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自動變速器控制系統的組成

自動變速器控制系統根據操縱手柄的位置和汽車行駛狀態實現自動換擋(控制變矩器 中液壓油的循環和冷卻,以及控制變矩器中鎖止離合器的工作。


自動變速器控制系統的組成

自動變速器控制系統由液壓信號裝置、換擋控制裝置、換擋品質控制裝置和液力變矩器控制裝置組成,電子控制自動變速器的控制系統還包括各種傳感器、執行器、電子控制單元等。 360截圖20160526165615666.jpg

液壓信號裝置

液壓信號裝置是將節氣門開度和車速的變化轉變成液壓信號的裝置。

常見的液壓信號 裝置有節氣門閥和車速調壓閥兩種。


1 )節氣門閥
節氣門閥用於轉換節氣門油壓,反映節氣門開度,控制系統根據汽車節氣門開度的大 小改變主油路油壓和換擋車速,滿足汽車使用要求。
節氣門閥是由節氣門開度所控制,根據控制方式的不同,節氣門閥有機械式節氣門 閥、真空式節氣門閥、帶海拔高度補償裝置的真空式節氣門閥等幾種型式。由於機械式節 氣門閥結構簡單、工作可靠,所以使用最廣泛。
如圖3. 42所示為一種機械式節氣門閥的結構簡圖,它由柱塞2、閥芯4、彈簧3和閥 體等組成。
當踩下加速踏板,使節氣門開度增大時,搖臂1沿逆時針方向轉動,推動柱塞2右 移,壓縮彈簧3,使其彈力增大,則推動閥芯4右移,使進油口 a的開口量增大,而洩油 口的開口量減小,於是通往控制裝置的輸出油壓上升。閥芯右端的油室與出油口 b相通, 壓力油對閥芯4產生向左的液壓推力。當壓力油對閥芯的作用力與彈簧3的作用相平衡 時,閥芯就保持在某一工作位置,得到一個穩定的輸出信號油壓。

當擺臂1沿逆時針方向轉到最大轉角位置時,柱塞2移動到右端位置,其環槽把油口 d與b接通,此時輸出壓力達最大值,並從d口輸出,送往強制降擋油路,從而達到強制降擋目的。

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2)車速調節閥

車速調節閥能根據汽車速度的變化得到和汽車速度相對應的輸出油壓,從而控制自動 變速器的換擋時機。車速調節閥一般裝在輸出軸上,車速調節閥有單錘式、雙錘式和復錘式等型式。在電子控制自動變速器中,車速調節閥由車速傳感器代替,這裡就不再介紹其構造。


換擋控制裝置

換擋控制裝置按照換擋規律的要求,隨著控制參數的變化,自動地選擇最佳換擋點, 發出換擋信號,控制換擋執行機構,完成擋位的自動變換。液壓換擋控制裝置有手動閥、 換擋控制閥。


1) 手動閥
手動閥是一種直接由駕駛員控制的多路換向閥,位於控制系統的閥板總成中,經機械 傳動機構和自動變速器操縱手柄相連。手動閥根據自動變速器操縱手柄的位置,使自動變  
速器處於不同的擋位狀態。在操縱手柄處於不同位置時,如停車擋P、空擋N、倒擋R、 前進擋D、前進低擋S、L或2、1等,手動閥也隨之移至相應的位置,使進人手動閥的主 油路與不同的控制油路接通,或直接將主油路壓力油送人不同的控制油路,並讓不參加工 作的控制油路與洩油孔接通。

如圖3 .43所示為自動變速器手動閥的一種結構。閥體通過連接桿受操縱手柄操縱, 閥體能左右移動,移動時能分別打開或關閉閥體中的油道。手動閥的進油口與主油路壓力 調節閥相通,出油口與各換擋閥、丨頓序動作閥或離合器調節閥相通。 

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2)換擋控制閥
換擋控制閥是一種由液壓控制的兩位換向閥,它根據節氣門開度或車速的變化,自動制擋位的升降,使自動變速器處於最適合汽車行駛狀態的擋位上。
任何一種自動變速器都用換擋控制閥來實現自動換擋,其數目根據變速器前進擋位數而定,安裝在自動變速器閥板內。閥由閥體、閥等組成,如圖3 .44所 示為換擋控制閥的工作原理示意圖。

對於全液壓控制自動變速器來說,自 動變速器換擋閥的滑閥移動完全由節氣門 閥產生的節氣門油壓朽和車速調壓閥產生的油壓Pi大小來控制。

節氣門開度越 大,節氣門油壓也越大;車速調壓閥產生 的油壓取決於車速,車速越高,速度調節油壓也就越高。若汽車行駛中,節氣門開 度保持不變,當車速較低時,滑閥右端的 調節油壓Pi較小,低於左端節氣門油壓 P2和彈簧力F之和,此時滑閥保持在右 端低擋位置,主油路壓力油進人低擋換 擋執行元件,如圖3 .44(a)所示;

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隨著車速的提高,速度調節油壓Pi逐漸增大, 當車速提高到某一車速時,滑閥右端的速 度調節油壓P:增大至超過左端節氣門油 壓P2和彈簧力F之和,此時滑閥將移向左端高擋位置,主油路壓力油進人高擋換擋執行元件,讓自動變速器升高一個擋位,如圖3. 44(b)所示(若汽車在高擋位行駛中因 上坡或阻力增大而使車速下降時,速度調節油壓巧也隨之降低,當車速下降到某一數值 時,換擋閥右端的速度調節油壓巧將降低至小於左端節氣門油壓巧和彈簧力F之和, 此時滑閥移向右端低擋位置,使自動變速器降低一個擋位。因此,當節氣門開度不變時, 汽車升擋和降擋時刻完全取決於車速。


若汽車行駛中保持較大的節氣門開度,則滑閥左端的節氣門油壓也較大,速度調節油壓 必須在較高的車速下才能達到節氣門油壓和彈簧彈力之和,使自動變速器升擋,因而相應的 升、降擋車速都較高(反之,若汽車行駛中保持較小的節氣門開度,則滑閥左端節氣門油壓 也較小,速度調節油壓在較低的車速下就能達到節氣門油壓和彈簧彈力之和,因而相應的 升、降擋車速都較低。

因此,汽車的升擋和降擋車速取決於節氣門的開度,節氣門的開度越 大,汽車升擋和降擋的車速就越高(反之,節氣門開度越小,汽車升擋和降擋的車速也就 越低。當汽車行駛阻力較大時,駕駛員必須將節氣門保持在較大的開度才能保證汽車的加 速,此時汽車的換擋車速也應比平路行駛時稍高一些,以防止過早換擋而導致“拖擋”現 象。反之,當汽車平路行駛或載重較小時,節氣門保持在較小的開度,換擋車速也可以低 一些,以節省燃油。這種換擋車速隨節氣門開度變化的規律符合汽車的實際使用要求。


3 )強制降擋閥
強制降擋閥用於節氣門全開或接近全開時,強制性地將自動變速器降低一個擋位,以 獲得良好的加速性能。
強制降擋閥主要有兩種類型,一種類似於 節氣門閥,另一種是一種電磁閥。類似於節氣 門閥的強制降擋閥結構如圖3. 45所示,由控制 節氣門閥的節氣門拉索和節氣門閥凸輪控制其工作。在節氣門接近全開時,節氣門拉索通過 節氣門閥凸輪推動強制降擋閥,使之打開一個 通往各個換擋閥的油路B。該油路的壓力油作 用在 閥上氣門壓,使閥至低擋位置,使自動變速器降低一個擋位。

另一種強制降擋閥是一種電磁閥,由安裝 在加速踏板上的強制降擋開關控制。當加速踏板踩到底時,強制降擋開關閉合,使強制降擋 磁閥 , 磁閥用在閥 上的 力 路,主油路壓力油進人換擋閥作用著節氣門油壓的一端,強迫換擋閥移動,讓自動變速器降低一個擋位。

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換擋品質控制裝置

換擋品質是指換擋過程的平順程度。換擋過快,產生較大的沖擊和動載荷(而換擋過 慢,雖然改善了換擋平穩性,但摩擦元件的滑轉時間延長,導致其溫度升高、磨損增加。 因此,在換擋閥至換擋執行元件之間的油路中增加了一些裝置如蓄能器、單向節流閥和調 節閥等,提高換擋過程的平穩性。
1 蓄能器

蓄能器用於儲存少量壓力油液!在換擋時,使壓力油液迅速流到換擋執行機構的油缸, 並吸收和平緩所輸送油壓的壓力波動。當彈簧被壓縮時,儲存能量,而當彈簧伸長時,釋放 能量。蓄能器在自動變速器控制系統中采用的一般是彈簧式,它由缸筒、活塞和彈簧組成。


2)單向節流閥

單向節流閥對流向換擋執行元件的液壓油產生節流作用,在換擋執行元件接合時 延緩油壓增大的速率,以減小換擋沖擊。

單向節流閥有兩種型式:

①彈簧節流閥式, 如圖3 .46(a)、(b)所示,在充油時,節流閥關閉,液壓油只能從節流閥中的節流孔通 過,從而產生節流效應(在回油時,液壓油將節流閥推開,節流孔不起作用。

②球閥節流 孔式,如圖3 .46(c)、(d)所示,在充油時,球閥關閉,液壓油只能從球閥旁的節流孔經 過,減緩了充油過程(回油時,球閥開啟,加快了回油過程。


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液力變矩器控制裝置

液力變矩器控制裝置為液力變矩器提供具有一定壓力的液壓油,同時將變矩器內受熱 後的液壓油送至散熱器冷卻,並讓一部分冷卻後的液壓油流回到齒輪變速器,對齒輪變速 器中的軸承和齒輪進行潤滑;同時控制變矩器中鎖止離合器工作。下面僅介紹全液壓控制 自動變速器的液力變矩器所用鎖止離合器控制裝置。
1) 組成

液力變矩器鎖止離合器控制裝置由壓力調節閥、洩壓閥、回油閥、鎖止信號閥、鎖止 繼動閥及相應的油路組成。


2) 鎖止離合器控制原理

液力變矩器鎖止離合器的工作是由鎖止信號閥和鎖止繼動閥一同控制的,其原理如 圖3 .47所示。

鎖止信號閥上方作用著車速調壓閥調節的油壓。當車速較低時,車速調壓 閥調節的油壓也較低,鎖止信號閥在彈簧彈力的作用下保持在上方位置,將通往鎖止繼動 閥主油路切斷,從而使鎖止繼動閥在上方彈簧彈力及主油路油壓的作用下保持在下方位 置,讓變矩器中鎖止離合器壓盤左側的油腔與來自變矩器壓力調節閥的進油道相通,此時 鎖止離合器處於分離狀態,發動機動力完全由液力來傳遞,如圖3 .47(a)所示。

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當汽車以 高速擋行駛,且車速及相應的車速調壓閥調節的油壓升高到一定數值時,鎖止信號閥在車 速調壓閥調節的油壓的作用下被推至下方位置,使來自高速擋油路的主油路壓力油進人鎖 止繼動閥下端,鎖止繼動閥在下方主油路油壓的作用下上升,從而鎖止離合器左側的油腔 與洩油口相通,鎖止離合器前移,與泵輪摩擦接合,發動機動力經鎖止離合器直接傳至渦 輪輸出,如圖3 .47(b)所示。

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圖3. 47液力變矩器鎖止離合器控制原理圖

')鎖止離合器分離;')鎖止離合器接合 1 一鎖止信號閥(2—鎖止繼動閥;3—變矩器殼;4一鎖止離合器;5—渦輪;6—泵輪;

A—來自車速調節閥;B、C一來自超速擋油路;C一來自變矩器閥;C一來自主油路;

E—洩油口; F—至油底殼



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