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電子控制自動變速器的結(jié)構(gòu)電子控制自動變速器 一、序言 汽車自動變速是指自動變換傳動比,調(diào)節(jié)或變換發(fā)動機動力輸出性能,經(jīng)濟而方便地傳送動力,較好地適應(yīng)外界負載與道路條件的需要。自動變速器自1939年美國通用汽車公司首次在轎車上應(yīng)用以來,發(fā)展速度很快,尤其是電子技術(shù)和微處理機應(yīng)用于換擋變速之后,自動變速技術(shù)這一人們長期追求的目標,進入了迅速發(fā)展的嶄新時期。從1981年起,美國、曰本一些汽車公司相繼開發(fā)出各種微機控制的自動變速系統(tǒng),諸如電子控制液力變矩式自動變速器,電子控制多級齒輪變速器等。曰本豐田公司生產(chǎn)的電子控制變速器(ECT)首先應(yīng)用于豪華型皇冠牌轎車上,這種微機控制的四擋變速器的優(yōu)點主要是:能保證最佳的換擋規(guī)律,換擋的精確性好,能獲得良好的燃料經(jīng)濟性和滿意的動力性,減少污染；換擋靈便,換擋過程平穩(wěn),無沖擊和振動,換擋品質(zhì)好,行駛舒適,換擋動作準確、及時；操縱系統(tǒng)工作穩(wěn)定、可靠,能在高低溫、大顛簸、沖擊振動、強磁場、電子干擾下正常工作；駕駛員可以干預(yù)自動換擋,以適應(yīng)復雜的交通情況和地形條件；控制系統(tǒng)具有自我修正換擋和高度靈敏的自我診斷功能；操縱容易,在交通擁擠時可大大提高車輛行駛的安全性及可靠性。由于上述原因,自動變速器已廣泛應(yīng)用于轎車、客車、大型公共汽車、越野車及重型牽引車上,并且裝車率迅速增長,尤其在美、曰、德等國生產(chǎn)的轎車上,采用電子控制變速器的比例越來越高。當然,電子控制自動變速器也存在結(jié)構(gòu)復雜、零件精度要求高、制造難度大,成本較高,相應(yīng)的維修技術(shù)較復雜,傳動效率較手動齒輪式變速器低等缺點。 目前,電子控制自動變速器發(fā)展的主要特點是實現(xiàn)一機多參數(shù)多規(guī)律控制,并在此基礎(chǔ)上將控制變速器的微機與控制發(fā)動機的微機合并在一起,實現(xiàn)其綜合控制。所謂一機是指采用單一微機控制,多參數(shù)是指輸入微機的控制參數(shù)多元化,即控制參數(shù)不僅有發(fā)動機轉(zhuǎn)速、車速、節(jié)氣門開度等信號,而且有反映發(fā)動機和變速器工作環(huán)境、車輛行駛環(huán)境的信號,這些參數(shù)能全面反映發(fā)動機和變速器的實際工況。多規(guī)律是指控制微機中同時存儲多種換擋規(guī)律,如最佳經(jīng)濟性和最佳動力性換擋規(guī)律等,駕駛員可根據(jù)需要調(diào)用相應(yīng)的規(guī)律實現(xiàn)最佳換擋控制。所謂綜合控制是指在發(fā)動機與變速器微機處理信號的同時,對變速時發(fā)動機的點火時間進行延遲控制,使發(fā)動機輸出扭矩略有下降,大大減少變速時的沖擊現(xiàn)象,明顯改進變速性能,綜合控制的方框圖如圖1-1所示。 (42.16 KB) 7-4-2007 19:24 圖1-1 綜合控制的方框圖 1-發(fā)動機；2-自動變速器；3-發(fā)動機控制信號；4-變速控制信號；5-發(fā)動機控制用微機6-發(fā)動機控制信號；7-發(fā)動機轉(zhuǎn)速狀態(tài)控制信號；8-變速控制用微機；9-發(fā)動機與變速控制單元ECU；10-節(jié)氣門位置傳感器；11-速度傳感器(在變速器內(nèi))；12-速度傳感器(在速度表內(nèi))；13-水溫開關(guān)；14-變速方式選擇開關(guān)；15-空擋啟動開關(guān)；16-停車燈開關(guān)；17-變速控制開關(guān) 其次,電子控制自動變速器為提高傳動效率,改善燃油經(jīng)濟性,普遍采用了閉鎖式液力變矩器。為減輕質(zhì)量,縮短動力傳動路線,在前置發(fā)動機前輪驅(qū)動的車輛(FF)中,自動變速器通常與驅(qū)動橋結(jié)合為一體,構(gòu)成自動驅(qū)動橋。為加寬變速范圍,縮小傳動比間隔,自動變速器正在向多擋化發(fā)展,四擋變速器已普遍成為轎車的標準結(jié)構(gòu),五擋自動變速器早已投放市場。為便于使用維修,控制系統(tǒng)的診斷功能不斷增強。此外,世界各大汽車公司對無級變速的研究十分活躍,估計在不長的時間內(nèi)電子控制的無級自動變速器將會應(yīng)用于現(xiàn)代汽車上。 二、電子控制自動變速器的組成 電子控制自動變速器通常由液力變矩器、行星齒輪變速系統(tǒng)、換擋執(zhí)行器、液壓自動操縱系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)五部分組成,圖2-1所示為典型的汽車四擋自動變速器結(jié)構(gòu)圖。 1.液力變矩器 液力變矩器是電子控制自動變速器不可缺少的核心組成部分,它能將輸入軸的扭矩連續(xù)自動地傳給輸出軸,是典型的液力傳動裝置。目前轎車上廣泛采用由泵輪、渦輪和導輪組成的單級綜合式液力變矩器(圖2-2),其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、性能良好。液力變矩器實際上是一個能無級(連續(xù)地)自動進行變矩的液力自動變速器。變矩器除了上述三個主要元件外,有的還具有鎖止離合器。鎖止離合器位于渦輪前端,是一個液壓直接控制的全自動離合器。它的工作由電腦控制系統(tǒng)控制,即由電腦控制系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器和車速傳感器輸入的信號,控制一個電磁閥,而電磁閥則通過控制通向變矩器的油道中工作液(ATF)的流向,使鎖止離合器閉鎖或分離。 (126.91 KB) 7-4-2007 19:24 圖2-2 液力變矩器的組成 變矩器內(nèi)注以自動變速器油,由供油泵供給。供油泵還定壓、定量地為自動變速器的各系統(tǒng)提供工作液,完成傳扭、控制與潤滑、冷卻等任務(wù)。供油泵一般由變矩器泵輪套的凸爪驅(qū)動。 液力變矩器具有自動適應(yīng)性和變扭能力,其工作的主要特點是變扭比K(K=渦輪輸出扭矩/泵輪輸入扭矩)隨著渦輪轉(zhuǎn)速與泵輪轉(zhuǎn)速(泵輪轉(zhuǎn)速等于發(fā)動機轉(zhuǎn)速)的相對變化,即隨轉(zhuǎn)速比i(i=渦輪轉(zhuǎn)速/泵輪轉(zhuǎn)速)的變化自動無級地變化；在車速低時變矩器能輸出大的扭矩,而在車速高時能利用偶合器的高效率,因而綜合了液力元件的雙重優(yōu)點,被稱為綜合式液力變矩器,這一特性正好適合于汽車行駛阻力變化的特點。 2.齒輪變速系統(tǒng) 液力變矩器雖能傳遞和增大發(fā)動機扭矩,但變扭比不大,變速范圍不寬,遠不能滿足汽車使用工況的需要,為此在液力變矩器后面又裝一個輔助變速裝置-齒輪變速系統(tǒng),多數(shù)是行星齒輪變速系統(tǒng),也可以是平行軸式(固定軸線式)齒輪變速系統(tǒng),用以進一步增大扭矩,擴大其變速范圍,提高汽車的適應(yīng)能力。行星齒輪變速系統(tǒng)是一種常嚙合傳動,其傳動比變換可通過分離與結(jié)合離合器或制動器而方便地實現(xiàn),特別有利于動力換擋或自動換擋。電子控制自動變速器的行星齒輪變速系統(tǒng)一般由雙排行星輪或三排行星輪組成,并廣泛采用三自由度變速器。圖2-3為雙排行星輪變速器的原理圖,該變速器在同一軸上有前后兩個單排行星輪,兩排行星輪由一個公共的空心太陽輪相連,該太陽輪與兩行星排的行星輪嚙合,這種雙排行星輪變速器具有前進擋和一個倒擋,常裝在前置發(fā)動機后驅(qū)動的(FR)汽車上。 (6.25 KB) 7-4-2007 19:24 圖2-3 三擋行星輪變速器原理圖 C1-前離合器；C2-后離合器；B1、B2、B3-制動器；F1、F2-單向離合器 若在上述三擋自動變速器中再加一個超速行星排,即構(gòu)成四擋自動變速器,它可以進行超速傳動,使傳動比小于1。超速行星排在FR車輛中裝于液力變矩器與三擋行星輪變速器之間,而在前置發(fā)動機前驅(qū)動(FF)車輛中裝于三擋行星輪變速器之后。超速行星排主要由一個行星排,用于夾持太陽輪的超速制動器Bo,連接太陽輪和行星輪架的超速離合器C。以及超速單向離合器Fo組成,動力由超速行星排內(nèi)齒圈輸入,傳至超速行星輪架。圖2-4是四擋行星輪變速器的原理。 (8.7 KB) 7-4-2007 19:24 圖2-4 四擋行星輪變速器傳動原理 C0-超速離合器；B0-超速制動器；F0-超速單向離合器 3.換擋執(zhí)行器 行星輪變速器的換擋執(zhí)行機構(gòu)包括換擋離合器、換擋制動器和單向離合器。 換擋離合器為濕式多片離合器,由液壓來控制其結(jié)合與分離,通常由若干交錯排列的主從動離合器片組成。 換擋制動器是將行星輪變速器中某一元件(太陽輪、行星輪架或齒圈)固定,使其不能轉(zhuǎn)動,構(gòu)成新的動力傳遞路線,換上新的擋位,得到新的傳動比。它和換擋離合器一樣由液壓操縱。換擋制動器通常有兩種形式:一種是濕式多片制動器,其結(jié)構(gòu)與上述濕式多片離合器相同,不同點是離合器連接兩個轉(zhuǎn)動構(gòu)件并傳遞動力,而制動器連接的一個是轉(zhuǎn)動機件,另一個是固定不動的變速器殼體,作用是剎住轉(zhuǎn)動機件,使其不能傳動。換擋制動器的另一形式是帶式制動器。 行星輪變速器中單向離合器的作用是確保平順地無沖擊換擋,它與液力變矩器中的單向離合器結(jié)構(gòu)相同,均由內(nèi)、外圈及兩者之間的楔塊組成。 4.液壓自動操縱系統(tǒng) 液壓自動操縱系統(tǒng)通常由供油、手動選擋、參數(shù)調(diào)節(jié)、換擋時刻控制、換擋品質(zhì)控制等部分組成。供油部分包括供油泵、油濾清器、主油路調(diào)壓閥、第二調(diào)壓閥、油冷卻器等。供油泵和主油路調(diào)壓閥是液壓自動操縱系統(tǒng)的動力源,第二調(diào)壓閥也稱變矩器補償壓力調(diào)節(jié)閥。 手動選擋部分包括手控制閥和手控制閥撥板,手控制閥由換擋桿操縱,作用是利用滑閥的移動,實現(xiàn)控制油路的轉(zhuǎn)換,即根據(jù)換擋桿所置排擋位置將液壓油轉(zhuǎn)換到"P"、"R"、"N"、"D"、"2"或"L"的油路。 參數(shù)調(diào)節(jié)部分主要有兩方面:一是節(jié)氣門壓力調(diào)節(jié)閥(簡稱節(jié)氣門閥),作用是根據(jù)節(jié)氣門開度產(chǎn)生加速踏板控制液壓,并將此控制液壓加在1-2擋、2-3擋、3-4擋三個換擋閥(變速閥)的一端,當節(jié)氣門開度變大時,加速踏板控制液壓升高；二是速控調(diào)壓閥(又稱調(diào)速器),作用是根據(jù)車速產(chǎn)生由車速控制的液壓,并將此速控液壓加在各換擋閥的另一端,車速增大時,速控液壓增大。換擋閥即根據(jù)以上兩參數(shù)變換擋位。在電子控制自動變速器中,節(jié)氣門開度和車速這兩個參數(shù)分別由節(jié)氣門位置傳感器和車速傳感器采集成電信號,送至電腦,電腦則通過電磁閥操縱換擋閥使之自動變換擋位。 換擋時刻控制部分主要是換擋閥,在電子控制自動變速器中,換擋閥根據(jù)電子控制器確定的換擋點及換擋信號工作,進行自動換擋。 換擋品質(zhì)控制機構(gòu)的作用是控制換擋過程,使升降擋更加平穩(wěn)、柔和、無沖擊,防止產(chǎn)生大的動載荷。一般是在液壓通道上增加蓄能減振器、緩沖閥、定時閥、執(zhí)行力調(diào)節(jié)閥等。

回答者：咖啡_Bu加糖2016-05-07 00:00