第5章自动变速器的电子控制
1. 整车具有更好的驾驶性能 2. 良好的行驶性能 3. 高行车安全性 4. 降低废气排放 5. 可延长发动机和传动系的使用寿命 6. 操纵简单
自动变速器缺点:与手动变速器相比,结构较复杂,零件加工难度 大,成本较高,修理也较麻烦。另外自动变速器的传动效率不够高, 当然,通过与发动机的匹配优化、液力变矩器锁止、增加挡位数等 措施,可使自动变速器的传动效率效率接近手动变速器的水平。
自动变速器按前进档的档数不同
可分为2个前进档、3个前进档、4个前进档、5个 前进档。新型轿车装用的自动变速器基本上都是 4个前进档,没有超速档。目前已开发出装有5个 前进档自动变速器的轿车。
自动变速器按照汽车驱动方式的不同
后驱动自动变速器 前驱动自动变速器,即自动驱动桥。
三、自动变速器的特点
控制目标和基本换档控制规律。 了解机械式自动变速器(AMT)的电子控制 了解机械式无级变速器(CVT) 基本结构、原理
和电子控制。
一、自动变速器的发展
1 1914年 奔驰推出第一个全自动齿轮变速器
2
1939年 通用公司奥斯莫比尔轿车采用液力自动变速器AT(具有两个 前进档)
3 二战期间,别克为坦克开发了液力变矩器。
最佳换挡规律:
动力性最佳换挡规律 经济性最佳换挡规律
动力性最佳换挡规律
此规律是在同一油门下相邻两档的牵引力曲线 的交点速度确定的,即在此油门位置时,在原 档位行驶速度达到这个值时就要换挡,以保证 牵引力最大。
经济性最佳换挡规律
此规律是相邻两档不同油门时油耗曲线相交点 作为换挡点求出的换挡规律,以保证在油耗较 小的档位上行驶。
①拉维奈行星齿轮机构 ②辛普森行星齿轮机构 ③串联式行星齿轮机构
齿轮变速器 = 齿轮传动机构 + 换档执行机构
齿轮传动机构:获得各档动力传递
形式:固定轴式(如:本田雅阁) 行星齿轮式(如丰田.奥迪等绝大多数AT)
换档执行机构:
改变齿轮机构中各元件的状态,获得档位 之间的变化。 形式:离合器 制动器 单向离合器。
通常自动变速器的变速机构都由两排或三排以上行星齿轮机 构组成。
简单行星齿轮机构包括一个太阳轮、若干个行星齿轮 和一个齿轮圈,其中行星齿轮由行星架的固定轴支承, 允许行星轮在支承轴上转动。行星齿轮和相邻的太阳 轮、齿圈总是处于常啮合状态,通常都采用斜齿轮以 提高工作的平稳性。
变速机构可以提供不同的传动比,在整个驱动范围内, 为提高汽车动力性和经济性创造条件。齿轮传动的变 速器的传动比都是有级的,传动比可由驾驶员手动选 择或由液压控制系统通过变速执行元件的作用和释放 自动选择。
简单行星齿轮机构运动关系
一般情况下,首先需要固定其中一个构件, 然后确定谁是主动件,并确定主动件的转速 和旋转方向,从而确定被动件转速、旋转方 向。
八种组合
行星架的当量齿数等于太阳轮和齿圈齿数之和
行星齿轮机构的传动规则
行星齿轮架作从动件-----1档或2档 二元件连接后带动另一个元件----3档 行星齿轮架作主动件-----O/D档 行星齿轮架固定-----倒档。
在汽车行驶阻力大时发动机转速降低,此时锁止 离合器分离,实现增扭。
锁止离合器的作用条件
锁止离合器应该在汽车高速状态起到锁止作用。 涡轮转速愈高,锁止效果愈好。
在车轮制动器作用时,发动机扭矩会骤然增大, 将会引起压盘摩擦材料和壳体内端面严重打滑 的现象。频繁发生打滑,严重影响锁止离合器 的使用寿命,油温上升,磨粒的增加也会影响 自动变速器液压油的使用。因此,当车轮制动 器作用时,处于锁止状态的离合器必须迅速释 放。
主动部分,将 发动机动力变 成油液动能
反作用元件, 它对油流起 反作用,达 到增扭作用
输出部分, 将动力传至 机械式变速 器的输入轴
三大作用:转换能量、传递动力、改变扭矩
锁止离合器的作用
将泵轮与涡轮刚性连接,以提高传动效率。
当汽车行驶阻力小时,发动机转速较高,此时不 需要增扭,锁止离合器将变矩器的泵轮和涡轮锁 住,可以提高传动效率,能节油5%左右。
组成: 传感器 开关 ECU 执行器
自动变速器换档操纵手柄功能
档位 P档 R档 N档 D档
S档
功能说明 停车档,汽车静止是使用并同时拉紧手刹
倒车档,必须在汽车完全停住后才能换入此档
空档,作用与手动空档相同,在汽车暂停时使用
前进档,如DI、DII、DIII,一般路面行使时使用, 会更据车速和路面情况,自动更换合适的工作档位。 锁在II档上不能升降档
输入转速传感器—产生涡轮转速信号(影响传动 效率、锁止时刻、换档质量等)
油温传感器 —ATF油温度信号(影响换档时刻、 油压和锁止时刻)
开关:O/D、模式、制动、P/N、巡航、强制 低档
执行器:换档电磁阀、PWM阀、TCC阀,继电 器、灯
ECU
五、换档规律
换档规律:指两排档间自动换档时刻随控制参 数变化的规律。 换挡规律是一个单值函数 类型:
车用变速器有两大类:
手动变速器(MT-Manual Transmission) 自动变速器(AT-Automatic Transmission):指
不依靠人的手力,而能自动实现换挡功能的变速器。
常用自动变速器:
电控液力自动变速器(EAT) 电控机械式有级自动变速器(AMT) 液压传动自动变速器 电力传动自动变速器 电控机械式无级自动变速器 (CVT)
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单参数换挡规律 两参数换挡规律 多参数换挡规律
1、单参数换挡规律
控制参数:采用相对稳定的车速作为控制参 数。
2Hale Waihona Puke 两参数换挡规律 控制参数: 车速 油门(或进气管真空度) {泵轮转速 涡轮转速}
2、换挡规律的确定
换挡规律是以相邻两档再换挡过程中各油门下 加速度与车速关系、牵引力与车速关系、油耗 与车速关系为基础确定的。
四、电控液力自动变速器
1. 液力自动变 速器组成:
① 液力变矩 器
② 行星齿轮 变速器
③ 电子-液压 控制系统
④ 变速器壳 体
⑤ 冷却系统
① 液力自动变矩器
作用:前输入端与发动机飞轮连接,输出部件与行星齿轮变速器 输入轴相联,实现发动机与变速器的软连接,在一定范围内实现 无级变速。
组成:泵轮、导轮、涡轮、锁止离合器
自动变速器的作用
1.改变传动比,扩大驱动轮转矩和转速的变 化范围,以适应经常变化的行驶条件,同时 使发动机在有利(高功率低油耗)的工况下 工作 2.在发动机旋转方向不变的前提下,使汽车 能倒退行驶。 3.利用空档,中断动力传递,以使发动机能 够启动、怠速,并便于变速器换挡或进行动 力输出。
二、自动变速器分类
典型复合式行星齿轮机构
实际自动变速器的行星齿轮机构是由两排或三排以上 的简单行星齿轮机构组成,具有适当传动比,通常具 有三个前进档或四个前进档及一个倒档。
目前自动变速器品种、规格很多,但是其中的复合式 的行星齿轮机构基本都采用一些典型化的机构,归纳 起来下列三种复合式的行星齿轮机构的使用比较普遍:
4 1956年 克莱斯勒推出陶克福利特变速箱,最早带变矩器的现代自动
3速变速器,并首次采用了辛普森复合行星齿轮机构。
5 1983年 丰田生产了A140E自动驱动桥,这是第一种电控换档自动
变速器,开创变速器发展的新趋势。
上海通用在别克轿车上装备4T65-E电控自动变速器,这是我国第一家 汽车公司将自动变速器作为标准装置装于汽车,1998年下线生产。
锁止离合器的作用条件
尽管锁止离合器的作用条件,在各种轿车上有 所不同,但下列几种情况下,执行锁止,即
① 汽车处于高速(50 km/h)或位于3档以上 的档位;
② 汽车的车轮制动器处于非作用状态; ③ 发动机的水温不低于规定值,通常为50-
600C; ④ 发动机的节气门开度不处于怠速状态,位置
传感器必须有最小电压输出。
第5章 电子控制的自动变速系统
自动变速器能实现自动操作汽车起步选 档和换档,实现发动机在最佳工况下工作等 功能,大大减轻了驾驶员的劳动强度,提高 额汽车行驶的机动性和越野性。
学习内容
了解自动变速器的发展与主要类型 掌握液力-机械式自动变速器(AT)的基本结构
与工作原理。 了解液力-机械式自动变速器(AT)电子控制的
L档
“2”档 OD档
低速档,多用于坏路、上坡、下坡制动,不能升 降档位,限制自动换档的范围,增强扭力,输出较 大的动力
只在DI和DII档升降
高速档,在高速驾驶中采用
传感器
节气门位置传感器(TPS)—产生节气门开度的 信号(影响换档时刻、主油路油压、蓄压器油压 和锁止时刻等)
车速传感器(VSS)—产生车速信号(影响换档 时刻和锁止等)
油压调节类 换档控制类 换档品质优化类 变矩器控制类
连接管路 散热器 ATF油滤清器
③ 液压控制系统
作用: (1)泵油并调节油路压力 (2)向换档执行机构提供压力油以控制档位变化 (3)控制液力变矩器的锁止及ATF油的冷却 (4)控制各摩擦表面的润滑。 工作原理:
② 行星齿轮变速器
液力自动变速器多采用结构紧凑的行星齿轮变速器。它通 常采用两排行星齿轮来实现各档变速比。
行星齿轮组由齿圈、行星齿轮、太阳轮3个元件组成。任 一元件固定,其余两个作输入或输出用多片离合器和制动 器分别对这些元件进行接合制动来实现换档装置。