自动变速器原理与维修

自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回第四章液压控制系统主要内容重点实践应用作业习题第一节液压控制系统的组成第二节油泵第三节主油路系统第四节换挡信号系统第五节换挡阀系统第六节缓冲安全系统第七节液力变矩器控制装置第八节液压控制系统工作过程分析自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回第四章液压控制系统主要内容重点实践应用作业习题自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回第四章液压控制系统主要内容重点实践应用作业习题自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回第四章液压控制系统主要内容重点实践应用作业习题自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回第一节液压控制系统的组成自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回自动变速器的自动控制是靠液压控制系统来完成的，液压控制系统由动力源、执行机构和控制机构三个部分组成。动力源是由液力变矩器泵轮驱动的油泵，它除了向控制机构、执行机构供给压力油以实现换挡外，还给液力变矩器提供冷却补偿油，向行星齿轮变速器供给润滑油。自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回执行机构包括各离合器、制动器和液压缸。控制机构大体包括主油路系统、换挡信号系统、换挡阀系统和缓冲安全系统。根据其换挡信号系统和换挡阀系统采用的是全液压元件还是电子控制元件可将控制机构分为液控式和电控式两种。自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回第二节油泵油泵是自动变速器最重要的总成之一。常见的型式有啮合齿轮泵摆线转子泵叶片泵自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回1.内啮合齿轮泵它是自动变速器中应用最多的一种油泵，各种丰田汽车自动变速器都采用这种泵。它具有结构紧凑、尺寸小、重量轻、自吸能力强、流量波动小、噪声低等特点。它由小齿轮、内齿轮、月牙形隔板、泵壳、泵盖等组成自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回小齿轮由变矩器壳体后端轴套驱动，为主动齿轮，内齿轮为从动齿轮，月牙形隔板的作用是将工作腔分隔为吸油腔和压油腔，泵壳上有进油口和排油口。发动机运转时，小齿轮带动内齿轮如图2-38中顺时针方向旋转。在吸油腔，因齿轮不断退出啮合，容积增大，形成真空吸油；在压油腔，因齿轮不断进入啮合，容积减小，将液压油压出。自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回2、摆线转子泵它是一种特殊齿形的内啮合轮泵，它具有结构简单、尺寸紧凑、噪音小、运转平稳、高速性能良好等优点；其缺点是流量脉冲大、加工精度要求高。它由一对内啮合的转子及泵壳，泵盖等组成，如图2－39所示。自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回内、外转子不同心，有一定的偏心距，且外转子比内转子多一个齿。发动机运转时，带动油泵内外转子朝相同方向旋转，但内转子的转速大于外转子。从而，在内、外转子之间形成与内转子齿数相同个数的工作腔。自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回这些工作腔的容积随着转子的旋转而不断变化，转子朝顺时针方向旋转时，内、外转子中心线的右侧的各个工作腔的容积由小变大，形成真空吸油；中心线的左侧的各个工作腔的容积由大变小，将液压油压出。自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回3.叶片泵•叶片泵由定子、转子、叶片及壳体、泵盖等组成。•它具有运转平稳、噪声小、泵油流量均匀、容积效率高等优点；但它结构复杂，对液压油的污染比较敏感。•自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回•转子由变矩器壳体后端的轴套带动，绕其中心旋转，定子是固定不动的，二者不同心有一定的偏心距。当转子旋转时，叶片在离心力及叶片底部的油压作用下向外张开，紧靠在定子内表面上，并随着转子旋转，在转子叶片槽内作往复运动。这样相邻叶片之间便形成密封的工作腔。如果转子朝顺时针方向旋转，在转子与定子中心连线的右半部的工作腔容积逐渐增大，产生真空吸油，中心线左半部的工作腔容积逐渐减小，将油压出。自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回第三节主油路系统•因油泵由发动机直接驱动，故其理论泵油量与发动机转速成正比，液压油由油泵输出后进入主油路系统，从而使主油路系统压力发生变化。发动机高速时，泵油量多，主油路压力高，引起换挡冲击及泵油消耗功率增大；发动机低速时，泵油量少，主油路压力低，引起制动器、离合器打滑。自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回•为防止上述两种现象发生，油泵的泵油量应在发动机处于怠速时即可满足自动变速器各部分的所需，而在发动机转速增加时利用主油路系统中的主油路调压阀来调节压力，让多余的液压油返回油底壳，使主油路系统的压力稳定一定的范围之内。同时，主油路调压阀应能满足主油路系统在不同工况、不同挡位时，具有不同油压的要求：自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回•①油门开度较小时，自动变速器所传递的扭矩较小，离合器、制动器不易打滑，主油路压力可以降低。而当油门开度较大时，因传递的扭矩较大，为防止离合器、制动器打滑，主油路压力要升高。•②汽车低速挡行驶时，所传递的扭矩较大，主油路压力要高。而在高挡行驶时，所传递的扭矩较小，可降低主油路油压，以减小油泵运行阻力。•自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回•③倒挡的使用时间较少，为减小自动变速器的尺寸，倒挡执行机构做得较小（摩擦片数少），为防止打滑，主油路•压力要比前进挡时有所提高。•主油路调压阀通常采用阶梯型滑阀。••它由上部的阀芯、下部的柱塞套筒及调压弹簧组成。自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回在阀门的上端Ａ处，受来自油泵的液压力的作用；下端则受到柱塞下部Ｃ处的来自发动机油门所控制的节气门阀的液压力的作用（该液压力与油门开度成正比关系），以及调压弹簧的作用力。柱塞上下两端的力的平衡，决定阀体所处的位置。自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回若油泵泵油量增大，油压升高，作用在Ａ处向下的液压力增大，推动阀体下移，出油口打开，液压泵输出的部分油液排回油底壳，使主油路压力调整到规定值。自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回•当油门开大时，发动机转速增加，油泵产生液压力也升高，Ａ处向下的液压力增大，但此时受油门控制的节气门阀油压也增大，使得在Ｃ处向上的作用力也增大，于是主油路调压阀继续保持平衡，满足了油门开度大时对主油路油压增大的要求。自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回倒挡时，手动阀打开另一条油路，将压力油引入主油路调压阀柱塞的Ｂ腔，使作用在下端向上的油压力增大，阀芯上移，出油口变小，主油路压力增高，从而满足了倒挡时油压较前进挡有所增大的要求。自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回第四节换挡信号系统•给自动变速器提供换挡操纵的有两个换挡信号，即发动机负荷与转速。在液压控制系统中，这两个信号分别由节气门阀和速控阀提供。自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回1.节气门阀•节气门阀受发动机加速踏板控制，是随节气门开度大小（即发动机负荷大小）而改变其输出油压力的液压阀，其输出油压与节气门开度成正比关系。此油压作为液压控制系统自动换挡的一个信号。••节气门阀根据控制方式的不同分为机械式和真空式两种。自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回（1）机械式节气门阀•机械式节气门阀由上部的节气门阀体、回位弹簧、下部的强制低挡柱塞和调压弹簧等组成。•节气门阀体和强制低挡柱塞并不直接接触，而是通过调压弹簧联系在一起。强制低挡柱塞下装有滚轮，与节气门阀凸轮接触（见强制低挡阀）。节气门阀凸轮经钢丝缆绳与加速踏板相连。•自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回••来自主油路的压力油由节气门阀的进油口进入，须经阀口节流后，方能从出油口至各换挡阀。另外节气门阀上还有两个控制油口，分别与来自断流阀的油压及出油口油压相通，使阀体在Ａ、Ｂ处受到向下的液压作用力。当发动机怠速运行时，阀上进油口处的节流口开度很小，输出的油压很低。自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回•当踩下加速踏板时，节气门缆绳被拉动，节气门凸轮作顺时针转动，将强制低挡柱塞上推，压缩调压弹簧。调压弹簧则推动节气门阀体向上移，使节流口开大，输出油压增高。自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回节气门开度越大，调压弹簧压缩越多，阀体上移越多，节流口开度越大，节气门油压越高。当节气门开度保持恒值时，随着油压增大，在Ｂ处由液压产生的向下作用力增大，将节气门阀向下推至关闭进油口为止，此时节气门阀输出油压维持不变。自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回（2）真空式节气门阀•真空式节气门阀由真空气室、推杆和滑阀等组成。•自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回上部被膜片隔开的真空气室通过软管与发动机节气门后的进气管相通，与膜片相连的推杆则在膜片弹簧的作用力下将滑阀的阀芯往下推。自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回阀芯上有三个油道口：进油口Ａ与主油路相通，出油口Ｂ输出节气门阀油压，泄油口Ｃ用以泄油。从出油口Ｂ输出的油压流至阀芯底部，其液压作用力使滑阀芯上移，与膜片弹簧的作用力平衡。油液从进油口Ａ到出油口Ｂ或出油口Ｂ到泄油口Ｃ，均要经阀口节流。自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回•当节气门开度较小时，进气管的真空度大，真空室膜片对阀芯向下的推力减小，阀芯上移，节流口变小，输出油压减小；•当节气门开度大时，进气管真空度小，真空室膜片对阀芯向下的推力增大，阀芯下移，节流口变大，输出油压力增大；•当节气门开度维持不变时，阀芯维持在将进油口Ａ、泄油口Ｃ两口关闭的平衡状态，输出油压不变，若此时减速小开度则通过Ｃ泄油使输出油降低，反之增大开度，则从进油口Ａ进油使输出油增大。自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回•2.速控阀•速控阀也称为调速器，其作用是为自动变速器换挡控制提供一个随车速变化的控制油压。该油压与节气门阀油压一起共同控制换挡阀的工作。••它一般安装在自动变速器的输出轴上，随输出轴一起转动，或者安装在自动变速器的壳体上，通过齿轮与输出轴相连。其基本原理是利用离心力来控制滑阀阀芯的位置，来控制速控阀油压的大小。自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回•安装在输出轴上的双级式速控阀。•重块为初级飞块，滑阀为次级飞块。进油孔与主油路相通，出油孔输出速控阀油压，泄油孔用来泄油以调节速控阀油压。自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回•在低速区工作时，重块在离心力的作用下外移，并通过弹簧带动滑阀一起外移，打开进油孔，主油路压力油经进油孔节流减压后成为速控阀油压。••作用在油阀上的速控阀油压向下的作用力使油阀下移，关小进油孔，直至速控阀油压的作用与离心力平衡时，关闭进油口，速控阀输出油压不变。•因重块质量大，随着车速提高，输出轴转速升高，离心力增大，速控阀油压急剧升高。自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回•当车速继续提高时，重块带动销轴逐渐外移，直至销轴内端的平面抵靠速控阀外壳的台阶为止。此后车速再提高，重块不再外移，因此速控阀油压仅靠滑阀的离心力来调节。由于滑阀质量较小，其离心力增大较慢，从而使速控阀输出油压缓慢增大。•当车速下降时，离心力下降，速控阀油压对滑阀向下的作用力使之下移，打开泄油口，利用泄油使速控阀油压降低。当车速维持一定时，进油口和泄油口都处于关闭状态，速控阀油压维持一定的值不变。自动变速器原理与维修2020年1月18日星期六返回•双级式速控阀在低速区和高速区具有不同的工作特性。•它能使自动变速器在低速区和高速区具有不同的换挡规律。在低速区，由于速控阀油压随车速变化较大，从而使汽车起步后及时由低挡升至中速挡，防止因升挡过迟而使发动机转速过高，增加油耗。在高速区，由于速控阀油压随车速变化较小，从而使汽车由中速挡升至高速挡之前有足够的加速时间，防止过早升挡而影响汽车的动力性。自动变速器原理与维修