電子控制自動(dòng)變速器
互聯(lián)網(wǎng) panzhihao 汽車構(gòu)造維修 2007-09-01
|
電子控制自動(dòng)變速器
一、序言
汽車自動(dòng)變速是指自動(dòng)變換傳動(dòng)比，調(diào)節(jié)或變換發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出性能，經(jīng)濟(jì)而方便地傳送動(dòng)力，較好地適應(yīng)外界負(fù)載與道路條件的需要。自動(dòng)變速器自1939年美國(guó)通用汽車公司首次在轎車上應(yīng)用以來(lái)，發(fā)展速度很快，尤其是電子技術(shù)和微處理機(jī)應(yīng)用于換擋變速之后，自動(dòng)變速技術(shù)這一人們長(zhǎng)期追求的目標(biāo)，進(jìn)入了迅速發(fā)展的嶄新時(shí)期。從1981年起，美國(guó)、日本一些汽車公司相繼開(kāi)發(fā)出各種微機(jī)控制的自動(dòng)變速系統(tǒng)，諸如電子控制液力變矩式自動(dòng)變速器，電子控制多級(jí)齒輪變速器等。日本豐田公司生產(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(jī)控制的四擋變速器的優(yōu)點(diǎn)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(jì)性和滿意的動(dòng)力性，減少污染；換擋靈便，換擋過(guò)程平穩(wěn)，無(wú)沖擊和振動(dòng)，換擋品質(zhì)好，行駛舒適，換擋動(dòng)作準(zhǔn)確、及時(shí)；操縱系統(tǒng)工作穩(wěn)定、可靠，能在高低溫、大顛簸、沖擊振動(dòng)、強(qiáng)磁場(chǎng)、電子干擾下正常工作；駕駛員可以干預(yù)自動(dòng)換擋，以適應(yīng)復(fù)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(shí)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(dòng)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(zhǎng)，尤其在美、日、德等國(guó)生產(chǎn)的轎車上，采用電子控制變速器的比例越來(lái)越高。當(dāng)然，電子控制自動(dòng)變速器也存在結(jié)構(gòu)復(fù)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(fù)雜，傳動(dòng)效率較手動(dòng)齒輪式變速器低等缺點(diǎn)。
目前，電子控制自動(dòng)變速器發(fā)展的主要特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)一機(jī)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(jī)與控制發(fā)動(dòng)機(jī)的微機(jī)合并在一起，實(shí)現(xiàn)其綜合控制。所謂一機(jī)是指采用單一微機(jī)控制，多參數(shù)是指輸入微機(jī)的控制參數(shù)多元化，即控制參數(shù)不僅有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車速、節(jié)氣門開(kāi)度等信號(hào)，而且有反映發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器工作環(huán)境、車輛行駛環(huán)境的信號(hào)，這些參數(shù)能全面反映發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器的實(shí)際工況。多規(guī)律是指控制微機(jī)中同時(shí)存儲(chǔ)多種換擋規(guī)律，如最佳經(jīng)濟(jì)性和最佳動(dòng)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(shí)現(xiàn)最佳換擋控制。所謂綜合控制是指在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器微機(jī)處理信號(hào)的同時(shí)，對(duì)變速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火時(shí)間進(jìn)行延遲控制，使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩略有下降，大大減少變速時(shí)的沖擊現(xiàn)象，明顯改進(jìn)變速性能，綜合控制的方框圖如圖1-1所示。
圖1-1 綜合控制的方框圖
1-發(fā)動(dòng)機(jī)；2-自動(dòng)變速器；3-發(fā)動(dòng)機(jī)控制信號(hào)；4-變速控制信號(hào)；5-發(fā)動(dòng)機(jī)控制用微機(jī)
6-發(fā)動(dòng)機(jī)控制信號(hào)；7-發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速狀態(tài)控制信號(hào)；8-變速控制用微機(jī)；9-發(fā)動(dòng)機(jī)與變速
開(kāi)關(guān)；17-變速控制開(kāi)關(guān)
其次，電子控制自動(dòng)變速器為提高傳動(dòng)效率，改善燃油經(jīng)濟(jì)性，普遍采用了閉鎖式液力變矩器。為減輕質(zhì)量，縮短動(dòng)力傳動(dòng)路線，在前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)的車輛(FF)中，自動(dòng)變速器通常與驅(qū)動(dòng)橋結(jié)合為一體，構(gòu)成自動(dòng)驅(qū)動(dòng)橋。為加寬變速范圍，縮小傳動(dòng)比間隔，自動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，五擋自動(dòng)變速器早已投放市場(chǎng)。為便于使用維修，控制系統(tǒng)的診斷功能不斷增強(qiáng)。此外，世界各大汽車公司對(duì)無(wú)級(jí)變速的研究十分活躍，估計(jì)在不長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)電子控制的無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器將會(huì)應(yīng)用于現(xiàn)代汽車上。
二、電子控制自動(dòng)變速器的組成
電子控制自動(dòng)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(dòng)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(dòng)變速器結(jié)構(gòu)圖。
圖2-1 四擋自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)
1.液力變矩器
液力變矩器是電子控制自動(dòng)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(dòng)地傳給輸出軸，是典型的液力傳動(dòng)裝置。目前轎車上廣泛采用由泵輪、渦輪和導(dǎo)輪組成的單級(jí)綜合式液力變矩器（圖2-2），其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、性能良好。液力變矩器實(shí)際上是一個(gè)能無(wú)級(jí)(連續(xù)地)自動(dòng)進(jìn)行變矩的液力自動(dòng)變速器。變矩器除了上述三個(gè)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(gè)液壓直接控制的全自動(dòng)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和車速傳感器輸入的信號(hào)，控制一個(gè)電磁閥，而電磁閥則通過(guò)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。
圖2-2 液力變矩器的組成
變矩器內(nèi)注以自動(dòng)變速器油，由供油泵供給。供油泵還定壓、定量地為自動(dòng)變速器的各系統(tǒng)提供工作液，完成傳扭、控制與潤(rùn)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(dòng)。
液力變矩器具有自動(dòng)適應(yīng)性和變扭能力，其工作的主要特點(diǎn)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速)的相對(duì)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(dòng)無(wú)級(jí)地變化；在車速低時(shí)變矩器能輸出大的扭矩，而在車速高時(shí)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(diǎn)，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(diǎn)。
2.齒輪變速系統(tǒng)
液力變矩器雖能傳遞和增大發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，但變扭比不大，變速范圍不寬，遠(yuǎn)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(gè)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(jìn)一步增大扭矩，擴(kuò)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(dòng)，其傳動(dòng)比變換可通過(guò)分離與結(jié)合離合器或制動(dòng)器而方便地實(shí)現(xiàn)，特別有利于動(dòng)力換擋或自動(dòng)換擋。電子控制自動(dòng)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(gè)單排行星輪，兩排行星輪由一個(gè)公共的空心太陽(yáng)輪相連，該太陽(yáng)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(jìn)擋和一個(gè)倒擋，常裝在前置發(fā)動(dòng)機(jī)后驅(qū)動(dòng)的(FR)汽車上。
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(dòng)器；F1、F2-單向離合器
若在上述三擋自動(dòng)變速器中再加一個(gè)超速行星排，即構(gòu)成四擋自動(dòng)變速器，它可以進(jìn)行超速傳動(dòng)，使傳動(dòng)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(dòng)機(jī)前驅(qū)動(dòng)(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(gè)行星排，用于夾持太陽(yáng)輪的超速制動(dòng)器Bo，連接太陽(yáng)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(dòng)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。
圖2-4 四擋行星輪變速器傳動(dòng)原理
C0-超速離合器；B0-超速制動(dòng)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(jī)構(gòu)包括換擋離合器、換擋制動(dòng)器和單向離合器。
換擋離合器為濕式多片離合器，由液壓來(lái)控制其結(jié)合與分離，通常由若干交錯(cuò)排列的主從動(dòng)離合器片組成。
換擋制動(dòng)器是將行星輪變速器中某一元件(太陽(yáng)輪、行星輪架或齒圈)固定，使其不能轉(zhuǎn)動(dòng)，構(gòu)成新的動(dòng)力傳遞路線，換上新的擋位，得到新的傳動(dòng)比。它和換擋離合器一樣由液壓操縱。換擋制動(dòng)器通常有兩種形式：一種是濕式多片制動(dòng)器，其結(jié)構(gòu)與上述濕式多片離合器相同，不同點(diǎn)是離合器連接兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件并傳遞動(dòng)力，而制動(dòng)器連接的一個(gè)是轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)件，另一個(gè)是固定不動(dòng)的變速器殼體，作用是剎住轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)件，使其不能傳動(dòng)。換擋制動(dòng)器的另一形式是帶式制動(dòng)器。
行星輪變速器中單向離合器的作用是確保平順地?zé)o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(dòng)操縱系統(tǒng)
液壓自動(dòng)操縱系統(tǒng)通常由供油、手動(dòng)選擋、參數(shù)調(diào)節(jié)、換擋時(shí)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(dòng)操縱系統(tǒng)的動(dòng)力源，第二調(diào)壓閥也稱變矩器補(bǔ)償壓力調(diào)節(jié)閥。
手動(dòng)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(dòng)，實(shí)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(jiǎn)稱節(jié)氣門閥)，作用是根據(jù)節(jié)氣門開(kāi)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(gè)換擋閥(變速閥)的一端，當(dāng)節(jié)氣門開(kāi)度變大時(shí)，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(shí)，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(dòng)變速器中，節(jié)氣門開(kāi)度和車速這兩個(gè)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(hào)，送至電腦，電腦則通過(guò)電磁閥操縱換擋閥使之自動(dòng)變換擋位。
換擋時(shí)刻控制部分主要是換擋閥，在電子控制自動(dòng)變速器中，換擋閥根據(jù)電子控制器確定的換擋點(diǎn)及換擋信號(hào)工作，進(jìn)行自動(dòng)換擋。
換擋品質(zhì)控制機(jī)構(gòu)的作用是控制換擋過(guò)程，使升降擋更加平穩(wěn)、柔和、無(wú)沖擊，防止產(chǎn)生大的動(dòng)載荷。一般是在液壓通道上增加蓄能減振器、緩沖閥、定時(shí)閥、執(zhí)行力調(diào)節(jié)閥等。
5.電子控制系統(tǒng)
電子控制自動(dòng)變速器一般采用電控液動(dòng)系統(tǒng)，由于動(dòng)力源是供油泵和主調(diào)壓閥，并由其產(chǎn)生液壓，因此仍保留液壓操縱系統(tǒng)。電子控制系統(tǒng)是將液控液動(dòng)系統(tǒng)液壓操縱裝置的換擋控制機(jī)構(gòu)改為電子控制機(jī)構(gòu)，其作用是將車速傳感器和節(jié)氣門開(kāi)度傳感器產(chǎn)生的電信號(hào)輸入電子控制系統(tǒng)，由電子控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)計(jì)算、比較處理后，根據(jù)預(yù)先編制的換擋程序，確定擋位與換擋點(diǎn)，輸出換擋指令，控制電磁閥線圈的通斷，改變換擋閥端面的控制液壓，導(dǎo)致?lián)Q擋閥的移動(dòng)，自動(dòng)切換執(zhí)行元件的油路，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。
此外，系統(tǒng)還具有自診斷功能與失效安全保護(hù)功能。
圖2-5 豐田A140E自動(dòng)變速器電控系統(tǒng)方框圖
三、 電子控制自動(dòng)變速器的控制原理
電子控制自動(dòng)變速器(ECT)的控制原理如圖3-1所示，
圖3-1 液控液動(dòng)(液壓控制)自動(dòng)變速器控制原理
它與液控液動(dòng)(液壓控制) 自動(dòng)變速器控制原理(圖3-2)比較有明顯不同。
圖3-2 液控液動(dòng)(液壓控制)自動(dòng)變速器控制原理
在液控液動(dòng)自動(dòng)變速器中，有兩種液壓信號(hào)輸入控制閥(液壓控制裝置)，一種是由調(diào)速閥將車速變換成的液壓信號(hào)，另一種是由節(jié)流閥將節(jié)氣門開(kāi)啟角度變換成的液壓信號(hào)，兩種信號(hào)分別加到換擋閥兩端。而電子控制自動(dòng)變速器是將車速和節(jié)氣門開(kāi)度的電信號(hào)輸入電子控制系統(tǒng)，經(jīng)電子控制系統(tǒng)處理后，再輸入指令給電磁閥，利用電磁閥控制液壓回路。液控液動(dòng)(液壓控制)自動(dòng)變速器的比較如圖3-3所示。由于電子控制自動(dòng)變速器采用車速傳感器，可以更準(zhǔn)確地測(cè)定車速，且采用微機(jī)控制換擋時(shí)機(jī)，還可對(duì)車速進(jìn)行精細(xì)的控制，所以目前電子控制自動(dòng)變速器已廣泛普及，而液控液動(dòng)自動(dòng)變速器的使用已越來(lái)越少。
圖3-3 電子控制自動(dòng)變速器與液控液動(dòng)自動(dòng)變速器的比較
由此可知，電子控制自動(dòng)變速器實(shí)施自動(dòng)控制的特點(diǎn)是：采用速度傳感器和節(jié)氣門位置傳感器將車速和節(jié)氣門開(kāi)度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，輸入電子控制器ECU，由ECU 根據(jù)預(yù)先編制并存入存儲(chǔ)器ROM的換擋程序，進(jìn)行比較計(jì)算，確定換擋點(diǎn)和變矩器閉鎖離合器閉鎖時(shí)間，向電磁閥發(fā)出控制信號(hào)，以控制電磁閥線圈電流的通斷，再由電磁閥控制液動(dòng)的換擋閥，換擋閥移動(dòng)，切換換擋執(zhí)行器(換擋離合器和制動(dòng)器)的油路，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。換言之，各換擋閥的移動(dòng)方向由電磁閥控制，而電磁閥線圈通電與否由電子控制系統(tǒng)控制，電子控制系統(tǒng)又是根據(jù)反映發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的節(jié)氣門位置傳感器和反映車速的速度傳感器輸入電子控制系統(tǒng)的電信號(hào)，向電磁閥發(fā)出控制指令的。
電子控制自動(dòng)變速器
一、序言
汽車自動(dòng)變速是指自動(dòng)變換傳動(dòng)比，調(diào)節(jié)或變換發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出性能，經(jīng)濟(jì)而方便地傳送動(dòng)力，較好地適應(yīng)外界負(fù)載與道路條件的需要。自動(dòng)變速器自1939年美國(guó)通用汽車公司首次在轎車上應(yīng)用以來(lái)，發(fā)展速度很快，尤其是電子技術(shù)和微處理機(jī)應(yīng)用于換擋變速之后，自動(dòng)變速技術(shù)這一人們長(zhǎng)期追求的目標(biāo)，進(jìn)入了迅速發(fā)展的嶄新時(shí)期。從1981年起，美國(guó)、日本一些汽車公司相繼開(kāi)發(fā)出各種微機(jī)控制的自動(dòng)變速系統(tǒng)，諸如電子控制液力變矩式自動(dòng)變速器，電子控制多級(jí)齒輪變速器等。日本豐田公司生產(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(jī)控制的四擋變速器的優(yōu)點(diǎn)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(jì)性和滿意的動(dòng)力性，減少污染；換擋靈便，換擋過(guò)程平穩(wěn)，無(wú)沖擊和振動(dòng)，換擋品質(zhì)好，行駛舒適，換擋動(dòng)作準(zhǔn)確、及時(shí)；操縱系統(tǒng)工作穩(wěn)定、可靠，能在高低溫、大顛簸、沖擊振動(dòng)、強(qiáng)磁場(chǎng)、電子干擾下正常工作；駕駛員可以干預(yù)自動(dòng)換擋，以適應(yīng)復(fù)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(shí)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(dòng)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(zhǎng)，尤其在美、日、德等國(guó)生產(chǎn)的轎車上，采用電子控制變速器的比例越來(lái)越高。當(dāng)然，電子控制自動(dòng)變速器也存在結(jié)構(gòu)復(fù)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(fù)雜，傳動(dòng)效率較手動(dòng)齒輪式變速器低等缺點(diǎn)。
目前，電子控制自動(dòng)變速器發(fā)展的主要特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)一機(jī)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(jī)與控制發(fā)動(dòng)機(jī)的微機(jī)合并在一起，實(shí)現(xiàn)其綜合控制。所謂一機(jī)是指采用單一微機(jī)控制，多參數(shù)是指輸入微機(jī)的控制參數(shù)多元化，即控制參數(shù)不僅有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車速、節(jié)氣門開(kāi)度等信號(hào)，而且有反映發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器工作環(huán)境、車輛行駛環(huán)境的信號(hào)，這些參數(shù)能全面反映發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器的實(shí)際工況。多規(guī)律是指控制微機(jī)中同時(shí)存儲(chǔ)多種換擋規(guī)律，如最佳經(jīng)濟(jì)性和最佳動(dòng)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(shí)現(xiàn)最佳換擋控制。所謂綜合控制是指在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器微機(jī)處理信號(hào)的同時(shí)，對(duì)變速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火時(shí)間進(jìn)行延遲控制，使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩略有下降，大大減少變速時(shí)的沖擊現(xiàn)象，明顯改進(jìn)變速性能，綜合控制的方框圖如圖1-1所示。
圖1-1 綜合控制的方框圖
1-發(fā)動(dòng)機(jī)；2-自動(dòng)變速器；3-發(fā)動(dòng)機(jī)控制信號(hào)；4-變速控制信號(hào)；5-發(fā)動(dòng)機(jī)控制用微機(jī)
6-發(fā)動(dòng)機(jī)控制信號(hào)；7-發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速狀態(tài)控制信號(hào)；8-變速控制用微機(jī)；9-發(fā)動(dòng)機(jī)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(kāi)關(guān)；14-變速方式選擇開(kāi)關(guān)；15-空擋啟動(dòng)開(kāi)關(guān)；16-停車燈
開(kāi)關(guān)；17-變速控制開(kāi)關(guān)
其次，電子控制自動(dòng)變速器為提高傳動(dòng)效率，改善燃油經(jīng)濟(jì)性，普遍采用了閉鎖式液力變矩器。為減輕質(zhì)量，縮短動(dòng)力傳動(dòng)路線，在前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)的車輛(FF)中，自動(dòng)變速器通常與驅(qū)動(dòng)橋結(jié)合為一體，構(gòu)成自動(dòng)驅(qū)動(dòng)橋。為加寬變速范圍，縮小傳動(dòng)比間隔，自動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，五擋自動(dòng)變速器早已投放市場(chǎng)。為便于使用維修，控制系統(tǒng)的診斷功能不斷增強(qiáng)。此外，世界各大汽車公司對(duì)無(wú)級(jí)變速的研究十分活躍，估計(jì)在不長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)電子控制的無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器將會(huì)應(yīng)用于現(xiàn)代汽車上。
二、電子控制自動(dòng)變速器的組成
電子控制自動(dòng)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(dòng)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(dòng)變速器結(jié)構(gòu)圖。
圖2-1 四擋自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)
1.液力變矩器
液力變矩器是電子控制自動(dòng)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(dòng)地傳給輸出軸，是典型的液力傳動(dòng)裝置。目前轎車上廣泛采用由泵輪、渦輪和導(dǎo)輪組成的單級(jí)綜合式液力變矩器（圖2-2），其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、性能良好。液力變矩器實(shí)際上是一個(gè)能無(wú)級(jí)(連續(xù)地)自動(dòng)進(jìn)行變矩的液力自動(dòng)變速器。變矩器除了上述三個(gè)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(gè)液壓直接控制的全自動(dòng)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和車速傳感器輸入的信號(hào)，控制一個(gè)電磁閥，而電磁閥則通過(guò)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。
圖2-2 液力變矩器的組成
變矩器內(nèi)注以自動(dòng)變速器油，由供油泵供給。供油泵還定壓、定量地為自動(dòng)變速器的各系統(tǒng)提供工作液，完成傳扭、控制與潤(rùn)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(dòng)。
液力變矩器具有自動(dòng)適應(yīng)性和變扭能力，其工作的主要特點(diǎn)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速)的相對(duì)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(dòng)無(wú)級(jí)地變化；在車速低時(shí)變矩器能輸出大的扭矩，而在車速高時(shí)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(diǎn)，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(diǎn)。
2.齒輪變速系統(tǒng)
液力變矩器雖能傳遞和增大發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，但變扭比不大，變速范圍不寬，遠(yuǎn)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(gè)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(jìn)一步增大扭矩，擴(kuò)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(dòng)，其傳動(dòng)比變換可通過(guò)分離與結(jié)合離合器或制動(dòng)器而方便地實(shí)現(xiàn)，特別有利于動(dòng)力換擋或自動(dòng)換擋。電子控制自動(dòng)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(gè)單排行星輪，兩排行星輪由一個(gè)公共的空心太陽(yáng)輪相連，該太陽(yáng)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(jìn)擋和一個(gè)倒擋，常裝在前置發(fā)動(dòng)機(jī)后驅(qū)動(dòng)的(FR)汽車上。
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(dòng)器；F1、F2-單向離合器
若在上述三擋自動(dòng)變速器中再加一個(gè)超速行星排，即構(gòu)成四擋自動(dòng)變速器，它可以進(jìn)行超速傳動(dòng)，使傳動(dòng)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(dòng)機(jī)前驅(qū)動(dòng)(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(gè)行星排，用于夾持太陽(yáng)輪的超速制動(dòng)器Bo，連接太陽(yáng)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(dòng)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。
圖2-4 四擋行星輪變速器傳動(dòng)原理
C0-超速離合器；B0-超速制動(dòng)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(jī)構(gòu)包括換擋離合器、換擋制動(dòng)器和單向離合器。
換擋離合器為濕式多片離合器，由液壓來(lái)控制其結(jié)合與分離，通常由若干交錯(cuò)排列的主從動(dòng)離合器片組成。
換擋制動(dòng)器是將行星輪變速器中某一元件(太陽(yáng)輪、行星輪架或齒圈)固定，使其不能轉(zhuǎn)動(dòng)，構(gòu)成新的動(dòng)力傳遞路線，換上新的擋位，得到新的傳動(dòng)比。它和換擋離合器一樣由液壓操縱。換擋制動(dòng)器通常有兩種形式：一種是濕式多片制動(dòng)器，其結(jié)構(gòu)與上述濕式多片離合器相同，不同點(diǎn)是離合器連接兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)件并傳遞動(dòng)力，而制動(dòng)器連接的一個(gè)是轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)件，另一個(gè)是固定不動(dòng)的變速器殼體，作用是剎住轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)件，使其不能傳動(dòng)。換擋制動(dòng)器的另一形式是帶式制動(dòng)器。
行星輪變速器中單向離合器的作用是確保平順地?zé)o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(dòng)操縱系統(tǒng)
液壓自動(dòng)操縱系統(tǒng)通常由供油、手動(dòng)選擋、參數(shù)調(diào)節(jié)、換擋時(shí)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(dòng)操縱系統(tǒng)的動(dòng)力源，第二調(diào)壓閥也稱變矩器補(bǔ)償壓力調(diào)節(jié)閥。
手動(dòng)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(dòng)，實(shí)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(jiǎn)稱節(jié)氣門閥)，作用是根據(jù)節(jié)氣門開(kāi)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(gè)換擋閥(變速閥)的一端，當(dāng)節(jié)氣門開(kāi)度變大時(shí)，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(shí)，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(dòng)變速器中，節(jié)氣門開(kāi)度和車速這兩個(gè)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(hào)，送至電腦，電腦則通過(guò)電磁閥操縱換擋閥使之自動(dòng)變換擋位。
換擋時(shí)刻控制部分主要是換擋閥，在電子控制自動(dòng)變速器中，換擋閥根據(jù)電子控制器確定的換擋點(diǎn)及換擋信號(hào)工作，進(jìn)行自動(dòng)換擋。
換擋品質(zhì)控制機(jī)構(gòu)的作用是控制換擋過(guò)程，使升降擋更加平穩(wěn)、柔和、無(wú)沖擊，防止產(chǎn)生大的動(dòng)載荷。一般是在液壓通道上增加蓄能減振器、緩沖閥、定時(shí)閥、執(zhí)行力調(diào)節(jié)閥等。
5.電子控制系統(tǒng)
電子控制自動(dòng)變速器一般采用電控液動(dòng)系統(tǒng)，由于動(dòng)力源是供油泵和主調(diào)壓閥，并由其產(chǎn)生液壓，因此仍保留液壓操縱系統(tǒng)。電子控制系統(tǒng)是將液控液動(dòng)系統(tǒng)液壓操縱裝置的換擋控制機(jī)構(gòu)改為電子控制機(jī)構(gòu)，其作用是將車速傳感器和節(jié)氣門開(kāi)度傳感器產(chǎn)生的電信號(hào)輸入電子控制系統(tǒng)，由電子控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)計(jì)算、比較處理后，根據(jù)預(yù)先編制的換擋程序，確定擋位與換擋點(diǎn)，輸出換擋指令，控制電磁閥線圈的通斷，改變換擋閥端面的控制液壓，導(dǎo)致?lián)Q擋閥的移動(dòng)，自動(dòng)切換執(zhí)行元件的油路，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。
此外，系統(tǒng)還具有自診斷功能與失效安全保護(hù)功能。
電子控制系統(tǒng)由傳感器、電子控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分組成，圖2-5是豐田A140E四擋自動(dòng)變速器的電控系統(tǒng)方框圖.
圖2-5 豐田A140E自動(dòng)變速器電控系統(tǒng)方框圖
三、 電子控制自動(dòng)變速器的控制原理
電子控制自動(dòng)變速器(ECT)的控制原理如圖3-1所示，
圖3-1 液控液動(dòng)(液壓控制)自動(dòng)變速器控制原理
它與液控液動(dòng)(液壓控制) 自動(dòng)變速器控制原理(圖3-2)比較有明顯不同。
圖3-2 液控液動(dòng)(液壓控制)自動(dòng)變速器控制原理
在液控液動(dòng)自動(dòng)變速器中，有兩種液壓信號(hào)輸入控制閥(液壓控制裝置)，一種是由調(diào)速閥將車速變換成的液壓信號(hào)，另一種是由節(jié)流閥將節(jié)氣門開(kāi)啟角度變換成的液壓信號(hào)，兩種信號(hào)分別加到換擋閥兩端。而電子控制自動(dòng)變速器是將車速和節(jié)氣門開(kāi)度的電信號(hào)輸入電子控制系統(tǒng)，經(jīng)電子控制系統(tǒng)處理后，再輸入指令給電磁閥，利用電磁閥控制液壓回路。液控液動(dòng)(液壓控制)自動(dòng)變速器的比較如圖3-3所示。由于電子控制自動(dòng)變速器采用車速傳感器，可以更準(zhǔn)確地測(cè)定車速，且采用微機(jī)控制換擋時(shí)機(jī)，還可對(duì)車速進(jìn)行精細(xì)的控制，所以目前電子控制自動(dòng)變速器已廣泛普及，而液控液動(dòng)自動(dòng)變速器的使用已越來(lái)越少。
圖3-3 電子控制自動(dòng)變速器與液控液動(dòng)自動(dòng)變速器的比較
由此可知，電子控制自動(dòng)變速器實(shí)施自動(dòng)控制的特點(diǎn)是：采用速度傳感器和節(jié)氣門位置傳感器將車速和節(jié)氣門開(kāi)度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，輸入電子控制器ECU，由ECU 根據(jù)預(yù)先編制并存入存儲(chǔ)器ROM的換擋程序，進(jìn)行比較計(jì)算，確定換擋點(diǎn)和變矩器閉鎖離合器閉鎖時(shí)間，向電磁閥發(fā)出控制信號(hào)，以控制電磁閥線圈電流的通斷，再由電磁閥控制液動(dòng)的換擋閥，換擋閥移動(dòng)，切換換擋執(zhí)行器(換擋離合器和制動(dòng)器)的油路，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。換言之，各換擋閥的移動(dòng)方向由電磁閥控制，而電磁閥線圈通電與否由電子控制系統(tǒng)控制，電子控制系統(tǒng)又是根據(jù)反映發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的節(jié)氣門位置傳感器和反映車速的速度傳感器輸入電子控制系統(tǒng)的電信號(hào)，向電磁閥發(fā)出控制指令的。
|
品牌專修:( 關(guān)鍵字：電子控制自動(dòng)變速器汽車構(gòu)造維修)
-
兩棲車
五十鈴
中華
一汽自
邁巴赫
路寶
大運(yùn)
軒逸
豐田T
曙光
豪豹
捷豹
豪沃
比亞迪
樂(lè)馳
神馬客
天籟
競(jìng)技者
奧鈴
珠峰
克萊斯
開(kāi)迪
富士達(dá)
歐舒特
突擊車
挖掘車
紅旗
鄭州宇
奔馳
松花江
豪沃豪
西耶那
中通客
伊蘭特
別克
羅孚
建設(shè)
眾泰2
愛(ài)瑪
陸風(fēng)
警車
星月神
五菱
蒙迪歐
景程
峨眉客
萬(wàn)豐
風(fēng)行
凱馬
黑金剛
牡丹客
金馬客
紅巖
東方紅
北方客
天語(yǔ)S
蘭博基
樂(lè)騁
英克萊
凱越
菲亞特
悍馬
自由艦
升降車
GMC
威志
雅閣
金杯
舒馳客
沈飛日
南方
愛(ài)迪爾
申龍
美的客
安凱
北方奔
青年尼
考維克
京通客
軍事監(jiān)
世爵
名爵
長(zhǎng)安
豹風(fēng)
雷諾
沃克斯
綠駒
金王子
液罐車
一汽佳
圣達(dá)菲
伊利薩
攪拌車
林業(yè)集
富康
慶鈴
旗云
飛揚(yáng)
江淮客
地質(zhì)勘
派朗
恒通客
友誼客
奧茲莫
三菱
更多品牌專修
配件展示: 更多商品展示
相關(guān)評(píng)論: 請(qǐng)自覺(jué)遵守互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)政策法規(guī)，作者可以直接刪除惡意評(píng)論、廣告或違禁詞語(yǔ)
|
|
汽修百科目錄索引
相關(guān)汽修改知識(shí)
- 動(dòng)力轉(zhuǎn)向
- 汽車電子控制防抱死制動(dòng)系統(tǒng)
- 豐田亞洲龍自動(dòng)變速器故障一例
- 制動(dòng)性能檢測(cè)的基礎(chǔ)知識(shí)
- 安全氣囊系統(tǒng)(SRS)
- 發(fā)動(dòng)機(jī)的原理
- 發(fā)動(dòng)機(jī)熄火的原理
- 渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)到底有什么好？
- 什么是CKD和SKD？
- 剎車鼓
- 巧用真空表診斷故障
- 汽車排放污染及其歐洲排放標(biāo)準(zhǔn)介
- 減速器
- 實(shí)用摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)
- ABS EBD ESP我的車到
- 新拆除節(jié)溫器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的危害
- 怎樣隨車檢查節(jié)溫器
- 康明斯KT（A）-1150發(fā)動(dòng)
- 康明斯KT（A）-1150柴油
- 康明斯KT（A）1150發(fā)動(dòng)機(jī)
- 康明斯KT（A）-1150柴油
- 康明斯KT（A）1150發(fā)動(dòng)機(jī)
- 康明斯KT（A）1150發(fā)動(dòng)機(jī)
- 康明斯KT（A）-1150柴油
- 康明斯KT（A）1150發(fā)動(dòng)機(jī)
- 康明斯KT（A）-1150柴油
- 康明斯KT（A）1150發(fā)動(dòng)機(jī)
- 康明斯KT（A）1150發(fā)動(dòng)機(jī)
- 康明斯KT（A）-1150發(fā)動(dòng)
- 康明斯KT（A）1150柴油機(jī)
- 康明斯KT（A）-1150發(fā)動(dòng)
- 康明斯KT（A）-1150柴油
