控制阀体的故障检修

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,机 械 工 业 出 版 社,CHINA MACHINE PRESS,控制阀体的故障检修,1,换档执行元件动作表,2,1.,节气门阀,节气门阀又称节流阀，在自动变速器中主要应用两种形式的节气门阀，一种是拉线式节气门阀，一种是真空式节气门阀。,3, 拉线式节气门阀,图,4-9,所示为拉线式节气门阀的结构连接示意图。它通过操纵节气门踏板控制节气门阀的工作。,如图所示，节气门阀通过和节气门柱塞作用的凸轮上的节气门拉线连接到自动变速器的壳体上，壳体上的连接器一端连接在燃油喷射节气门体上或化油器的节气门连动装置上，另一端和节气门阀拉杆连接。节气门拉杆随着节气门踏板的运动而运动。,4,拉线式节气门阀,1,滑阀，,2,调压弹簧，,3,挺杆，,4,凸轮，,5,拉索，,6,节气门摇臂，,7,油门踏呆板，,8,化油器或节气门阀体，,A,：主油路进油口，,B,：出油口,5,节气门阀的工作原理,如图,4-10,所示。节流阀芯在左右弹簧的作用下处于平衡状态，节流阀的输出油口没有压力油输出。,当踏下油门踏板时，弹簧使节气门阀芯右移，油泵来油经阀口,12,通过节气门阀减压后流向,1-2,档换档阀、,2-3,档换档阀。,左边的节气门柱塞是一个降档柱塞。当把油门踏板猛踏到底时，降档柱塞迅速右移，此时从降档压力调节阀的压力油经阀口,9,，从阀口,4,直接流向,1-2,档换档阀、,2-3,档换档阀，引起换档阀动作而迅速降档。,6,节气门阀动作原理图,1 9 10 11 12 13,2 3 4 5 6 7 8,1-,节气门拉索，,2-,凸轮，,3-,节气门柱塞，,4-,流向,1-2,档和,2-3,档换档阀，,5-,流向,1-2,档换档阀，,6-,流向,2-3,档换档阀，,7-,来自节流减压阀，,8-,流向调速器阀，,9-,来自降档压力调节阀，,10-,回油口，,11-,回油口，,12-,来自油泵的压力，,13-,节流阀,7, 真空作用式节气门阀,真空作用式节气门阀又称真空调节器，和前述的节气门阀的区别在于油门开度信号的输入装置不同。,真空作用式节气门阀采用真空罐元件作为输入信号装置。,8,真空作用式节气门阀结构原理图,1-,连接胶管,2-,调节螺母,3-,弹簧座,4-,预紧弹簧,5-,皮膜,6-,螺纹接头,7-,挺杆,8-,双边控制滑阀,9,油门开度加大,(,减小）,进气歧管真空度减小（加大）,阀芯右（左）移,减压口开大（关小）,输出压力增大（减小）,10,阀芯平衡方程,11,真空补偿罐,如图,4-12,所示为一种对真空度进行补充的真空罐。其中关键的补充部件是波形筒,3,，它的内部充以一个标准大气压；它左端固定在外壳,1,上，皮膜左侧波形筒外的腔室通大气，皮膜右侧的腔室通发动机进汽歧管。当在,0,海拔高度使用时，由于波形筒的内外压力相等，波形筒具有某一长度。,当在高原地区行驶时，由于环境气压低，波形筒将膨胀伸长，由于波形筒左端固定，膨胀时将推动皮膜右移，压缩弹簧,4,，抵消一部分弹簧的张力。因此，弹簧,4,通过挺杆作用于滑阀上的推力将有所减少，所得油门信号油压也稍有下降以补偿由于海拔高度引起的对油压的影响。,12,对大气压进行补偿的真空罐,1-,外壳,2-,调节螺钉,3-,波形筒,4-,弹簧,5-,皮膜,13,2.,速控阀,速控阀是检测自动变速器输出轴速度的一个信号元件。它传感车速，并把车速转换为油压信号，该油压信号随车速的增高而增大，并传送至各换档阀。,速控阀一般有三种型式：一种安装在输出轴上；一种为齿轮驱动单向球阀式，第三种为齿轮驱动线轴滑阀式,。,14, 安装在输出轴上的速控阀,图,4-13,为一种安装在输出轴上的节流式双级速控阀，也称单重块复合双级调速器。,整个速控阀的工作分为两个阶段，即输出轴的低速阶段（油压高速增长）和输出轴的高速阶段（油压缓慢增长）。,15,复合双级调速器,1-,滑阀,2-,重块,3-,进油孔,4-,出油孔,5-,输出轴,6-,销轴,7-,弹簧,8-,外壳,9-,泄油孔,16, 齿轮驱动线轴滑阀式,如图,4-15,所示。齿轮驱动线轴滑阀式速控阀。它有质量不同的初级和次级两个重块，这,两组重块在离心力的作用下张开而使滑阀上移,，,打开进油口,。主油路压力经节流减压口后所产生的速控阀输出压力油经小空作用于滑阀上端，使滑阀克服飞块的作用力下移，关小进油孔，直至速控阀油压产生的总作用力与重块的离心力达到平衡为止。由于两组重块的质量不同，从而使速控阀在低速区和高速区具有不同的特性。,17,齿轮驱动滑阀式速控阀结构原理图,1 2 3 4 5 6 7,1-,驱动齿轮,2-,主油路进口,3-,输出油口,4-,初级重块,5-,弹簧,6-,滑阀,7-,次级重块,18,4-3,电液控制系统中的液压控制机构,自动变速器的换档主要通过液压控制机构控制主油路的流向，推动和改变液压执行机构，然后使行星齿轮机构的啮合关系发生变化而得到不同的传动速比。,整个液压控制机构除前述的动力源、信号源外，还包括压力,-,流量控制阀、手动换档阀、各档换档阀和一些辅助的控制阀。在自动变速器中的液压元件也和普通的液压控制系统一样，可以分为压力阀、方向阀流量阀等，但由于自动变速器结构紧凑，有些阀具有综合功能。,19,一、,压力,-,流量控制阀,1,主调节阀,图,4-16,所示为自动变速器中的主压力调节阀，其作用相似于液压系统中的溢流阀，它调节自动变速器液压控制系统主油路的压力和流量。,这种主压力调节阀采用阶梯式滑阀。它可以根据来自控制系统中其它几个控制阀的反馈油压的变化来改变所调节的主油路油压的大小。,20,主调节阀的结构原理图,1 2 3 4,5,6,7,1-,至第二调节阀,2-,油泵来油,3-,泄油口,4-,来自节气门阀的压力油进口,5-,来自手动阀“,R”,档位的压力油进口,6-,调压柱塞,7-,主阀芯,21,动作原理,：,当手动阀没有处于倒档状态时，倒档反馈压力所产生的作用力不存在。所以主油路压力较小,.,当油门增大、发电机转速升高时，油泵的输出流量增大，引起上腔压力增大，阀芯下移，阀口开口量,x,加大，从公式可以看出，主油路压力增加。,这也说明，主压力调节阀和溢流阀的不同点也在于，溢流阀调定的压力基本不变，而主压力调节阀是把压力调节在一定范围内。,22,主调节阀平衡方程式及流量公式,23,2,二次调节阀,二次调节阀又称辅助调节阀。图,4-17,为丰田,A-132L,自动变速器中的辅助调节阀，主调节阀通过油口,3,进入辅助调节阀，通过油路,1,接到变矩器油路（中间经变矩器的锁止继动阀）；通过辅助调节阀的油路,2,接入润滑油路。,油路,4,通油泵入口，该油路是一条泄油路。辅助调节阀并联在变矩器油路上，就是为了进一步降低压力。一般变矩器的供油压力为,0.2MPa,，最大值一般为,0.39Mpa,。其工作原理和主调节筏一样，读者可以自行分析。,24,二次调节阀,1 2 3 4,1-,至变矩器油路,2-,润滑油路,3-,主调节阀来油,4-,至油泵进油口,25,二、方向控制阀,1,手动控制阀,图,4-18,为手动控制阀的结构示意图，它和驾驶室的换档操纵手柄相连。,当操纵手柄选择了不同的档位时，手动控制阀处于不同的工位，把油泵来油转换到不同的油口，连接到不同换档阀。,不同的自动变速器，该阀的转换方向也不一样，但原理却没有什么不同。,26,手动控制阀结构示意图,1,5,4,3,2,6,7,1-,泄油口,1,，,2-“2”,油口，,3-“D”,油口，,4-,进油口，,5-“R”,油，,6-“P“,油口，,7-,泄油口,2,27,动作原理：,驾驶室的操纵手柄一般有六个位置：,P,、,R,、,N,、,D,、,2,、,L,（有一些有七个位置）。该手动阀对应也有六个工位。,由于该阀有,4,个工作出油口，定义为“,2,”,、“,D,”,、“,P,”,、“,R,”;,一个进油口（和油泵出口相连），两个泄油口，共七个进出油口；根据液压系统的一般规则，可以把这个手动阀简化为一个六位七通手动换向阀。,入图,4-19,所示。手动阀的四个出油口根据手动阀的六个位置,P,、,R,、,N,、,D,、,2,、,L,组成了不同的输出形式。,28,图,4-19,原理框图,P,位,N,位,R,位,D,位,2,位,L,位,A,：,手柄位置和职能框图,2 D P R,O,1,P,P,O,2,B,：,通路图,29,2,换档阀（液动方向阀）,在自动变速器中，换档阀的动作直接决定了自动变速器的升降档。,而换档的时机取决于在换档阀两端的节气门油压和速控阀油压。,从整个换档过程可以看出，换档阀动作是由作用于换档阀两端的油压来决定的，所以，把它归类于液动方向阀。,30,1-2,档换档阀,1-2,档换档阀由两部分组成：,1-2,档换档阀和低速滑行调节阀。在全液压式的自动变速器中，这两个阀组合在一起，而在电控式自动变速器中,这两者是分开的。, 速控阀压力较低时,见图,4-20A,，当驾驶员把换档手柄置于“,D”,柄位时，在起步一档时，该阀没有动作。第一制动器,B,1,经油口,3,过阀后通过油口,10,回油；第二制动器,B,2,经通过油口,8,过阀后通过下面的回油口回油。,31,1-2,档换档阀结构示意图,1,2,3,4,5,6,7,8,10,11,12,13,9,1,-,通节气门阀的 降档柱塞，,2-,节气门阀输 出压力，,3-,通第一制动器，,4-,通中间调节阀，,5-,通,23,档换档阀，,6,、,7-,速控阀压力油,8-,通第二制动器，,9-,来自手动阀，,10-,回油口，,11-,来自“,R”,档时的手动阀，,12-,通顺序动作阀，,13-,通低速滑行调节阀,第一制动器的回油,第二制动器的回油,32, 速控阀压力较高时,当速控阀压力升高达到一定程度后，克服弹簧力和节气门阀的的压力，换档阀阀芯上移（见图,4-2B,），来自手动阀的压力油经阀口,9,，过阀后通过阀口,8,接通了通向第二制动器,B,2,的油路（此时第一制动器的回油路被截断，第一制动器经油口,4,到,2-3,换档阀回油），使第二制动器动作，并同时通过阀口,5,把手动阀的来油接通,2-3,档换档阀。自动变速器在二档工作。,33,1-2,档换档阀结构示意图,1,2,3,4,5,6,7,8,10,11,12,13,1,-,通节气门阀的 降档柱塞，,2-,节气门阀输 出压力，,3-,通第一制动器，,4-,通中间调节阀，,5-,通,23,档换档阀，,6,、,7-,速控阀压力油,8-,通第二制动器，,9-,来自手动阀，,10-,回油口，,11-,来自“,R”,档时的手动阀，,12-,通顺序动作阀，,13-,通低速滑行调节阀,9,使第二制动器动作,通,2-3,档换档阀,34, 当手柄置于“,L”,位时,当操纵手柄置于“,L”,位时，来自手动阀,P,口经油口,13,进入低速滑行调节阀的上腔,使阀芯下移,接通了倒档制动器,B,3,的油路，由于上腔有效作用面积较大，使,1-2,档换档阀下移。,由于上腔有效作用面积较大，当操纵手柄置于该位时，,1-2,档换档阀不能升档，以适应汽车在上下坡时的控制要求。,35,手柄置于“,L”,位时,36,23,档换档阀,2-3,档换档阀由换档阀主阀和中间换档阀组成。当,1-2,档换档阀动作，自动变速器升入二档，并把手动阀在“,D”,位时的“,D,”,口压力油经,1-2,档换档阀接到了,2-3,档换档阀（见图,4-22,所示）。,此时，,2-3,档换档阀并不动作，倒档离合器,B,3,的回油经该阀通到手动阀“,R,”,油路回油。,37,档换档阀结构原理图,1,2,3,4,5,6,9,8,7,1-,来自手动阀的压力油进口，,2-,回油口，,3-,来自节气门阀的压力油入口，,4-,来自降档柱塞的压力油入口，,5-,流向后离合器的出口，,6-,流向手动阀“,R,”,油路，,7-,经,1,2,档换档阀流入的速控阀压力油，,8-,来自,1,2,档换档阀的管路压力油,1-2,档换档阀的压力油,38,当速控阀压力较低时,当作用于主阀下部的作用力小于上部的节气门阀和弹簧产生的作用力时，换档阀不动作。（见上页图）,39, 当速控阀压力较高,时,当速控阀产生的作用力大于上部的作用力时，阀芯上移，自动变速器由二档升至三档。由于阀芯上移，来自,1,-2,档换档阀的管路压力从,2-3,档换档阀入口,8,经出口,5,流向后离合器，使后离合器闭合；而第一制动器,B,1,此时从油口,9,经油口,2,回油，自动变速器处于三档工作状态。,40,高速时阀芯示意图,来自,1-2,档换档阀,流向直接离合器,41,当换档操纵手柄置于“,2”,位 或“,1”,位时,手动阀的来油从油口,1,进入中间换档阀的上腔，经油口,9,到达中间随动阀，最后接通第一制动器的油路，使第一制动器动作。,由于该路压力是有手动阀进入，是管路压力，且中间换档阀的上部有效作用面积较大，所以中间换档阀阀芯下移，换档阀由三档降为二档，且使换档阀主阀不能上移而禁止升档。,42,当手柄置于“,2”,位或“,1”,位时,手动阀来油,流向第一制动器,直接离合器回油,经手动阀流回油箱,43,3-4,档换档阀,如图,4-24,所示，,3-4,档换档阀的上部一个强制降档柱塞，弹簧下端才是换档阀。,3-4,档换档阀和电磁阀一起工作。电磁阀开关安装在驾驶室仪表板或换档操纵手柄上，俗称,O/D,开关。电磁阀控制着换档阀上腔强制降档柱塞的控制油路,1,的通断。,44,档换档阀结构示意图,1,2,3,5,6,7,4,1-,接电磁阀 和手动阀油路，,2-,接降档柱塞油路，,3-,节气门阀油路，,4-,接超速制动器，,5-,接速控阀油路，,6-,接油泵出口，,7-,接超速离合器,。,45,当,O/D,开关没有打开时,当,O/D,开关没有打开，电磁铁不通电，油泵来油通过油口,1,直接作用在,3-4,档换档阀上部强制降档柱塞的上腔，使该阀不能升档。,46,当,O/D,开关打开时,当,O/D,开关打开，电磁阀把通过油口,1,进入强制降档柱塞上腔的油压经电磁阀接通回油，所以，强制降档柱塞的上腔压力为零，只要达到升档要求，换档阀的阀芯上行，截断了从油口,6,经油口,7,到达超速离合器,C,0,的油路，同时打开了从油口,6,经油口,4,到达超速制动器,B,0,的油路，使自动变速器处于四档也即超速档工况。,47,三、辅助控制阀,在自动变速器的电液控制系统中除了上述主要的控制阀外，还有很多其它的辅助控制阀。这些控制阀基本是一些单边控制阀或双边控制阀。一般来说，在系统中它主要起一个减压或节流的作用。,48, 顺序阀, 倒档制动顺序阀,如图,4-25,所示。倒档顺序阀可以看成为一个普通的压力顺序阀。在零位状态（顺序阀不动作时）顺序阀阀芯在弹簧力的作用下处于下端，当进口,2,的油路开通，压力油首先通过油路,3,进入倒档制动器的外活塞，使外活塞啮合。然后压力升高，克服弹簧力以后，顺序阀阀芯上行，主油路压力油经油口,4,进入倒档制动器内活塞。,49,倒档制动器顺序阀结构原理图,1,2,3,4,2,3,4,1-,回油孔，,2-,主油路，,3-,通第三制动器外活塞，,4-,第三制动器内活塞,50,倒档离合器顺序阀,倒档离合器顺序阀主要控制倒档离合器,C,2,（又称后离合器）的外活塞。从,23,档换档阀接通倒档离合器,C,2,内活塞的油路上，经油路,5,、油口,A,并联到顺序阀。,51,倒档顺序阀结构原理图,1,2,3,4,a),当手柄置于“,R”,柄位时,(b),当手柄置于“,D”,柄位时,1-,来自,2,3,档换档阀，,2-,来自手动阀“,R,”,口。,3-,流向离合器,C,2,外活塞,52, 当手柄置于“,R”,柄位时,当手柄置于“,R”,柄位时（见图,4-26a,），从,2-3,档换档阀输出的压力油首先使倒档离合器,C,2,的内活塞首先动作，压力升高后，从油路并联的油路压力升高。克服弹簧力后，顺序阀阀芯右移，从手动阀“,R,”,口经油口,2,到顺序阀的压力油经顺序阀的油口,3,接通离合器的外活塞，外活塞啮合。,53,当换档手柄置于“,D”,柄位时,当换档手柄置于“,D”,柄位时（见图,4-26b,），由于手动阀的“,R”,口油路处于回油状态，所以油路,2,处于回油状态，没有压力，在“,D”,柄位的,1,档和,2,档时，油路,1,也没有开通，当自动变速器处于三档时，油路虽,1,然开通，但由于油路,2,没有开通，所以，倒档离合器不动作。,54,其它辅助液压控制阀,在自动变速器液压系统中，除了以上的主要控制阀和顺序阀以外，还有一部分辅助液压控制阀。这些辅助液压控制阀多是单边或双边控制阀，这些单双边控制阀的阀口，在液压系统中起节流或减（稳）压作用。,55, 随动阀,中间随动阀,由于在“,2”,位或“,L”,位时多是利用发动机制动，所以第一制动器,B,1,必须动作，为了调节第一制动器的动作，应用了中间随动阀。在初始状态，中间随动阀的阀芯在弹簧的作用下，处于右端，中间换档阀的来油从油口进入后，经油路,3,接通第一制动器；在第一制动器动作后，油压逐渐升高，作用于随动阀右端的反馈油压升高，推动阀芯左移，关小控制阀口，起减压节流作用。,56,辅助液压控制阀示意图,1,2,3,4,5,a,）中间随动阀,(b),低压随动阀,1-,回油口，,2-,来自中间换档阀，,3-,接通第一制动器,B,1,，,4-,来自手动阀，,5-,流向低压滑动换档阀,57,低压随动阀（又称低速滑行调节阀）,图,4-27b,所示为在,A43D,中的低压随动阀（又称低速滑行调节阀），进口,4,接手动阀的,P,油口，出口,4,接,12,档换档阀上方的低速滑行变速阀，经倒档制动顺序阀接通第三制动器。该阀的作用和上述中间随动阀的作用一样，它主要是减小作用于第三制动器动作时的冲击,58, 电磁阀,随着自动变速器控制技术的发展，由全液压控制发展到电液控制，继而发展到了智能控制。在液压控制和电液控制中，主要应用了普通电磁阀（即开关式电磁阀）和比例电磁阀，后者主要是脉宽调制式的比例电磁阀。,59, 普通开关式电磁阀,开关式电磁阀在油路中主要起关断或开通某条油路的作用。如图,4-28,所示为一种常开式的开关电磁阀。所谓“常开”即电磁线圈不通电时由控制油路,4,和泄油口,5,是开通的，由于泄油口,5,的作用，控制油路,4,处于卸压状态，而固定节流器,2,使主油路,3,的油压能保持。当电磁线圈通电时，衔铁下压，泄油口,4,被关闭，则主油路和控制油路,4,接通。,60,普通开关电磁阀结构示意图,1,2,3,4,7,6,5,1-,电脑，,2-,固定节流器，,3-,主油路，,4-,控制油路,5-,泄油路，,6-,电磁线圈,7-,衔铁和铁芯,61, 比例电磁阀,普通脉冲电磁阀,图,4-29a,所示为一种普通的脉冲电磁阀，可以把它看作一种高速开关阀，这种阀和普通的开关电磁阀一样，只有开、关两种工作状态，不过它采用脉宽调制的方法来控制开关阀的开启时间和关闭时间。这种周期,T,不变，通过改变导通时间来改变占空比的控制方式称为脉宽调制式（,PWM,）。,62,比例电磁阀结构示意图,a),：普通脉冲电磁阀，,b),：滑阀式脉冲电磁阀,1-,电脑，,2-,比例电磁铁，,3-,衔铁和铁芯。,4-,滑阀，,5-,滤网，,6-,主油路，,7-,泄油口，,8-,控制油路,63,滑阀式的比例电磁阀。,图,4-29b,为滑阀式的比例电磁阀。这种滑阀式比例电磁阀的控制方式有多种方法。即使是利用脉冲调治也有脉宽调制（,PWM,）、脉幅调治（,PAM,）、脉码调治（,PCM,）、脉频调治（,PFM,）和脉数调治（,PNM,）。常用为脉宽调制和脉码调治，图示为脉宽调制的方法，还是利用对占空比的调整来控制输出油路的压力。在其它系统中还经常可以看到以模拟量来控制的比例阀。,64,4,球阀,在自动变速器中有很多球阀，在系统图中也可以看到它们有各种符号。作为球阀的一种最基本的应用就是作为单向阀来使用。在自动变速器中，除了作为单向阀使用外，它还有其它的一些功用。,65, 安全阀,如图,4-30,所示为在自动变速器中的应用的安全球阀的结构示意图。它一般并联在主油路上。当主油路压力低于弹簧力时，球阀挡住泄油口。当主油路压力大于弹簧力时，弹簧压缩，主油路的压力油经泄油口泄出，保证了系统的安全。,66,安全阀示意图,(a)-,压力低于调定值时，,(b)-,压力大于调定值时,67, 反向快出阀,图,4-31,为在自动变速器中用以控制离合器或制动器的反向快出阀。在图,4-31a,为离合器或制动器的啮合过程中，钢球挡住了一个节流孔，只能通过一个节流孔向离合器或制动器供油，流量较小，速度较慢，所以冲击也较小。在脱开啮合的过程中，油液反向从离合器或制动器中流出，钢球脱离了节流孔，所以反向流量较大，离合器或制动器的脱开过程较快。,68,反向快出阀,a),慢进,(b),快出,69, 流向控制阀,图,4-32,所示由油液流向自动控制的单向球阀。钢球在一个类似于梭阀的腔内滑动。油液流向不同，钢球关断的油路不同，应用油流的流动方向控制单向阀。,70,流向控制阀,71,四减振器,在自动变速器中，为了防止离合器或制动器的过快啮合而引起换档冲击，除了在控制阀上采取了一定的措施以外，还在某些制动器或离合器（例如第二制动器,B,2,、前后离合器,C,1,、,C,2,）的进油路上并联一个减振器（即蓄能器）。,72,1,减振器的基本结构,如图,4-33a,所示为,A43D,的减振器结构，在减振器活塞上方的油路,3,是直接接通油泵出口，由于上方的有效作用面积较小，所以，作用在活塞上方的油压也只是作为背压。当节气门开度较大时，油压较高，减振器被压较大，它降低了减振器吸收冲击的能力，但它加快了换档过程，防止在大动力下传递换档时执行元件打滑。以满足汽车在各种行驶条件下对换档过程的不同要求。,73,减振器和调节阀示意图,(a),减振器结构示意图,(b),减振器控制阀,1-,接第二制动器，,2-,接后离合器，,3-,接主油路或其它油路，,4-,接前离合器，,5-,接油泵出口，,6-,接减振器活塞上方，,7-,节气门阀输出油压,1,2,4,5,6,3,7,74,2,减振器控制阀,图,4-33b,为,A340E,自动变速器中的蓄能器（减振器）控制阀，这是一个出口反馈的单边控制阀。这个阀芯的下端作用着节气门阀输出的压力油和弹簧，上端有该阀输出反馈的油压，上端的作用面积小，而下端的作用面积大，节气门阀开度越大，节气门阀输出的压力越高，则阀芯上移越多，阀口开度越大，减压作用越小而输出的流量越大，则使减振器的减振作用小。执行机构的动作越快。,75,谢谢各位老师,76,