第六章 自動變速器(正式)2

第六章自動變速器

采用自動變速器在駕駛時，可以不踩離合器、實現(xiàn)自動換檔而且發(fā)動機不會熄火，所以能有效的提高駕駛方便性，減輕駕駛員的勞動強度。80年代以來隨著電子技術(shù)的發(fā)展，變速器自動控制進一步完善，在各種使用工況下能實現(xiàn)發(fā)動機與傳動系的最佳匹配，控制更加精確、有效，性能價格比大大提高。目前得到廣泛采用，在汽車上安裝自動變速器的數(shù)量已遠超過手動變速器。

一、自動變速器概述二、自動變速器類型按汽車驅(qū)動方式分類可分為前輪驅(qū)動自動變速器和后輪驅(qū)動自變速器兩種。前輪驅(qū)動自動變速器1—液力變矩器；2—油泵；3—行星齒輪機構(gòu)；4—輸入軸；5—輸出軸；6—差速器

后輪驅(qū)動自動變速器1—液力變矩器；2—油泵；3—輸入軸；4—行星齒輪機構(gòu)；5—閥體總成；6—輸出軸；7—油底殼2.按自動變速器前進擋位數(shù)分類可分為：2擋、3擋、4擋自動變速器等。在商用車上，大多采用5擋和6擋自動變速器，一些新型轎車上也開始采用5擋和6擋自動變速器。3.按變矩器的類型分類可分為：普通液力變矩器式、綜合液力變矩器式和帶閉鎖離合器的液力變矩器式自動變速器三種。4.按齒輪傳動機構(gòu)的類型分類

可分為普通齒輪式和行星齒輪式兩種。。

電子控制自動變速器控制過程原理圖

5.按控制方式分類可分為液力自動變速器和電子控制自動變速器兩種。6.按工作原理分類

CVT傳動裝置結(jié)構(gòu)原理1—主動半可動錐輪；2—行星架；3—雙行星齒輪；4—輸入軸；5—太陽輪；6—倒擋制動器；7—前進擋離合器；8—主動缸；9—中間減速齒輪；10—半軸；11—從動半固定錐輪；12—從動缸按工作原理不同，自動變速器分為液力自動變速器(AT)、機械自動變速器(AMT)和無級自動變速器(CVT)三種。1．液力變矩器2．齒輪變速機構(gòu)3.換擋執(zhí)行機構(gòu)4．液壓控制系統(tǒng)5．電子控制系統(tǒng)二、電子控制自動變速器組成系統(tǒng)能源

液壓、直流電源2)控制參數(shù)信號發(fā)生器

車速傳感器和節(jié)氣門位置傳感器3)換擋控制器

全液壓系統(tǒng)由換擋閥完成；而電液式則由ECU與其控制的電磁閥、換擋閥承擔(dān)。4)換擋執(zhí)行機構(gòu)

離合器、制動器或單向離合器5)換擋品質(zhì)控制機構(gòu)

蓄能器、緩沖閥、定時閥、執(zhí)行壓力調(diào)節(jié)閥、協(xié)調(diào)閥和單向離合器等控制系統(tǒng)的組成三、電子控制自動變速器的結(jié)構(gòu)與工作原理電子控制自動變速器的組成：由液力變矩器、齒輪變速機構(gòu)、換擋執(zhí)行機構(gòu)、液壓控制系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)組成。（一）液力變矩器（

HTC—HydraulicTorqueConverter）液力變矩器的作用：起傳遞轉(zhuǎn)矩、變矩、變速及離合作用。

1.液力變矩器的工作原理（1）液力偶合器

液力變矩器由液力偶合器演變而來，液力偶合器的基本構(gòu)件是具有若干徑向平面葉片的、構(gòu)成工作腔的泵輪和渦輪。液力偶合器只能等力矩傳遞動力。

液力偶合器的缺點：液力偶合器不能使輸出扭矩增大，只起液力聯(lián)軸離合器的作用。因此，汽車上很少采用。

（2）液力變矩器的組成:

由泵輪、渦輪、導(dǎo)輪、導(dǎo)輪單向離合器組成。殼殼泵輪渦輪導(dǎo)輪起動齒圈

泵輪與殼連成一體為主動元件；殼體做成兩半，用螺栓連接，殼外有起動齒圈渦輪懸浮在變矩器內(nèi)與從動軸相連；導(dǎo)輪懸浮在泵輪與渦輪之間，通過單向離合器及導(dǎo)輪固定套固定在變速器外殼上，單向離合器使導(dǎo)輪可以順時針方向轉(zhuǎn)動，而不能逆時針方向轉(zhuǎn)動。液力變矩器的實物圖液力變矩器結(jié)構(gòu)示意圖（3）液力變矩器的工作原理

當(dāng)發(fā)動機帶動液力變矩器的泵輪旋轉(zhuǎn)時，液力變矩器內(nèi)的自動變速器液一方面隨泵輪一起做圓周運動，形成旋轉(zhuǎn)流。另一方面，在離心力的作用下由泵輪的內(nèi)側(cè)沿泵輪葉片向外側(cè)流動，繞循環(huán)圓形成渦流。

實際的液流是這兩個方向液流的合成，即所謂的螺旋流。當(dāng)螺旋流由泵輪流向渦輪時，液流沖擊渦輪葉片，使渦輪旋轉(zhuǎn)液流的動能轉(zhuǎn)變成為渦輪的機械能。旋轉(zhuǎn)流渦流螺旋流液流沖擊渦輪葉片

導(dǎo)輪的作用：液流經(jīng)過渦輪后沿循環(huán)圓流向?qū)л啠?dāng)渦輪不動或轉(zhuǎn)速較低時，由渦輪流向?qū)л喌囊毫鳑_擊導(dǎo)輪的正面，此時由于單向離合器的鎖止作用，導(dǎo)輪不動，導(dǎo)輪葉片使液流的方向改變。

改變后的液流再次流向泵輪時，其方向與泵輪的轉(zhuǎn)動方向相同，因此在這種傳動情況下液力變矩器可以增扭。如果此時沒有導(dǎo)輪改變液流的方向，流向泵輪的液流方向?qū)⑴c泵輪的轉(zhuǎn)動方向相反，會阻礙泵輪的轉(zhuǎn)動。

導(dǎo)輪單向離合器的作用：

隨著渦輪的轉(zhuǎn)速增加，渦輪出口處液流由于牽連速度的增大而使其絕對速度的方向發(fā)生變化。當(dāng)渦輪轉(zhuǎn)速增大到一定值以后，液流絕對速度恰好與導(dǎo)輪葉片平行時，此時沒有液流沖擊力作用于導(dǎo)輪葉片正面，導(dǎo)輪單向離合器釋放。（如圖）

。

如果再增大渦輪轉(zhuǎn)速，渦輪出口處的液流絕對速度方向會指向?qū)л喨~片背面，如果導(dǎo)輪此時仍然固定不動，液流經(jīng)導(dǎo)輪葉片反射后就會以與泵輪轉(zhuǎn)動方向相反的方向沖向泵輪，阻礙泵輪的轉(zhuǎn)動。但實際上此時導(dǎo)輪由于單向離合器被釋放而自由轉(zhuǎn)動，不會使液流改變方向（如圖）

。

導(dǎo)輪單向離合器的結(jié)構(gòu)和工作原理作用：可以起到離合器與制動器的作用，所不同的是以單向鎖止原理來實現(xiàn)固定或連接作用。類型：滾柱斜槽式和楔塊式。滾柱斜槽式單向離合器A向—自由狀態(tài)；B向—鎖緊狀態(tài)1—外圈；2—滾柱；3—回位彈簧；4—內(nèi)圈；5—楔塊楔塊式楔塊式單向離合器A向—自由狀態(tài)；B向—鎖緊狀態(tài)1—外圈；2—滾柱；3—回位彈簧；4—內(nèi)圈；5—楔塊2.液力變矩器性能1）轉(zhuǎn)矩放大特性:渦輪不轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速低時，因液流對三元件的作用力矩分別為Mb、Mw、Md，Mw=Mb+Md，即增扭?？梢钥闯鰧?dǎo)輪起增扭的作用。2）偶合工作特性:隨著渦輪轉(zhuǎn)速的增加，經(jīng)渦輪反射至導(dǎo)輪的液流方向改變，當(dāng)液流穿過導(dǎo)輪葉片或反方向沖擊導(dǎo)輪葉片時，單向離合器打滑，導(dǎo)輪空轉(zhuǎn)，說明Md=0,此時為偶合特性Mw=Mb，此時渦輪輪速約為泵輪90%左右。

3）變矩系數(shù)：液力變矩器輸出轉(zhuǎn)矩TT與輸入轉(zhuǎn)矩(即泵輪轉(zhuǎn)矩TP)之比稱為變矩系數(shù)，用K表示。液力變矩器工作時，變矩系數(shù)是變化的。當(dāng)渦輪不動(nT＝0)時，變矩系數(shù)最大，稱為失速變矩系數(shù)K0，對轎車通常在1.6到2.4之間。隨著液力變矩器渦輪轉(zhuǎn)速的升高，變矩系數(shù)逐漸減小，當(dāng)變矩器由轉(zhuǎn)矩放大特性轉(zhuǎn)為耦合特性時，變矩系數(shù)等于1。在渦輪不動時變矩系數(shù)最大的特性，非常適合汽車起步克服較大阻力的要求。4）效率：效率性能是指變矩器在傳遞能量過程中損失的變化，用來表示：在失速點時，泵輪雖有功率輸入，但因nT=0而使η=0；隨著傳動比的增大，η增大直至達到最高點；隨后η下降，在耦合點，變?yōu)轳詈掀鞴ぷ魈匦?，效率提高?/p>

小結(jié)：

1、自動變速器概述自動變速器的發(fā)展和應(yīng)用自動變速器的優(yōu)點自動變速器類型電子控制自動變速器組成

2、電子控制自動變速器的結(jié)構(gòu)與工作原理

液力變矩器作業(yè)：1．自動變速器有哪些優(yōu)點？2．液力變矩器的工作原理？3.液力變矩器的閉鎖與滑差控制1)閉鎖控制

閉鎖離合器工作原理1—泵輪；2—渦輪；3—閉鎖離合器；4—前蓋目的:提高傳動效率閉鎖點一般在偶合器工況點。

帶鎖止離合器的液力變矩器既利用的了液力變矩器在渦輪轉(zhuǎn)速較低時具有的增扭特性，又利用了液力偶合器在渦輪轉(zhuǎn)速較高時所具有的高傳動效率的特性。

多數(shù)自動變速器是采用多排行星齒輪機構(gòu)提供不同的傳動比。傳動比可以由駕駛員手動選擇，也可以由電控系統(tǒng)或液壓控制系統(tǒng)通過接合和釋放換檔離合器和制動器自動選擇。（二）行星齒輪變速器（１）單行星排

單排行星齒輪機構(gòu)是由一個太陽輪、一個帶有兩個和多個行星齒輪的行星架和一個齒圈組成的。1-太陽輪；2-齒圈；3-行星架；4-行星齒輪

設(shè)太陽輪、齒圈和行星架的轉(zhuǎn)速分別為n1、n2和n3，齒數(shù)分別為zl、z2和z3，齒圈與太陽輪的齒數(shù)比為α。根據(jù)能量守恒定律，可得單排行星齒輪機構(gòu)一般運動規(guī)律的特性方程式:其中：α=Z2/Z1＞1n1+αn2-(1+α)n3=0

單排行星齒輪機構(gòu)的傳動原理

行星齒輪機構(gòu)工作時將太陽輪、齒圈和行星架這三者中的任一元件作為主動件，使它與輸入軸聯(lián)結(jié)，將另一元件作為被動件與輸出軸聯(lián)結(jié)，再將第三個元件加以約束制動。這樣整個行星齒輪機構(gòu)即以一定的傳動比傳遞動力。1）齒圈固定，太陽輪主動，行星架被動太陽輪帶動行星齒輪沿靜止的齒圈旋轉(zhuǎn)，從而帶動行星架以較慢的速度與太陽輪同向旋轉(zhuǎn)，傳動比為：i13=1+α為前進降速檔，減速相對較大。2）齒圈固定，行星架主動，太陽輪被動傳動比為：i31=1/(1+α)為前進超速檔，增速相對較大。

3）太陽輪固定，齒圈主動，行星架被動傳動比為：i23=1+z1/z2

=1+1/α為前進降速檔，減速相對較小。4）太陽輪固定，行星架主動，齒圈被動傳動比為：i32=z2/(z1+z2)=α/(1+α)為前進超速檔，增速相對較小。5）行星架固定，太陽輪主動，齒圈被動行星架固定，行星齒輪只能自轉(zhuǎn)，太陽輪經(jīng)行星齒輪帶動齒圈旋轉(zhuǎn)輸出動力。齒圈的旋轉(zhuǎn)方向與太陽輪相反。傳動比為：i12=z2/z1=-α為倒檔，減速檔。

6）行星架固定，齒圈主動，太陽輪被動

行星架固定，行星齒輪只能自轉(zhuǎn)，齒圈經(jīng)行星齒輪帶動太陽輪旋轉(zhuǎn)輸出動力。太陽輪的旋轉(zhuǎn)方向與齒圈相反，傳動比為：i21=-z1/z2=-1/α為倒檔，超速檔。

7）直接傳動若三元件中的任兩元件被連接在一起，則第三元件必然與這兩者以相同的轉(zhuǎn)速、相同的方向轉(zhuǎn)動。8）自由轉(zhuǎn)動若所有元件均不受約束，則行星齒輪機構(gòu)失去傳動作用。此種狀態(tài)相當(dāng)于空檔。

行星齒輪機構(gòu)的工作情況

狀態(tài)檔位固定部件輸入部件輸出部件旋轉(zhuǎn)方向1降速檔齒圈太陽輪行星架相同方向2超速檔齒圈行星架太陽輪相同方向3降速檔太陽輪齒圈行星架相同方向4超速檔太陽輪行星架齒圈相同方向5倒檔位（降速）行星架太陽輪齒圈相反方向6倒檔位（超速）行星架齒圈太陽輪相反方向7直接檔沒有任意兩個第三元件同向同速8空檔位沒有不定不定不轉(zhuǎn)動

行星齒輪機構(gòu)與外嚙合齒輪機構(gòu)相比具有以下優(yōu)點：1）所有行星齒輪均參與工作，都承受載荷，行星齒輪工作更安靜，強度更大。2）行星齒輪工作時，齒輪間產(chǎn)生的作用力由齒輪系統(tǒng)內(nèi)部承受，不傳遞到變速器殼體，變速器可以設(shè)計得更薄、更輕。3）行星齒輪機構(gòu)采用內(nèi)嚙合與外嚙合相結(jié)合的方式，與單一的外嚙合相比，減小了變速器尺寸。4）行星齒輪系統(tǒng)的齒輪處于常嚙合狀態(tài)，不存在掛擋時的齒輪沖擊，工作平穩(wěn)，壽命長。（２）雙行星排離合器作用：是連接行星排二元件成為一體，采用的是多片濕式結(jié)構(gòu)。組成：離合器鼓、活塞、回位彈簧、鋼片與摩擦片組、離合器轂及密封圈。多片離合器原理圖1—單向閥；2—密封圈；3—輸入軸；4—活塞；5—離合器鼓；6—密封圈；7—鋼片；8—摩擦片；9—卡環(huán)；10—離合器轂；11—回位彈簧2.換擋執(zhí)行機構(gòu)原理：摩擦片與旋轉(zhuǎn)的花鍵轂的齒鍵連接，可軸向移動，為輸入端，片上有鋼基粉末冶金層或合成纖維層。從動鋼片與轉(zhuǎn)動鼓的內(nèi)花鍵連接也可軸向移動，可輸出扭矩?；钊麨榄h(huán)狀，另外活塞上有密封圈、回位彈簧。花鍵轂輸入軸彈簧活塞殼體主動盤壓盤從動盤卡環(huán)工作情況安全閥的功用

壓力油進入液壓缸時，鋼球在油壓作用下壓緊在閥座上，安全閥處于關(guān)閉狀態(tài)，保證液壓缸的密封。壓力油排出時，缸體內(nèi)的壓力下降，安全閥在離心力作用下離開閥座處于開啟狀態(tài)，殘留在缸內(nèi)的液壓油因離心力作用排出，使離合器分離徹底。離合器片離合器

制動器的功用是固定行星齒輪機構(gòu)中的基本元件，阻止其旋轉(zhuǎn)。在自動變速器中常用的制動器有濕式多片式制動器和帶式制動器兩種。2)制動器（1）片式制動器

片式制動器：其結(jié)構(gòu)與片式離合器相同。不同之處是制動器從動片的外緣花鍵齒與固定的變速器外殼連接，可軸向移動，以便接合時將主動件制動，使行星齒輪機構(gòu)改組換擋。該種制動器接合的平順性好，間隙無須調(diào)整，其缺點是軸向尺寸大。能通過增減摩擦片數(shù)來滿足不同排量發(fā)動機的要求，故小轎車使用很多。片式制動器工作過程（2）帶式制動器

它由制動帶、油缸、活塞和調(diào)整件組成。外彈簧為活塞的回位彈簧。內(nèi)彈簧為旋轉(zhuǎn)鼓反作用力的緩沖彈簧，防止活塞振動。調(diào)整點多在帶的支撐端，可在體外調(diào)整或拆下油底調(diào)整。擰動調(diào)整螺栓來調(diào)整（旋緊再松2～3圈），調(diào)好后再用鎖緊螺母鎖緊。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單易于安裝，帶式制動器軸向尺寸小可縮短變速器的長度。缺點：使變速器殼體上產(chǎn)生局部的高應(yīng)力區(qū)；制動帶磨損后需要調(diào)整間隙；工作的平順性差，控制油路中多配有緩沖閥。點擊播放帶式制動器3）單向離合器

作用：單方向固定行星齒輪機構(gòu)中某個基本元件的轉(zhuǎn)動。

常見形式：滾柱斜槽式（液力變矩器常用）和楔塊式（行星齒輪變速器常用）。單向離合器單向離合器工作原理由于單排行星齒輪機構(gòu)不能滿足汽車行駛中變速變矩的需要。為了增加傳動比的數(shù)目，可以通過增加行星齒輪機構(gòu)來實現(xiàn)。在自動變速器中，兩排或多排行星齒輪機構(gòu)組合在一起，用以滿足汽車行駛需要的多種傳動比。目前，常見的復(fù)合式行星齒輪機構(gòu)有：辛普森式齒輪機構(gòu)、拉維娜式行星齒輪機構(gòu)。

3.幾種典型的行星齒輪變速器多排行星齒輪機構(gòu)一般布置形式兩排行星齒輪機構(gòu)共用一個太陽輪——辛普森式行星齒輪機構(gòu)。有兩個太陽輪，兩排行星齒輪共用一個齒圈——拉威娜式行星齒輪機構(gòu)。有些附加一套單排行星齒輪機構(gòu)實現(xiàn)超速檔1）辛普森行星齒輪系統(tǒng)辛普森式行星齒輪機構(gòu)由4個獨立的元件組成：前齒圈、前后太陽輪組件、后行星架、前行星架和后齒圈組件。辛普森式行星齒輪機構(gòu)是雙排行星齒輪機構(gòu)，它由兩個內(nèi)嚙合式單排行星齒輪機構(gòu)組合而成，能提供三個前進擋和一個倒擋。前面可以加一排超速行星齒輪機構(gòu)1-前齒圈；2-前行星輪；3-前行星架和后齒圈組件4-前后太陽輪組件；5-后行星輪；6-后行星架辛普森式行星齒輪機構(gòu)嚙合形式辛普森式行星齒輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)形式辛普森式行星齒輪機構(gòu)

電控液力自動變速器的換檔執(zhí)行元件

離合器電控液力自動變速器的換檔執(zhí)行元件

制動器

電控液力自動變速器的換檔執(zhí)行元件

單向離合器辛普森式4擋行星齒輪變速器換檔執(zhí)行元件

超速擋行星架15前行星架14后行星架12中間軸5輸入軸1輸出軸10超速擋太陽輪4超速擋齒圈2前行星齒圈7太陽輪9后行星齒圈8結(jié)構(gòu)特點B0：超速擋制動器F0：超速擋單向離合器C0：超速擋離合器B1：Ⅱ擋滑行制動器F1：Ⅱ擋單向離合器C1：前進擋離合器B2：Ⅱ擋制動器F2：低擋單向離合器C2：高擋及倒擋離合器B3：低擋及倒擋制動器31311工作原理自動變速器換擋手柄有六個位置：P、R、N、D、2、L。（1）換擋手柄位于“D”位時D位1擋：C0、

F0、C1、F2工作，變速器處于D位1擋。超速擋行星架前行星架后行星架中間軸輸入軸輸出軸超速擋太陽輪超速擋齒圈前行星齒圈太陽輪后行星齒圈超速擋行星架前行星架后行星架中間軸輸入軸輸出軸超速擋太陽輪超速擋齒圈前行星齒圈太陽輪后行星齒圈D位2擋：C0、

F0、

C1、B2、F1工作，變速器處于D位2擋。D位3擋：C0、

F0、

C1、C2工作，變速器處于D位3擋。D位4擋：B0、

C1、C2工作，變速器處于D位4擋。超速擋行星架前行星架后行星架中間軸輸入軸輸出軸超速擋太陽輪超速擋齒圈前行星齒圈太陽輪后行星齒圈（2）換擋手柄位于“2”位時2位1擋：C0、

F0、C1、F2工作，變速器處于2位1擋。2位2擋：C0、

F0、

C1、B1、B2、F1工作，變速器處于2位2擋。（3）換擋手柄位于“L”位時變速器只能接通1擋。超速擋行星架前行星架后行星架中間軸輸入軸輸出軸超速擋太陽輪超速擋齒圈前行星齒圈太陽輪后行星齒圈（4）換擋手柄位于“R”位時C0、F0、C2、B3工作，變速器處于倒擋。超速擋行星架前行星架后行星架中間軸輸入軸輸出軸超速擋太陽輪超速擋齒圈前行星齒圈太陽輪后行星齒圈超速擋行星架前行星架后行星架中間軸輸入軸輸出軸超速擋太陽輪超速擋齒圈前行星齒圈太陽輪后行星齒圈（5）換擋手柄位于“N”或“P”位時C0工作，C2、C1都不工作，變速器處于空擋或駐車擋。停車檔：B3工作由于C1或C2沒有接合變速器處于空檔狀態(tài)，動力無法傳遞。機械式鎖止機構(gòu)：當(dāng)變速桿處于P檔位置時，停車聯(lián)鎖凸輪使停車爪上的凸起與聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)結(jié)合，以防止車輛移動。大宇轎車自動變速器1擋：C0、C1、B2、F1工作2擋：C0、C1、F2工作3擋：C0、C1、C2工作超速擋：C1、C2、B0工作倒擋：C0、C2、B3工作結(jié)構(gòu)特點：兩行星排共用行星架和齒圈，小太陽輪、短行星輪、長行星輪、行星架及齒圈組成一個雙行星輪式行星排。四個獨立元件：小太陽輪、大太陽輪、行星架和齒圈。３）拉維娜行星齒輪系統(tǒng)拉維娜行星齒輪系統(tǒng)拉維娜行星齒輪系統(tǒng)作用：傳動、控制、操縱、冷卻和潤滑。液壓系統(tǒng)的組成組成：動力源、執(zhí)行機構(gòu)、控制機構(gòu)、冷卻潤滑系統(tǒng)。油泵類型：內(nèi)嚙合齒輪泵、擺線轉(zhuǎn)子泵、葉片泵葉片泵的轉(zhuǎn)子與定子之間的偏心距可自動調(diào)節(jié)，達到改變流量的目的，防止了發(fā)動機轉(zhuǎn)速高時供油太多的缺陷，提高了系統(tǒng)效率。（三）液壓系統(tǒng)2)主油路調(diào)壓閥作用：由于油泵供油的脈動性，必須經(jīng)過調(diào)節(jié)使主油路的壓力實現(xiàn)穩(wěn)定。圖主油路調(diào)壓閥1—進油口；2—出油口；3—泄油口；4—彈簧；5—活塞。某些自動變速器有主、副兩個調(diào)壓閥。實際的主調(diào)壓閥一般能夠隨節(jié)氣門開度和變速桿位置的變化調(diào)節(jié)油壓。某些在電控自動變速器，通過控制比例電磁閥，可以使主調(diào)壓閥的輸出油壓隨發(fā)動機的負荷大小而變化，而且對換擋離合器和制動器的接合壓力及液力變矩器的閉鎖離合器的接合壓力也可調(diào)制，使其更適應(yīng)提高換擋品質(zhì)的需要。

說明：

（1）當(dāng)節(jié)氣門開度較大時，由于發(fā)動機輸出功率和變速器所傳遞的轉(zhuǎn)矩都較大，為了防止離合器、制動器等換檔執(zhí)行元件打滑，主油路油壓應(yīng)能隨著節(jié)氣門開度的增大而升高—節(jié)氣門油壓反饋至主調(diào)壓閥彈簧端，以使主油路油壓升高。（2）因為倒檔使用時間短，為了減小變速器尺寸，倒檔離合器和倒檔制動器在設(shè)計上采用了較少的摩擦片，但其傳遞的轉(zhuǎn)矩又較前進檔大，為了防止其打滑，要求倒檔工作時油壓要高—手控閥的倒檔油壓反饋至主調(diào)壓閥下端，以使主油路油壓升高。3)手控制閥結(jié)構(gòu)：

手動滑閥；通過連桿與變速器選擋桿連接；控制滑閥移動進行油路切換。作用：提供換擋操縱手柄位置信號，控制液壓系統(tǒng)接通不同的操縱油路，使自動變速器按照駕駛員的操縱意圖工作。

4)換擋閥

作用：改變油路使不同的執(zhí)行器投入或退出工作，實現(xiàn)檔位變換。在電控自動變速器中，車速和節(jié)氣門信號均輸入ECU，由ECU通過電磁閥來控制換擋閥的換向。換擋閥

自動變速器通常采用三個換擋閥，分別由三個換擋電磁閥來控制，并通過三個換擋閥之間油路互鎖作用，實現(xiàn)四個擋位的變換。１.１-２換擋閥

作用：控制自動變速器在1檔和2檔之間變換。

工作：當(dāng)ECU不對電磁閥②通電時，管路壓力作用在閥芯上端，迫使閥芯下移，變速器進入1檔。當(dāng)ECU對電磁閥②通電時，作用在閥上端管路壓力由電磁閥②排放掉，閥芯在彈簧作用下上移，變速器進入2檔。

2.2-3換擋閥

作用：控制變速器在2檔和3檔之間變換。

工作：當(dāng)ECU對電磁閥①通電時，作用在閥芯上端管路壓力由電磁閥①排放掉，閥芯在彈簧作用下上移，變速器進入2檔。當(dāng)ECU使電磁閥①斷電時，管路壓力作用在閥芯上端，使閥芯下移，變速器進入3檔。

3.3-4換擋閥

作用：控制變速器在3檔和4（OD）檔之間變換。

工作：當(dāng)ECU對電磁閥②通電時，作用在閥芯上端管路壓力由電磁閥②排放掉，閥芯在彈簧作用下上移，變速器進入3檔。當(dāng)ECU使電磁閥②斷電時，管路壓力作用在閥芯上端，使閥芯下移，變速器進入4檔。

三個換擋閥在不同擋位時閥芯所處位置電磁閥①②1擋onoff1-2閥下位2-3閥上位3-4閥上位2擋onon1-2閥上位2-3閥上位3-4閥上位3擋offon1-2閥上位2-3閥下位3-4閥上位4擋offoff1-2閥上位2-3閥下位3-4閥下位

液壓系統(tǒng)綜合控制過程液壓操縱系統(tǒng)(閥體)1．換檔執(zhí)行機構(gòu)有哪些？2．常見的行星齒輪變速器有哪些類型？結(jié)構(gòu)上特點？（四）電子控制系統(tǒng)組成：信號輸入裝置(傳感器、控制開關(guān))、電子控制裝置(ECU)、執(zhí)行機構(gòu)。換擋規(guī)律：是指兩排擋間自動換擋時刻隨控制參數(shù)變化的關(guān)系。換擋規(guī)律類型：單參數(shù)、雙參數(shù)、組合型。

單參數(shù)換擋規(guī)律

只以車速V為控制參數(shù)。單參數(shù)換擋規(guī)律升、降擋之間的交錯現(xiàn)象，稱為換擋延遲或換擋重疊，其作用是防止“換擋循環(huán)(不斷地來回換擋)”。1.自動換擋規(guī)律2)雙參數(shù)換擋規(guī)律

控制參數(shù)類型有：車速與節(jié)氣門開度（常用）、液力變矩器泵輪轉(zhuǎn)速與渦輪轉(zhuǎn)速、車速與發(fā)動機進氣歧管真空度等。從換擋延遲角度，雙參數(shù)換擋規(guī)律又分為：等延遲型、發(fā)散型、收斂型、組合型4種。

等延遲型換擋規(guī)律使小節(jié)氣門時可以提前換入高擋，減小發(fā)動機噪聲，又可延遲換回低擋，改善燃油經(jīng)濟性，大節(jié)氣門開度動力較好。

發(fā)散型在大節(jié)氣門開度時換擋延遲所引起的輸入軸轉(zhuǎn)速的變化較大、功率利用差，但換擋次數(shù)較少、舒適性高。

帶強制低擋的發(fā)散型換擋規(guī)律，使它保持了換擋次數(shù)較少、舒適性高的優(yōu)點，又克服了發(fā)散型的缺點，故它在轎車自動變速器中應(yīng)用較多。

收斂型的發(fā)動機工作轉(zhuǎn)速低、燃料經(jīng)濟性好、噪聲低、行駛平穩(wěn)舒適，它適合于功率較低的貨車。組合型是上述各種類型綜合而成的換擋規(guī)律。在小節(jié)氣門開度(α＜25%)時，以舒適、穩(wěn)定、少污染為主，采用了單參數(shù)規(guī)律；在中節(jié)氣門開度(25%＜α＜75%)時，以保證最佳燃料經(jīng)濟性為主，兼顧動力性，采用收斂型；當(dāng)大節(jié)氣門開度(α＞75%)時，則以獲得最佳動力性為準，用等延遲型。3)智能化換擋規(guī)律

電子自動控制系統(tǒng)可存儲多種規(guī)律供駕駛員選用，不僅有經(jīng)濟性規(guī)律、動力性(又稱運動型)規(guī)律，而且還有一般(日常)規(guī)律、環(huán)境溫度及隨外界條件變化的規(guī)律等。將車速V和節(jié)氣門開度α的組合分成一定數(shù)量的區(qū)域，每個區(qū)域有不同的節(jié)氣門開啟速率程序值。當(dāng)實際值大于它時，為動力性規(guī)律，反之為經(jīng)濟性規(guī)律。2.信號輸入裝置節(jié)氣門位置傳感器與發(fā)動機控制系統(tǒng)共用。2)發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器與發(fā)動機控制系統(tǒng)共用。3)車速傳感器與發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器工作原理相同，有電磁感應(yīng)式和光電式。4)輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器作用：檢測行星齒輪變速器輸入軸轉(zhuǎn)速，以更精確地控制換擋過程。與發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器工作原理相同，多為電磁感應(yīng)式。5)發(fā)動機冷卻液溫度傳感器與發(fā)動機控制系統(tǒng)共用。6)自動變速器油溫度傳感器

熱敏電阻結(jié)構(gòu)，安裝在自動變速器底殼內(nèi)。作為ECU進行換擋控制、油壓控制、鎖止離合器控制的依據(jù)。7)超速擋開關(guān)

超速擋開關(guān)通常裝在自動變速器操縱手柄上，用于控制變速器的超速擋。功用：

汽車行駛中，控制自動變速器何時進入超速擋。超速擋開關(guān)設(shè)置在換擋桿上，超速切斷指示燈安裝在組合儀表板上。

超速擋使用條件：

平坦、較好路面行駛；選擋桿置于“D”位；節(jié)氣門開度85%以上；車速60Km/h；變速器油溫70℃以上。

工作情況：

未按下超速擋開關(guān)時，超速擋控制電磁閥斷電關(guān)閉，同時2號電磁閥通電打開，來自手控閥的油壓不能進入3-4擋換擋閥上端，3-4檔換擋閥將始終處于上位，變速器只能工作在3擋。按下超速擋開關(guān)后，超速擋控制電磁閥通電打開，同時2號電磁閥斷電關(guān)閉，來自手控閥的控制油壓進入3-4擋換擋閥上端，迫使3-4擋換擋閥下移，接通通往制動器B0的油壓通路，變速器才能進入超速擋工作。手控閥的控制油壓進入3-4擋換擋閥上端，迫使3-4擋換擋閥下移，接通通往制動器B0的油壓通路，變速器才能進入超速擋工作。8）模式選擇開關(guān)

（1）經(jīng)濟模式

以獲得最佳燃油經(jīng)濟性為目標設(shè)計換擋規(guī)律；（2）動力模式

以獲得最大動力性為目標設(shè)計換擋規(guī)律；（3）標準模式

介于經(jīng)濟模式和動力模式之間；（4）手動模式以手動方式選擇合適擋位。9）空擋起動開關(guān)

它是一個多功能開關(guān)，即控制起動繼電器，還可將變速器換擋桿位置信息送給ECU。若輸入的分別是“N”、“2”、“L”信號（高電位有效），ECU會判斷變速器處于相應(yīng)的“N”、“2”和“L”位。若這些變速信號都不輸入，ECU則判斷變速器處于“D”位。3.ECUECU的功能：控制換擋時刻、控制超速行駛、控制閉鎖離合器、控制換擋品質(zhì)、故障診斷與失效保護等功能?？刂茡Q擋時刻

選擇不同的換檔模式，有不同的換檔規(guī)律，則有不同的換檔時刻。經(jīng)濟模式(economy)

當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速相對較低時，就會換入高一擋。(2)動力模式(power)

發(fā)動機轉(zhuǎn)速較高時，才換入高一擋。(3)普通模式(normal)

介于經(jīng)濟模式與動力模式之間。(4)手動模式(manual)

駕駛員可在各擋位之間以手動方式選擇合適的擋位。(5)雪地模式(snow)

適用于在雪地上行駛的方式。在起步時，自動變速器會自動選擇2擋起步，當(dāng)操縱手柄置于“2”位時，自動變速器保持在2擋工作。而操縱手柄置于“1”位時，自動變速器保持在1擋工作；3)超速行駛控制

只有當(dāng)換擋手柄位于D位且超速開關(guān)打開時，變速器才可能升入超速擋。防止自動變速器在發(fā)動機冷卻液溫度低于60℃時進入超速擋工作。4)控制閉鎖離合器

ECU在以下幾種情況下可強制解除閉鎖：（1）制動、或節(jié)氣門全閉時，為防止發(fā)動機失速，ECU切斷通向閉鎖電磁閥的電路，強行解除閉鎖。（2）自動變速器升降擋過程中，ECU暫時解除閉鎖，以減小換擋沖擊。（3）如果發(fā)動機冷卻液的溫度低于60℃，閉鎖離合器應(yīng)處于分離狀態(tài)，加速變速器預(yù)熱，提高總體駕駛性能。

5)控制換擋品質(zhì)執(zhí)行機構(gòu)外部控制

緩沖控制使換擋接合柔和，如蓄能器、緩沖閥、節(jié)流閥等；

定時（順序）控制使換擋摩擦元件分、合交替定時合理，如定時閥、干預(yù)換擋定時閥等；

壓力控制，如根據(jù)發(fā)動機負荷、車速、擋位、摩擦因數(shù)、液力變矩器速比及油溫等參數(shù)，通過ECU控制比例電磁閥或高速電磁閥快速、精確自動按需調(diào)節(jié)壓力。(2)執(zhí)行機構(gòu)自身改進

如采用單向離合器、液力變矩器換擋時解鎖，完成后再閉鎖；采用分階段作用液壓缸等，可改善換擋品質(zhì)。(3)電液反饋控制

應(yīng)用現(xiàn)代控制理論，對擋位離合器(制動器)油壓實行電液反饋閉環(huán)控制，可以使其接合壓力平緩地按最佳規(guī)律增長，實現(xiàn)平穩(wěn)變速。電液反饋控制系統(tǒng)原理(4)動力源控制

控制的主要是發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。換擋時發(fā)動機減少噴油、點火滯后等方法降低轉(zhuǎn)矩。6)故障診斷與失效保護故障診斷

發(fā)現(xiàn)故障，以故障碼的形式儲存在ECU的存儲器內(nèi)。

一般以超速擋指示燈OD作為故障警告燈，若超速擋指示燈亮起后，按動超速擋開關(guān)也不能將它熄滅，即說明電子控制裝置有故障。(2)失效保護

個別部件失效時、其系統(tǒng)功能可用其他部件完全或部分代替，使系統(tǒng)能繼續(xù)保持規(guī)定性能或不喪失基本功能，保證汽車返回維修點維修。完整的汽車電控系統(tǒng)，將系統(tǒng)控制、故障診斷與容錯功能有機結(jié)合為一個整體。(3)故障診斷程序

①傳感器失效

節(jié)氣門位置傳感器故障：怠速開關(guān)斷開，按節(jié)氣門開度為1/2控制；怠速開關(guān)接通時，按節(jié)氣門全閉狀態(tài)控制。

車速傳感器故障：自動變速器的擋位由操縱手柄位置決定：在D和S或2(低擋2)位固定為超速擋或3擋；在L(低擋1)位，固定在2擋或1擋?；蛘弋?dāng)車速傳感器損壞時，用輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器來控制換擋。

輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器故障：ECU停止發(fā)動機減小轉(zhuǎn)矩控制。

油液溫度傳感器出現(xiàn)故障：按80℃到100℃作為代替信號控制。

②執(zhí)行機構(gòu)失效

換擋電磁閥故障:兩種處理方法：a、不論有幾個閥出故障，ECU均停止所有換擋電磁閥工作，擋位由操縱手柄決定；b、其中一個失效，其他閥仍工作，仍能自動換擋，但會失去某些擋位。

變矩器閉鎖電磁閥故障：ECU停止閉鎖離合器控制。

油壓電磁閥故障：ECU停止閉鎖離合器控制，使油路壓力保持最大值。③變速器電控系統(tǒng)發(fā)生故障

檢測裝置發(fā)現(xiàn)AT電子控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，發(fā)動機ECU發(fā)出信號，使變速器系統(tǒng)油壓升高，接合元件傳遞轉(zhuǎn)矩增加，縮短了打滑時間，使接合元件接合時產(chǎn)生的熱量減少，延長了接合元件的使用壽命。(4)安全保護功能①倒擋保護

當(dāng)前進車速大于5km/h時，倒擋電磁閥失效，倒擋執(zhí)行機構(gòu)脫開，禁止換入倒擋。②手動降擋保護

只有降擋后該擋的發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于該節(jié)氣門下的極限轉(zhuǎn)速時，才允許降擋。

③超速保護

當(dāng)發(fā)動機超過極限轉(zhuǎn)速時，正常電控系統(tǒng)失效，啟用緊急模式。4.執(zhí)行電磁閥分類：開關(guān)式電磁閥和脈沖式電磁閥兩大類。開關(guān)式電磁閥作用：開啟和關(guān)閉自動變速器油路，可用于控制換擋閥及液力變矩器的閉鎖控制閥。(a)(b)開關(guān)式電磁閥1—電磁線圈；2—銜鐵和閥芯；3—閥球；4—泄油孔；5—主油道；6—控制油道2)脈沖式電磁閥作用：控制油路中油壓的大小。工作原理：ECU通過改變占空比控制油路壓力。占空比越大，經(jīng)電磁閥泄出的壓力油就越多，油路壓力就越低。脈沖式電磁閥1—壓力油出油口；2—壓力油進油口；3—接線器；4—限流鋼球；5—