液力自動變速器結(jié)構(gòu)和原理

1、液力自動變速器結(jié)構(gòu)和原理液力自動變速器由變矩器、機械式變速器（一般多采用行星齒輪）和電子-液壓控制系統(tǒng)三部分組成變矩器泵輪 主動部分，將發(fā)動機動力變成油液動能。渦輪 輸出部分，將動力傳至機械式變速器的輸入軸。導輪 反作用元件，它對油流起反作用，達到增扭作用。導輪起增扭作用導輪固定液流改變方向當汽車行駛阻力大時渦輪轉(zhuǎn)速低于泵輪轉(zhuǎn)速，從渦輪流入導輪的油液方向與泵輪旋轉(zhuǎn)方向相反，導輪對油流起反作用，達到增扭作用，克服增大的阻力。導輪自由旋轉(zhuǎn)當汽車行駛阻力小時，渦輪轉(zhuǎn)速提高與泵輪轉(zhuǎn)速接近，此時從渦輪流入導輪的油液方向與泵輪旋轉(zhuǎn)方向趨于一致，導輪開始自由旋轉(zhuǎn)以減少阻力。鎖止離合器的作用當汽車行駛阻力小時

2、發(fā)動機轉(zhuǎn)速較高，此時不需要增扭，鎖止離合器將變矩器的泵輪和渦輪鎖住，可以提高傳動效率，能節(jié)油5%左右。在汽車行駛阻力大時發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低，此時鎖止離合器分離，實現(xiàn)增扭。電子液壓控制系統(tǒng)主要由傳感器、電控單元、換檔電磁閥、油壓調(diào)節(jié)電磁閥等組成。行星齒輪變速器液力自動變速器多采用結(jié)構(gòu)緊湊的行星齒輪變速器。它通常采用兩排行星齒輪來實現(xiàn)各檔變速比。行星齒輪組由齒圈、行星齒輪、太陽輪個元件組成。任一元件固定，其余兩個作輸入或輸出用多片離合器和制動器分別對這些元件進行接合制動來實現(xiàn)換檔裝置。行星齒輪變速器液力自動變速器有兩種一種為前置后驅(qū)動液力自動變速器，另一種為前置前驅(qū)動液力自動變速器液力自動變速器的電子

3、控制液力自動變速器電子控制通過動力傳動控制模塊（PCM）接收來自汽車上各種傳感器的電子信號輸入，根據(jù)汽車的使用工況對這些信息處理來決定液力自動變速器運行工況。 按照這些工況，動力傳動控制模塊給執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出指令控制下列功能： 變速器的升檔和降檔一般通過操縱一對電子換檔電磁閥在通斷兩種狀態(tài)中轉(zhuǎn)換。 變速器換檔感覺通過電控壓力控制電磁閥（pcs-Pressure Control solenoid）用以調(diào)整管路油壓。 變矩器鎖止離合器（TCC-Torque Converter Clutch）結(jié)合和分離時間，以及某些應用場合變矩器鎖止離合器接合感覺：通過變矩器離合器控制電磁閥（按應用場合可能不止一個電磁

4、閥）。 變速器的這些工作特性的電子控制，能按照汽車的運行工況提供穩(wěn)定和精確的換檔點（時間）和 換檔品質(zhì)。圖中，輸入指：信息傳感器 變速驅(qū)動器壓力開關(guān)總成(PAS) 變速驅(qū)動器輸入轉(zhuǎn)速(TISS)傳感器 變速驅(qū)動器車速傳感器(VSS) 變速驅(qū)動器油液溫度(TFT)傳感器 變速驅(qū)動器檔位開關(guān) 節(jié)氣門開度傳感器(TPS) 發(fā)動機冷卻水溫傳感器(ECT) 發(fā)動機轉(zhuǎn)速（點火模塊） 變矩器離合器閉鎖開關(guān) 空調(diào)(A/C)開關(guān) 巡航控制信息 進氣管絕對壓力傳感器(MAP)電子控制指：電子控制器 動力傳動控制模塊（PCM) 診斷連接插頭(DLC)輸出指：電子控制變速驅(qū)動器部件 壓力控制電磁閥(PCS) 1-2檔

5、換檔電磁閥(A) 2-3檔檔換檔電磁閥(B) 變矩器離合器控制(PWM)電磁閥自動變速器基本換檔控制：動力傳動控制模塊用以控制換檔時間的主要輸入是節(jié)氣門開度和車速。車速傳感器（VSS-Vehicle Speed Sensor） 車速傳感器是一個電磁感應元件，它把與車速相關(guān)的信息傳遞給動力傳動控制模塊。 節(jié)氣門開度傳感器（TPS-Throttle Postion Sensor） 節(jié)氣門開度測量駕駛員踩下加速踏板的程度。動力傳動控制模塊根據(jù)這個信息來調(diào)整換檔規(guī)律、管路油壓和換檔感覺，以及變矩鎖止離合器的控制。 動力傳動控制模塊可以在給定速度下按照節(jié)氣門開度來決定進行升檔和降檔的時間。作為實例：下頁

6、圖中所示為一個2.5升汽油機的工作特性曲線，可以看到節(jié)氣門全開、30%節(jié)氣門時的發(fā)動機功率和燃油消耗率曲線。曲線說明發(fā)動機動力性或經(jīng)濟性較好的工作范圍： 節(jié)氣門全開，發(fā)動機轉(zhuǎn)速在最大功率轉(zhuǎn)速40005000轉(zhuǎn)分范圍，動力性最佳。在大約80以上負荷（功率）時，由于混合氣加濃燃油消耗率增大，經(jīng)濟性較差。在4080負荷（功率）經(jīng)濟性較好。60負荷，發(fā)動機轉(zhuǎn)速在2000轉(zhuǎn)分時最省油。在20負荷以下，機械摩擦損失功率幾乎等于發(fā)動機有效輸出功率，經(jīng)濟性差不宜在這個范圍工作。 低轉(zhuǎn)速1200轉(zhuǎn)分大負荷是惡劣工況，發(fā)動機工作不穩(wěn)定，會熄火。 節(jié)氣門關(guān)閉時發(fā)動機吸收功率，在較高轉(zhuǎn)速時可有效進行發(fā)動機制動。自動變

7、速器的升檔和降檔根據(jù)發(fā)動機特性曲線，實現(xiàn)有效匹配，達到發(fā)動機動力性或經(jīng)濟性最佳。 動力性最佳 經(jīng)濟性最佳 自動變速器基本換檔控制升檔： 設(shè)想兩個節(jié)氣門開度不同的駕駛員從原地停車起步，保持一定節(jié)氣門開度行駛。 l號駕駛員保持10節(jié)氣門開度，緩慢加速汽車，在較早時間，發(fā)動機轉(zhuǎn)速2000轉(zhuǎn)左右換入 第二檔、三檔和四檔，保持較好的經(jīng)濟性。 2號駕駛員保持50節(jié)氣門開度，迅速加速汽車，在較晚時間，發(fā)動機轉(zhuǎn)速4500轉(zhuǎn)左右換入第二檔、三檔和四檔，功率大動力性好，保證得到較大的加速度。 另一個升檔例子，如果2號駕駛員正以時速60公里每小時和節(jié)氣門50開度以三檔行駛時，將節(jié)氣門收回到10開度時，變速器會立即升

8、入第四檔。這樣使發(fā)動機在較低的轉(zhuǎn)速下工作，能節(jié)油,并且噪音小。降檔 作為降檔控制的一個例子，假設(shè)號駕駛員正以時速30公里每小時行使，并掛在第二檔（由動力傳動控制模塊所決定的節(jié)氣門開度時）。如果號駕駛員要超車，將加速踏板至50節(jié)氣門開度，像號駕駛員那樣，變速器就會降到第一檔。發(fā)生降檔是由于變速器按標定在時速30公里每小時時，如果節(jié)氣門開度傳感器讀出50節(jié)氣門開度，就要操縱變速器換到第一檔。1號駕駛員通過增加節(jié)氣門開度到50%所發(fā)出的命令要求的適當?shù)募铀傩阅苁怯山祿鮼硖峁┑摹?換檔電磁閥電子控制自動變速器使用兩個換檔電磁閥（12檔和2-3檔，有時稱為A和B）來控制變速器的換檔規(guī)律。動力傳動控制模塊

9、操縱檔換檔電磁閥組成“通”和“斷”的不同次序組合來控制換檔閥的1-2，2-3和3-4位置。動力傳動控制模塊改變一個電磁閥的通/斷狀態(tài)來使變速器自動換入不同檔位。自動變速器換檔感覺換檔感覺指的是離合器和制動帶的接合速度。換檔感覺是通過調(diào)整管路油壓來控制的。動力傳動控制模塊通過壓力控制電磁閥（PCS）來控制自動變速器管路油壓。記住蓄能器和帶量孔的止回球閥也幫助“微調(diào)”自動變速器換檔感覺。 較高的管路油壓提供更快的離合器或制動帶的接合，這也稱為牢固接合。在較高速度時需要牢固的接合，在急加速或發(fā)動機負荷增加時可以防止離合器接合后打滑。壓力控制電磁閥 由動力傳動控制模塊控制的電磁閥，用以根據(jù)汽車運行工況

10、來連續(xù)調(diào)整變速器的管路油壓和換檔感覺。與換檔電磁閥不同，壓力控制電磁閥調(diào)整液壓，并不是個簡單的通/斷電磁閥。這種類型稱為脈沖寬度調(diào)制（PWM）的電磁閥。變矩器鎖止離合器電磁閥調(diào)節(jié)變矩器鎖止離合器的接合和分離壓力。除時間外，還控制了變矩器鎖止離合器電磁閥的接合和分離“感覺”。圖中顯示了采用經(jīng)脈沖寬度調(diào)制的電磁閥的變矩器離合器接合的不同階段。A和C之間的時間就是變矩器鎖止離合器的接合時間。 電子控制的其它特點 電子控制的出現(xiàn)使得自動變速器可根據(jù)具體的行駛工況進行補償調(diào)節(jié)。有些變速器類型有一個由駕駛員控制的模式開關(guān)。不同的駕駛模式包括正常模式、動力模式、冬天模式和手動換檔模式。 動力模式在動力模式中

11、，動力傳動控制模塊命令壓力控制電磁閥提高管路油壓，以一直獲得較牢固接合的換檔。動力傳動控制模塊還略微延長換檔時間以在升入下一高速檔前提供更高的加速度。 冬天模式在冬天模式中，如果輪胎開始在冰雪的路面上打滑，動力傳動控制模塊就會命令變速器在第二或三檔時汽車起步。因為第一檔供給較大的扭矩給驅(qū)動輪，在較滑的情形下更容易使驅(qū)動輪輪胎打滑。當路面被冰雪覆蓋時，這樣會使在從紅燈停車起步時更容易和更安全。有些變速器類型沒有冬天模式，但通過把選檔桿置于手動二檔可以提供類似的功能。在這些類型中，當將選檔桿置手動二檔時，第一檔就被禁止出現(xiàn)。這就迫使汽車從變速器第二檔開始起步。 手動換檔模式手動換檔模式允許駕駛員以和手動變速器相同的模式操縱自動變速器的換檔。駕駛員可把選檔桿用作“換檔桿”，并可在手動一檔（第一檔）、手動二檔（第二檔）、手動三檔（第三檔）和超速檔（第四檔）之間換檔。然而，如果駕駛員企圖在發(fā)動機轉(zhuǎn)速過高時仍停留在一檔或二檔的話，動力傳動控制模塊就會通過拒絕變速器采用手動模式來保護。 失效保護如果變速器電子設(shè)備因任何原因而失效，系統(tǒng)設(shè)計會保護變速器。 診斷能力在電子控制下，動力傳動控制模塊在幾乎所有汽車運行工況下連續(xù)不斷地收集信息。這樣，當發(fā)動機或變速器的性能未能達到要求的性能時，動力傳動控制模塊就能檢測出來，如果性能差到一定程度時，動力傳動控制模塊就會在其記憶中存儲一個診斷問題代碼（