汽车自动挡变速箱的传动原理

自动档汽车的变速箱原理设计特点 手动变速箱是通过离合器摩擦片的机械式接合将发动机的动力传递到传动轴上，并通过啮合不同传动比的滑动齿轮，提供不同的速比，从而驱动车辆并达到所需的运行速度。 自动变速箱的结构略比手动变速箱复杂，但其功能却大大提高。自动变速箱采用高效率、高可靠性的液力变扭器/行星齿轮设计，这一设计在过去的几十年里，经受了世界各地的重载工况的考验，并仍在不断改进。 工作原理 发动机的动力首先传递到液力变扭器（torque converter），在这个三元机械机构中，动力（扭矩）以油液作为介质，从泵轮(pump)通过导轮(stator)传递到涡轮(turbine)，再传递到变速箱的主轴。在涡轮与泵轮之间有转速差时，油液通过变扭器内部结构的引导，可将泵轮传递来的能量更充分的传送到涡轮上，使涡轮的扭矩增大，这就是液力变扭器的增扭作用。泵轮与涡轮的扭矩增大，这就是液力变扭器的增扭作用。泵轮与涡轮的转速差越大，这个作用就越显著。因此，当车辆刚起步或车辆负载增加时，艾里逊自动变速箱可提供增加扭矩的功能。 在艾里逊自动变速箱的一些型号中，液力变扭器中可设有闭锁离合器(lock clutch)，即泵轮与涡轮的转速差接近零时，闭锁离合器接合使用其成为直接机械连接，达到最大传动效率。 动力从变扭器通过主轴进入行星齿轮(planetary gear assembly)变速机构，在这个机构中，多套行星齿轮副一齐工作，产生不同速比以满足车辆不同的负载和行驶速度要求。和手动变速箱的滑动齿轮机构不同，行星齿轮副是处于常啮合状态。每套行星齿轮由太阳轮(sun gear)、行星轮(planet gear)和外齿圈(ring gear)组成，如果使它们之中其中一个固定，转动另一个，可使第三个以不同的转速、或不同的转向转动，多个行星齿轮副的不同组合，便可得到多个不同的传动比和转向。 在行星齿轮变速机构中，有一系列的多片离合器，这些离合器的分离或接合使不同的行星齿轮副组合，产生多个前进挡D及倒挡R。 控制自动变速箱功能的是液压控制阀板，它可连续感应发动机及车辆速度、载荷、道路情况的变化，通过液压系统使用相应的离合器动作。变扭器的模式和齿轮的选挡都是自动和即时性的，任何操作变化换挡都比司机手工操作快的多。 液力变扭器(torque converter) 省去机械离合器的维修和调节 有缓冲地吸收发动机的扭矩并降低传递到传动系统的冲击 增扭作用使3-5挡位自动变速箱的性能超过6-10挡位手动变速箱的性能 可选用不同的变扭器匹配不同的发动机和用于不同的用途 多片离合器 自动磨损补偿，无需调节 闭锁离合器 提高燃油经济性和高挡位时的引擎制动力 行星齿轮变速机构 快速不切断动力换挡，无冲击、错挡和空挡油耗 保持大量齿数常啮合，扭矩力分布均匀 为驱动轮提供不间断动力 液压控制阀体 准确及时地感应计算和换挡 防止司机操作不当 避免发动机过载或超速 电子控制 应用于T、MD、HD系列的电子控制系统能非常精密的控制变速箱的工作，电子控制系统的电子传感器能及时准确的感应车辆或发动机的工作状态，指示变速箱的控制阀体进行适当的换挡或改变液力变扭器的工作形式，使车辆在最佳状态运行。艾里逊自动变速箱的电子控制系统具有许多重要的优越性： 换挡更精确 电子控制系统的换挡精确度可达输出速度的+/-1%，而液压控制的仅为+/-5%-10%。从而使变速箱对车辆运行状况更敏感，换挡更顺畅、更合理，大大提高了车辆的使用性能。 应用更灵活 电子控制系统控制单元可以安装不同的芯片，这些芯片储存有变速箱的所有换挡逻辑，这样，您便可根据您的车辆性能、用途等因素来设定芯片，当车辆性能或用途需要改变时，还可更换芯片，从而使变速箱的应用更为灵活广泛。 提高燃油经济性 电子控制系统使变速箱的换挡点更精确、合理，控制单元的灵活性使变速箱更准确地应用于各种不同用途。因此可以使发动机保持在油耗曲线的低段工作，提高燃油经济性。 提高车辆性能 变速箱的换挡工作区可以通过程序设定在车辆最佳状态下。例如，需提高车速，可将换档工作区设定在发动机扭矩曲线的高段，车辆的性能可因此而提高。 提高生产率 电子控制系统发动机的动力和效率得到最大程度的发挥，换挡精准、低速下闭锁使发动机不发生拖曳，不降低扭矩，变扭器可以省去许多再循环工作而提高了传动效率。车辆的工作效率因此提高8%—10%。 降低保养费用 电子控制系统具有31种监测自检功能，能在运行出现问题时及早报警，避免发生严重故障和昂贵的维修。自检结果可以储存，一些小故障的排除可以留待例行保修时进行。如在工作中出现主要功能失灵，系统能提供应急功能，保证故障车辆能行驶回维修场站。此外，电控系统省去了许多需经常维护的机械元件。 在最新一代的艾里逊世界自动变速箱T、MD、HD系列中，电子控制系统更步完善，功能更齐全。 微电脑智能控制系统 具有自学功能，能根据司机的不同驾驶习惯、道路状况、载荷情况等、自动调节最适合的换挡模式。使车辆、发动机动行更畅顺、经济性更好。 车辆及发动机状态感应模块 能根据用户的需要，为车辆或发动机设置特定工作状态，如客车的车门感应、工作或作业车辆的作业装备状态感应、车速感应、发动机转速及油门感应等，提高整车使用功能。 防飞挡逻辑控制 能在车轮滑转或突然卡死时，防止变速箱飞入高挡或急降低挡。 ABS兼容使变速箱的闭锁离合器与ABS刹车联动，进一步提高刹车性能。 液力减速器 艾里逊液力减速器是强有力的辅助刹车装置。 艾里逊液力减速器分两种形式：输入减速器和输出减速器。输入减速器在变扭器和行星齿轮之间，输出减速器在行星齿轮后部。两种液力减速器均可产生巨大的刹车动力，几乎是其它辅助刹车装置的两倍。在起步停车频繁、陡坡路段，液力减速器能发挥很好的功效。 输出减速器 输出减速器的制动力直接作用在车辆的传动轴上，与发动机的转速或变速箱的挡位无关。它可以通过手动或脚踏板与刹车联动，也可以根据使用要求在油门关闭时自动起作用。艾里逊还可提供二级输出减速器，第一级为液压转子定子减速装置，第二级为油冷离合摩擦减速装置。车辆高速时，液压减速装置起作用，车辆低速时，离合摩擦减速装置起作用。 液力减速器的优越性 减少刹车磨损及维修保养 避免刹车过热失效 提高刹车使用寿命 增强下坡时对车辆的控制能力 车辆减速平稳 行驶更加安全 工作噪音较其它类型的减速器小 分动力输出（PTO） 艾里逊自动变速箱提供两种分动力输出形式，变扭器驱动和发动机驱动。（仅提供分动力输出接口，分动力取力装置由车辆生产厂选配安装。） 变扭器驱动 艾里逊自动变速箱的每种型号均能选用这一形式，其无级变扭比使得仅控制油门便可操纵分动力输出装置平顺起动、寸进或保持。分动装置在空挡情况下工作时，载荷越大，增扭比也越大，这样，加载时发动机的转速变化很小并能随载荷增加自动调节。载荷的变化和冲击被变扭器的油液缓冲吸收，发动机能维持一个较稳定的转速保证风扇，油泵正常工作。 发动机驱动 在HT系列中，可选配发动机驱动的分动输出形式，分动装置由发动机直接驱动，在车辆静止或行走状态均能工作。这样在分动装置需在发动机低转速时工作或分动装置需以恒定转速工作。