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自动变速器的构造和工作原理
作者:亚美官网    发布日期:2020-05-11 00:34


  自动变速器的构造和工作原理_中职中专_职业教育_教育专区。第2章 自动变速器的 构造与工作原理 自动变速器维修 自动变速器具有 自动变速、连续变扭矩、换挡时不中断动力传递;操作轻 便、换挡平稳、过载保护; 可以减轻驾驶员的劳动强度,提高汽车行驶的机动

  第2章 自动变速器的 构造与工作原理 自动变速器维修 自动变速器具有 自动变速、连续变扭矩、换挡时不中断动力传递;操作轻 便、换挡平稳、过载保护; 可以减轻驾驶员的劳动强度,提高汽车行驶的机动性、 安全性和越野性。 因此,现在越来越多的轿车甚至货车都装有自动变速器。 自动变速器维修 2.1 自动变速器的总体构造 自动变速器维修 不同车型的自动变速器在结构上往往有很大的差异。 但总体来说,主要包括: 液力变矩器、齿轮变速器、油泵、控制系统、手控连 杆机构、冷却系统、壳体等几个部分。 自动变速器维修 一、液力变矩器 液力变矩器位于自动变速器的最前端,安装在发动机 的飞轮上。它利用液力传动的原理,将发动机的动力传给 自动变速器的输入轴。 它具有以下作用: ①起到自动离合器的作用,传递或不传递发动机扭矩至 变速器。 ②减速增扭。 自动变速器维修 ③实现无级变速。 ④缓和冲击。 ⑤驱动控制系统的油泵。 ⑥起到飞轮的作用,使发动机转动平稳。 自动变速器维修 二、齿轮变速器 它是自动变速器的主要组成部分,包括齿轮变速 机构和换挡执行机构。 常用的齿轮变速器主要有行星齿轮式和普通齿轮式 两种。 其作用是进一步扩大液力变矩器传递过来的转速、 扭矩的变化范围,并使自动变速器具有空挡和倒挡,用 以中断动力传递和实现倒车。 自动变速器维修 三、油泵 油泵通常安装在液力变矩器之后,由飞轮通过液力变 矩器壳直接驱动,为液力变矩器、控制系统及换挡执行机 构的工作提供一定压力的液压油。 自动变速器维修 四、控制系统 自动变速器的控制系统有液力式和电液式两种。 液力式控制系统包括由许多控制阀组成的阀板总成以 及液压管路。 电液式控制系统除了阀板总成及液压管路之外,还包 括电子控制单元、传感器、执行器及控制电路等。阀板 总成通常安装在齿轮变速器下方的油底壳内。 自动变速器维修 驾驶员通过操纵手柄改变手动阀的位臵,控制系统根据 手动阀位臵、节气门开度、车速等因素,利用液压自动控制 和电子自动控制原理,按照一定的规律控制齿轮变速器中的 换挡执行机构的工作,实现自动换挡,它影响自动变速器的 功能和性能。 自动变速器维修 五、手控连杆机构 这些连杆机构为操纵 手柄及其缆绳、加速踏板 和节气门缆绳。 1.操纵手柄 它通过一根缆绳和一 连杆机构与自动变速器连 接。驾驶员通过操纵手柄 可以选择行驶方式。 自动变速器维修 自动变速器维修 (1)P位(停车挡) 当操纵手柄位于该位臵时, 自动变速器将机械地锁止输出轴, 使驱动轮不能转动,防止汽车移动, 如图2-2所示,同时换挡执行机 构使自动变速器处于空挡状态。该 位臵可以起动发动机。当操纵手柄 移开该位臵时,停车锁止机构即被 释放。 自动变速器维修 (2) N位(空挡位) 当操纵手柄位于该位臵时, 换挡执行机构的动作和停车挡 几乎相同,也是使自动变速器 处于空挡状态。此位臵可以起 动发动机,此时发动机的动力 虽经输入自动变速器,但只能 使之空转,输出轴无动力输出。 自动变速器维修 (3) R位(倒车挡) 当操纵手柄位于该位臵时, 自动变速器中输入轴的转动 方向与输出轴的转动方向相 反,可以用于实现停车。 自动变速器维修 (4) D位(前进挡) 轿车自动变速器的操纵 手柄位于该位臵时,可以实 现4个不同传动比的挡位, 即1挡、2挡、3挡和超速 挡,超速挡的传动比小于1。 操纵手柄位于该位臵时, 自动变速器的液力式或电液 式控制系统能根据车速、节 气门开度等因素的变化,按 照设定的换挡规律,自动变 换挡位。该挡位可用于在一 般道路上行驶或小坡道行驶 时采用。 自动变速器维修 (5)S位(前进低挡) 操纵手柄位于该位臵时, 自动变速器的控制系统将限制 前进挡的变化范围。 自动变速器只能在1挡、2 挡之间自动换挡(有的自动变 速器S位臵锁定在2挡)。 自动变速器维修 (6)L位(前进低挡) 当操纵手柄位于该位臵时, 自动变速器的控制系统将限制 前进挡的变化范围。自动变速 器只能在1挡、2挡之间自动 换挡或只能保持在1挡。该位 适用于陡坡或路况较差的道路 上行驶时采用。 自动变速器维修 2.加速踏板 加速踏板通过加速缆绳和节气门连接。加速踏板踩下的 角度即节气门的开度被准确地传递到自动变速器。自动变速 器根据节气门的开度来进行换挡控制和主油路压力控制。 自动变速器维修 六、冷却系统 液力变矩器在传递动力的过程中,因传动效率低,从而 使部分能量转换为液压油的热能,会使液压油的温度急剧升 高。油温是影响自动变速器使用寿命的主要因素。油温过高, 使油液变质,缩短使用寿命。 保持正常的油温,从液力变矩器出来的液压油需经冷却 后回油底壳或去润滑行星齿轮机构。油冷却器位于发动机前 端水冷却器的附近。 自动变速器维修 七、壳体 壳体是自动变速 器的安装基础件。自 动变动器的行星齿轮 机构、执行机构、阀 板总成、油泵等都是 安装在壳体上。同时 壳体上还加工有油道 以及测压孔。另外壳 体设有通风塞,以防 止壳体内压力过高。 自动变速器维修 2.2 液力传动装置 自动变速器维修 汽车上所采用的液力传 动装臵有液力偶合器和液力 变矩器,两者均是利用液体 在循环流动过程中液流动能 的变化来传递动力的,即动 液传动,俗称液力传动。 现代的汽车尤其是轿车 上广泛采用了液力变矩器。 自动变速器维修 一、液力偶合器 1.液力偶合器的结构 自动变速器维修 发动机曲轴凸缘上装有外壳,泵轮与外壳连接(或焊接) 在一起,随曲轴一起转动,为液力偶合器的主动部分。与泵 轮相对安装的涡轮,与输出轴连接在一起,为液力变矩器的 从动部分。 自动变速器维修 泵轮与涡轮里面有许多半圆形的径向叶片,两轮装合后 的相对端面之间有2~4 mm的间隙,其轴线断面的内腔共同 构成圆形或椭圆形的环状空腔,此环状空腔称为循环圆。循 环圆内充满了液压油。两轮的每两个相邻叶片之间形成液流 通道。 自动变速器维修 2.液力偶合器的工作原理 发动机曲轴驱动泵轮时,泵轮内部的液压油也被叶片 带动一起旋转,使工作油液获得了绕轴线作圆周运动的能 量,同时又产生了离心力。液压油沿泵轮叶片间的通道向 外缘流动。此时,泵轮外缘液压油的压力高于内缘液压油 的压力。如果此时充满液压油的涡轮处于静止状态,或者 其转速低于泵轮的转速,则泵轮外缘液压油的压力就高于 涡轮外缘液压油压力, 自动变速器维修 泵轮内缘液压油的压力就低于涡轮内缘液压油的压 力。由于泵轮和涡轮封闭在同一壳体内,于是被甩到泵轮 外缘的液压油在压力差的作用下,冲入涡轮外缘,沿着涡 轮叶片向内缘流动,再回到泵轮的内缘,而后又被泵轮再 次甩到外缘并冲击涡轮的叶片。 自动变速器维修 液压油就靠泵轮内产生的离心力而冲向涡轮,并在泵轮 与涡轮之间作循环流动,于是就将在泵轮内获得的圆周运 动的能量传给涡轮,驱动涡轮旋转而输出。 自动变速器维修 在两轮中的液压油,除了随两轮沿其轴线转动外,还 在循环圆内沿叶片作循环运动,如图2-4 a 所示 , 这两 种运动的合成形成了一条首尾相接的环形螺旋线b所示。 (a) (b) 自动变速器维修 作环流运动的液压油不断地把能量从泵轮传给涡轮。 液压油将能量从泵轮传给涡轮的关键在于液压油作环流运 动,而产生环流运动的条件是泵轮与涡轮之间存在转速差。 自动变速器维修 转速差越大,液压油传递的扭矩越大。若两者转速相同, 离心力相同,压力差等于零,循环圆的流动停止,此时液 力偶合器不能起传递力矩的作用。 自动变速器维修 液力偶合器的传动效率为涡轮轴上的输出功率Pw 与泵 轮上的输入功率Pb之比用η表示。 η=Pw/Pb=Mw· nw /(Mb· nb) 因:Mb=Mw 式中 故:η=nw / nb=i nb——泵轮转速; nw——涡轮转速; i——液力偶合器的传动比,即输出轴转速与输入 轴转速之比。 自动变速器维修 说明 液力偶合器的传动效率等于其传动比,而传动比随两轮 的转速差变化。 汽车起步时,nw为零,η也就等于零,此时虽然涡轮轴 上获得的扭矩最大,但无功率输出。 在汽车起步加速过程中,nw逐渐升高,η也随之升高, 但传递的扭矩在减小,且η永远无法达到100%。 自动变速器维修 缺点 由于液力偶合器不能改变扭矩的大小,它虽能使汽车 平稳起步、加速,减少传动系的冲击载荷,但结构复杂、 成本高、效率低,而且不能完全切断动力,必须装有离合 器才能平顺换挡,所以很少采用。 自动变速器维修 二、液力变矩器 1.液力变矩器的结构 变矩器由泵轮、涡轮和导轮三个基本元件以及外壳组成。 自动变速器维修 各工作轮用铝合金精密铸造,或用钢板冲压焊接而成。 泵轮与变矩器外壳连成一体,用螺栓固定在发动机曲轴后端 的凸缘上。壳体做成两半,装配后焊成一体(有的用螺栓连 接)。涡轮通过从动轴与传动系的其他部件相连。导轮则固 定在不动的套管上。所有工作轮在装配后,形成断面为循环 圆的环状体。 自动变速器维修 2.液力变矩器的工作原理 液力变矩器的工作原理 可以用两台电风扇作形象描 述:一台电风扇接通电源就 像变矩器中的泵轮,另一台 电风扇不接电源就像变矩器 中的涡轮。将两台电风扇对 臵,当接通电源的电风扇旋 转时,产生的气流可以吹动 不接电源的风扇使其转动。 这样两个电风扇就组成了偶 合器,它能够传递扭矩,但 不能增大扭矩。 自动变速器维修 如果添加一个管道,空气就会从后面通过管道,从没有 电源的电风扇回流到有电源的电风扇。这样会增加有电源电 风扇吹出的气流。在液力变矩器中,导轮起到了这种管道的 作用。 自动变速器维修 变矩器起动时,从泵轮喷射出的自动变速器油ATF流入 静止的涡轮中形成环流。当泵轮转速增高时,环流作用使 涡轮的扭矩增大,涡轮开始缓慢地旋转,并逐渐加快,缩 小了泵轮的转速差而提高了传动效率。此时是没有导轮的 情况,相当于液力偶合器。当在泵轮和涡轮中安装了导轮 后,当涡轮转动时,从涡轮流出的自动变速器油ATF有残留 的动能,通过导轮加在泵轮上从而增大扭矩。 自动变速器维修 泵轮与涡轮的转速差越大,扭矩增大也越快。 液力变矩器之所以能起变矩作用,就是由于结构上比 液力偶合器多了一个导轮。在自动变速器油 ATF 循环流动 的过程中,固定不动的导轮给涡轮一个反作用力矩,使涡 轮输出的扭矩不同于泵轮输入扭矩。 自动变速器维修 3.综合式液力变矩器 图2-6所示为一种 典型轿车用综合式液力变 矩器,它与液力变矩器的 区别在于导轮是用单向离 合器与固定的套管相连。 自动变速器维修 自动变速器维修 单向离合器也称单向超越 离合器或自由轮机构。常见的 单向离合器如图2-7所示。 它由外座圈、内座圈、滚柱 和不锈钢叠片弹簧组成。 外座圈与导轮以铆钉或花键 相连。 内座圈与固定套管以花键相 连,固定套管固定在自动变速 器壳体上,因此内座圈是固定 不动的。 外座圈的内表面有若干偏心 的圆弧面,叠片将滚柱压向内、 外座圈之间滚道比较狭窄的一 端,从而将内外两座圈楔紧。 自动变速器维修 当涡轮转速较低,由于涡轮与泵轮相对安装,油液按顺时 针方向从涡轮流出冲击导轮叶片的正面,力图使导轮按顺时针 方向(虚线箭头所指)转动。此时,滚柱被楔紧在滚道。 自动变速器维修 当涡轮转速上升到一定值时, 液流冲击导轮的背面,使导轮相 对于内座圈按逆时针方向(实线 箭头所指)转动,滚柱被挤向滚 道宽的一端,单向离合器外座圈 松开,导轮成为自由轮,与涡轮 作同向旋转,液流不再有反作用 力矩。此时,液力变矩器相当于 只有泵轮和涡轮工作,如同液力 偶合器一样。 这种可以转入液力偶合器工 况工作的液力变矩器称为综合式 液力变矩器。 自动变速器维修 自动变速器维修 液力变矩器效率 ηb与液力偶合器效率 ηa随传动比i变化的 规律如图2-8所示。 自动变速器维修 变矩系数K随传动比变化的曲线 在传动比iiK=1(变矩系数K=1 时的传动比)范围内,液力变矩器的效 率高于液力偶合器, 当i>iK=1, ηb下降而ηa却继续增高。 综合式液力变矩器即在低速时按液 力变矩器特性工作,而当传动比达到iK 时,转为按液力偶合器特性工作,从而 扩大了 高效率的范围,如图2-8上实线 所示。 自动变速器维修 4.带锁止离合器的液力变矩器 因液力变矩器的涡轮和泵轮之间存在转速差和液力 损失,液力变矩器的传动效率不如机械传动效率高, 自动变速器维修 故采用液力变矩器的汽车在正常行驶时的燃油经济性 较差。为提高变矩器在高传动比工况下的效率可采用带锁 止离合器的液力变矩器,如图2-9所示。 自动变速器维修 这种由液压油操纵的锁止离合器的主动盘即为变矩器 的壳体。从动盘是一个可作轴向移动的压盘,它通过花键 套与涡轮连接。 自动变速器维修 压盘右侧的液压油与液力变矩器泵轮、涡轮中的液压油相通。 压盘左侧的液压油通过液力变矩器输出轴中间的控制油道与 阀板总成上的锁止控制阀相通。 自动变速器维修 锁止控制阀由自动变速器电子控制单元通过锁止电磁阀来控制。 自动变速器维修 自动变速器维修 自动变速器维修 锁止离合器的控制 自动变速器电子控制单元根据车速、节气门开度、发动 机转速、液压油温度、操纵手柄位臵、控制模式等因素,按 设定的锁止程序向锁止电磁阀发出控制信号,操纵锁止控制 阀,改变压盘两侧的油压,从而控制锁止离合器的工作。 自动变速器维修 当满足锁止条件时,锁 止控制阀让液压油从油道B 进入,使压盘两侧保持相同 的油压,锁止离合器处于分 离状态,动力由液压油传给 涡轮。如图2-10a所示。 自动变速器维修 当满足锁止条件时, 锁止控制阀让液压油从 油道 C 进入液力变矩器, 而让油道 B 与泄油口相 通,使压盘在左、右两 侧压力差的作用下压紧 在主动盘上,如图2- 10b所示。 自动变速器维修 这时,输入液力变 矩器的动力通过锁止离 合器的机械连接,由压 盘带动涡轮输出。液力 变矩器中因泵轮和涡轮 的转速相同不起液力传 动作用,故传动效率为 100 % , 提高 了 燃油的 经济性。 自动变速器维修 自动变速器维修 自动变速器维修 自动变速器维修 2.4 行星齿轮装置 自动变速器维修 液力变矩器虽能在一定范围内自动地、无级改变扭矩和转 速比。 缺点:存在传动效率低的缺点,且变矩范围最多只能达到 2~4倍,难以满足汽车实际使用要求。 因此,它在自动变速器中的主要作用是使汽车起步平稳, 并在换挡时减缓传动系的冲击载荷。 汽车上采用液力变矩器与齿轮变速器串联组成的液力机械 传动。齿轮变速器的作用是使扭矩、转速再扩2~4倍的变化 范围,同时实现倒挡和空挡。 自动变速器维修 自动变速器中采用的齿轮变速器有普通齿轮式和行星齿轮式 两种。 目前,绝大多数轿车自动变速器中的齿轮变速器为行星齿轮 式,只有少数车型采用普通齿轮式。 自动变速器维修 一、行星齿轮机构结构与 工作原理 1.行星齿轮机构的组成 最简单的行星齿轮机构由一 个太阳轮、一个内齿圈、一个行 星架及若干个行星齿轮组成,一 般称为单排行星齿轮机构。太阳 轮、齿圈和行星架是行星排的三 个基本构件,并且它们具有公共 的固定轴线。 自动变速器维修 行星齿轮机构安装于行 星架的行星齿轮轴上,与齿圈 和太阳轮两者啮合。行星齿轮 既可绕行星齿轮轴自转,又可 在齿圈内行走,绕太阳轮公转, 如图2-12所示。这种运动方式, 有两个自由度。 图2-12 行星齿轮机构 3-行星架; 1-齿圈; 2-行星齿轮; 4-太阳轮 自动变速器维修 按齿轮排数的不同,行 星齿轮机构分为单排行星齿 轮机构和多排行星齿轮机构。 图2-13a为单排行星齿轮机 构,图2-13b为多排行星齿 轮机构,它由几个单排行星 齿轮机构组成。自动变速器 中的行星齿轮变速器采用的 就是多排行星齿轮机构。 图2-13 行星齿轮机构简图 1-太阳轮;2-齿圈;3-行星架; 4-行星齿轮 自动变速器维修 按照太阳轮和齿 圈之间行星齿轮的组数 不同,又分为单星行星 排和双星行星排。双星 行星排在太阳轮和齿圈 之间有两组互相啮合的 行星齿轮,其中外面一 组行星轮与齿圈啮合, 里面一组行星轮与太阳 轮啮合,如图 2-14所示。 图2-14 双星行星排 1-太阳轮;2-齿轮;3-行星架; 4-外行星齿轮;5-内行星齿轮 自动变速器维修 自动变速器维修 2.单排行星齿轮机构变速原理 设太阳轮、齿圈和行 星架的转速分别为 n1 、 n2 和n3,齿圈与太阳轮的齿 数比为2。则根据能量守 恒定律,由作用在该机构 各元件上的力矩和结构参 数可导出表示单排行星齿 轮机构一般运动规律的特 性方程式: n1+αn2-(1+α)n3=0 自动变速器维修 由上式可知,由于单 排行星齿轮机构具有两个 自由度,在三个基本件中, 任选两个分别作为主动件 和从动件,而使另一元件 固定不动(该元件转速为 0)或使其运动受到一定 的约束(该元件的转速为 定值),则机构只有一个 自由度,整个轮系将以一 定的传动比传递动力。 自动变速器维修 ① 太阳轮为主动件,行星架为从动件,齿圈固定。 如图所示,特性方 程中n2=0,因此有: n1-(1+α ) n3=0, 传动比: i= n1 / n3= 1 + α 传动比i大于1且为正值, 因此同向降速。 自动变速器维修 ② 齿圈为主动件,行星架为从动件,太阳轮固定 如图所示,特性方程中 n1=0,因此有: α n2-(1+α ) n3=0 传动比: i = n 2 / n 3 = (1 + α )/α 传动比大于1且为正值, 因此同向降速。 自动变速器维修 ③ 行星架为主动件,齿圈为从动件,太阳轮固定 如图所示,特性方程中 n1 =0, 因此有: αn2 -(1+α )n3 =0 传动比: i = n3 / n2 =α/1+α<1 传动比小于1且为正值, 因此同向增速。 自动变速器维修 ④ 太阳轮为主动件,齿圈为从动件,行星架固定 如图所示,特性方程中 n3 =0, 因此有: n1 + α n2 =0 传动比: i= n1 / n2 =-α 因传动比为负值,所以 反向传力。 自动变速器维修 ⑤ 任意两元件互相连接 任意两元件互相连接, 也就是说 n 1 = n 2 或 n 2 = n3 ,则由运动特性方程 可知,第三个基本元件 的转速必与前两个基本 元件的转速相同,即行 星排按直接挡传动,传 动比i=1。 自动变速器维修 ⑥ 任一个为主动件 任一个为主动件, 无夹持部件,该机构 有两个自由度,因此 不论以哪两个基本元 件为主动件、从动件, 都不能传递动力,处 于空挡状态。 自动变速器维修 3.双星行星排行星齿轮机构的变速原理 设太阳轮、齿圈和行星架 的转速分别为n1、 n 2和n3 , 齿圈和太阳轮的齿数比为 α , 则该行星齿轮的一般运动规律 的特性方程式为: n1-αn2+(α-1)n3 =0 它与单排行星轮机构有所不同, 但当其中一元件受约束,另外 两个基本元件一个主动,一个 从动时,依然可按照前述方法 计算传动比和判别旋转方向。 自动变速器维修 二、换挡执行机构的结构和工作原理 行星齿轮变速器中所有的齿轮都是处于常啮合状态,其 挡位变换必须通过以不同的方式对行星齿轮机构的基本元件 进行约束(即固定或连接某些基本元件)来实现。能对这些 基本元件实施约束的机构,就是行星齿轮变速器的换挡执行 机构。 行星齿轮变速器的换挡执行机构由离合器、制动器、单 向离合器三种执行元件组成,起连接、固定和锁止作用。 自动变速器维修 连接是指将行星齿轮变速器的输入轴与行星排中的某个基 本元件连接,以传递动力,或将前一个行星排的某一个基本元 件与后一个行星排的某一个基本元件连接,以约束这两个基本 元件的运动; 固定是指将行星排的某一基本元件与自动变速器的壳体连 接,使之被固定住而不能旋转; 锁止是指把某个行星排的三个基本元件中的两个连接在一 起,从而将该行星排锁止。 换挡执行元件按一定的规律对行星齿轮机构的某些基本元 件进行连接、固定或锁止,让行星齿轮机构获得不同的传动比, 从而实现挡位的变换。 自动变速器维修 1.离合器结构和工作原理 作用:连接轴和 行星排的某个基本元 件,或将行星排的某 两个基本元件连接成 一体,使之成为一个 整体转动。 自动变速器维修 自动变速器中 所用的离合器为湿 式多片离合器。它 通常由离合器鼓、 离合器活塞、回位 弹簧、弹簧座、一 组钢片、一组摩擦 片、调整垫片、离 合器毂及几个密封 圈组成。 自动变速器维修 自动变速器维修 自动变速器维修 钢片和摩擦片交错 排列,两者统称为离合 器片。 钢片的外花键齿安 装在离合器鼓的内花键 齿圈上,可沿齿圈键槽 作轴向移动。 自动变速器维修 摩擦片由其内花键齿与离 合器毂的外花键齿连接,也 可沿键槽作轴向移动。摩擦 片的两面均为摩擦片系数较 大的铜基粉末冶金层或合成 纤维层。 自动变速器维修 离合器鼓或离合 器毂分别以一定的方 式和变速器输入轴或 行星排的某个基本元 件相连接,一般离合 器鼓为主动件,离合 器毂为从动件。 自动变速器维修 当来自控制阀的 液压油进入离合器液 压缸时,油压推动活 塞克服弹簧的作用力 将钢片和摩擦片相互 压紧在一起,利用两 者间的摩擦力使离合 器鼓和离合器连接为 一个整体,使输入轴 和行星排的某基本元 件连接在一起,此时 离合器处于接合状态。 自动变速器维修 当液压控制系统将作用 在离合器液压缸内的液压油的 压力解除后,活塞被回位弹簧 压回液压缸的底部,并将液压 缸内的压力油从进油孔排出。 此时,钢片与摩擦片相互分开, 两者间无压紧力,离合器处于 分离状态。离合器活塞和离合 器片或离合器片和卡环之间有 一定的轴向间隙,以保证钢片 和摩擦片之间无任何轴向压力, 这一间隙称为离合器自由间隙。 其大小可以用挡圈的厚度来调 整。一般离合器自由间隙为 0.5~2.0mm。 自动变速器维修 离合器处于分离状态时,其液压缸内仍残留有少量液压 油。由于离合器鼓是随变速器输入轴或行星排某一基本元件一 同旋转的,残留的液压油在离心力的作用下会被甩向液压缸外 缘,并在该处产生一定的油压。若离合器鼓的转速较高,这一 压力有可能会推动离合大活塞压向离合器片,离合器处于半接 合状态,导致钢片和摩擦片因互相接触摩擦而产生不应有的磨 损,影响离合器的使用寿命。 自动变速器维修 为了防止这种情况出现,在离合器活塞或离合器鼓的 液压缸壁面上设有一个由自由钢球组成的单向阀。当液压油 进入液压缸时,钢球在油压的作用下压紧在阀座上,单向阀 关闭,保证了液压缸的密封;当油压解除后,单向阀的钢球 在离心力的作用下离开阀座。使单向阀处于开启状态,残留 在液压缸内的液压油在离心力的作用下从单向阀流出,保证 离合器彻底分离,如图2-17所示。 自动变速器维修 离合器所能传递的动力的大小或者说转矩的大小与摩 擦片的面积、片数及离合器片间的压紧力有关。片间压紧力 的大小由作用在离合器活塞上的油压及作用面积决定,但增 大油压会引起离合器接合时产生冲击。故当压紧力一定时, 离合器所能传递的动力大小就取决于摩擦片的面积和片数。 一般离合器中摩擦片片数为2~6片,钢片片数等于或多于摩 擦片的片数。 自动变速器维修 2.制动器的结构和工作原理 制动器的作用是将行星排中的某一元件加以固定,使之 不能转动。目前常见的是带式制动器和片式制动器。 自动变速器维修 (1)片式制动器 片式制动器由制动器鼓、制动器活塞、回位弹簧、钢片、 摩擦片及制动器毂等组成,如图2-18所示。 自动变速器维修 它的工作原理和湿式多片离合器基本相同,但片式 制动鼓(相当于离合器鼓)是固在自动变速器壳体上的, 当制动器工作时,与制动器毂相连的行星排某一元件被 固定住而不能转动。 自动变速器维修 自动变速器维修 (2)带式制动器 带式制动器又称制动带,它由制动鼓、制动带、液压缸及 活塞等组成,如图 2-19所示。制动鼓与行星排的某一基本元件 连接,并随之一起转动。 自动变速器维修 制动带的一端支承在变速器壳体上的支架或制动带调 整螺钉上,另一端与液压缸活塞上的推杆连接。液压缸被 活塞分隔为施压腔和释放腔两个部分 , 分别通过各自的控 制油道与控制阀相通。制动带的工作受作用在活塞上的液 压油压力控制。 自动变速器维修 自动变速器维修 当液压缸的施压腔和释放腔内均无液压油时,带式制动 器不工作,制动带与制动鼓之间有一定的间隙,制动鼓可随与它 相连的行星排基本元件一同旋转。当液压油进入施压腔时,作 用在活塞上的液压油压力推动活塞,使之克服回位弹簧的作用 力移动。 自动变速器维修 活塞上的推杆随之向外伸出,将制动带压紧在制动鼓上, 于是制动鼓被固定住而不能旋转。此时,制动器处于制动状态。 在制动器处于制动状态,若有液压油进入液压缸的释放腔时, 因释放腔一侧的活塞面积大于施压腔一侧的活塞面积,故作用 在活塞上两侧的力不相等,释放腔一侧大于施压腔一侧。活塞 在两侧的压力差及回位弹簧作用力的共同作用下向后移,推杆 回缩,制动带被放松,制动鼓可以转动,从而使制动器由制动 状态变成释放状态。这样可以使控制系统得到简化。 自动变速器维修 自动变速器维修 若将带式制动器用行星齿轮机构高速挡操纵,则因制动 时制动鼓以高速旋转,制动带将会受到来自制动鼓的反作用 力。活塞和推杆为刚性连接,该反作用力将使活塞产生振动。 影响换挡工作的平顺性。 自动变速器维修 为防止这种情况,可将推杆通过弹簧装在活塞上如图2- 20所示,当制动带受到反作用力时,推杆被推回,压缩内弹簧, 从而起到缓冲的作用。 自动变速器维修 自动变速器维修 当带式制动器处于放松状态时 , 制动带与制动鼓之间应 有一定的间隙。间隙过大或过小都会影响制动器的正常工作。 这一间隙的大小可用制动带调整螺钉来调整。在安装时,一般 将螺钉向内拧紧至一定力矩。然后再退回规定的圈数(通常为 23圈)。 自动变速器维修 3.单向离合器结构与工作原理 单向离合器在行星齿轮变速器 中的作用和离合器、制动器的作用 相同,也是用于固定或连接几个行 星排中的某些太阳轮、行星架、齿 圈等基本元件,让行星齿轮变速器 组成不同传动比的挡位。它是依靠 单向锁止原理来发挥固定或连接作 用的,其固定和连接也只能单方向。 当与之相连接的元件受力方向与锁 止方向相同时,该元件即被固定或 连接;当受力方向与锁止方向相反 时,该元件即被释放或脱离连接。 自动变速器维修 单向离合器的 常见形式有两种: 滚柱斜槽式和楔块 式。滚柱斜槽式单 向离合器在液力变 矩器一节已有介绍。 楔块式单向离合器 由内环、外环、滚 子(楔块)等组成。 滚子是特殊形状的 楔块。 自动变速器维修 楔块的一条对角 线A的长度略大于内 外环之间的距离B, 而另一条对角线C的 长度略小于B。当内 环固定、外环相对内 环顺时针方向旋转时, 楔块在摩擦力的作用 下立起,由于自锁作 用被卡死在内外环之 间,使内环和外环无 相对运动。 自动变速器维修 自动变速器维修 相对滑转,此时单向 离器处于锁止状态;当外 环相对内环朝逆时针方向 旋转时,楔块在摩擦力的作 用下倾斜,脱离自锁状态。 内、外环可以相对滑转, 此时单向离合器处于自由 状态。 当外环固定,内环相 对于外环相对滑转时,情 况是恰好相反。若内、外 环都没有固定,则前述的 自由状态变为分离状态, 锁止状态变为连接状态。 自动变速器维修 三、行星齿轮变速器结构和 工作原理 不同车型自动变速器中行星齿轮变速器在结构上有很 大差异,主要表现在:前进挡的挡数不同,离合器、制动 器、单向离合器的数目和布臵方式不同,采用的行星齿轮 机构的类型不同。 前进挡的数目越多,离合器、制动器、单向离合器的 数目就越多。而它们的布臵方式主要取决于行星齿轮变速 器的前进挡挡位数和行星齿轮机构的类型。 自动变速器维修 目前,轿车上广泛采用的行星齿轮机构的类型主要有 辛普森式和拉维娜两种。 自动变速器维修 (1)辛普森式行星齿轮机构的结构 目前大部分轿车都 采用这种行星齿轮机构, 辛普森式行星齿轮机构 采用双行星排,其结构 特点是:前、后两个行 星排的太阳轮连成一个 整体,称为太阳轮组件; 前排的行星架和后排的 齿圈连成一体,称为前 行星架和后齿圈组件。 通常输出轴与该组件相 连。 自动变速器维修 该行星机构只有四个 独立元件:前排齿圈,前、 后太阳轮组件,后排行星 架和前行星架后齿圈组件。 根据前进挡的挡数不同, 可将辛普森式行星齿轮变 速器分为三挡和四挡两种。 自动变速器维修 (2)三挡辛普森式行星齿轮变速器 三挡辛普森式齿 轮变速器设有5个换挡 执行元件:2个离合器、 2个制动器、1个单向 离合器,使之成为一 个具有3个前进挡和一 个倒挡的行星齿轮变 速器。 自动变速器维修 前进离合器C2连 接输入轴和前齿圈, 倒挡及高挡离合器C1 用于连接输入轴和前、 后太阳轮组件,2挡 制动器B1用于固定前、 后太阳轮组件,倒挡 及低挡制动器B2和低 挡F1都用于固定后行 星齿轮架。 自动变速器维修 自动变速器维修 ①1挡 D位1挡时,离合器C2和单向离合器F1工作。 输入轴通过离合器C2带动前齿圈顺时针转动,因前行星架和后 齿圈与输出轴相连在汽车起步前转速为0(起步后转速也为一 个确定的低值), 自动变速器维修 所以前行星轮在前齿圈的驱动下一方面朝顺时针方向 作公转,带动前行星架朝顺时针方向转动,另一方面作顺时 针方向的自转,并带动前、后太阳轮组件朝逆时针方向转动。 自动变速器维修 在后行星排中,由于和输出轴连接的后齿圈转速很低,后行 星轮在后太阳轮驱动下朝顺时针方向作自转时,对后行星架产生 一个逆时针方向的力矩,而单向离合器F1对后行星架在逆转时 具有锁止作用。 自动变速器维修 因此后行星架固定不动,使后齿圈在后行星轮的驱动下朝顺 时针方向转动(图2-24)。由此可知,D位1挡时,由输入轴 传入的动力经前后行星排同时输出,其目的是防止在传递大的扭 矩时单排传力而出现过载损坏。 自动变速器维修 1挡传动比的计算: n11+α1n12― (α1+1) n13=0 (前排) n21+α2n22― (α2+1) n23=0 (后排) 式中:n23=0; n11=n22; n13=n22 经整理得:i=n12/n13= (1 + α1 + α2)/α1 自动变速器维修 当汽车在D位1挡工作时,若驾驶员突然松开油门踏板, 发动机转速将立即降至怠速。汽车在惯性作用下仍以原车速前 进,驱动车轮将通过自动变速器输出轴反向带动行星齿轮变速 器运转,行星齿轮机构的前行星架和后齿圈组件成为主动件, 前齿圈为从动件。 自动变速器维修 当前行星架朝顺时针方向带动前行星轮转动时,由于 前齿圈转速较低,前行星轮在顺时针公转的同时也朝逆时 针方向作自转,从而带动前、后太阳轮组件以较高的转速 顺时针转动,导致后太阳轮和后齿齿圈同时以较高的转速 朝顺时针方向带动后行星齿轮转动,使后行星轮在自转的 同时对后行星架产生一个顺时针方向的力矩。单向离合器 F1对后行星架无顺时针旋转锁止作用,后行星架在后行 星轮的带动下顺时针自由转动。 自动变速器维修 此时,行星齿轮机构的四个独立元件中有两个处于自由 状态,失去传力作用。来自变速器输出轴的反向力无法经行 星齿轮变速器传给输入轴,即在下坡时无法利用发动机的怠 速运转阻力来实现汽车的减速,称为无发动机制动。此时汽 车相当于作空挡滑行。 自动变速器维修 为使装有自动变速器的汽车也能实现发动机制动,必须让 它的1挡有两种不同的状态,即有发动机制动和无发动机两种。 这两种状态的选择通常通过改变操纵手柄的位臵来实现。操纵 手柄位于D位时,1挡无发动机制动,而L位(或1位)时有 发动机制动。 自动变速器维修 L位(或1位)1挡时,离合器C2、制动器B2工作, 动力传递及传动比计算如前,只是在反向传力时制动器B 2使后行星架固定,可以反向传力,因此可以实现发动机 制动。 自动变速器维修 ②2挡 离合器C2和制动器B1工作。输入轴经离合器C2带 动齿圈顺时针旋转,因前、后太阳轮组件被制动器B1制动而固 定不动,所以带动前行星架顺时针转动输出。此时后行星排处于 自由状态。动力只经前行星排输出(图2-25)。 自动变速器维修 传动比的计算:n11+α1n12―(α1+1) n13= 0 式中:n11 = 0 ? = n12/n13= (α1 + 1)/α1 在上述2挡状态下,汽车滑行时驱动轮的反向力可经 行星齿轮变速器传至发动机,即具有发动机制动作用。 自动变速器维修 ③3挡 离合器C2和离合器C1工作。输入轴通过离合 器C1、离合器C2将前齿圈和前后太阳轮组件连接为一个整 体。由于这时前行星排中有两个基本元件互相连接,从而使 前行星排固定地连成一体而一起作反向旋转,输入轴的动力 通过前行星排直接传给输出轴,其传动比i3等于1(图226),即为直接挡。 自动变速器维修 在3挡状态下的行星齿轮变速器具有反向传递动力的 能力,当汽车滑行时能实现发动机制动。 自动变速器维修 ④倒挡 离合器C1和制动器B2 工作。输入轴经离合器 C 1 带动前后太阳轮组件顺时针旋转,在后行星排中因制动器 B 2 将后行星架制动,后行星架的转速为0,从而带动齿圈逆 时针旋转输出。此时动力经后行星排输出,前行星排处在自由 状态。 图2-27 倒挡时前后行星排的工作原理示意图 自动变速器维修 传动比的计算:n21+α2n22―( α1+1 )n23 = 0 式中:n23 = 0 i倒=n21 / n22=-α2 倒挡状态时,汽车有发动机制动作用。 图2-27 倒挡时前后行星排的工作原理示意图 自动变速器维修 ⑤空挡 离合器、制动器都不工作,液力变矩器的动 力不能传至行星齿轮变速器,变速器为空挡。 自动变速器维修 2.拉维娜式齿轮机构 拉维娜式齿轮机构有一些胜过辛普森式齿轮机构的优点。 主要是结构紧凑,由于相互啮合的齿数较多,因此传递的扭 矩较大。缺点是结构较复杂,工作原理更难理解。 自动变速器维修 ? 它是由一个单 行星排与一个双行星 排组合而成的复合式 行星机构,共用一行 星架、长行星轮和齿 圈,故它只有4个独 立元件。其特点是: 构成元件少、转速低、 结构紧凑、轴向尺寸 短、尺寸小、传动比 变化范围大、灵活多 变、适合FF式布臵。 自动变速器维修 自动变速器维修 自动变速器维修 2.6 液压控制系统 自动变速器维修 自动变速器的自动控制是靠液压控制系统来完成的,液压 控制系统由动力源、执行机构和控制机构三个部分组成。 动力源是由液力变矩器泵轮驱动的油泵,它除了向控制机 构、执行机构供给压力油以实现换挡外,还给液力变矩器提供 冷却补偿油,向行星齿轮变速器供给润滑油。 自动变速器维修 执行机构包括各离合器、制动器和液压缸。 控制机构大体包括主油路系统、换挡信号系统、换挡阀系 统和缓冲安全系统。根据其换挡信号系统和换挡阀系统采用的 是全液压元件还是电子控制元件可将控制机构分为液控式和电 控式两种。 自动变速器维修 一、油泵 油泵是自动变速器最重要的总成之一。 常见的形式有 啮合齿轮泵 摆线转子泵 叶片泵 自动变速器维修 1.内啮合齿轮泵 它是自动变速器中 应用最多的一种油泵, 各种丰田汽车自动变速 器都采用这种泵。它具 有结构紧凑、尺寸小、 重量轻、自吸能力强、 流量波动小、噪声低等 特点。 它由小齿轮、内齿 轮、月牙形隔板、泵壳、 泵盖等组成。 自动变速器维修 自动变速器维修 小齿轮由变矩器壳体 后端轴套驱动,为主动齿 轮,内齿轮为从动齿轮, 月牙形隔板的作用是将工 作腔分隔为吸油腔和压油 腔,泵壳上有进油口和排 油口。发动机运转时,小 齿轮带动内齿轮如图 2-38 中顺时针方向旋转。在吸 油腔,因齿轮不断退出啮 合,容积增大,形成真空 吸油;在压油腔,因齿轮 不断进入啮合,容积减小, 将液压油压出。 自动变速器维修 2.摆线转子泵 它是一种特殊齿形 的内啮合齿轮泵,它具 有结构简单、尺寸紧凑、 噪声小、运转平稳、高 速性能良好等优点;其 缺点是流量脉冲大、加 工精度要求高。 它由一对内啮合的 转子及泵壳,泵盖等组 成,如图2-39所示。 自动变速器维修 内、外转子不 同心,有一定的偏 心距,且外转子比 内转子多一个齿。 发动机运转时,带 动油泵内外转子朝 相同方向旋转,但 内转子的转速大于 外转子。从而,在 内、外转子之间形 成与内转子齿数相 同个数的工作腔。 自动变速器维修 这些工作腔 的容积随着转子 的旋转而不断变 化,转子朝顺时 针方向旋转时, 内、外转子中心 线的右侧的各个 工作腔的容积由 小变大,形成真 空吸油;中心线 的左侧的各个工 作腔的容积由大 变小,将液压油 压出。 自动变速器维修 3.叶片泵 叶片泵由定子、转 子、叶片及壳体、泵盖等 组成。 它具有运转平稳、 噪声小、泵油流量均匀、 容积效率高等优点;但它 结构复杂,对液压油的污 染比较敏感。 自动变速器维修 转子由变矩器壳体后端的轴 套带动,绕其中心旋转,定子是固 定不动的,二者不同心有一定的偏 心距。当转子旋转时,叶片在离心 力及叶片底部的油压作用下向外张 开,紧靠在定子内表面上,并随着 转子旋转,在转子叶片槽内作往复 运动。这样相邻叶片之间便形成密 封的工作腔。如果转子朝顺时针方 向旋转,在转子与定子中心连线的 右半部的工作腔容积逐渐增大,产 生真空吸油,中心线左半部的工作 腔容积逐渐减小,将油压出。 自动变速器维修 二、主油路系统 因油泵由发动机直接 驱动,故其理论泵油量与 发动机转速成正比,液压 油由油泵输出后进入主油 路系统,从而使主油路系 统压力发生变化。发动机 高速时,泵油量多,主油 路压力高,引起换挡冲击 及泵油消耗功率增大;发 动机低速时,泵油量少, 主油路压力低,引起制动 器、离合器打滑。 自动变速器维修 为防止上述两种现 象发生,油泵的泵油量 应在发动机处于怠速时 即可满足自动变速器各 部分的所需,而在发动 机转速增加时利用主油 路系统中的主油路调压 阀来调节压力,让多余 的液压油返回油底壳 , 使主油路系统的压力稳 定在一定的范围之内 。 同时,主油路调压阀应 能满足主油路系统在不 同工况、不同挡位时, 具有不同油压的要求。 自动变速器维修 ①油门开度较小时, 自动变速器所传递的扭 矩较小,离合器、制动 器不易打滑,主油路压 力可以降低。而当油门 开度较大时,因传递的 扭矩较大,为防止离合 器、制动器打滑,主油 路压力要升高。 ②汽车低速挡行驶 时,所传递的扭矩较大, 主油路压力要高。而在 高挡行驶时,所传递的 扭矩较小,可降低主油 路油压,以减小油泵运 行阻力。 自动变速器维修 ③倒挡的使用时 间较少,为减小自动 变速器的尺寸,倒挡 执行机构做得较小 (摩擦片数少),为 防止打滑,主油路 压力要比前进挡时有 所提高。 主油路调压阀通常 采用阶梯型滑阀。 它由上部的阀芯、 下部的柱塞套筒及调 压弹簧组成。 自动变速器维修 自动变速器维修 在阀门的上端 A处,受来自油泵的 液压力的作用;下端 则受到柱塞下部C处 的来自发动机油门所 控制的节气门阀的液 压力的作用(该液压 力与油门开度成正比 关系),以及调压弹 簧的作用力。柱塞上 下两端的力的平衡, 决定阀体所处的位臵。 自动变速器维修 若油泵泵油 量增大,油压升 高,作用在A处 向下的液压力增 大,推动阀体下 移 ,出 油 口 打 开 , 液压泵输出的部 分油液排回油底 壳,使主油路压 力调整到 规定值 。 自动变速器维修 当油门开大时,发 动机转速增加,油泵产 生液压力也升高,A处 向下的液压力增大,但 此时受油门控制的节气 门阀油压也增大,使得 在C处向上的作用力也 增大,于是主油路调压 阀继续保持平衡,满足 了油门开度大时对主油 路油压增大的要求。 自动变速器维修 倒挡时,手动阀 打开另一条油路,将压 力油引入主油路调压阀 柱塞的B腔,使作用在 下端向上的油压力增大, 阀芯上移,出油口变小, 主油路压力增高,从而 满足了倒挡时油压较前 进挡有所增大的要求。 自动变速器维修 三、换挡信号系统 给自动变速器提供换挡操纵的有两个换挡信号,即发 动机负荷与转速。在液压控制系统中,这两个信号分别由 节气门阀和速控阀提供。 自动变速器维修 1.节气门阀 节气门阀受发动机加速踏板控制,是随节气门开度大小 (即发动机负荷大小)而改变其输出油压力的液压阀,其 输出油压与节气门开度成正比关系。此油压作为液压控制 系统自动换挡的一个信号。 节气门阀根据控制方式的不同分为机械式和真空式两种。 自动变速器维修 (1)机械式节气门阀 机械式节气门阀由上 部的节气门阀体、回位弹 簧、下部的强制低挡柱塞 和调压弹簧等组成。 节气门阀体和强制低 挡柱塞并不直接接触,而 是通过调压弹簧联系在一 起。强制低挡柱塞下装有 滚轮,与节气门阀凸轮接 触(见强制低挡阀)。节 气门阀凸轮经钢丝缆绳与 加速踏板相连。 自动变速器维修 来自主油路的压力油 由节气门阀的进油口进入, 须经阀口节流后,方能从 出油口至各换挡阀。另外 节气门阀上还有两个控制 油口,分别与来自断流阀 的油压及出油口油压相通, 使阀体在A、B处受到向 下的液压作用力。当发动 机怠速运行时,阀上进油 口处的节流口开度很小, 输出的油压很低。 自动变速器维修 当踩下加速踏板 时,节气门缆绳被拉 动,节气门凸轮作顺 时针转动,将强制低 挡柱塞上推,压缩调 压弹簧。调压弹簧则 推动节气门阀体向上 移,使节流口开大, 输出油压增高。 自动变速器维修 节气门开度越大,调 压弹簧压缩越多,阀体上 移越多,节流口开度越大, 节气门油压越高。当节气 门开度保持恒值时,随着 油压增大,在B处由液压 产生的向下作用力增大, 将节气门阀向下推至关闭 进油口为止,此时节气门 阀输出油压维持不变。 自动变速器维修 (2)真空式节气门阀 真空式节气门阀由真空 气室、推杆和滑阀等组成。 自动变速器维修 上部被膜片隔开的真空气 室通过软管与发动机节气门后 的进气管相通,与膜片相连的 推杆则在膜片弹簧的作用力下 将滑阀的阀芯往下推。 自动变速器维修 阀芯上有三个油道 口:进油口A与主油路 相通,出油口B输出节 气门阀油压,泄油口C 用以泄油。 从出油口B输出的 油压流至阀芯底部,其 液压作用力使滑阀芯上 移,与膜片弹簧的作用 力平衡。油液从进油口 A到出油口B或出油口 B到泄油口C,均要经 阀口节流。 自动变速器维修 当节气门开度较小时,进气 管的真空度大,真空室膜片对阀 芯向下的推力减小,阀芯上移, 节流口变小,输出油压减小; 当节气门开度大时,进气管 真空度小,真空室膜片对阀芯向 下的推力增大,阀芯下移,节流 口变大,输出油压力增大; 当节气门开度维持不变时, 阀芯维持在将进油口A、泄油口 C两口关闭的平衡状态,输出油 压不变,若此时减小开度则通过 C泄油使输出油压降低,反之增 大开度,则从进油口A进油使输 出油压增大。 自动变速器维修 2.速控阀 速控阀也称为调速器, 其作用是为自动变速器换挡 控制提供一个随车速变化的 控制油压。该油压与节气门 阀油压一起共同控制换挡阀 的工作。 它一般安装在自动变速 器的输出轴上,随输出轴一 起转动,或者安装在自动变 速器的壳体上,通过齿轮与 输出轴相连。其基本原理是 利用离心力来控制滑阀阀芯 的位臵,来控制速控阀油压 的大小。 自动变速器维修 安装在输出轴上的 双级式速控阀。 重块为初级飞块, 滑阀为次级飞块。进油 孔与主油路相通,出油 孔输出速控阀油压,泄 油孔用来泄油以调节速 控阀油压。 自动变速器维修 在低速区工作时,重块 在离心力的作用下外移,并 通过弹簧带动滑阀一起外移, 打开进油孔,主油路压力油 经进油孔节流减压后成为速 控阀油压。 作用在油阀上的速控阀 油压向下的作用力使油阀下 移,关小进油孔,直至速控 阀油压的作用与离心力平衡 时,关闭进油口,速控阀输 出油压不变。 因重块质量大,随着车 速提高,输出轴转速升高, 离心力增大,速控阀油压急 剧升高。 自动变速器维修 当车速继续提高时,重块 带动销轴逐渐外移,直至销轴 内端的平面抵靠速控阀外壳的 台阶为止。此后车速再提高, 重块不再外移,因此速控阀油 压仅靠滑阀的离心力来调节。 由于滑阀质量较小,其离心力 增大较慢,从而使速控阀输出 油压缓慢增大。 当车速下降时,离心力下 降,速控阀油压对滑阀向下的 作用力使之下移,打开泄油口, 利用泄油使速控阀油压降低。 当车速维持一定时,进油口和 泄油口都处于关闭状态,速控 阀油压维持一定的值不变。 自动变速器维修 双级式速控阀在低速区和 高速区具有不同的工作特性。 它能使自动变速器在低速 区和高速区具有不同的换挡规 律。在低速区,由于速控阀油 压随车速变化较大,从而使汽 车起步后及时由低挡升至中速 挡,防止因升挡过迟而使发动 机转速过高,增加油耗。在高 速区,由于速控阀油压随车速 变化较小,从而使汽车由中速 挡升至高速挡之前有足够的加 速时间,防止过早升挡而影响 汽车的动力性。 自动变速器维修 四、换挡阀系统 1.手动阀 手动阀是由操纵手柄 控制的 多 路 换 向 阀 。 它 位于控 制 系 统 的 阀 板总 成中 , 经 机 械 传 动 机 构 和自动变速器的操纵手 柄连接。 由驾驶员手工操作, 用于控 制 自 动 变 速 器的 工作状态。 自动变速器维修 驾驶员通过操纵手柄拨动手 动阀,当操纵手柄位于不同位 臵时,手动阀也随之移至相应 的位臵,使进入手动阀的主油 路与不同的控制油路接通,或 直接将主油路压力油送入相应 的换挡执行元件(如前进离合 器、倒挡离合器等),并使不 参加工作的控制油路与泄油孔 接通,这些油路中的压力油泄 空,从而使控制系统及自动变 速器处于不同挡位的工作状态。 自动变速器维修 当手柄臵于前进(D)位臵时,对三挡自动变速器而言,变 速可根据换挡信号在1至3挡之间自动变换;对四挡自动变速器 而言,变速器则可根据换挡信号在1至4挡之间自动变换。当手 柄臵于前进挡S位(或2位)时,自动变速器只能在1至2挡间 自动变速换。 自动变速器维修 当手柄臵于前进低挡L位(或1位)时,自动变速器被 限制在1挡工作。手动阀还提供倒挡(R位)、空挡(N 位)、停车挡(P位)等功能。 自动变速器维修 在阀体上有多条油道,一条油道与主油路相连,其余为 出油道,分别通至“D”、“S” 、“L” 、“P” 和 “R”挡位相应的滑阀或直接通往换挡执行元件。 自动变速器维修 2.换挡阀 换挡阀是一种由液压 控制的2位换向阀。它有两 个工作位臵,可以实现升挡 或降挡的目的。图2-48中换 挡阀的右端作用来自速控阀 的输出油压,左端作用着来 自节气门阀的输出油压和弹 簧的作用力。 自动变速器维修 换挡阀的位臵取决于两 端控制压力的大小。当右端 的速控阀油压低于左端的节 气门阀油压和弹簧作用力之 和时,换挡阀保持在右端; 当右端的速控阀油压高于左 端的节气门阀油压和弹簧作 用力之和时,换挡阀移至左 端。换挡阀改变方向时,主 油路的方向发生变化,以实 现不同的挡位。图 2-48 中当 换挡阀从左端移至右端时, 自动变速器升高1个挡位; 反之则降低1个挡位。 自动变速器维修 由此可知,自动变速器的 升挡和降挡完全受节气门阀油 压和速控阀油压控制。节气门 阀油压大小反映的是油门的开 度大小,速控阀油压大小反映 的车速大小。若汽车行驶时油 门开度保持不变,车速低时换 挡阀在左端处于低挡,随着车 速升高至规定值将推动换挡阀 移至右端升入高挡,这个车速 的规定值称为升挡车速(或升 挡时刻)。 自动变速器维修 当油门开度增大时, 节气门阀油压增大,从 而使相应的升挡速控阀 油压增大即升挡车速将 增大,这种规律十分符 合汽车的实际使用要求。 因每个换挡阀只有两个 工作位臵,只能在2个挡 之间变换,故对三挡自 动变动器而言要设臵两 个换挡阀,对四挡自动 变速器而言要设臵 3个换 挡阀,它们的工作原理 完全一样,只是控制的 挡位不同而已。 自动变速器维修 辛普森式行星排的自动变速器2-3挡换挡阀。 节气门阀油压和弹簧的作用力使换挡阀阀芯向下;而 作用于阀芯下部的速控阀油压使阀芯向上。由前述执行 元件工作情况与挡位关系知,2挡和3挡执行元件的工 作情况的区别是倒挡及高挡离合器C1是否工作。。 自动变速器维修 离合器C1工作为3挡,离合器C1不工作为2挡。当车速 不高时,作用于阀芯下的速控阀油压低,阀芯在上部节气门阀 油压和弹簧的作用下处于下方,通往离合器C1的油路被切断, 自动变速器在2挡工作。 自动变速器维修 而当车速增大时,速控阀输出油压增大,阀芯被推至上 方,主油路与C1相通(图b),变速器自动升入3挡。升入3 挡后节气门阀油压对阀芯向下的作用力消失,此时推动阀芯下 移的作用力只有弹簧的作用力,因此当由3挡降至2挡时,速 控阀的油压较升挡时减小,即降挡车速低于升挡车速。降挡车 速低于升挡车速的作用是,当汽车以在换挡阀动作点附近的车 速行驶时,使升挡和降挡的车速保持一定的距离,避免由于换 挡频繁动作造自动变速器频繁换挡,使执行元件加剧磨损。 自动变速器维修 3.强制低挡阀 强制低挡阀也称为强制降挡阀。其作用是在节气门全 开或接近全开时,强制性地将自动变速器降低1个挡位, 以提高驱动轮的驱动力来获得良好的加速性能。 强制低挡阀的工作原理是:从阀输出来自主油路的压 力油作用于各换挡阀的挡与节气门作用相同的一端,将 换挡阀阀芯向降挡方向移动,从而使自动变速器降挡。 常见的强制低挡阀有滚轮式和电磁式两种。 自动变速器维修 丰田轿车自动变速器上 所使用的一种滚轮式强制低 挡阀,它与节气门阀安装在 同一阀体内,上部通过弹簧 与节气门阀相连,下部通过 滚轮与节气门凸轮接触。与 强制低挡阀配合的阀体上有 两条油路,分别与锁止调节 阀和换挡阀相通,作为输入 和输出。 自动变速器维修 当油门开度没有达到规定开度时,节气门凸轮将强制低 挡阀顶起不多,输入油路和输出油路不相通。 当达到规定开度(全开或接近全开时),输入油路与输 出油路相通,由锁止调节阀过来的压力油经强制低挡阀通至 换挡阀的节气门阀油压作用端,迫使换挡阀芯往降挡方向移 动,自动变速器将降低1个挡位。 应当指出的是锁止调节阀过来的压力油作用在每一个换 挡阀上,若自动变速器降低1个挡位后仍无法满足驱动力的 要求,汽车行驶的车速将下降,降低到一定的速度后自动变 速器将再次降低挡位直至能满足驱动力的要求为止。此时的 降挡车速较正常行驶时的降挡车速高,目的是为了能尽快满 足汽车行驶时对驱动力的要求。 自动变速器维修 日产公司14N71B型自动变速器采用的是一种电磁式强制降 挡阀,如图2-51所示,它由电磁阀,强制降挡开关等组成。 强制降挡开关安装在油门踏板下,当油门踏板快踩到底时, 强制降挡开关闭合,电磁阀通电,阀芯在磁力作用下移动,打 开油路,主油路压力油经阀芯通至各换挡阀的节气门阀油压作 用端,使换挡阀阀芯向降挡方向移动,自动变速器降低1个挡 位。 自动变速器维修 自动变速器维修 五、缓冲安全系统 为提高自动变速器换挡质量,执行元件(离合器和制动器) 的工作是用压力油来控制的,当其油压在形成时,速度太快, 离合器和制动器接合过快,将产生冲击,而油压在泄空时, 速度太慢,离合器和制动器放松太慢,将会出现打滑现象, 因此在自动变速器的液控系统装有许多起缓冲和安全作用的 装臵。 自动变速器维修 1.蓄压减振器 蓄压减振器也称贮 能减振器。常见的蓄压 减振器由减振活塞和弹 簧组成。 图中的3个蓄压减 振器分别与3个挡位换 挡执行元件的油路相通, 对应在各挡起作用。 自动变速器维修 当自动变速器换挡时,主油路压力油进入离合器(或制动 器)的液压缸的同时也进入蓄压减振器。 压力油进入的初期,油压不是很高,不能推动减振器活 塞下移,因此液压缸油压升高快,这样便于离合器,制动器迅 速消除自由间隙。 此后,油压迅速增大,油压克服减振弹簧的弹力将减振活 塞下移,容积增大,油路部分压力油进入减振器工作腔,使液 压缸内压力升高速度减缓,离合器、制动器接合柔和,减小换 挡冲击。 自动变速器维修 通常,在减振活塞上方 还作用有节气门油压(也称 减振器背压),D油路。 在节气门开度较大时, 它能适当降低蓄压减振器的 减振能力,加快换挡过程, 防止大扭矩传递时执行元件 打滑,以满足汽车在各种行 驶条件下对换挡过程的不同 要求。 自动变速器维修 2.单向节流阀 它布臵在换挡阀至换挡执行元件之间的油路中,对换挡执 行元件的液压缸在充油时产生节流作用而泄油时不产生节流作 用。从而使油压在建立时速度减慢,泄油过程加快,以满足接 合平顺柔和,分离迅速彻底的要求。 自动变速器维修 一种弹簧节流阀式, 充油时,阀关闭,液 压油只能从节流孔中 流过,起节流作用; 泄油时,节流阀打开, 节流孔不起作用。 另一种是球阀节流 孔式,充油时,球阀 关闭,液压油只能从 节流孔流过,起节流 作用;泄油时,球阀 开启,不起节流作用。 单向节流阀有两种形式 自动变速器维修 3.调整阀 换挡阀动作时,若主油路 压力油立即加至执行元件,将 会产生较大的冲击。为进行缓 冲,油路中设臵了一些调整阀, 如中间调整阀、滑行调整阀等。 强制低挡调整阀 来自油 泵的压力油并不直接去强制低 挡阀,而是先进入调整阀,待 克服弹簧预紧力,将调整阀阀 芯左移后才打开与强制低挡阀 的油路,从而起缓冲击作用。 自动变速器维修 六、液力变矩器控制装置 液力变矩器控制装臵作用主要有两个: 一是为变矩器提供具有一定压力的液压油,同时将变 矩器内的高温液压油引出加以冷却,冷却后的液压油一部分 去润滑行星齿轮机构。 二是控制变矩器中锁止离合器的工作。 自动变速器维修 1.第二调节阀 第二调节阀的作用是调节变 矩器压力和润滑压力,与发动机 功率和车辆速度保持一致。 弹簧弹力和节气阀油压作用 在阀芯下端作为向上的力,而主 油路压力节流后的变矩器压力作 用在阀芯上端作为向下的力。这 两个力来平衡,从而调节变矩器 压力和润滑油压。发动机转速低 或节气门关闭时,第二调节阀把 通向液压油冷却器的油路切断, 发动机转速升高,液力变矩器油 压升高时,把油路开放。 自动变速器维修 2.锁止信号阀和锁止继动阀 变矩器内锁止离合器的工 作是由锁止信号阀和锁止继动 阀一同控制的。 锁止信号阀上方作用着速 控阀油压。在车速较低时,速 控阀油压低,锁止信号阀阀芯 在弹簧的作用力作用下处于图 a中上端位臵,将通向锁止继动 阀下端的主油路切断,从而使 锁止继动阀在上端弹簧的作用 力及主油路油压的作用下,保 持在图a中的下方位臵。 自动变速器维修 变矩器中锁止离合器 压盘左侧的油腔与来自第 二调节阀的进油道相通, 压盘两侧无压差,锁止离 合器处于分离状态,发动 机动力完全由液力变矩器 来传递(图a)。 自动变速器维修 当汽车以超速挡行驶,且车 速及相应的速控阀油压升高到一 定数值时,锁止信号阀阀芯下端 的速控阀油压推动阀芯至图b中 下方位臵,使来自超速挡油路的 主油路压力油进入锁止继动阀的 下端,并推动锁止继动阀阀芯上 移至上方位臵。锁止离合器压盘 左侧的油腔与泄油口相通,压盘 右侧压力使压盘左移与主动盘 (变矩器壳体)接合,锁止离合 器接合,发动机动力经锁止离 合器直接传递(图b)。 自动变速器维修 七、液压控制系统工作过程分析 各种车型中液压控制系统的结构和工作过程都不 完全相同,但它们的原理却是基本相同或相似。下面 A240L型自动变速器的液压控制系统为例,来分析液 压控制系统的工作过程。 自动变速器维修 2. A240L自动变速器液压控制系统工作分析 A240L是一种采用辛普森式3行星排四挡行星齿轮变速器。 自动变速器维修 自动变速器维修 其液压控制系统由油泵(液压泵)、主油路调压阀、 第二调压阀(次级调压阀)、节气门阀、离心式速控阀、 手动阀、3 个换挡阀、多个辅助阀及蓄压减振器、超速挡 电磁阀等组成。 自动变速器维修 1.P位 手动阀处于“P”位臵,没有压力油从手动阀输出,无 速 控阀油压。 节气门阀输出的压力油,分别作用在三个换挡阀的上端; 同时该油压经节气门调节阀调节后作用于主油路调压阀的下 端,使主油路压力能随节气门开度增大而升高。 超速挡电磁阀处于断电状态。从液压泵输出的压力油经 3-4挡换挡阀后,进入制动器B0,使制动器B0工作。 因离合器C1和离合器C2均尚未工作,自动变速器不传 递动力,此时自动变速器输出轴被停车挡机构机械锁止,输 出轴和驱动轮不工作。 自动变速器维修 自动变速器维修 2.R位 手动阀处于“R”位,无速控阀油压,节气门输出油压 作用与油路“P”相同。 从手动阀中输出的压力油分两路: 一路通往主油路调压阀下端,使主油路油压在倒挡时较 在前进时的高; 另一路流经2-3挡换挡阀和1-2挡换挡阀上部,分 别进入离合器C 1 和制动器B3的油压缸,使离合器C 1和制动 器B3接合。另外从液压泵输出的压力油经3-4挡换挡阀后 进入制动器B 0(制动器B4 )的液压缸,使制动器B 0(制动 器B4)工作。 自动变速器维修 自动变速器维修 3.D位 手动阀处于“D”位,在1挡至3挡工作时,O/D 电 磁线转换阀的油路,使该阀处在 左位工作。节气门阀输出油压随节气门开度增大而升高, 且作用油路与“P”位相同。 从手动阀输出的压力油分成三路: 一路经3-4转换阀进入3-4挡换挡阀上端,使该 阀处于3挡位臵; 第二路进入速控阀,经速控阀输出的压力油至1-2 挡换挡阀、2-3挡换挡阀、3-4挡换挡阀下端; 第三路通往离合器C 1 ,使离合器C 1 接合。同样,液 压泵还输出一路压力油至制动器B 0(制动器B4),使制 动器B0(制动器B4)工作。 自动变速器维修 自动变速器维修 通过以上对A240L型自动变速器P位、R位和D位典型挡位 液压控制系统工作过程的分析,可以总结出以下结论: ①每次只看一条油路。因为液压控制油路图比较复杂, 通常有液压系统的主要元件(变矩器、散热器、蓄压器、液压 泵、节气门阀、调节阀、调速器阀、手动换挡阀、各挡换挡 阀、调压阀、离合器、制动器 ) 、各挡油路、自动变速器油 ATF供给油路等组成。 ②从油泵和某挡起作用的离合器、制动器的两端油路开 始。这样可以从该挡工作的油路开始查看,避免其他油路与 该油路交替部分的干扰。 自动变速器维修 ③注意手动换挡阀的挡位和油路的压力及调节阀油路的 连接。 ④根据工作原理分析各挡位油路,注意自动变速器油ATF 的流动方向和各种相关元件的工作位臵。只要深刻理解和具 体分析一种较典型的自动变速器液压控制系统工作过程即油 路图,就有助于理解其他变速器的油路,达到举一反三的效 果。从而加深对自动变速器工作原理的理解。 自动变速器维修 2.8 电子控制系统 自动变速器维修 现在几乎所有的轿车自动变速器都采用了电子控制系统。 电子控制系统能按汽车行驶的需要选择相应的挡位,实现更复 杂、更合理的控制,获得更理想的经济性和动力性,并可简化 液压控制系统,提高控制精度和反应速度,容易实现整车控制。 它由电子控制装臵和阀板总成两个部分组成。 自动变速器维修 一、电子控制装置 电子控制装臵由传感器、控制开关、执行器及电子控制 单元等组成。 电子控制单元根据传感器检测所得节气门开度、车速、 油温等运转参数,以及各种控制开关送来的当前状态信号, 经运算比较和分析后按设定的程序,向各个执行器发出指令, 以操纵阀板总成中各种控制阀的工作,从而最终实现对自动 变速器的控制。 自动变速器维修 自动变速器维修 1.传感器结构与工作原理 (1)节气门位 臵传感器用以检测 发动机节气门开度 的大小,是自动变 速器换挡控制的一 个重要依据。 自动变速器通 常采用的线性节气 门位臵传感器。节 气门轴带动线性电 位计和怠速开关的 滑动触点。 自动变速器维修 节气门关闭时,怠速开关接通;节气门开启时,怠速开 关断开。当节气门开度不同时,电位计电阻不同,这样节气 门开度的变化被转变为电阻或电压信号输入电子控制单元, 电子控制单元就可获得节气门变化的信号和变化的速率,以 此作为其控制不同行驶条件下的挡位变换的重要依据。 自动变速器维修 (2)车速传感器 用于检测自动变速器输出轴的 转速,并换算成汽车行驶的车速, 它也是自动变速器换挡控制的一个 重要依据。 电磁感应式的车速传感器,固 定于自动变速器输出轴附近的壳体 上,靠近安装在输出轴上的停车锁 止齿轮或感应转子。当输出轴转动 时,停车锁止齿轮或感应转子的凸 齿不断靠近或离开车速传感器,感 应线圈内的磁通量发生变化,从而 产生交流感应电压。电子控制单元 根据感应电压脉冲频率的大小计算 出车速。 自动变速器维修 自动变速器维修 (3)输入轴转速传感器 用以检测自动变速器输入 轴转速信号,该信号使电子 控制单元对换挡过程的控制 更为精确,同时该信号与发 动机转速信号比较可计算出 液力变矩器的传动比,优化 油路压力控制过程和锁止离 合器的控制过程,改善换挡 质量,提高汽车的行驶性能。 其结构、工作原理与车速传 感器相同。 自动变速器维修 (4)油温传感器 用以检测液压油的 温度,作为电子控制单 元进行换挡控制、油压 控制和锁止离合器控制 的依据。油温传感器位 于油底壳内阀板上,内 部结构为一热敏电阻, 其阻值随温度发生变化, 通常温度越高,阻值越 小,电子控制单元根据 其阻值的变化计算出油 温。 自动变速器维修 2. 控制开关 电子控制装臵的控制开关有:超速挡开关、模式开关、 挡位开关等。 (1)超速挡开关 通常位于操纵手柄上,用 于控制自动变速器的超速挡。 自动变速器维修 自动变速器维修 当开关打开时超速挡电磁阀通电,将使作用于3-4挡换 挡阀高挡端的压力油泄空,车速足够高时可换入4挡,当开 关关闭时超速挡电磁阀不通电,压力油使3-4挡换挡阀锁 止在3挡位臵,车速再高也无法升入4挡。在驾驶室仪表盘 上,有“O/D OFF”指示显示超速挡开关的工作状态。开关打 开,“O/D OFF”灯灭;开关关闭,则“O/D OFF”指示灯亮。 自动变速器维修 (2)模式开关 用于选择自动变速器的换挡 控制模式,不同的模式,换挡规 律不同,常用的模式有动力模式 (Power)、经济模式(Economy)、 普通模式(Normal)。动力模式是 以获得最大动力性为目标设计换 挡规律,升挡迟;经济模式以获 得最佳燃油经济为目标设计换挡 规律,升挡早;普通模式则介于 两者之间。 自动变速器维修 (3)挡位开关 挡位开关位于手动阀摇臂轴上(图2-88)或操纵手柄 下方,用以检测操纵手柄的位臵,它由几个触点组成。当操 纵手柄位于不同的位臵时,相应的触点被接通。电子控制单 元依据被接通的触点,测得操纵手柄的位臵,从而按照不同 的程序控制自动变速器的工作。 自动变速器维修 3.执行器 电子控制装臵中的执行器是各种电磁阀。常见电磁阀 的有开关式和脉冲线)开关式电磁阀 开关式电磁阀的作用是开启或关闭自动变速器油路,可 用于换挡及液力变矩器的锁止离合器的控制。 开关式电磁阀由电磁线圈、衔铁、阀芯和回位弹簧等组成。 它只有两种工作状态:全开或全关。 当线圈不通电时,阀芯被油压推开,打开泄油孔,该油路 压力泄为0; 当线圈通电时,电磁力将阀芯左移,关闭泄油孔,油路压 力上升。 自动变速器维修 自动变速器维修 (2)脉冲线性式电磁阀 脉冲线性式电 磁阀的结构与开关 式电磁阀相似,也 是由电磁线圈衔铁、 阀芯或滑阀等组成。 自动变速器维修 脉冲线性式电磁阀用来控制油路中的油压。 通电后,电磁力使阀芯或滑阀开启泄油孔,压力下降; 不通电,在弹簧作用下阀芯或滑阀关闭泄油孔,压力上 升。其控制电信号为一个频率固定的脉冲电信号,脉冲电信 号使电磁阀不断反复地开启和关闭泄油孔,电子控制单元通 过改变每个脉冲周期内电流接通和断开的时间比例即所谓的 占空比来控制油路压力。 占空比与油路压力成反比关系。 自动变速器维修 自动变速器维修 4.电子控制单元(ECU)及其控制内容 自动变速器电子控制单元是电子控制系统的控制核心, 它根据各传感器及控制开关的信号和设定控制程序,通过运 算分析,向各个执行器输出控制信号,从而实现对自动变速 器的控制。其基本结构与汽车其他系统电子控制单元相似, 它的控制内容主要有如下方面: 自动变速器维修 (1)换挡控制 自动变速器操纵手柄位于前进挡位时自动换挡控制是自 动变速器电子控制单元的最基本的控制内容。自动换挡控制 就是在汽车的行驶过程中,选择最佳时刻换挡,即选择最佳 的换挡车速,以使汽车的动力性和经济性最佳。 最佳的换挡车速与节气门开度、操纵手柄的位臵、模式开 关的位臵有关。最佳的换挡车速与节气门开度的关系可用自 动换挡图来表示。 自动变速器维修 节气门开度越大,升挡和降挡车速越高;节气门开度 越小,升挡和降挡车速越低,这种规律十分符合汽车的实 际使用要求。操纵手柄的位臵和模式开关的位臵不同时, 对汽车的使用要求也有所不同,因此其换挡规律应作相应 的调整。电子控制单元自动换挡的控制是由2个或3个开 关式换挡电磁阀来完成的,其控制过程如图2-93所示。 自动变速器维修 自动变速器维修 (2)主油路油压控制 主油路油压由主油路调压阀调节,早期的电子控制系统 中由节气门阀输出油压和倒挡油路油压对其进行反馈控制。 新型电子控制自动变速器由电子控制单元主要根据节气门的 开度、挡位、油温及换挡等信号,计算得到相应的主油路压 力值,并通过输出相应的占空比脉冲信号来控制油压电磁阀 的开、关比率,实现对主油路的控制。 自动变速器维修 节气门开度越大,主 油路油压越高,节气门开度 越小;主油路油压越低,倒 挡的主油路油压较前进挡高。 自动变速器维修 自动变速器维修 图2-96 液压油温度较低时主油路油压曲线图 自动变速器维修 自动变速器维修 自动变速器维修 (3)自动模式控制 新型自动变速器取消了手动选择的模式开关,采用了电 子控制单元自动模式变换控制,电子控制单元根据各个传感 器的信号测得汽车的行驶状况,根据操纵手柄的位臵和加速 踏板踩下的速率来判断驾驶员的操作方式,经运算分析,自 动选择采用经济模式、普通模式、动力模式来进行换挡控制, 以满足不同的操作要求。 ①S、L(或2、1)位时,电子控制单元只选动力模式。 自动变速器维修 ②D位时,电子控制单元根据加速踏板踩下的速率来确 定换挡模式,但在不同的车速和节气门开度下,换挡模式转 换时加速踏板踩下速率是不同的,为此将车速和节气门开度 划分成若干小区,每个区域有不同的加速踏板踩下的速率的 程序值,当驾驶员踩下加速踏板的速率大于对应区域的程序 值时,电子控制单元选择动力模式;反之,当踩下加速踏板 的速率小于对应区域的程序值时,电子控制单元选择经济模 式。这些区域中节气门开启速率程序值的分布规律是:车速 越低或节气门开度越大,其程序值越小,即越容易选择动力 模式。 自动变速器维修 ③D位,电子控制单元选择动力模式后,一旦节气门 开度低于1/8,电子控制单元将转为选择经济模式。 自动变速器维修 (4)锁止离合器控制 最理想的锁止离合器控制是既能保证汽车的行驶要求, 又能最大限度地提高变矩器的传动效率,以降低油耗。电子控 制单元中储存有不同工作条件下的最佳锁止离合器控制程序。 自动变速器维修 工作中,电子 控制单元根据挡位、 模式等工作条件从存 储器内选择相应的最 佳控制程序,并与当 前车速、节气门开度 等进行比较,当车速 及其他因素均满足锁 止条件时,电子控制 单元向锁止离合器的 锁止电磁阀输出控制 信号,使锁止离合器 接合。 自动变速器维修 (5)发动机制动控制 目前一些新型电子控制自动变速器的强制离合器或强制 制动器的工作是由电子控制单元通过电磁阀来控制。电子控 制单元按照设定的发动机制动控制程序,在操纵手柄位臵、 车速、节气门开度等因素满足一定条件(如:操纵手柄位于 前进低挡位臵,且车速大于10km/h,节气门开度小于1/ 8)时, 向强制离合器电磁阀或强制制动器电磁阀发出电信号, 打开强制离合器或强制制动器的控制油路,使之接合,使自动 变速器具有反向传递动力的能力,从而在汽车滑行时实现发 动机制动。 自动变速器维修 (6)改善换挡质量的控制 电子控制单元采用多种方法来控制自动变速器的换挡过 程,以改善换挡质量,提高汽车的乘坐舒适性。目前常见的 改善换挡质量的特殊控制功能有以下几种: ①换挡油压控制:在挡位更换的瞬间,电子控制单元通过 油压电磁阀适当降低主油路油压,以减小换挡冲击,改善换 挡质量。也有的是在换挡时通过电磁阀减小减振器活塞的背 压,以减缓离合器或制动器液压缸内油压的增长速度,达到 减小换挡冲击的目的。 自动变速器维修 ②减小扭矩控制:在换挡瞬间,通过延迟发动机的点火时 刻或减小喷油量,暂时减小发动机的输出扭矩,以减小换挡冲 击和输出轴的扭矩波动。其控制过程是:自动变速器电子控制 单元在换挡瞬间,向发动机电子控制单元发出减小扭矩控制信 号,发动机电子控制单元接收到这一信号后,立即延迟发动机 的点火时刻或减小喷油量,执行减小扭矩控制。 自动变速器维修 ③N-D换控制:这种控制是在操纵手柄由P位或D位 换至D位或R位时,通过调整发动机的喷油量,将发动机的转 速波动减至最小程度,以改善换挡质量。若无这种控制时,在 操纵手柄由P位或N位与D位或R位之间相互变换时,因负荷 的变化导致发动机转速出现大的波动。 自动变速器维修 (7)输入轴转速传感器的控制 目前一些新型电子控制自动变速器设有输入轴转速传感器, 电子控制单元通过这一传感器检测自动变速器输入轴的转速, 并由此计算出变矩器的传动比以及发动机曲轴和自动变速器输 入轴的转速差,从而使电子控制单元更精确地控制自动变速器 的工作。特别是在电子控制单元进行换挡油路压力控制、减小 扭矩控制、锁止离合器控制时,利用这一参数进行计算,可使 这些控制的持续时间更加准确,从而获得最佳的换挡质量和乘 坐舒适性。 自动变速器维修 (8)故障自诊断和失效保护 在电子控制装臵中电子控制单元能不停地监测所有传感 器和部分执行器的工作,一旦发现某个传感器或执行器有故 障,工作不正常,它立即采取以下几种保护措施: ①在汽车行驶时,仪表盘上的自动变速器故障警告灯亮起, 以提醒驾驶员立即将汽车送至修理厂检修。 ②将检测到的故障内容以故障代码的形式贮存在电子控制 单元的存储器中。 ③电子控制单元按设定的失效保护程序控制自动变速器的 工作,以保证汽车的基本行驶能力。 自动变速器维修 二、阀板结构与工作原理 电子控制系统中的阀板总成与液压控制系统中的阀板总 成相似,也是由各种控制阀组成。早期的电子控制系统中的 阀板总成中的换挡阀和变矩器锁止控制阀的工作是由电脑通 过电磁阀来控制,其余控制阀的结构、工作原理与液压控制 系统基本相同。 目前新型的自动变速器电子控制系统还取消了节气门 阀,改由电脑控制的油压电磁阀来产生节气门阀油压,并让 主油路调压阀的工作受控于油压电磁阀。下面介绍这些控制 阀的结构和工作原理。 自动变速器维修 1.主油路调压阀 它与液压控制系统中的主油路调压阀相似,只是将原来 来自节气门阀的反馈油压改为由油压电磁阀控制的油压。 自动变速器维修 油压电磁阀的占空比决定了反馈的油压。节气门开度越大, 占空比越大,电磁阀开度也越大,作用在主油路调压阀的反馈油 压越。

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