资源描述
自动变速器液压控制系统,一、作用 （1）供油、建立油压及调压以保证液压系统正常工作。 （2）控制不同的离合器和制动器，以实现自动换档。 （3）冷却：保持变速器油（ATF）正常的工作温度（5080）。 （4）润滑各机件，尤其是制动器和离合器（润滑不良会损坏）。 （5）减轻换档时的冲击，降低机件磨损，提高汽车行驶平顺性。 二、组成 （1）供油部分：由油泵、滤清器、散热器、主调节阀、次调节阀、液力变矩器补偿压力调节阀、限压阀、单向阀、旁通阀等组成。 （2）手动选档部分：由手动阀及拔板组成。 （3）压力参数调节部分：由节气门阀、调速阀（电控系统取消，由转速传感器代替）等组成。 （4）换档时刻控制部分：由各换档阀组成。 （5）改善换档品质部分：由缓冲阀、储能器、动作顺序阀、定 时阀、压力调节阀、单向阀等组成。,三、部分自动变速器液压系统图（一）A42DL自动变速器液压控制系统图,三、部分自动变速器液压系统图（二）A140E自动变速器液压控制系统图,三、部分自动变速器液压系统图（三）A42D自动变速器液压控制系统图,四、供油部分,1、组成 由油泵、滤清器、散热器、主调节阀、次调节阀（液力变矩器补偿压力调 节阀）、限压阀、单向阀、旁通阀等组成。 （1）油泵 类型：齿轮泵、转子泵、叶片泵（变量泵）。 作用：使液压油产生一定的压力。（一般最高不超过20kg/cm2） 结构： 齿轮泵,油泵结构 齿轮泵,油泵结构 摆线转子泵 定量叶片泵,油泵结构 变量叶片泵,（2）辅助装置,组成： 油底壳、滤清器、散热器等。 结构： 油底壳 总体式、分离式。 滤清器 粗滤器（集滤器，在油泵前），精滤器（在油泵输出管 路或回油管路上），某些阀前专用滤清器（在一些关键、精密的控制阀电 磁阀前）。 散热器 与水箱做成一体，或单独。,（3）压力调节系统, 需要调节的油压 主油路油压（主油压、系统油压或管路油压）、变矩器补偿油路油压、 润滑油路油压、换档控制油压、换档品质控制油压、蓄压器背压等。全液 压控制系统中还有信号油压。 调压原因 发动机和汽车的工况属于变工况，输入和输出转矩是变化的，过高的 油压会使油泵负荷过大，导致汽车油耗升高；同时高压对系统密封，管路 元件强度要求提高；过低又不能保证系统及整个装置正常工作；为了减小 体积，不常用的档位执行元件的油压要提高；为了保证变矩器正常工作， 其补偿油路油压要随发动机负荷变化而变化（冷却）；为了使汽车换档时 行驶平顺，对推动执行元件的油压要调节。 调压方式 采用不同的液压调节阀进行调节（如：主调节阀、二次调节阀、降档 压力调节阀、中间调压阀、调速调压阀、低滑行调节阀、部分单向阀 等）； 由电脑根据信号，通过相应电磁阀（脉冲式）及调节阀进行调节（如 主油路油压调节、蓄压器背压调节等）。, 主油路油压调节,主油路油压：又称系统油压或管路油压。 一般：410-1930kpa（正常油温下） 要求：（1）随发动机负荷增大（大油门），压力增高。（为什么？） （发动机负荷增加，输出扭矩增大，防止执行元件打滑） （2）倒档压力高于前进档。（由手动阀位置而定） （倒档不常用，为了减小体积，执行元件的摩擦片少，尺寸小，为防止打滑， 增加油压） 大众01N变速器主油压： 怠速 D位：3.43.8 bar；R位：56 bar 2000rrpm D位：12.413.2 bar；R位：23.024.0 bar 丰田A131L、A132L、A140E、A240L等主油压： 怠速 D位：3.74.3 bar；R位：5.47.2 bar 失速转速 D位：9.210.7 bar；R位：14.416.3 bar 本田雅阁轿车自动变速器主油压： 2000rrpm N或P位：7.78.7 bar BMW735i系列轿车自动变速器主油压： 怠速 D位：67.5 bar；R位：1517 bar 节气门全开 D位：7.210.2 bar；R位：1719 bar, 主油路油压调节（一）丰田全液压控制主油压调节阀结构, 主油路油压调节（一）丰田全液压控制主油压调节原理, 主油路油压调节（二）电液控制主油压调节方式, 变矩器补偿油压及润滑油压的调节,变矩器补偿油压和润滑油压的调节与主油压调节阀的工作原理相同。,五、手动选档部分,1、组成 手动阀及拔板、档位开关电控式 2、作用 （1）实现换档油路切换，以得到不同的档位 手动阀与驾驶室中的选档杆（自动变速器操纵杆）连接，由驾驶员操 纵，以改变换档油路，实现档位切换。选档杆由前往后对应的档位情况在 不同生产厂家的自动变速器中不尽相同。如丰田公司生产的自动变速器， 其选档杆的档位情况由前往后依次是：P位（停车位）；R位（倒车位）；N 位（空档位）；D位（前进位：可以在1、2、3、4档之间自动切换）；2或S 位（强制低档前进位：在1、2、3档自动变换）；L位（强制低档位：在1、 2档之间自动切换）。 （2）为电控单元提供档位信号 在电控自动变速器中，选档杆还与档位开关连接。以提供给电脑变速 器所处的档位信号。 （3）提供档位油压或信号，用以调节主油压 （4）给速控阀提供基础油压（主油压）,3、丰田A40型液控自动变速器的手动阀结构,不同类型自动变速器的手动阀结构存在较大差异，如图所示为丰田A40 型液控自动变速器的手动阀结构示意图。该手动阀共有5道油路：第3道为 进油道，其余为出油道。进油道和主调节阀相通，出油道与各自的液压元 件、阀相通。丰田电控自动变速器中的手动阀结构与全液压控制的相同， 只是第4道为主油压进油道，其余为出油道。,丰田A40型液控自动变速器的手动阀各位置油路情况,六、压力参数调节部分,1、组成 由节气门阀和调速阀组成。 汽车的换档（信号）依据： 操纵杆位置、油门开度（负荷）和车速。 2、作用 （1）提供换档液压信号 在全液压控制的自变中，将汽车换档信号（依据）变为 相应的油压信号，供给各换档阀，实现自动换档。（注：操 纵杆位置属于他调，通过手动阀来实现换档油路的切换） 在电液控制的自变中，负荷和车速这两个信号由节气 门位置传感器和车速传感器提供，上述两只阀在液压系统中 不再使用（部分电控自变中，仍保留了节气门阀）。 （2）给主调压阀和次调压阀提供调压信号油压（参见压力 调节系统）。 （3）调速阀油压用来控制节气门油压，降低油耗。,3、节气门阀（节流阀、油门调压阀、TV阀）,（1）作用 作为自动换档信号，和调速阀信号一起来控制自动换 档、利用节气门油压实现自动强制降档。 控制主油路油压和变矩器补偿油压使主油路油压和 变矩器补偿油压随节气门开度的增大而增大。 利用此油压改善换档质量，使汽车行驶更平顺。 （2）结构组成 不同类型自动变速器的节气门阀结构存在一定的差异，如 图所示为丰田公司生产的自动变速器中使用的节气门阀。该节 气门阀由两个阀芯组成：上部为节气门阀芯；下部为强制降档 阀芯（降档柱塞）。节气门阀芯上部和两阀芯之间各有一个弹 簧支撑。,（3）丰田自变节气门阀结构与原理 （图1）,（3）丰田自变节气门阀结构与原理 （图2）,（3）丰田A40自变节气门阀的油路 （图3）,4、调速阀（速控阀、调速器阀、速度调压阀）,（1）作用 把车速信号转变成油压信号，作用于换档阀上； 调节主油压油路，在车速增大时使主油压相应地降低 。 利用此油压控制节气门阀，使节气门油压在油门开度较 小时减小，从而降低主油压即油泵工作油压，最终实现油泵 在发动机小负荷时消耗发动机功率减小。 （2）类型 常用的有复锤式调速阀，双锤式调速阀两种。 （3）安装位置 在变速器输出轴上，和轴一起转动。进出油道做在轴上。其 基础油压为主油压，并受手控阀控制，手控阀只有在D、2及L 位置，同时输出轴处于转动状态，才会输出车速油压信号。 注：在电液控制的自动变速器中，此阀已经由车速传感 器代替,（4）复锤式调速阀的结构和工作原理,（5）丰田A40自动变速器调速阀的油路,七、换档时刻控制部分,1、换档规律： 是指变换档位时，油门开度和车速的对应关系。 （1）升降档时，油门开度和车速单一变化关系换档规律,（2）存在升降档速差的换档规律,（3）利用快速大幅度改变油门来干预换档,（4）换档规律类型, 单参数等速差换档规律：升降档速差不变，只达到规定车速时才换档， 不能实现干预换档。 特点：经常改变油门时，可减少换档次数。适用于公交车 发散型换档规律：升降档速差随油门开度增大而增大。能实现干预换 档，油门大时，换档点车速高。 特点：小油门早进高档，大油门迟进高档。适用于小车。 收敛型换档规律：升降档速差随油门开度增大而减小。 特点：小油门迟进高档，大油门早进高档。适用于常大油门工作的重型车。, 组合型换档规律（一）：以上三种规律的分段组合图1 丰田A43DL（配5MGE发动机）自动变速器换档规律, 组合型换档规律（二）图2 F4A42自动变速器升档规律, 组合型换档规律（三）图3 F4A42自动变速器降档规律,2、换档时刻控制部分的组成及作用,（1）作用 根据节气门阀和速控阀的油压信号，控制主油压到各执行元件的油路转换， 实现自动换档的目的。 （2）组成 由于每个换档控制阀最多控制2个档位的自动变换，因此根据自动变速器所设 计的前进档数量不同，换档阀的数量也不同。全液控自动变速器前进档不超过4 个，因此4个前进档的自变，换档阀有三个：即12、23和34换档阀。 （3）基本原理 每个换档阀通常由一个阀芯和一个弹簧组成。其控制原理如下图所示。,（4）丰田A42D自动变速器换档执行元件工作表,（5）丰田A40系列自动变速器12档换档阀结构和工作原理(一）,（5）丰田A42DL自动变速器12档换档阀结构和工作原理(二）,（5）丰田A42DL自动变速器12档换档阀结构和工作原理(三）,（6）A42DL自变23、34档换档阀结构和工作原理(一）,（6）A42DL自变23、34档换档阀结构和工作原理(二）,（6）A42DL自变23、34档换档阀结构和工作原理(三）,（6）A42DL自变23、34档换档阀结构和工作原理(四）,（6）A42DL自变23、34档换档阀结构和工作原理(五）,（7）A42DL自动变速器通过降档柱塞强制降档工作原理,（8）A42DL自变手控阀“2”或“L”位时2-3、3-4档换档阀的油路,（9）A42DL自变手控阀在“R”或“L”位时12档换档阀的油路,（10）A42DL自变手控阀在“2”位的油路（“2”2档）,（10）A42DL自变手控阀在“2”位的油路（“2”1档）,（11）A42DL自变手控阀在“L”位的油路,（12）A42DL自变手控阀在“R”位的油路,（13）A42DL自动变速器OD开关的工作原理,八、改善换档品质部分,1、换档品质 换档品质（换档平顺性）：是指换档过程车辆行驶的平稳无冲击性能。 2、影响换档品质的因素 （1）换档机构动作不协调引起的冲击 如：2换3时，2档退出而3档未结合空档再结合； 2档未退出而3档已结合同时入档2档退出。 （2）惯性能量引起的冲击 速比的变化（档位改变本身）；锁止离合器结合产生速比和扭矩变化引起。 （3）执行机构中磨擦力矩剧变引起的冲击 离合器、制动器结合时，磨擦力矩的急剧增加造成。与压力，磨擦系数， 结合快慢等有关。 （如何解决上述因素引起的换档冲击问题？）,3、改善换档品质的措施,（1）从执行机构外部进行品质控制（增加辅助部件） A、保证执行机构平稳结合的缓冲控制：节流孔、蓄压器、限流阀与缓冲阀。 B、执行机构交替过程的延时控制：延时阀（定时阀）。 C、对主油压或工作油压控制：保证制动器、离合器结合时，油压先小后大。 （2）从执行机构本身设计改进品质控制 A、采用单向离合器：如A42D自变中的F0、F1、F1。 B、采用分阶段作用液压缸：动作顺序阀。 C、变矩器锁止离合器锁止油压的控制。 （3）从动力源控制 换档时减少扭矩输出（动力输出）：推迟点火时间；减少油门；减少喷油量。 4、液压系统用于改善换档品质的元件 有缓冲阀、储能器、动作顺序阀、延时阀、压力调节阀、单向阀等。,（1）单向节流阀工作原理,（2）储能器工作原理,（3）动作顺序阀工作原理,（4）延时阀工作原理,（5）调压阀及工作原理（一）, 类型 有球阀式、活塞式和滑阀式等类型。在自动变速器中以滑阀式应用最广。 球阀式、活塞式调压阀结构、类型,（5）调压阀及工作原理（二）, 滑阀式调压阀结构、类型,5、A42D中改善换档品质各种阀的分布情况,6、A140E中各种阀的分布情况,总结（一）,1、全液压控制自动变速器的组成 液力变矩器、传动机构及换档执行元件、液压控制系统 2、分项组成： （1）供油和调压部分：油泵；主、次调压阀；散热器等组成。主油路调压要求-R档压力高、大油门压力高。410-1930kpa （2）控制参数信号转换部分：节气门阀与速度调压阀。把节气门信号与车速信号转换成液压信号。 （3）手动换档控制部分：手动换档阀。按照驾驶员给出的驾驶要求，控制不同的油路，使车辆前进、倒车、强制低档等。 （4）换档时刻控制部分：各换档阀。汽车前进时，保证按一定规律自动换档；（升档线、降档线）。 （5）换档品质控制部分：保证换档过程平稳、无冲击。一般在执行机构液压缸的油路上增加蓄压器、单向阀、缓冲阀、定时阀、压力调节阀等。 3、换档原理：节气门调压阀产生节气门油压，速度调压阀产生车速油压，作用在换档阀二端，节气门油压大、车速油压小降低档，节气门油压小、车速油压大升高档。,总结（二）,总结（三）,
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