汽車電子控制技術6

1汽車電子控制技術6第七章 自動變速器自動變速器概述液力變矩器變速齒輪機構(gòu)自動變速器供油系統(tǒng)自動變速器操縱機構(gòu)典型自動變速器無級變速電子控制系統(tǒng)第1頁/共58頁簡介第六節(jié)

典型自動變速器⒈自動變速器專業(yè)生產(chǎn)廠家及產(chǎn)品⑴德國采埃孚(ZF)⑵日本捷達柯(JATCO)⑶日本艾星(Aisin)⒉汽車公司自動變速器產(chǎn)品介紹⑴通用汽車(GM)⑵克萊斯勒(CHRYSLER)⑶奔馳(MERCEDES

BENZ)⑷豐田(TOYOTA)第2頁/共58頁⒈自動變速器專業(yè)生產(chǎn)廠家及產(chǎn)⑴德國采埃孚(ZF)⑵日本捷達柯(JATCO)⑶日本艾星(Aisin)⒉汽車公司自動變速器產(chǎn)品介紹⑴通用汽車(GM)⑵克萊斯勒(CHRYSLER)⑶奔馳(MERCEDES

BENZ)⑷豐田(TOYOTA)第3頁/共58頁⒈自動變速器專業(yè)生產(chǎn)廠家及產(chǎn)品⑴德國采埃孚(ZF)是一家跨國汽車零部件生產(chǎn)公司，其乘用車傳動技術分部產(chǎn)品有手動變速器、液力機械式自動變速器(AT)和無極變速器(CVT)。自動變速器(AT)產(chǎn)品系列：

4速－AT、5速－AT、6速－AT7速－AT、8速－AT第4頁/共58頁速ZF－4HP ①

4②4速全驅(qū)第5頁/共58頁ZF－5HP第6頁/共58頁ZF－6HP1992年法國工程師萊佩萊捷（Lepelletier）在法國法雷奧（Valeo）汽車零部件集團工作，發(fā)明了萊佩萊捷式輪系（簡稱萊式輪系），引領汽車走

進了六前速時代。退休時，他請求把該專利做退休金的一部分并得到應允，然后他把該專利賣給

ZF公司。以該專利為基礎，ZF公司于2001年發(fā)布ZF6HP26六前速自動變速器，并相繼開發(fā)了HP-24、6HP-19前驅(qū)四驅(qū)自動變速器。第7頁/共58頁ZF－6HP由一個簡單的單排單級行星齒輪加上一組拉威娜輪系構(gòu)成。有三個離合器和兩個制動器，共5個換擋元件。其特點：萊式輪系沒有直接檔，結(jié)構(gòu)上沒有采用單向離合器；但對控制的軟件要求和硬件要求（CPU速度）極高，因為沒有單向離合器要精確控制換檔品質(zhì)，這也是萊式輪系從發(fā)明走向市場應用接近十年的一個原因。第8頁/共58頁第9頁/共58頁第10頁/共58頁采埃孚(ZF)全新8擋自動變速器8HP

全新8擋自動變速器使用了帶有4個行星齒輪組和5個換擋元件的全新齒輪組概念。由于每擋齒輪只有2個換擋元件控制，因此變速器內(nèi)部的能量損失大大地降低。除了提高效率之外，該款變速器還具有更廣泛的擋位分布。而且，液力變矩器中裝有現(xiàn)代扭力減振器系統(tǒng)，這意味著其具有更好的燃油經(jīng)濟性和更低的CO2排放。第11頁/共58頁ZF－8HP第12頁/共58頁ZF－8HP第13頁/共58頁ZF－8HP第14頁/共58頁ZF－8HP新款8擋自動變速器還為汽車傳動系統(tǒng)技術提供未來導向型的設備選擇：全新的變速器采用模塊化設計，從而能夠用于全輪概念，而不會改變基本的變速器概念。因此液力變矩器可以用新的離合器來替換，或者在集成式起動機和離合器的輔助下完全忽略掉。采埃孚的設計師們期望這款全新8擋自動變速器能夠與ZF全輪概念在匹配方面具有兼容性。第15頁/共58頁ZF－8HP混合動力型此外，全新8擋自動變速器還能夠與混合動力相結(jié)合。電動機、耦合器、扭轉(zhuǎn)減振器、雙質(zhì)量飛輪和液壓機構(gòu)等部件，都可以有效而緊湊地安裝到變速器內(nèi)，從而減小了安裝空間。同時，ZF還為帶有上述成套設備的混合動力變速器開發(fā)了操作系統(tǒng)，系統(tǒng)的網(wǎng)絡化促進了整個系統(tǒng)高效的動力混合管理。因此，混合動力版的8擋自動變速器在輸出端也能

滿足ZF全輪驅(qū)動系統(tǒng)的需求。駕駛動力性的特征，如發(fā)動機的匹配和響應靈敏度，擋位轉(zhuǎn)換的精確性、舒適性和可操控性等，都能夠得到進一步的提升。通過與8擋自動變速器的匹配，為混合動力系統(tǒng)能

夠節(jié)省5-8%油耗，而全混合動力系統(tǒng)則可以實現(xiàn)30%的節(jié)油量。第16頁/共58頁第17頁/共58頁⒉汽車公司自動變速器產(chǎn)品介紹⑴通用汽車(GM)1939年通用汽車開發(fā)了世界上第一臺全自動換擋變速器，自動變速器(AT)產(chǎn)品系列：4速－AT、5速－AT、6速－AT正在開發(fā)雙離合器8速－AT。第18頁/共58頁4T60E第19頁/共58頁4T60E型變速器的行星齒輪機構(gòu)有四獨立元件組成：前行星排：n1+α1

n2－（1+α1）n3＝0

(1)后行星排：n4+α2

n3－（1+α2）n2＝0

(2)分析其各檔轉(zhuǎn)動路線并計算傳動比，設α1＝、α2＝2倒檔：C3工作，n1為主動輪，固定前排行星架與后排齒圈組件n3，傳動路線為：輸入→n1

→前排行星輪→n2→輸出設n3＝0，由式(1)i12＝n1/n2＝－α1＝－；1擋：C3工作，前排太陽輪n1為主動輪，固定后排太陽輪n4，傳動路線為：輸入→n1

→后排行星輪和n3反作用→n2→輸出設n4＝0，由式(1)、(2)i12＝n1/

n2＝（1+α1+α2）/α2

＝；第20頁/共58頁前行星排：

n1+α1

n2－（1+

α1）n3＝0

(1)后行星排：

n4+

α2

n3－（1+

α2）n2＝0

(2)2擋：C1工作，前排行星架與后排齒圈組件n3為主動輪，固定后排太陽輪n4，傳動路線：輸入→前排行星架與后排齒圈組件n3→n2→輸出設n4＝0，由式(2)i32＝n3/n2＝（1+α2）/α2＝；3擋：C1、C2工作，前排太陽輪n1和前排行星架與后排齒圈組件n3同步作為輸入轉(zhuǎn)動，傳動路線為：輸入→n3

、n1→n2→輸出設n1＝n3，由式(1)n2＝n1＝n3直接擋i12＝1；4擋：C1工作，前排行星架與后排齒圈組件n3為主動輪，固定前排太陽輪n1，傳動路線為：輸入→n3

→n2→輸出設n1＝0，由式(1)i32＝n3/n2＝α1

/（1+α1）＝第21頁/共58頁⑶奔馳(MERCEDES

BENZ)1960年開始裝備自己研發(fā)的自動變速器產(chǎn)品，1979年推出帶液力變矩器的4擋AT。自動變速器(AT)產(chǎn)品系列：4速－AT、5速－AT、6速－AT7速－AT第22頁/共58頁7G－TRONIC第23頁/共58頁7G－TRONIC第24頁/共58頁7G－TRONIC第25頁/共58頁7G－TRONIC第26頁/共58頁⑷豐田(TOYOTA)1959年開始生產(chǎn)半自動變速器，1970年推出電控自動變速器。自動變速器(AT)產(chǎn)品系列：4速－AT、5速－AT、6速－AT2007年推出8速－AT第27頁/共58頁第28頁/共58頁第29頁/共58頁第30頁/共58頁最新AT傳動比數(shù)據(jù)比較第31頁/共58頁典型轎車電控液力自動變速器一、皇冠轎車A340E自動變速器第32頁/共58頁行星齒輪變速機構(gòu)第33頁/共58頁各換擋執(zhí)行元件的名稱第34頁/共58頁C0

—超速離合器：超速排太陽輪與行星輪C1

—1號離合器：輸入軸與傳動軸（后齒圈）C2

—2號離合器：輸入軸與太陽輪組件B0

—超速制動器：制動超速太陽輪B1

—1號制動器：制動太陽輪B2

—2號制動器：與F1配合阻止太陽輪逆時針轉(zhuǎn)動B3

—3號制動器：制動前排行星架F0

—超速單向離合器：阻止超速行星架逆時針轉(zhuǎn)動F1

—1號單向離合器：與B2配合阻止太陽輪逆時針轉(zhuǎn)動F2

—2號單向離合器：阻止前排行星架逆時針轉(zhuǎn)動各換擋執(zhí)行元件的功用第35頁/共58頁1與15，3與5、6與8、12與7與10固聯(lián)C0連4與15、C1連5與6、C2連5與9B0制4、B1制9、B2和F1串聯(lián)制9、B3和F2并聯(lián)制14F0阻止4逆時針轉(zhuǎn)動各擋傳遞路線停車擋：C0工作第36頁/共58頁倒擋：C0、F0、C2、B3工作第37頁/共58頁

空擋：B0、F0、C1、C2、B1、B2、B3、F1、F2不工作，動力無法傳遞。

C0連4與15超速排為直接傳動，1與5相通，但5與6不通，5與9不通第38頁/共58頁D－1擋：C0、F0、C1、F2工作傳力過程：1－5－C1－6－8－11－129－13－7——10D－2擋：C0、F0、C1、B1、B2、F1工作第40頁/共58頁D－3擋（直接擋）：C0、F0、C1、C2、B2工作■傳力過程：1－5－C1－6－8－11－12－10C2第－4－1頁/9共58頁超速擋：C1、C2、B0、B2工作第42頁/共58頁2－1擋：C0、F0、C1、F2工作傳力過程：1－5－C1－6－8－11－129－13－7

－

102-2擋C0、F0、C1、B2、F1工作第44頁/共58頁2－3擋：C0、F0、C1、C2、B2工作第45頁/共58頁L－1擋：C0、F0、C1、B3、F2工作第46頁/共58頁L－2擋：C0、F0、C1、B1、B2、B3工作第47頁/共58頁二、大宇轎車自動變速器第48頁/共58頁1擋：C0、C1、B2、F1工作第49頁/共58頁2擋：C0、C1、F2工作第50頁/