汽车底盘电控技术-自动变速器(液压控制系统)ppt课件.ppt
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1、主要内容:主要内容:1、概述2、供油与调压系统3、自动换挡控制参数信号转换第四章第四章 液压控制自动换档系统液压控制自动换档系统4、换挡控制阀及各挡油路5、换挡品质及控制第一节第一节 概概 述述1、换挡控制系统的作用、换挡控制系统的作用 根据自动变速器换挡杆的位置及汽车行驶状态(车速、根据自动变速器换挡杆的位置及汽车行驶状态(车速、负荷等因素),按照设定的换挡规律,通过控制换挡执行负荷等因素),按照设定的换挡规律,通过控制换挡执行元件,实现挡位的自动变换。元件,实现挡位的自动变换。2、换挡控制的基本要求、换挡控制的基本要求 保证最佳的换挡规律;保证最佳的换挡规律;以获得良好的动力性、经济性和排
2、放性以获得良好的动力性、经济性和排放性 换挡平稳、换挡品质好、使用寿命长;换挡平稳、换挡品质好、使用寿命长; 换挡准确、及时;换挡准确、及时; 驾驶员可干预自动换挡;驾驶员可干预自动换挡; 操纵系统工作稳定、可靠;操纵系统工作稳定、可靠;一、自动变速器换挡控制的基本要求一、自动变速器换挡控制的基本要求二、液压控制系统的原理和组成二、液压控制系统的原理和组成1、控制原理、控制原理液压控制系统的主要组成:液压控制系统的主要组成:油泵油泵、阀体阀体和和控制阀控制阀等等自动换挡的控制信息自动换挡的控制信息(或参数或参数 ):变速杆位置变速杆位置、油门开度油门开度、车速车速 主要组成:主要组成:油泵油泵
3、、阀体阀体和和控制阀控制阀等等根据功能包括:根据功能包括: 供油和调压部分;供油和调压部分;油泵和调压阀等油泵和调压阀等 换挡参数信号转换部分;换挡参数信号转换部分;变速杆位置、油门、车速变速杆位置、油门、车速 换挡控制器;换挡控制器;各种换挡控制阀各种换挡控制阀 换挡执行机构;换挡执行机构;离合器、制动器、单向离合器离合器、制动器、单向离合器 换挡品质控制部分;换挡品质控制部分;蓄压器、缓冲阀、定时阀、压力调节阀等蓄压器、缓冲阀、定时阀、压力调节阀等 换挡品质换挡品质即换挡过程的平稳性(或平顺性)即换挡过程的平稳性(或平顺性)2、系统组成、系统组成u 阀体内安装各种控制阀,是液压控制系统的主
4、要组成部分;阀体内安装各种控制阀,是液压控制系统的主要组成部分;u 车型不同,阀体和控制阀也不尽相同。车型不同,阀体和控制阀也不尽相同。本田本田MPYA自动变速器阀体:自动变速器阀体: 下阀体:主阀体、辅助阀体、节流阀体下阀体:主阀体、辅助阀体、节流阀体 上阀体:缓冲阀体、油压调节阀体、油泵本体上阀体:缓冲阀体、油压调节阀体、油泵本体3、阀体和控制阀、阀体和控制阀本田本田MPYA自动变速器阀体自动变速器阀体下阀体:下阀体:主阀体、辅助阀体、节流阀体主阀体、辅助阀体、节流阀体上阀体:上阀体:缓冲阀体、油压调节阀体、油泵本体缓冲阀体、油压调节阀体、油泵本体丰田丰田A540E自动变速器阀体:自动变速
5、器阀体:上阀体:上阀体:2挡滑行调节阀、孔板节流阀、节气门阀、节气门油压控挡滑行调节阀、孔板节流阀、节气门阀、节气门油压控 制随动阀、止回阀、制随动阀、止回阀、1号蓄压器控制阀、锁紧中继控制阀号蓄压器控制阀、锁紧中继控制阀 下阀体:次压调节阀、下阀体:次压调节阀、2号蓄压器控制阀、保险阀、号蓄压器控制阀、保险阀、3-4挡换挡阀、挡换挡阀、 低档滑行调节阀、低档滑行调节阀、1-2挡换挡阀、挡换挡阀、2-3挡换挡阀、次级调压挡换挡阀、次级调压 阀、减压阀等阀、减压阀等手动阀阀体:手动阀手动阀阀体:手动阀上阀体上阀体下阀体下阀体图为一液压控制阀图为一液压控制阀当压力为当压力为P2的液压油注入的液压油
6、注入B口时,设压力作用在左口时,设压力作用在左D1和右和右D2端面的端面的力分别为力分别为F21和和F22,则:,则:三、液压控制基础知识三、液压控制基础知识)(42321221DDPF)(42322222DDPF合力为:合力为:)(42221222212DDPFFF结论:结论:液压阀的两端有不同直径的阀环时,液压油合力的大小取决液压阀的两端有不同直径的阀环时,液压油合力的大小取决于两直径的差,合力的方向指向直径大的一端。于两直径的差,合力的方向指向直径大的一端。当当A口作用有口作用有P1的液压油时,其作用力为:的液压油时,其作用力为:21114DPF则阀的移动情况:则阀的移动情况:F1F2+
7、Fs时,阀左移至左端;时,阀左移至左端;F1F2+Fs时,阀右移,液压油时,阀右移,液压油从从C口流出;口流出;F1F2+Fs时,处于平衡状态。时,处于平衡状态。第二节第二节 供油与调压系统供油与调压系统1、供油系统的功能与组成、供油系统的功能与组成功能:功能: 向变矩器供油,并维持油压;向变矩器供油,并维持油压; 向液压控制系统供油,并维持主油路油压;向液压控制系统供油,并维持主油路油压; 向换挡执行向换挡执行(或操纵机构或操纵机构)机构供油;机构供油; 向各变速器运动零件提供润滑油;向各变速器运动零件提供润滑油; 对工作油液进行冷却;对工作油液进行冷却;主要组成:主要组成:各分支供油系统各
8、分支供油系统变矩器供油系统、冷却和润滑系统变矩器供油系统、冷却和润滑系统油泵及辅助装置油泵及辅助装置油泵、油箱、油滤、油管等油泵、油箱、油滤、油管等调压与控制装置调压与控制装置调压阀、溢流阀、安全阀等调压阀、溢流阀、安全阀等一、供油系统一、供油系统 油泵油泵 作用:使液压油产生一定压力,供给液压控制系统,保证操纵作用:使液压油产生一定压力,供给液压控制系统,保证操纵 系统各零件润滑。系统各零件润滑。 类型:类型: 定量泵:排量一定。如:定量泵:排量一定。如:齿轮泵齿轮泵、转子泵转子泵、叶片泵叶片泵 变量泵:排量可变。变量泵:排量可变。 齿轮泵齿轮泵 类型:类型:内啮合内啮合和外啮合和外啮合 组
9、成:见图组成:见图注:注:u主动齿轮有两个花键与泵轮轴相连,发动机转油泵就转供油;主动齿轮有两个花键与泵轮轴相连,发动机转油泵就转供油;u油泵输出油路中装有泄压阀,以限制最高输出压力;油泵输出油路中装有泄压阀,以限制最高输出压力;2、油泵及辅助装置、油泵及辅助装置 转子泵(摆线泵)转子泵(摆线泵) 是一种特殊齿形的内啮是一种特殊齿形的内啮 合的齿轮泵合的齿轮泵 组成:内转子和外转子组成:内转子和外转子特点:高速性能好,噪音特点:高速性能好,噪音 小,运转平稳;流小,运转平稳;流 量脉动大量脉动大原理:内转子为主动齿,原理:内转子为主动齿,外转子的转速比内转子每外转子的转速比内转子每圈慢一个齿。
10、圈慢一个齿。 叶片泵叶片泵组成:定子、转子、叶片等组成:定子、转子、叶片等特点:运转平稳,噪音小,特点:运转平稳,噪音小, 流量均匀;结构复杂流量均匀;结构复杂原理:原理:转子直径、宽度、偏心越大,转子直径、宽度、偏心越大,泵的排量越大。泵的排量越大。 变量泵变量泵排量可变排量可变。可减少高速时过多的泵。可减少高速时过多的泵油量使泵的运转阻力增大,以减少油量使泵的运转阻力增大,以减少发动机动力的损失。发动机动力的损失。多用叶片泵设计成变量泵多用叶片泵设计成变量泵组成:定子、转子、销轴等组成:定子、转子、销轴等特点:定子可绕销轴作一定摆动特点:定子可绕销轴作一定摆动原理:低速时,调压阀使反馈油压
11、原理:低速时,调压阀使反馈油压下降,定子顺转,加大偏心,排量下降,定子顺转,加大偏心,排量增大;高速时,使定子逆转,减小增大;高速时,使定子逆转,减小偏心,排量减小。偏心,排量减小。变量泵泵油量曲线变量泵泵油量曲线发动机转速超过一定发动机转速超过一定时,泵油量不在增加。时,泵油量不在增加。从而减少了油泵高速从而减少了油泵高速运转的阻力。运转的阻力。而定量泵的泵油量随而定量泵的泵油量随发动机转速成正比增发动机转速成正比增加。加。2变量泵泵油曲线变量泵泵油曲线1定量泵泵油曲线定量泵泵油曲线 辅助装置辅助装置 油箱油箱 类型:总体式类型:总体式 以变速器油底壳为油箱以变速器油底壳为油箱 分离式分离式
12、 由油管与变速器相通由油管与变速器相通 滤清器滤清器 设有三种滤清器:设有三种滤清器: 进油滤清器(粗滤器)进油滤清器(粗滤器) 油泵吸油端。防大颗粒或纤维杂质油泵吸油端。防大颗粒或纤维杂质 油底壳有磁铁吸附金属颗粒油底壳有磁铁吸附金属颗粒 以金属滤网或纺织物为材料以金属滤网或纺织物为材料 精滤器精滤器 回油管或油泵输出管上。防微小颗粒回油管或油泵输出管上。防微小颗粒 阀前专业滤清器阀前专业滤清器 精密的控制阀前。更精密精密的控制阀前。更精密 用多层金属丝或微孔滤纸用多层金属丝或微孔滤纸1、供油系统的功能与组成、供油系统的功能与组成功能:功能: 调节各供油系统的压力调节各供油系统的压力常见各供
13、油系统油压:操纵控制系统主油压;常见各供油系统油压:操纵控制系统主油压; 液力变矩器补偿油压;液力变矩器补偿油压; 换挡控制油压;换挡控制油压; 换挡品质控制油压;换挡品质控制油压; 泄油背压等泄油背压等 主要组成:主要组成: 初级调节阀(主压力阀)、次级调压阀、节气门阀、顺初级调节阀(主压力阀)、次级调压阀、节气门阀、顺 序阀、减压阀、安全阀等序阀、减压阀、安全阀等下图为下图为丰田丰田A43D自动变速器油压调节与控制阀:自动变速器油压调节与控制阀:二、压力调节与控制二、压力调节与控制(以丰田(以丰田A43D为例)为例)1-次级调节阀次级调节阀2-节气门阀节气门阀3-止回阀止回阀4-限压阀限压
14、阀5-初级调节阀初级调节阀6-降挡柱塞降挡柱塞7-油泵油泵8-冷却器旁通阀冷却器旁通阀 节气门阀与降挡柱塞节气门阀与降挡柱塞 与降挡柱塞安装在同一阀孔中,滚轮与一凸轮接触,凸轮与节与降挡柱塞安装在同一阀孔中,滚轮与一凸轮接触,凸轮与节气门相连。气门相连。节气门阀的作用节气门阀的作用:将节气门开度变换为液压信号(节气门压力),:将节气门开度变换为液压信号(节气门压力), 以调节主油路油压、变矩器补偿油压和润滑油压。以调节主油路油压、变矩器补偿油压和润滑油压。降挡柱塞的作用降挡柱塞的作用:节气门开度大(:节气门开度大(86%),输出降挡压力,实现),输出降挡压力,实现 强制降挡,以获得良好加速性能
15、。强制降挡,以获得良好加速性能。 止回阀的作用止回阀的作用:根据变速器工况,调节节气门输出压力。:根据变速器工况,调节节气门输出压力。(车速反馈阀车速反馈阀) P、R、N挡时,止回阀位于上端,节气门压力增加;挡时,止回阀位于上端,节气门压力增加; D、2、L挡时,止回阀位于下端,节气门压力减少。挡时,止回阀位于下端,节气门压力减少。原理:原理:降挡柱塞上移,使节气门阀降挡柱塞上移,使节气门阀上移,开通油泵压力油路,上移,开通油泵压力油路,形成节气门压力。此压力作形成节气门压力。此压力作用与初、次级调节阀和各换用与初、次级调节阀和各换挡阀,同时作用于节气门阀挡阀,同时作用于节气门阀上部,当上部压
16、力较大时,上部,当上部压力较大时,会使节气门阀复位。会使节气门阀复位。车速越高,止回阀越向下移,车速越高,止回阀越向下移,作用在节气门阀上端压力越作用在节气门阀上端压力越大,节气门油压降低。大,节气门油压降低。 初级调节阀(主调压阀)初级调节阀(主调压阀) 作用作用:根据发动机转速和节气门开度自动调节整个液压控制系:根据发动机转速和节气门开度自动调节整个液压控制系 统油压(统油压(主油路油压主油路油压) ,并保持各系统油压稳定。,并保持各系统油压稳定。 组成:组成:调节阀、弹簧、调节柱塞等调节阀、弹簧、调节柱塞等原理原理:油泵不工作:油泵不工作时,在弹簧作用下,时,在弹簧作用下,调节阀和调节柱
17、塞调节阀和调节柱塞分别处于上、下端;分别处于上、下端;油泵工作时,作用油泵工作时,作用在调节阀上端的油在调节阀上端的油压使其下移,通过压使其下移,通过调节出油口和泄油调节出油口和泄油口的面积,调节系口的面积,调节系统油压。统油压。节气门开度较大时,节气门开度较大时,节气门压力增大,节气门压力增大,使调节柱塞上移,使调节柱塞上移,使系统油压提高,使系统油压提高,以满足大负荷的要以满足大负荷的要求。求。R挡时,来自手动阀挡时,来自手动阀的压力油使柱塞上的压力油使柱塞上移,使系统油压升移,使系统油压升高。高。 次级调节阀次级调节阀 作用作用:根据节气门开度自:根据节气门开度自动调节液力变矩器和润滑油
18、路动调节液力变矩器和润滑油路油压。油压。 原理:原理:当系统油压升高时,阀当系统油压升高时,阀下移,使润滑油压增大;系统下移,使润滑油压增大;系统油压过高时,阀下移而连通泄油压过高时,阀下移而连通泄油孔,使油压下降。油孔,使油压下降。节气门油压增大时,阀上移,节气门油压增大时,阀上移,油压升高。油压升高。停机时,单向阀将变矩器油路停机时,单向阀将变矩器油路关闭。关闭。结论结论: 液压控制系统主油路油压随发动机负荷的增大而增大;液压控制系统主油路油压随发动机负荷的增大而增大; 变速杆在变速杆在P、R、N位时,由于节气门阀输出压力增大而使位时,由于节气门阀输出压力增大而使 主油路油压也增大。主油路
19、油压也增大。 变速杆在变速杆在D、2、L位时,负荷相同下,车速提高而使节气位时,负荷相同下,车速提高而使节气 门阀输出油压降低,主油路油压也降低。门阀输出油压降低,主油路油压也降低。1、ATF的功能与性能要求的功能与性能要求功能:功能: 传递动力的介质(变矩器)传递动力的介质(变矩器) 传递压能的介质(液压控制系统)传递压能的介质(液压控制系统) 润滑作用润滑作用 冷却作用冷却作用要求:要求: 适当的粘度和良好的粘度稳定性。适当的粘度和良好的粘度稳定性。 自动变速器的工作温度范围一般为自动变速器的工作温度范围一般为-40 +170,其粘,其粘 度变换范围也较大。度变换范围也较大。 下表为下表为
20、PTF-1类类传动液的粘度特性:传动液的粘度特性: 三、自动变速器传动液三、自动变速器传动液(ATFAutomatic Transmission Fluid) 良好的热氧化稳定性。否则会产生高温氧化沉淀物良好的热氧化稳定性。否则会产生高温氧化沉淀物 良好的抗磨性。保证齿轮变速器零件不易磨损良好的抗磨性。保证齿轮变速器零件不易磨损 良好的抗泡性。起泡会降低液力传动效率和液压控制的良好的抗泡性。起泡会降低液力传动效率和液压控制的 灵敏度,油压波动,甚至供油中断。灵敏度,油压波动,甚至供油中断。 对橡胶密封材料具有良好的适应性。不会使其产生明显对橡胶密封材料具有良好的适应性。不会使其产生明显 膨胀、
21、收缩和硬化,以导致传动液泄漏。膨胀、收缩和硬化,以导致传动液泄漏。2、ATF的类型的类型 进口车多采用美国的传动液进口车多采用美国的传动液PTF(Power Transmission Fluid),其,其类型如下:类型如下:3、ATF的使用注意事项的使用注意事项 ATF不能错用、混用。不同类型的自动变速器使用的不能错用、混用。不同类型的自动变速器使用的ATF会会 不同不同 散热器工作良好。传动液正常使用温度一般为散热器工作良好。传动液正常使用温度一般为5080 ,最,最 高达高达170 ,过高会变质。,过高会变质。 通风塞保持通畅。位于变速器壳体上,若堵塞会使传动液因通风塞保持通畅。位于变速器
22、壳体上,若堵塞会使传动液因 压力过高而泄漏。压力过高而泄漏。 第三节第三节自动换挡控制参数信号转换自动换挡控制参数信号转换功能:功能:将油门开度变换为液压控制信号将油门开度变换为液压控制信号类型:类型: 机械式机械式如:节气门阀(成正比)如:节气门阀(成正比) 特点:简单、灵敏度高、适应性强,但连接轴销易特点:简单、灵敏度高、适应性强,但连接轴销易 磨损,需经常调整。磨损,需经常调整。 真空式真空式输入信号装置为真空罐输入信号装置为真空罐 结构与原理如下图所示:结构与原理如下图所示:一、油门调压阀一、油门调压阀一般自动换挡控制信息有一般自动换挡控制信息有3个:个:变速杆位置变速杆位置、油门开度
23、油门开度、车速车速原理:原理:当节气门开度小时,皮当节气门开度小时,皮膜上室真空度大,皮膜膜上室真空度大,皮膜和油道和油道2的作用力使阀上的作用力使阀上移,油道移,油道3(油泵油道)(油泵油道)的通道减小,而油道的通道减小,而油道1的的通道增大,使节气门阀通道增大,使节气门阀油压(油道油压(油道2)下降;反)下降;反之,阀下移,油压升高。之,阀下移,油压升高。功能:功能:将车速变换为液压控制信号将车速变换为液压控制信号调速器输出压力调速器输出压力类型:类型: 复锤式调速器复锤式调速器 结构:两个大小不同的重锤内外套装于同一调速阀上结构:两个大小不同的重锤内外套装于同一调速阀上 原理:原理: 低
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