课题4.1自动变速器概述.doc

4.1课题 自动变速器概述所谓自动变速器是指汽车驾驶中离合器的操纵和变速器的操纵都实现了自动化，简称AT，是英文Automatic Transmission的缩写。目前自动变速器的自动换档等过程都是由自动变速器的电子控制单元（英文缩写为ECU，俗称电脑）控制的，因此自动变速器又可简称为EAT、ECAT、ECT等。一、自动变速器的分类自动变速器按结构和控制方式的不同，可以分为液力式自动变速器、无级自动变速器和机械式自动变速器。机械式自动变速器，简称AMT，是英文Automated Mechanical Transmission的缩写，它是在原有手动、有级、普通齿轮变速器的基础上增加了电子控制系统，来自动控制离合器的接合、分离和变速器档位的变换。机械式自动变速器由于原有的机械传动结构基本不变，所以齿转传动固有的传动效率高、机构紧凑、工作可靠等优点被很好的继承下来，在重型车的应用上具有很好的发展前景。无级自动变速器，简称CVT，是英文Continuously Variable Transmission的缩写，它是采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合来传递动力，可以实现传动比的连续改变。这也是一种具有广阔发展前景的自动变速器，目前在汽车上的应用已具有一定的市场份额。在单元五我们将对无级自动变速器进行介绍。液力式自动变速器是目前应用最广泛、技术最成熟的自动变速器。按照控制方式的不同，液力自动变速器可以分为液控液力自动变速器和电控液力自动变速器，目前轿车上都是采用电控液力自动变速器；按照变速机构（机械变速器）的不同，液力自动变速器又可以分为行星齿轮自动变速器和非行星自动齿轮变速器，行星齿轮自动变速器应用最广泛，非行星自动齿轮变速器只在本田等个别车系应用。本单元主要介绍行星齿轮式的液控和电控的液力自动变速器，以全电控的为重点。二、自动变速器的基本组成和工作原理本单元所说的自动变速器都是特指液力自动变速器。1基本组成液力自动变速器主要由液力变矩器、行星齿轮变速器、液压控制系统、冷却滤油装置等组成。电控液力自动变速器除上述四部分外还有电子控制系统。1)液力变矩器液力变矩器是一个通过液压油（ATF油）传递动力的装置，其功用是：在一定范围内自动、连续地改变转矩比，以适应不同行驶阻力的要求。具有自动离合器的功用。在发动机不熄火、自动变速器位于行驶挡的情况下，汽车可以处于停车状态。驾驶员可通过控制节气门开度控制液力变矩器的输出转矩，逐步加大输出转矩，实现动力的柔和传递。2)行星齿轮变速器行星齿轮变速器由23排行星齿轮机构组成，不同的运动状态组合可得到25种速比，其功用主要有：在液力变矩器的基础上再将转矩增大24倍，以提高汽车的行驶适应能力。实现倒档传动。3)液压控制系统液压控制系统是由油泵、各种控制阀及与之相联通的液压换档执行元件，如离合器、制动器油缸等组成液压控制回路。汽车行驶中根据驾驶员的要求和行驶条件的需要，控制液压离合器和制动器的工作状况的改变来实现行星齿轮变速器的自动换档。4)电子控制系统电子控制系统将自动变速器的各种控制信号输入电子控制单元ECU，经ECU处理后发出控制指令控制液压系统中的各种电磁阀实现自动换档，并改善使用性能。5)冷却滤油装置自动变速器油（简称ATF）在自动变速器工作过程中会因冲击、摩擦产生热量，并还要吸收齿轮传动过程中所产生的热量，油温将会升高。油温升高将导致ATF油粘度下降，传动效率降低，因此必须对ATF油进行冷却，保持油温在8090°左右。ATF油是通过油冷却器与冷却水或空气进行热量交换的。自动变速器工作中各部件磨损产生的机械杂质，由滤油器从油中过滤分离出去，以减小机械的磨损、堵塞液压油路和控制阀卡滞。操作：此处可观看分解的自动变速器，以便对自动变速器有一个直观、整体的初步认识。2基本原理如图41所示为液控自动变速器的组成和原理示意图。图41 液控自动变速器的组成和原理示意图液控自动变速器是通过机械传动方式，将汽车行驶时的车速和节气门开度这两个主控制参数转变为液压控制信号；液压控制系统的阀板总成中的各控制阀根据这些液压控制信号的变化，按照设定的换挡规律，操纵换挡执行元件的动作实现自动换挡。如图42所示为电控自动变速器的组成和原理图。图42 电控自动变速器的组成和原理图电控自动变速器是通过各种传感器，将发动机的转速、节气门开度、车速、发动机水温、自动变速器液压油温等参数信号输入电控单元ECU，ECU根据这些信号，按照设定的换挡规律，向换挡电磁阀、油压电磁阀等发出动作控制信号，换挡电磁阀和油压电磁阀再将ECU的动作控制信号转变为液压控制信号，阀板中的各控制阀根据这些液压控制信号，控制换挡执行元件的动作，从而实现自动换挡过程。提示：此处如果条件允许可以通过录像、多媒体动画等辅助教学。三、自动变速器选档杆的使用轿车自动变速器的选档杆通常有6个位置，如图43所示。其功能如下：图43 自动变速器选档杆位置示意图P位：驻车档。选档杆置于此位置时，驻车锁止机构将自动变速器输出轴锁止。R位：倒档。选档杆置于此位置时，液压系统倒档油路被接通，驱动轮反转，实现倒向行驶。N位：空档。选档杆置于此位置时，所有行星齿轮机构空转，不能输出动力。D位：前进档。选档杆置于此位置时，液压系统控制装置根据节气门开度信号和车速信号自动接通相应的前进档油路，行星齿轮变速器在换档执行元件的控制下得到相应的传动比。随着行驶条件的变化，在前进档中自动升降档，实现自动变速功能。2位：高速发动机制动档。选档杆置于此位置时，液压控制系统只能接通前进档中的一、二档油路，自动变速器只能在这两个档位间自动换档，无法升入更高的档位，从而使汽车获得发动机制动效果。L位(也称1位)：低速发动机制动档。选档杆置于此位置时，汽车被锁定在前进档的一档，只能在该档位行驶而无法升入高档，发动机制动效果更强。这两个档位多用于山区等路况的行驶，可避免频繁换档，提高变速器的使用寿命。发动机只有在选档杆置于N或P位时，汽车才能起动，此功能靠空档起动开关来实现。常见的选档杆的位置可布置在转向柱上或驾驶室地板上，如图44所示。图44 选档杆的位置a)布置在转向柱上 b)布置在驾驶室地板上测试题：1对照自动变速器的实物、模型或图片说明自动变速器的基本组成。2自动变速器选档杆有哪些位置，各自完成哪些功能。