第二章电子控制自动变速器课件

21自动变速器的分类和基本结构22液力变矩器23行星齿轮机构的工作原理24液压控制系统的组成和工作原理25电控系统的工作原理26自动变速器选挡手柄的使用与相关调整27电控无级变速器（CVT）第一节第一节 自动变速器的分类和基本结构自动变速器的分类和基本结构1了解自动变速器的分类。2掌握自动变速顺的组成。3了解自动变速器的特点。学习目标学习目标一、一、自动变速器的分类自动变速器的分类自动变速器按结构分类，常见的有三种型式：液力自动变速器、机械无级自动变速器、电控机械自动变速器。1液力自动变速器（1）液控液力自动变速器（2）电控液力自动变速器图2-1-1奥迪01V液力自动变速器2机械无级自动变速器（简称CVT）图2-1-2奥迪01J无级自动变速器3电控机械自动变速器（简称AMT）图2-1-3奇瑞qqEzdrive电控机械自动变速器二、二、自动变速器的组成自动变速器的组成1液力变矩器2变速机构3液压控制系统4电子控制系统三、三、自动变速器的特点自动变速器的特点1发动机和传动系统寿命高2驾驶性能好3行驶性能好4安全性好5降低废气排放6结构较复杂第二节第二节 液力变矩器液力变矩器1掌握液力偶合器的工作原理。2掌握液力变矩器的工作原理。学习目标学习目标一、一、变矩器的结构演变变矩器的结构演变初期：偶合器（泵轮，涡轮，导环，外壳）。中期：变矩器（泵轮，涡轮，导轮，外壳）。当前：变矩器（泵轮，涡轮，导轮，锁止离合器，外壳）。二、二、液力偶合器的工作原理液力偶合器的工作原理偶合器工作示意图导轮增大扭矩的工作原理增大扭矩的工作原理：液力变矩器工作示意图图2-2-3导轮的工作原理三、三、变矩器的构造和工作原理变矩器的构造和工作原理图2-2-4 综合式液力变矩器结构图当车辆低速行驶时，油液流至锁止离合器片前端，锁止离合器片前、后端油压相同，锁止离合器分离。图2-2-5锁止离合器分离状态动力传递路线工作原理工作原理第三节第三节 行星齿轮机构的工作原理行星齿轮机构的工作原理1掌握行星齿轮变速系统的组成。2理解行星齿轮结构及变速原理。3了解执行元件的结构及工作原理。学习目标学习目标一、一、单排行星齿轮机构单排行星齿轮机构单排行星齿轮机构1行星齿轮机构的变速原理行星齿轮组的三个元件（太阳轮、行星齿轮架、和齿圈）只有当元件之一保持静止或两个元件锁在一起时，才能通过行星齿轮组传递动力。2单排行星齿轮系统的传动规律太阳轮行星架齿圈速度扭矩转动方向1输入输出固定最大减速增加与输入同向2固定输出输入最小减速增加与输入同向3输出输入固定最大增速降低与输入同向4固定输入输出最小增速降低与输入同向5输入固定输出减速增加与输入相反6输出固定输入增速降低与输入相反7当任两个元件固定在一起时，另一元件速度与方向与输入相同。传动比l：l8没有任何元件被固定或锁在一起时，没有输出。结果为空挡 单排行星齿轮工作规则二、二、组合式行星齿轮系统组合式行星齿轮系统1辛普森行星齿轮系统图2-3-2典型辛普森行星齿轮机构简图辛普森行星齿轮传动系各挡动力传递路线是：辛普森行星齿轮传动系各挡动力传递路线是：2挡、发动机制动挡传动路线示意图 1挡、发动机制动挡传动路线示意图（4）R位（5）2位2挡（发动机制动）（6）L位1挡（发动机制动）（1）D挡1挡（2）D挡2挡（3）D挡3挡（8）P驻车挡和N空挡。（7）带有超速挡的辛 普森行星齿轮系统图2-3-6前轮驱动驻车锁定机构图2-3-7后轮驱动车辆驻车锁定机构丰田A140E自动变速器超速挡行星齿轮机构2拉维娜式行星齿轮机构挡位B1B2K1K2K3FRD位1挡D位2挡D位3挡D位4挡注：离合器、制动器或单向离合器接合大众01M自动变速器执行元件工作表大众01M自动变速器工作原理简图三、三、换挡执行机构的结构与工作原理换挡执行机构的结构与工作原理 1多片湿式离合器的结构与原理 离合器的结构离合器的结合状态离合器的分离状态2制动器的结构及原理图2-3-11片式制动器（1）片式制动器（2）带式制动器图2-3-12（a）带式制动器结构(b)伺服机构变速器壳体制动带制动鼓调整螺钉推杆回位弹簧活塞施压腔端盖释放腔液压缸释放腔推杆液压缸施压腔液压缸端盖回位弹簧3单向离合器结构及原理第四节第四节 液压控制系统的组成和工作原理液压控制系统的组成和工作原理1掌握液压控制系统的组成。2理解液压控制系统各组成部分的机构及工作原理。学习目标学习目标一、一、油泵油泵油泵其作用是向液力变矩器、液压操纵系统、齿轮系、油冷却器供油，以满足液力传动与控制、润滑、散热的需要。常用的油泵有齿轮泵、转子泵和叶片泵三种，它们都属于容积泵。二、二、控制机构控制机构液控自动变速器的控制机构一般包含主调压阀、手动阀、节气门阀、速控阀、换挡阀、锁止离合器控制阀等。1主调压阀图2-4-3丰田主调压阀结构和原理阀芯弹簧柱塞2手动阀图2-4-4手动阀的结构和原理3速控阀图2-4-5节流式两级速控阀的结构和工作原理4节气门阀图2-4-6节气门阀的结构和原理常见节气门阀的控制方式有节气门拉索控制、真空调节器控制和电磁阀控制三种。5换挡阀图2-4-7低速挡工作原理图2-4-8高速挡工作原理12挡换挡阀：在第一挡和第二挡之间油路的转换示意图图2-4-10低速挡原理图图2-4-11高速挡原理图A140E自动变速器换挡阀6减振器（蓄压器）A140E 自动变速器减震器其中截面AB CD三、三、油冷却器油冷却器大多数汽车将油冷却器置于发动机散热器内，利用发动机散热器将变速器油液的热量散发到大气。在自动变速器大修时，必须清洗油冷却器以保证油冷却器通畅。四、四、油滤网油滤网油滤网装在油泵吸油口前的油路，可将液压油中的杂质过滤除去，在自动变速器大修时，必须更换新的油滤网。第第五五节节 电控系统的工作原理电控系统的工作原理1掌握自动变速器电控系统的组成。2理解自动变速器电控系统各组成部分的工作原理。学习目标学习目标一一、电子控制系统的组成和工作原理电子控制系统的组成和工作原理丰田A140E自动变速器电子控制系统的方框图和元件位置图1传感器部分 包括各种传感器和信号开关。它们根据各自不同的功能作用，把采集到的信号输入电子控制单元，作为电子控制单元ECU进行换挡控制、油压控制、锁定离合器控制、减小换挡冲击、改善汽车行驶平顺性的依据。2电子控制单元（ECU）（1）换挡控制A140E自动变速器换挡控制原理图（1）主油路油压控制主油路油压曲线（3）自动模式选择控制（4）锁止离合器控制（5）改善换挡感觉控制 自动变速器选择不同的驱动模式，可以满足不同的使用要求。自动变速器锁止离合器的接合和分离是由电控组件操纵锁止电磁阀来完成的。1）换挡油压控制2）减扭矩控制3）ND换挡控制（6）改善换挡感觉控制自动变速器电子控制单元根据输入轴转速传感器的电信号检测输入轴转速，以此计算出发动机曲轴和变速器输入轴的转速差，实现精确地控制换挡和锁止工作。（7）取消超速挡以丰田A140E自动变速器为例，有三个信号会取消超速挡：1)超速挡开关2)巡航控制ECU3)冷却液温度低于设定温度以下。（8）故障诊断和失效保护功能 电控自动变速器的电控单元都具有故障诊断和失效保护功能。故障诊断系统在汽车行驶过程中不断地监测自动变速器电控系统中各种传感器和执行器的工作，一旦发现某个传感器或执行器出现故障，点亮在仪表板上的警告灯，提醒驾驶员需要检修。3电子控制系统中执行器 主要是电磁阀和故障指示灯，电磁阀按照其作用原理分为换挡电磁阀、锁止电磁阀和主油压控制电磁阀，按照工作方式可以分为开关式电磁阀和线性脉冲式电磁阀。二二、各电控部件的原理与检测各电控部件的原理与检测 车速传感器产生的车速信号相当于液控自动变速器中的调速器油压，ECU用它来控制换挡点和锁止离合器的运作。常见的有舌簧开关式、电磁感应式和霍尔式车速传感器三种。1车速传感器（1）舌簧开关式车速传感器图2-5-4舌簧开关的结构和原理图2-5-5A140E2号车速传感器的检测（2）电磁感应式车速传感器丰田A341E车速传感器工作原理示意图检测检测 ：1）测量端子1和2之间的电阻2）检查速度传感器的功能3）就车检查电磁感应式车速传感器的检测（3）霍尔式车速传感器霍尔式车速传感器连接器端子为1：传感器电源，2：传感器接地，3：信号端子霍尔式车速传感器检测检测检测 ：就车检测传感器的电源。端子3电压的检测。转动车速传感器的小齿轮一圈，在电压表上应出现0、11V的交变电压20次。若测试结果不符则传感器已损坏。2输入轴转速传感器输入轴转速传感器3节气门位置传感器节气门位置传感器 电控自动变速器是利用安装在发动机节气门体上的节气门位置传感器来测得节气门的开度的，以此来感知发动机的负载大小，作为控制换挡的主要依据之一。VTA端子电压与节气门开度的关系节气门开度信息组合构成图4液压油温传感器 液压油温度传感器安装在自动变速器油底壳内的阀体上，用于检测液压油的温度，作为电脑进行换挡控制、油压控制和锁止离合器控制的辅助依据。图2-5-14大众01M自动变速器液压油温度传感器油温传感器阀体扁状电磁阀导线5发动机水温传感器水温传感器及其线路6挡位开关 挡位开关位于自动变速器手动阀摇臂轴上或操纵手柄下方，用于检测操纵手柄的位置。端子挡位用于空挡起动开关用于换挡杆位置指示灯BNCPLRLNLDL2LLL“P”“R”“N”“D”“I”“L”表2-5-1 空挡启动开关触点通/断一览表 表示端子导通丰田空挡起动开关及其电路7强制降挡开关 强制降挡开关是用来检测加速踏板是否超过节气门全开的位置。一般装在加速踏板下方或节气门上。8制动灯开关 制动灯开关及其线路9超速挡开关超速挡开关10模式开关（1）经济模式（2）动力模式（3）标准模式（4）雪地模式 模式开关及其线路11执行机构的电磁阀原理及检测电磁阀包括开关式电磁阀和脉冲线性式电磁阀两种。ECU电磁线圈衔铁密封圈控制油道主油道泄油孔泄油孔控制油道主油道阀球（b）（c）（a）图2-5-20 开关式电磁阀结构和工作原理 阀芯线圈开关式开关式电磁磁阀工作工作方式有方式有2 2种：种：1）让控制油道保持油压或泄空2）开启或关闭某一油路（1）开关式电磁阀开关式电磁阀的检测：开关式电磁阀的检测：1）电阻检测2）电压检测3）功能检测开关式电磁阀的检测（2）脉冲线性式电磁阀滤网主油道阀芯ECU电磁线圈泄油口衔铁滑阀控制油道（a）普通线性电磁阀（b）带滑阀的线性电磁阀图2-5-23线性脉冲电磁阀脉冲脉冲线性式性式电磁磁阀的的检测：1）检查电磁阀电阻的电阻。2）检查电磁阀的工作。3）用可变电源检查电磁阀的工作性能。线性电磁阀的检测三三、故障自诊断和失效保护功能故障自诊断和失效保护功能电控自动变速器的电控单元都具有故障诊断和失效保护功能。1 1用故障用故障诊断断仪进行故障行故障码读取取 （1）将故障诊断仪连接至TDCL（丰田诊断通信链路）。（2）根据测试器显示屏上的提示符读出诊断码。2 2清除故障清除故障码（1）将故障诊断仪连接至TDCL（丰田诊断通信链路）。（2）根据测试器显示屏上的提示符清除诊断码。第第六六节节 自动变速器选挡手柄的使用自动变速器选挡手柄的使用与相关调整与相关调整1掌握自动变速器选挡手柄的使用。2了解自动变速器选挡手柄的位置检查和调整。3了解空挡起动开关检查和调整。4掌握自动变速器油（ATF）的正确使用。学习目标学习目标一一、自动变速器选挡手柄的使用自动变速器选挡手柄的使用P停车挡位R倒挡位N空挡位D前进挡位手动换挡模式传统自动变速器换挡杆别克GL换挡杆二二、自动变速器选挡手柄的位置检查和调整自动变速器选挡手柄的位置检查和调整如果挡位指示器与正确挡位不一致，进行下述调整：1松开选挡杆上的螺母。2将控制轴杆向P挡位推到底。3将选挡杆定位在N位。4稍稍朝R位定位选挡杆，拧紧选挡杆螺母。5起动发动机，确认选挡杆自N换到D位时，车辆向前移动；而换到R位时，车辆后退。松开选挡杆上的螺母将控制轴杆移到N位三三、自动变速器选挡手柄的使用自动变速器选挡手柄的使用 检查发动机是否仅能在选挡杆位于N或P挡位时起动，在其它挡位不能起动。如果不符合要求，则应进行如下的调整。空挡起动开关的调整1松开空挡起动开关螺栓，将选挡杆置于N位。2将槽口对准空挡基准线。3定位位置并按规定力矩拧紧螺栓。四四、自动变速器油自动变速器油ATFATF的正确使用的正确使用1ATF的作用2ATF的选用3油位检查有油尺自动变速器液面检查方法溢流管自动变速器液面检查五五、几个常用的试验及其结果分析几个常用的试验及其结果分析（1）准备工作1）确保变速器液压油液面高度正常，油温达到正常工作温度50-80；2）为保证安全，必须制动可靠，并用垫木挡住前后轮；3）在宽阔水平的地面上进行试验。（2）试验方法1失速试验常用的机械系统测试项目有失速试验、液压试验、时滞试验、道路试验等。失速试验2液压试验（1）准备工作 1）将自动变速器油压表连接到需测试的油压口；2）确保发动机怠速在正常范围内，确保变速器液压油液面高度正常，油温达到正常工作温度50-80；3）将驱动轮悬空。（2）试验方法液压试验3时滞试验4道路试验 试验条件与2相同，起动发动机并检查怠速，将选挡手柄从N位移到D位置，同时用秒表计量从移动选挡手柄到感觉有震感时的时间，A140E自动变速器规定：N到D时滞不少于1.2s；由N到R为1.5 s。包括：换挡点的测试，换挡平顺性测试，换挡打滑的测试，变矩器锁止的测试，强制降挡的测试，发动机制动的测试，挡锁定机构的试验等。第第七七节节 电控无级变速器（电控无级变速器（CVTCVT）1了解CVT的特点。2掌握CVT的组成结构。3理解CVT的工作原理。学习目标学习目标一一、CVT CVT的特点的特点启动离合器主动滑轮金属带动力输入轴半轴动力输出从动齿轮化差速器行星齿轮差速器侧齿轮主动齿轮从动齿轮从动轴从动滑轮图2-7-1 CVT自动变速器结构图1省油2驾驶平顺性好3排放好4结构简单，体积小，零件少。5它的工作速比范围宽，容易与发动机形成理想的匹配，从而改善燃烧过程，进而降低油耗和排放。6 具有较高的传送效率，功率损失少，经济性高。二二、CVT CVT的特性的特性1调速精度高，可达到0.5-1转。2变速范围大，速比可在1/1.41/7之间任意调节变速。3强度高，寿命长，采用全密封设计，环境适应性强。4调节方便，运转稳定好，可连续运转工作，可正反转运转。5适应性好，可与其他电机减速机组直接连接组合并实现低速无极变速。6体积小，结构紧凑，采用优质铝合金压铸一次成型，外形美观，永不生锈。三三、CVT CVT的组成的组成电控无级变速器由变速系统、液压控制系统和无级变速控制系统组成。四四、变速系统的组成结构及工作原理变速系统的组成结构及工作原理 CVT的变速系统主要由电磁离合器（液力变矩器）、齿轮传动机构、换挡执行机构和变速传动机构四部分组成2齿轮传动机构1电磁离合器（液力变矩器）电磁离合器的功能是将发动机输出的动力直接传递到齿轮传动机构，其结构原理与空调系统的电磁离合器基本相同。齿轮传动机构的功用是将发动机输出的动力由电磁离合器或液力变矩器传递到机械变速机构，并在液压控制系统和电子控制系统的控制下，配合换挡执行机构实现汽车前进挡和倒车挡的转换。3变速传动机构 变速传动机构的功用主要是传递动力和变速变扭的作用。它主要由主动带轮、被动带轮和V形驱动带组成。CVT变速系统结构简图 主动带轮和被动带轮均由制成锥面的固定半轮和滑动半轮组成。滑动半轮通过液压油缸推动其在轴上滑动。（1）主动带轮和被动带轮 V形驱动带是CVT的关键部件，简称V形带，主要由多条柔性钢带和多块金属片组成。2）V形驱动带V形带的结构与连接4变速原理图2-7-4 无级变速传动原理