汽车电控技术第7章-自动变速器

1第7章自动变速器第7章自动变速器2第7章自动变速器自动变速器的组成液力变矩器组成和变矩原理行星齿轮变速器机构的变速原理电液控自动变速器换挡基本原理3第7章自动变速器7.1概述7.1.1自动变速器的特点1)操作简单，提高了安全性能。2)汽车起步更加平稳。3)适时换挡，能自动适应行驶阻力的变化。4)液力传动的工作介质是液体，能使动载荷大为减轻，提高有关部件和零件使用寿命。5）主要缺点是结构复杂，成本高，维修难度大。低速区传动效率低。现代液力变矩器都加装了锁止离合器、超速挡及驾驶模式选择功能等装置，使汽车的传动效率在高速区大大提高。4第7章自动变速器7.1.2自动变速器分类有级式自动变速器按传动比的变化规律可分为无级式自动变速器自动变速器按照其用途分类自动变速驱动桥5第7章自动变速器自动变速器自动变速驱动桥6第7章自动变速器7.1.3自动变速器的组成自动变速器由四大部分组成：液力变矩器；齿轮变速机构；控制系统；冷却、润滑装置7第7章自动变速器7.2液力变矩器7.2.1变矩器的作用1）起到离合器的作用，传递或切断发动机与自动变速器传动机构之间的动力传递。2）在一定范围内无级变速、变矩，可将发动机的转矩增大2～4倍输出。3）起到飞轮的作用，使发动机运转平稳。4）驱动液压控制系统的油泵运转。8第7章自动变速器壳壳泵轮涡轮导轮起动齿圈泵轮与壳连成一体为主动元件；壳体做成两半，用螺栓连接，壳外有起动齿圈涡轮悬浮在变矩器内与从动轴相连；导轮悬浮在泵轮与涡轮之间，通过单向离合器及导轮固定套固定在变速器外壳上，单向离合器使导轮可以顺时针方向转动，而不能逆时针方向转动。7.2.2液力变矩器的组成9第7章自动变速器液力变矩器组成10第7章自动变速器变矩器工作时，工作液除有绕变矩器轴的圆周运动以外，还有在循环圆中的循环流动，在工作液循环流动的过程中，固定不动的导轮给涡轮一个反作用力矩，使涡轮不同于泵轮输入的转矩。变矩器不仅能传递转矩，且能在泵轮转矩不变的情况下，随涡轮的转速（反映着汽车行驶速度）不同而改变涡轮输出的转矩的数值，即实现无级变速。7.2.3液力变矩器的工作原理11第7章自动变速器导轮的作用是：增加涡轮的输出力矩导轮通过单向离合器与轴套相连12第7章自动变速器7.２.４液力变矩器的特性13第7章自动变速器7.２.５单向离合器滚柱斜槽式14第7章自动变速器楔块式15第7章自动变速器三元件液力变矩器压盘从动盘传力盘涡轮泵轮导轮涡轮轮毂压力油经油道进入后，推动活塞右移，压紧从动盘，锁止离合器，使泵轮与涡轮接合成一体旋转，变矩器不起作用。锁止离合器的接合取决于发动机转速和车速，并由液压自动操纵控制机构进行。7.２.6锁止离合器16第7章自动变速器17第7章自动变速器将泵轮与涡轮刚性连接，以提高传动效率。18第7章自动变速器7.3自动变速器的齿轮变速机构7.3.1自动变速器的选挡手柄在换档控制手柄的一侧有表示手柄位置的符号，如：PRNDSLPRND21PRND321PRND4D32119第7章自动变速器1.档位的含义Ｐ：停车档位，手柄置于该位置时，可以启动发动机，但发动机运转时车辆不行驶，且车辆无法移动。Ｒ：倒车档位，发动机运转时，手柄置于此位置，车辆将向后行驶。Ｎ：空档位，手柄置于该位置时，可以启动发动机，发动机运转时车辆得不到驱动力，但车辆可以移动。Ｄ：前进档位，当发动机运转，手柄置于该位置时，AT将根据车辆行驶的状况自动地在1.2.3和O/D档之间变化。S：前进低档位，当发动机运转，手柄置于该位置时，AT将自动地在1和2档之间变换。L：前进低档位，当发动机运转，手柄置于该位置时，AT将只能以1档行驶。20第7章自动变速器7.3.2行星齿轮传动基本原理行星轮太阳轮齿圈行星架行星架F3r3F2F1r1r21、组成21第7章自动变速器作用于太阳轮上的力矩：M1=F1r1作用于齿圈上的力矩：M2=F2r2作用于行星架上的力矩：M3=F3r3齿圈与太阳轮的齿数比为：=Z2/Z1=r2/r1r3=(r1+r2)/2=(1+)r1/22、单排行星齿轮机构的工作原理行星轮太阳轮齿圈行星架行星架F3r3F2F1r1r222第7章自动变速器23第7章自动变速器7.3.3离合器与制动器换挡离合器、换挡制动器和单向离合器及锁止离合器。⑴换挡离合器作用：连接行星齿轮变速器的输入轴和行星排的某个基本元件，或把行星排的某两个基本元件连接起来，成为一个整体传递动力。湿式多盘离合器结构：花键毂输入轴弹簧活塞壳体主动盘压盘从动盘卡环24第7章自动变速器25第7章自动变速器⑵换挡制动器作用：用于把行星排的太阳轮、齿圈、行星三个基本元件之一固定，使之不能转动。类型：湿式多片制动器、外束带式制动器。外束带式制动器结构：调整螺钉制动带工作油路活塞杆活塞制动鼓26第7章自动变速器27第7章自动变速器丰田轿车装用的辛普森行星变速器介绍超速挡行星架前行星架后行星架中间轴输入轴输出轴超速挡太阳轮超速挡齿圈前行星齿圈太阳轮后行星齿圈1、结构特点B0：超速挡制动器F0：超速挡单向离合器C0：超速挡离合器B1：Ⅱ挡滑行制动器F1：Ⅱ挡单向离合器C1：前进挡离合器B2：Ⅱ挡制动器F2：低挡单向离合器C2：高挡及倒挡离合器B3：低挡及倒挡制动器7.3.4典型齿轮变速机构28第7章自动变速器2、工作原理丰田A340E型自动变速器换挡手柄有六个位置：P、R、N、D、2、L。（1）换挡手柄位于“N”或“P”位时C0工作，C2、C1都不工作，变速处于空挡或驻车挡。超速挡行星架前行星架后行星架中间轴输入轴输出轴超速挡太阳轮超速挡齿圈前行星齿圈太阳轮后行星齿圈29第7章自动变速器（2）换挡手柄位于“R”位时C2、C0、B3、F0工作，变速器处于倒挡。（3）换挡手柄位于“D”位时1号电磁阀接通，2号电磁阀关断，变速器处于Ⅰ挡工况。超速挡行星架前行星架后行星架中间轴输入轴输出轴超速挡太阳轮超速挡齿圈前行星齿圈太阳轮后行星齿圈30第7章自动变速器换档执行元件工作规律D-1/2-1档C0，F0，C1，F2（无发动机制动）L-1档C0，F0，C1，B3，F2（有）--------------------------------------------D-2档C0，F0，C1，B2，F1（无）2-2档C0，F0，C1，B1，B2，F1（有）--------------------------------------------D-3档C0，F0，C1，C2，B2（有）--------------------------------------------D-4档B0，C1，C2，B2（有）--------------------------------------------R-档C0，F0，C2，B3（有）31第7章自动变速器组成：供油、手动选挡、参数调节、换挡时刻控制、换挡品质控制等。1.供油部分：滤清器主调压阀副调压阀供油泵油冷却器可随节气门开度和选挡杆位置的变化，将油泵输出的油压调节至相应规定值。用来调节供给液力变矩器和润滑油路油压的。向液力变矩器和液控自动操纵系统压入所需的液压油，并满足行星齿轮变速器润滑的需要。7.4自动变速器的控制系统32第7章自动变速器内齿泵转子泵叶片泵从动齿轮主动齿轮月牙形凸台吸油区外转子内转子吸油区腔室转子定子叶片7.4.1控制系统的主要件1.油泵33第7章自动变速器2.换挡时刻控制部分：用于转换通向各换挡执行机构的油路。根据驾驶员的意愿，将主油路压力油送至换挡阀或直接送至执行机构，进行换挡。高速超车时强制接通低挡。换挡阀：手控阀：强制低挡阀：3.锁止信号阀、锁止继动阀：锁止信号阀：受电磁阀的控制，可输出液压信号去控制锁止继动阀。4.换挡品质控制部分：锁止继动阀：根据锁止信号阀的锁止信号改变通往变矩器工作液的流向，使变矩器内的锁止离合器适时地接合与分离。使换挡过程更加平稳柔和，一般包括液压通道上的蓄能减振器、缓冲阀、反向快出油阀、定时阀、执行力调节阀等。34第7章自动变速器5.电子控制系统由传感器、电子控制单元、执行器三部分组成。1）传感器（1）节气门位置传感器：（2）车速传感器：（3）空挡起动开关：（4）制动灯开关：（5）模式选择开关：（6）发动机水温传感器：（7）O/D开关：（8）自动跳合开关：检测节气门开启角度。用于检测车速。保证只有选挡手柄位于“P”或“N”位置时，发动机才能起动。制动时接通制动灯电路，使锁止离合器处于分离状态。动力模式、正常模式、经济模式等。用于检测发动机冷却液温度。将其关断时，自动变速器不能进入超速挡。用来检测加速踏板踩下时是否超过节气门全开位置。35第7章自动变速器2）执行器主要由四个电磁阀组成。1、2号电磁阀用来控制作用在每个换挡阀上的液压和定时；3号电磁阀用来控制作用在锁止离合器上的液压和锁定定时；4号电磁阀用来控制作用在蓄压器背腔的液压，使离合器和制动器接合柔和。3）电控单元（ECU）ECU根据换挡程序对传感器传来的信号进行比较计算，确定是否需要换挡和变矩器锁止离合器是否应闭锁。当需要改变挡位时，改变相应电磁阀电流的通断状态，再由电磁阀控制液动的换挡阀，换挡阀移动，切换换挡执行器的油路，实现自动换挡。36第7章自动变速器换挡原理节气门位置传感器感受节气门开度信号，车速传感器感受车速信号，这些信号送给自动变速器电控单元，电控单元将这些信号经过处理后发出指令，控制电磁阀A阀和B阀工作，换挡阀移动，改变控制油路使不同的离合器、制动器起作用，改变行星齿轮机构的组合形成不同的挡位。37第7章自动变速器38第7章自动变速器自动变速器电控单元有如下功能：换挡控制——电控单元接收各传感器传来的信号后，进行逻辑判断，然后发出指令，让两个电磁阀进行不同的通断电组合，使变速器具有不同的挡位。锁止控制——一般当车速高于60km/h，变速器在2挡以上，发动机水温高于600时，自动变速器电控单元控制液力变矩器锁止离合器工作，以提高汽车行驶的经济性。油压控制——控制离合器、制动器接合油压，减少换挡冲击，提高自动变速器合器换挡的平顺性。自诊系统——当传感器、电磁阀等电元件有故障时，自动变速器电控单元通过仪表盘上的故障灯报警，并以故障码的形式存储在电控单元中。39第7章自动变速器发动机转矩控制——在自动变速器换挡时，通过电喷电控单元，使发动机转矩瞬时变小，保证换挡的平顺性。当这一功能失效时，会造成换挡冲击。巡航行驶控制——当有巡航工作时，实际车速低于设定车速4km/h，巡航电控单元通过自动变速器电控单元，解除超速挡、解除锁止离合器，降挡后以便重新“复位”行驶。失效保护——当自动变速器电控单元失效后，所有的电磁阀都不通电工作，此时，可操作选挡手柄，使自动变速器处于几个固定的前进挡和倒挡。40第7章自动变速器41第7章自动变速器