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自动变速器工作过程及分类

栏目分类:设备资讯   发布日期:2018-04-18   浏览次数:
近年来,我国自动变速器普及程度越来越高,由2012年的30%左右上升至2016年的59%左右。根据我国汽车变速器发展趋势,制动或松开,控制行星齿轮变速器的升挡或降挡,从而实现自动变速。

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自动变速器的工作过程

1、自动变速器之所以能够实现自动换挡是因为工作中驾驶员踏下油门的位置或发动机进气歧管的真空度和汽车的行驶速度能指挥自动换挡系统工作,自动换挡系统中各控制阀不同的工作状态将控制变速齿轮机构中离合器的分离与结合和制动器的制动与释放,并改变变速齿轮机构的动力传递路线,实现变速器挡位的变换。
2、传统的液力自动变速器根据汽车的行驶速度和节气门开度的变化,自动变速挡位。其换挡控制方式是通过机械方式将车速和节气门开度信号转换成控制油压,并将该油压加到换挡阀的两端,以控制换挡阀的位置,从而改变换挡执行元件(离合器和制动器)的油路。这样,工作液压油进入相应的执行元件,使离合器结合或分离,制动器制动或松开,控制行星齿轮变速器的升挡或降挡,从而实现自动变速。
3、电控液力自动变速器是在液力自动变速器基础上增设电子控制系统而形成的。它通过传感器和开关监测汽车和发动机的运行状态,接受驾驶员的指令,并将所获得的信息转换成电信号输入到电控单元。电控单元根据这些信号,通过电磁阀控制液压控制装置的换挡阀,使其打开或关闭通往换挡离合器和制动器的油路,从而控制换挡时刻和挡位的变换,以实现自动变速。其工作过程如下图所示。

 

自动变速器的分类
1、按变速方式分类
汽车自动变速器按变速方式的不同,可分为有级变速器和无级变速器两种。有级变速器是具有有限几个定值传动比(一般有3~5个前进挡和一个倒挡)的变速器。无级变速器是能使传动比在一定范围内连续变化的变速器,无级变速器目前在汽车上应用较少。
2、按汽车驱动方式分类
自动变速器按照汽车驱动方式的不同,可分为后驱动自动变速器和前驱动自动变速器两种。这两种自动变速器在结构和布置上有很大的不同。
①后驱动自动变速器的变矩器和齿轮变速器的输入轴及输出轴在同一轴线上,发动机的动力经变矩器、自动变速器、传动轴、后驱动桥的主减速器、差速器和半轴传给左右两个后轮。这种发动机前置,后轮驱动的布置型式,其发动机和自动变速器都是纵置的,因此轴向尺寸较大,在小型客车上布置比较困难。后驱动自动变速器的阀板总成一般布置在齿轮变速器下方的油底壳内。
②前驱动自动变速器除了具有与后驱动自动变速器相同的组成部分外,在自动变速器的壳体内还装有差速器。前驱动汽车的发动机有纵置和横置两种。纵置发动机的前驱动自动变速器的结构和布置与后驱动自动变速器基本相同,只是在后端增加了一个差速器。横置发动机前驱动自动变速器由于汽车横向尺寸的限制,要求有较小的轴向尺寸,因此通常将输入轴和输出轴设计成两个轴线的方式;变矩器和齿轮变速器输入轴布置在上方,输出轴布置在下方。这样的布置减少了变速器总体的轴向尺寸,但增加了变速器的高度,因此常将阀板总成布置在变速器的侧面或上方,以保证汽车有足够的最小离地间隙。
3、按自动变速器前进挡的挡位数不同分类
自动变速器按前进挡的档位数不同,可分为2个前进挡、3个前进挡、4个前进挡三种。早期的自动变速器通常为2个前进挡或3个前进挡。这两种自动变速器都没有超速挡,其最高挡为直接挡。新型轿车装用的自动变速器基本上都是4个前进挡,即设有超速挡。这种设计虽然使自动变速器的构造更加复杂,但由于设有超速挡,大大改善了汽车的燃油经济性。
4、按齿轮变速器的类型分类
自动变速器按齿轮变速器的类型不同,可分为普通齿轮式和行星齿轮式两种。普通齿轮式自动变速器体积较大,最大传动比较小,使用较少。行星齿轮式自动变速器结构紧凑,能获得较大的传动比,为绝大多数轿车采用。
5、按变矩器的类型分类
轿车自动变速器基本上都是采用结构简单的单级三元件综合式液力变矩器。这种变矩器又分为有锁止离合器和无锁止离合器两种。早期的变矩器中没有锁止离合器,在任何工况下都是以液力的方式传递发动机动力,因此传动效率较低。新型轿车自动变速器大都采用带锁止离合器的变矩器,这样当汽车达到一定车速时,控制系统使锁止离合器结合,液力变矩器输入部分和输出部分连成一体,发动机动力以机械传递的方式直接传入齿轮变速器,从而提高了传动效率,降低了汽车的燃油消耗量。
6、按控制方式分类
自动变速器按控制方式不同,可分为液力控制自动变速器和电子控制自动变速器两种。
①液力控制自动变速器是通过机械的手段,将汽车行驶时的车速及节气门开度两个参数转变为液压控制信号;阀板中的各个控制阀根据这些液压控制信号的大小,按照设定的换挡规律,通过控制换挡执行机构动作,实现自动换挡,现在使用较少。
②电子控制自动变速器是通过各种传感器,将发动机转速、节气门开度、车速、发动机水温、自动变速器液压油温度等参数转变为电信号,并输入电脑;电脑根据这些电信号,按照设定的换挡规律,向换挡电磁阀、油压电磁阀等发出电子控制信号;换挡电磁阀和油压电磁阀再将电脑的电子控制信号转变为液压控制信号,阀板中的各个控制阀根据这些液压控制信号,控制换挡执行机构的动作,从而实现自动换挡。


自动变速器的检测与诊断
一、常规检查
1、自动变速箱的故障多事由于使用,维修不当造成的因此首先应对自动变速箱进行基本的检测与调整,既可以解决一些由于维护不当引起的故障,又可以进一步故障诊断提出有用的信息。
2、发动机怠速时的检测。检测发动机处于怠速,冷却液温度达到正常后,当自动变速器置于N位时,发动机的怠速是否在规定的范围内。若怠速过低,当变速器置于R,D ,2或者1位时会使汽车产生振动,影响乘客的舒服性,严重时会使发动机熄火。若怠速过高,再会产生换挡冲击。
3、选档机构的检测。驾驶员通过操作选档控制阀实现换档。若选档控制阀有故障,将使自动变速器不能正常工作。
4、首先观察选档机构传动杆件是否有变形或者有干涉,各连接是否有固定良好等等,再将变速杆分别挂入每个档位,通过变速杆上的感觉来判断选档杆机构的工作是否正常,如变速杆进入每个档位是否灵活自如,进入变速杆的位置是否在正确等。
5、检查是否在N与P档可以启动,还有就是R档是否可以接通。
6、检查强制降档开关,看传感器电路部分导线的连接是否良好,强制降档开关及开关接通后的节气门开度是否正常。
7、检查变速箱的油位高度是否在规定的范围内。
二、档位检测
档位检测即检查自动变速箱各个档位的工作情况是否良好。
三、电控系统的原件检测
检测电控系统线束导线及各接插件是否有短路,断路,搭铁,和接触不良等问题,以及各电控原件是否有损坏等等。电控元件检测内容和方法根据车型不同而异,这里主要介绍一些通用的元件损坏可能引起的故障和检测方法。
车速传感器损坏可能使自动变速器只能以一个档位行驶,不能升档或者不能降档,严重时出现频繁的跳档。
四、液压系统检测
关闭发动机,将自动变速器置于P挡,拆下需要测量的油压接头,再接上油压测试管接头,然后接油压软管及油压表,启动发动机,使自动变速器处于油压被测状态,检查管接头与油管的接头是否可靠,有无漏油,待自动变速器的油温达到正常温度后,在各种工况下检测并记录油压标定数值,通过比较测量与标准值的差异,判断系统的工作情况。
五、道路测试,也就是将起步,加速,匀速,大负荷,减速,自动换挡,制动,锁止功能都检测一下。

 

自动变速器的组成
自动变速器的厂牌型号很多,外部形状和内部结构也有所不同,但它们的组成基本相同,都是由液力变矩器和齿轮式自动变速器组合起来的。常见的组成部分有液力变矩器、行星齿轮机构、离合器、制动器、油泵、滤清器、管道、控制阀体、速度调压器等,按照这些部件的功能,可将它们分成液力变矩器、变速齿轮机构、供油系统、自动换挡控制系统和换挡操纵机构等五大部分。
一、液力变矩器
液力变矩器位于自动变速器的最前端,安装在发动机的飞轮上,其作用与采用手动变速器的汽车中的离合器相似。它利用油液循环流动过程中动能的变化将发动机的动力传递自动变速器的输入轴,并能根据汽车行驶阻力的变化,在一定范围内自动地、无级地改变传动比和扭矩比,具有一定的减速增扭功能。
二、变速齿轮机构
1、自动变速器中的变速齿轮机构所采用的型式有普通齿轮式和行星齿轮式两种。采用普通齿轮式的变速器,由于尺寸较大,最大传动比较小,只有少数车型采用。目前绝大多数轿车自动变速器中的齿轮变速器采用的是行星齿轮式。
2、变速齿轮机构主要包括行星齿轮机构和换档执行机构两部分。
①行星齿轮机构,是自动变速器的重要组成部分之一,主要由于太阳轮(也称中心轮)、内齿圈、行星架和行星齿轮等元件组成。行星齿轮机构是实现变速的机构,速比的改变是通过以不同的元件作主动件和限制不同元件的运动而实现的。在速比改变的过程中,整个行星齿轮组还存在运动,动力传递没有中断,因而实现了动力换挡。
②换挡执行机构主要是用来改变行星齿轮中的主动元件或限制某个元件的运动,改变动力传递的方向和速比,主要由多片式离合器、制动器和单向超越离合器等组成。离合器的作用是把动力传给行星齿轮机构的某个元件使之成为主动件。制动器的作用是将行星齿轮机构中的某个元件抱住,使之不动。单向超越离合器也是行星齿轮变速器的换挡元件之一,其作用和多片式离合器及制动器基本相同,也是用于固定或连接几个行星排中的某些太阳轮、行星架、齿圈等基本元件,让行星齿轮变速器组成不同传动比的挡位。
三、供油系统
自动变速器的供油系统主要由油泵、油箱、滤清器、调压阀及管道所组成。油泵是自动变速器最重要的总成之一,它通常安装在变矩器的后方,由变矩器壳后端的轴套驱动。在发动机运转时,不论汽车是否行驶,油泵都在运转,为自动变速器中的变矩器、换挡执行机构、自动换挡控制系统部分提供一定油压的液压油。油压的调节由调压阀来实现。
四、自动换挡控制系统
1、自动换挡控制系统能根据发动机的负荷(节气门开度)和汽车的行驶速度,按照设定的换挡规律,自动地接通或切断某些换挡离合器和制动器的供油油路,使离合器结合或分开、制动器制动或释放,以改变齿轮变速器的传动化,从而实现自动换挡。
2、自动变速器的自动换挡控制系统有液压控制和电液压(电子)控制两种。
①液压控制系统是由阀体和各种控制阀及油路所组成的,阀门和油路设置在一个板块内,称为阀体总成。不同型号的自动变速器阀体总成的安装位置有所不同,有的装置于上部,有的装置于侧面,纵置的自动变速器一般装置于下部。
②在液压控制系统中,增设控制某些液压油路的电磁阀,就成了电器控制的换挡控制系统,若这些电磁阀是由电子计算机控制的,则成为电子控制的换挡系统。
五、换挡操纵机构
自动变速器的换挡操纵机构包括手动选择阀的操纵机构和节气门阀的操纵机构等。驾驶员通过自动变速器的操纵手柄改变阀板内的手动阀位置,控制系统根据手动阀的位置及节气门开度、车速、控制开关的状态等因素,利用液压自动控制原理或电子自动控制原理,按照一定的规律控制齿轮变速器中的换挡执行机构的工作,实现自动换挡。

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