液力自动变速器的组成和工作原理（图解）

液力自动变速器主要由液力变矩器、齿轮变速机构、液压控制装置、换档执行机构等组成，电控液力自动变速器在液力自动变速器的基础上增设电子控制单元，如图所示。

液力变矩器主要由泵轮、涡轮、导轮、单向离合器、变矩器壳体等组成，如图 3-4-2 所示。它是一种将动力从发动机曲轴传递给变速器输入轴的液力传动装置，它能够在发动机和变速器之间提供平稳传递转矩的液力连接。

泵轮（图 3-4-3）是液力变矩器的输入元件，它与变矩器壳体刚性连接构成一个整体。变矩器壳体通过螺栓紧固到发动机挠性盘上，与发动机曲轴转速相同。

涡轮（图 3-4-4）是液力变矩器的输出元件，它通过花键连接到变速器输入轴。泵轮使变速器油旋转，变速器油对涡轮叶片产生撞击力，从而使涡轮旋转，涡轮再带动变速器输入轴旋转。

导轮（图 3-4-5）位于泵轮和涡轮之间，带有单向离合器，导轮通过单向离合器单方向固定在导轮轴或导轮套管上，单向离合器使得导轮只能沿与泵轮相同的方向旋转，而不能反向旋转。

液力变矩器工作原理如下图所示。变矩器工作时，发动机产生的转矩带动泵轮旋转，泵轮叶片带动液流冲向涡轮，从而驱动涡轮转动。刚起步时转矩最大，设此时涡轮所受到的冲击力为 F1。冲到涡轮的液流驱动涡轮后，由于叶片形状，冲向导轮，而导轮不动，冲击导轮的液流受到阻碍，因此使涡轮受到反作用力 F2，由于 F1、F2 都作用于涡轮，且对涡轮都起增矩作用，所以使涡轮所受转矩倍增。涡轮转速升高后，液流变向冲击导轮叶片背，而失去增矩作用，并对涡轮产生阻力。因此现在基本上使用带有单向离合器的导轮，当液流冲击叶片背时，导轮会转过一个角度，使其继续增矩。

液力变矩器是用液力来传递汽车动力的，但变速器油的内部摩擦会造成一定的能量损失，因此传动效率较低。现代轿车多采用一种带锁止离合器的综合式液力变矩器，用机械的方式直接连接导轮和泵轮，如图 3-4-7 所示。

当汽车在不稳定的工况下行驶时（如起步、经常加减速），压缩液体（变矩器压力）流到锁止离合器前面，锁止离合器的前面和后面压力相等，锁止离合器分离，相当于普通液力变矩器，如图 3-4-8 所示。

当汽车在稳定工况下行驶时，压缩液体留置在离合器后面，锁止离合器与变矩器外壳直接连接，动力不经液力传动，直接通过机械传动，变矩器效率为 100%。动力传动路线：发动机→变矩器壳体→锁止离合器压盘→减振器→从动盘→齿轮变速机构输入轴。

齿轮变速机构

（1）行星齿轮组

（2）复合式行星齿轮机构

自动变速器中使用的离合器为多片离合器，多片离合器由摩擦片、钢片、离合器活塞、离合器毂、卡环等组成，如图 3-4-14 所示。多片离合器能承受较大的转矩。活塞通过回位弹簧回位，回位弹簧由卡环定位。多片离合器中的钢片和摩擦片交替安装，摩擦片的两面有摩擦材料，而钢片两面光滑，没有摩擦材料。也有部分变速器的多片离合器采用单面带摩擦材料的摩擦片，即它一面带有摩擦材料，另一面则是光滑的钢片。

单向离合器的作用是使某元件只能按一定的方向转动，在另一个方向上锁止。单向离合器除用于变矩器的导轮外，还用于齿轮机构中。齿轮机构中的单向离合器又称作“超越离合器”，用来实现转矩的单向传递。单向离合器具有较高的灵敏度，可瞬间锁止（或解除锁止），提高了换档时机的准确性。单向离合器的结构如图 3-4-15 所示。

制动器的作用是将行星齿轮机构中的某一元件与变速器壳体相连，使该元件受约束而固定。在自动变速器中常用的制动器有片式制动器和带式制动器两种。改良后的辛普森行星齿轮机构用片式制动器代替了带式制动器。片式制动器结构如图 3-4-16 所示，与湿式多片离合器结构基本相同，其工作平顺性较好，还能通过增减摩擦片的数量来满足不同排量发动机的要求。带式制动器由制动带及其伺服装置（控制液压缸）组成，如图 3-4-17 所示。