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電子控制自動變速器的結構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,調節或變換發動機動力輸出性能,經濟而方便地傳送動力,較好地適應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用以來,發展速度很快,尤其是電子技術和微處理機應用于換擋變速之后,自動變速技術這一人們長期追求的目標,進入了迅速發展的嶄新時期。從1981年起,美國、曰本一些汽車公司相繼開發出各種微機控制的自動變速系統,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。曰本豐田公司生產的電子控制變速器(ECT)首先應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點主要是:能保證最佳的換擋規律,換擋的精確性好,能獲得良好的燃料經濟性和滿意的動力性,減少污染；換擋靈便,換擋過程平穩,無沖擊和振動,換擋品質好,行駛舒適,換擋動作準確、及時；操縱系統工作穩定、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；駕駛員可以干預自動換擋,以適應復雜的交通情況和地形條件；控制系統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構復雜、零件精度要求高、制造難度大,成本較高,相應的維修技術較復雜,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展的主要特點是實現一機多參數多規律控制,并在此基礎上將控制變速器的微機與控制發動機的微機合并在一起,實現其綜合控制。所謂一機是指采用單一微機控制,多參數是指輸入微機的控制參數多元化,即控制參數不僅有發動機轉速、車速、節氣門開度等信號,而且有反映發動機和變速器工作環境、車輛行駛環境的信號,這些參數能全面反映發動機和變速器的實際工況。多規律是指控制微機中同時存儲多種換擋規律,如最佳經濟性和最佳動力性換擋規律等,駕駛員可根據需要調用相應的規律實現最佳換擋控制。所謂綜合控制是指在發動機與變速器微機處理信號的同時,對變速時發動機的點火時間進行延遲控制,使發動機輸出扭矩略有下降,大大減少變速時的沖擊現象,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-發動機；2-自動變速器；3-發動機控制信號；4-變速控制信號；5-發動機控制用微機6-發動機控制信號；7-發動機轉速狀態控制信號；8-變速控制用微機；9-發動機與變速控制單元ECU；10-節氣門位置傳感器；11-速度傳感器(在變速器內)；12-速度傳感器(在速度表內)；13-水溫開關；14-變速方式選擇開關；15-空擋啟動開關；16-停車燈開關；17-變速控制開關 其次,電子控制自動變速器為提高傳動效率,改善燃油經濟性,普遍采用了閉鎖式液力變矩器。為減輕質量,縮短動力傳動路線,在前置發動機前輪驅動的車輛(FF)中,自動變速器通常與驅動橋結合為一體,構成自動驅動橋。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展,四擋變速器已普遍成為轎車的標準結構,五擋自動變速器早已投放市場。為便于使用維修,控制系統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電子控制的無級自動變速器將會應用于現代汽車上。 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、換擋執行器、液壓自動操縱系統、電子控制系統五部分組成,圖2-1所示為典型的汽車四擋自動變速器結構圖。 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),其優點是結構簡單、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控制,即由電腦控制系統根據發動機轉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提供工作液,完成傳扭、控制與潤滑、冷卻等任務。供油泵一般由變矩器泵輪套的凸爪驅動。 液力變矩器具有自動適應性和變扭能力,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)隨著渦輪轉速與泵輪轉速(泵輪轉速等于發動機轉速)的相對變化,即隨轉速比i(i=渦輪轉速/泵輪轉速)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 液力變矩器雖能傳遞和增大發動機扭矩,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,多數是行星齒輪變速系統,也可以是平行軸式(固定軸線式)齒輪變速系統,用以進一步增大扭矩,擴大其變速范圍,提高汽車的適應能力。行星齒輪變速系統是一種常嚙合傳動,其傳動比變換可通過分離與結合離合器或制動器而方便地實現,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,常裝在前置發動機后驅動的(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,而在前置發動機前驅動(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.換擋執行器 行星輪變速器的換擋執行機構包括換擋離合器、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,使其不能轉動,構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,其結構與上述濕式多片離合器相同,不同點是離合器連接兩個轉動構件并傳遞動力,而制動器連接的一個是轉動機件,另一個是固定不動的變速器殼體,作用是剎住轉動機件,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構相同,均由內、外圈及兩者之間的楔塊組成。 4.液壓自動操縱系統 液壓自動操縱系統通常由供油、手動選擋、參數調節、換擋時刻控制、換擋品質控制等部分組成。供油部分包括供油泵、油濾清器、主油路調壓閥、第二調壓閥、油冷卻器等。供油泵和主油路調壓閥是液壓自動操縱系統的動力源,第二調壓閥也稱變矩器補償壓力調節閥。 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,實現控制油路的轉換,即根據換擋桿所置排擋位置將液壓油轉換到"P"、"R"、"N"、"D"、"2"或"L"的油路。 參數調節部分主要有兩方面:一是節氣門壓力調節閥(簡稱節氣門閥),作用是根據節氣門開度產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,當節氣門開度變大時,加速踏板控制液壓升高；二是速控調壓閥(又稱調速器),作用是根據車速產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。換擋閥即根據以上兩參數變換擋位。在電子控制自動變速器中,節氣門開度和車速這兩個參數分別由節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。 換擋品質控制機構的作用是控制換擋過程,使升降擋更加平穩、柔和、無沖擊,防止產生大的動載荷。一般是在液壓通道上增加蓄能減振器、緩沖閥、定時閥、執行力調節閥等。

回答者：咖啡_Bu加糖2016-05-07 00:00