的是__________。 【答案】齿轮式变速机构 【解析】齿轮式变速机构的作用是形成不同传动比，组合成不同挡位。 · 液力变速器：平稳、适应性强，但复杂且低速效率低。 · 种类：AT、CVT、DCT、AMT，按挡位和驱动方式分类。 · 选挡杆：P、R、N、D、3/2/L、S/M，功能明确。 · 组成：变矩器、齿轮机构、执行元件、液压系统、电子系统。 · 原理：传感器→ECU→电磁阀→液压控制→自动换挡。 知识点三 自动变速器各部件结构与工作原理 一、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，主要功能包括，传递转矩：将发动机的转矩通过主动元件传递到从动元件，最终传给变速器。无级变速：根据工况实现转速和转矩的无级变化。自动离合：踩下制动踏板时，发动机不会熄火（相当于离合器分离）；抬起制动踏板时，汽车可起步（相当于离合器接合）。驱动油泵：为ATF提供压力，油泵通常由变矩器壳体驱动。防止过载：动力传递柔和，能防止传动系过载。 (2) 结构：液力变矩器通常由以下元件组成，泵轮：位于变矩器后部，与壳体连为一体，随发动机旋转。涡轮：位于泵轮前部，通过花键轴向变速器输出动力。导轮固定在壳体内，用于改变液流方向，提高传动效率。壳体：钢制结构，内部充满ATF，通过螺栓连接发动机飞轮，与曲轴同步旋转。部分变矩器采用两个导轮，称为四元件液力变矩器。 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用电风扇类比：如图1-1-17所示，电风扇A通电后吹动气流，带动未通电的风扇B旋转，实现动力传递。为放大转矩，在两风扇背面增加空气通道，使气流循环，增强A的气流强度，从而增加对B的转矩。这里，风扇A相当于泵轮，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。 【单项选择题】单排行星齿轮机构中，太阳轮与齿圈的旋转方向关系是（ ） A. 相反 B. 相同 C. 有时相同有时相反 D. 无特定关系 【答案】B 【解析】行星轮与齿圈是内啮合，则这二者的旋转方向是相同的，太阳轮与行星轮是外啮合，二者旋转方向相反，所以太阳轮与齿圈旋转方向相同，答案为B。 1.（单项选择题）带锁止离合器的液力变矩器在汽车良好道路行驶时，应（ ）锁止离合器 A. 分离 B. 接合 C. 先分离再接合 D. 先接合再分离 【答案】B 【解析】当汽车在良好道路上行驶时，应接合锁止离合器，所以选B。 2. （单项选择题）辛普森式自动变速器由公用一个太阳轮的（ ）行星齿轮机构组成 A. 一组 B. 两组 C. 三组 D. 四组 【答案】B 【解析】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，可知答案是B。 3. （填空题）液力变矩器通常由泵轮、涡轮和______三个元件组成，称为三元件液力变矩器。 【答案】导轮 【解析】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。 1. （单项选择题）液力变矩器中，与发动机曲轴一起旋转的是（ ） A. 泵轮 B. 涡轮 C. 导轮 D. 变矩器壳体 【答案】D 【解析】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，所以答案是D。 2. （单项选择题）液力变矩器能在一定范围内实现（ ） A. 有级变速 B. 无级变速 C. 只可增速不可减速 D. 只可减速不可增速 【答案】B 【解析】液力变矩器可在一定范围内实现转速和转矩的无级变化，可知答案为B。 3. （填空题）行星齿轮机构中，若______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。 【答案】行星架 【解析】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，可得答案。 · 液力变矩器：传递动力、无级变速、自动离合。 · 锁止离合器：高速刚性连接，低速液力传动。 · 行星齿轮：太阳轮、行星架、齿圈组合，实现不同挡位。 · 典型变速器：辛普森式（3-4挡）、拉威娜式（4挡）、ZF CVT（无级变速）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$