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          自動變速器工作過程及分類

          欄目分類:設備資訊   發布日期:2021-09-03   瀏覽次數:
          近年來,我國自動變速器普及程度越來越高,由2012年的30%左右上升至2016年的59%左右。根據我國汽車變速器發展趨勢,制動或松開,控制行星齒輪變速器的升擋或降擋,從而實現自動變速。

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          自動變速器的工作過程

          1、自動變速器之所以能夠實現自動換擋是因為工作中駕駛員踏下油門的位置或發動機進氣歧管的真空度和汽車的行駛速度能指揮自動換擋系統工作,自動換擋系統中各控制閥不同的工作狀態將控制變速齒輪機構中離合器的分離與結合和制動器的制動與釋放,并改變變速齒輪機構的動力傳遞路線,實現變速器擋位的變換。
          2、傳統的液力自動變速器根據汽車的行駛速度和節氣門開度的變化,自動變速擋位。其換擋控制方式是通過機械方式將車速和節氣門開度信號轉換成控制油壓,并將該油壓加到換擋閥的兩端,以控制換擋閥的位置,從而改變換擋執行元件(離合器和制動器)的油路。這樣,工作液壓油進入相應的執行元件,使離合器結合或分離,制動器制動或松開,控制行星齒輪變速器的升擋或降擋,從而實現自動變速。
          3、電控液力自動變速器是在液力自動變速器基礎上增設電子控制系統而形成的。它通過傳感器和開關監測汽車和發動機的運行狀態,接受駕駛員的指令,并將所獲得的信息轉換成電信號輸入到電控單元。電控單元根據這些信號,通過電磁閥控制液壓控制裝置的換擋閥,使其打開或關閉通往換擋離合器和制動器的油路,從而控制換擋時刻和擋位的變換,以實現自動變速。其工作過程如下圖所示。

           

          自動變速器的分類
          1、按變速方式分類
          汽車自動變速器按變速方式的不同,可分為有級變速器和無級變速器兩種。有級變速器是具有有限幾個定值傳動比(一般有3~5個前進擋和一個倒擋)的變速器。無級變速器是能使傳動比在一定范圍內連續變化的變速器,無級變速器目前在汽車上應用較少。
          2、按汽車驅動方式分類
          自動變速器按照汽車驅動方式的不同,可分為后驅動自動變速器和前驅動自動變速器兩種。這兩種自動變速器在結構和布置上有很大的不同。
          ①后驅動自動變速器的變矩器和齒輪變速器的輸入軸及輸出軸在同一軸線上,發動機的動力經變矩器、自動變速器、傳動軸、后驅動橋的主減速器、差速器和半軸傳給左右兩個后輪。這種發動機前置,后輪驅動的布置型式,其發動機和自動變速器都是縱置的,因此軸向尺寸較大,在小型客車上布置比較困難。后驅動自動變速器的閥板總成一般布置在齒輪變速器下方的油底殼內。
          ②前驅動自動變速器除了具有與后驅動自動變速器相同的組成部分外,在自動變速器的殼體內還裝有差速器。前驅動汽車的發動機有縱置和橫置兩種?v置發動機的前驅動自動變速器的結構和布置與后驅動自動變速器基本相同,只是在后端增加了一個差速器。橫置發動機前驅動自動變速器由于汽車橫向尺寸的限制,要求有較小的軸向尺寸,因此通常將輸入軸和輸出軸設計成兩個軸線的方式;變矩器和齒輪變速器輸入軸布置在上方,輸出軸布置在下方。這樣的布置減少了變速器總體的軸向尺寸,但增加了變速器的高度,因此常將閥板總成布置在變速器的側面或上方,以保證汽車有足夠的最小離地間隙。
          3、按自動變速器前進擋的擋位數不同分類
          自動變速器按前進擋的檔位數不同,可分為2個前進擋、3個前進擋、4個前進擋三種。早期的自動變速器通常為2個前進擋或3個前進擋。這兩種自動變速器都沒有超速擋,其最高擋為直接擋。新型轎車裝用的自動變速器基本上都是4個前進擋,即設有超速擋。這種設計雖然使自動變速器的構造更加復雜,但由于設有超速擋,大大改善了汽車的燃油經濟性。
          4、按齒輪變速器的類型分類
          自動變速器按齒輪變速器的類型不同,可分為普通齒輪式和行星齒輪式兩種。普通齒輪式自動變速器體積較大,最大傳動比較小,使用較少。行星齒輪式自動變速器結構緊湊,能獲得較大的傳動比,為絕大多數轎車采用。
          5、按變矩器的類型分類
          轎車自動變速器基本上都是采用結構簡單的單級三元件綜合式液力變矩器。這種變矩器又分為有鎖止離合器和無鎖止離合器兩種。早期的變矩器中沒有鎖止離合器,在任何工況下都是以液力的方式傳遞發動機動力,因此傳動效率較低。新型轎車自動變速器大都采用帶鎖止離合器的變矩器,這樣當汽車達到一定車速時,控制系統使鎖止離合器結合,液力變矩器輸入部分和輸出部分連成一體,發動機動力以機械傳遞的方式直接傳入齒輪變速器,從而提高了傳動效率,降低了汽車的燃油消耗量。
          6、按控制方式分類
          自動變速器按控制方式不同,可分為液力控制自動變速器和電子控制自動變速器兩種。
          ①液力控制自動變速器是通過機械的手段,將汽車行駛時的車速及節氣門開度兩個參數轉變為液壓控制信號;閥板中的各個控制閥根據這些液壓控制信號的大小,按照設定的換擋規律,通過控制換擋執行機構動作,實現自動換擋,現在使用較少。
          ②電子控制自動變速器是通過各種傳感器,將發動機轉速、節氣門開度、車速、發動機水溫、自動變速器液壓油溫度等參數轉變為電信號,并輸入電腦;電腦根據這些電信號,按照設定的換擋規律,向換擋電磁閥、油壓電磁閥等發出電子控制信號;換擋電磁閥和油壓電磁閥再將電腦的電子控制信號轉變為液壓控制信號,閥板中的各個控制閥根據這些液壓控制信號,控制換擋執行機構的動作,從而實現自動換擋。


          自動變速器的檢測與診斷
          一、常規檢查
          1、自動變速箱的故障多事由于使用,維修不當造成的因此首先應對自動變速箱進行基本的檢測與調整,既可以解決一些由于維護不當引起的故障,又可以進一步故障診斷提出有用的信息。
          2、發動機怠速時的檢測。檢測發動機處于怠速,冷卻液溫度達到正常后,當自動變速器置于N位時,發動機的怠速是否在規定的范圍內。若怠速過低,當變速器置于R,D ,2或者1位時會使汽車產生振動,影響乘客的舒服性,嚴重時會使發動機熄火。若怠速過高,再會產生換擋沖擊。
          3、選檔機構的檢測。駕駛員通過操作選檔控制閥實現換檔。若選檔控制閥有故障,將使自動變速器不能正常工作。
          4、首先觀察選檔機構傳動桿件是否有變形或者有干涉,各連接是否有固定良好等等,再將變速桿分別掛入每個檔位,通過變速桿上的感覺來判斷選檔桿機構的工作是否正常,如變速桿進入每個檔位是否靈活自如,進入變速桿的位置是否在正確等。
          5、檢查是否在N與P檔可以啟動,還有就是R檔是否可以接通。
          6、檢查強制降檔開關,看傳感器電路部分導線的連接是否良好,強制降檔開關及開關接通后的節氣門開度是否正常。
          7、檢查變速箱的油位高度是否在規定的范圍內。
          二、檔位檢測
          檔位檢測即檢查自動變速箱各個檔位的工作情況是否良好。
          三、電控系統的原件檢測
          檢測電控系統線束導線及各接插件是否有短路,斷路,搭鐵,和接觸不良等問題,以及各電控原件是否有損壞等等。電控元件檢測內容和方法根據車型不同而異,這里主要介紹一些通用的元件損壞可能引起的故障和檢測方法。
          車速傳感器損壞可能使自動變速器只能以一個檔位行駛,不能升檔或者不能降檔,嚴重時出現頻繁的跳檔。
          四、液壓系統檢測
          關閉發動機,將自動變速器置于P擋,拆下需要測量的油壓接頭,再接上油壓測試管接頭,然后接油壓軟管及油壓表,啟動發動機,使自動變速器處于油壓被測狀態,檢查管接頭與油管的接頭是否可靠,有無漏油,待自動變速器的油溫達到正常溫度后,在各種工況下檢測并記錄油壓標定數值,通過比較測量與標準值的差異,判斷系統的工作情況。
          五、道路測試,也就是將起步,加速,勻速,大負荷,減速,自動換擋,制動,鎖止功能都檢測一下。

           

          自動變速器的組成
          自動變速器的廠牌型號很多,外部形狀和內部結構也有所不同,但它們的組成基本相同,都是由液力變矩器和齒輪式自動變速器組合起來的。常見的組成部分有液力變矩器、行星齒輪機構、離合器、制動器、油泵、濾清器、管道、控制閥體、速度調壓器等,按照這些部件的功能,可將它們分成液力變矩器、變速齒輪機構、供油系統、自動換擋控制系統和換擋操縱機構等五大部分。
          一、液力變矩器
          液力變矩器位于自動變速器的最前端,安裝在發動機的飛輪上,其作用與采用手動變速器的汽車中的離合器相似。它利用油液循環流動過程中動能的變化將發動機的動力傳遞自動變速器的輸入軸,并能根據汽車行駛阻力的變化,在一定范圍內自動地、無級地改變傳動比和扭矩比,具有一定的減速增扭功能。
          二、變速齒輪機構
          1、自動變速器中的變速齒輪機構所采用的型式有普通齒輪式和行星齒輪式兩種。采用普通齒輪式的變速器,由于尺寸較大,最大傳動比較小,只有少數車型采用。目前絕大多數轎車自動變速器中的齒輪變速器采用的是行星齒輪式。
          2、變速齒輪機構主要包括行星齒輪機構和換檔執行機構兩部分。
          ①行星齒輪機構,是自動變速器的重要組成部分之一,主要由于太陽輪(也稱中心輪)、內齒圈、行星架和行星齒輪等元件組成。行星齒輪機構是實現變速的機構,速比的改變是通過以不同的元件作主動件和限制不同元件的運動而實現的。在速比改變的過程中,整個行星齒輪組還存在運動,動力傳遞沒有中斷,因而實現了動力換擋。
          ②換擋執行機構主要是用來改變行星齒輪中的主動元件或限制某個元件的運動,改變動力傳遞的方向和速比,主要由多片式離合器、制動器和單向超越離合器等組成。離合器的作用是把動力傳給行星齒輪機構的某個元件使之成為主動件。制動器的作用是將行星齒輪機構中的某個元件抱住,使之不動。單向超越離合器也是行星齒輪變速器的換擋元件之一,其作用和多片式離合器及制動器基本相同,也是用于固定或連接幾個行星排中的某些太陽輪、行星架、齒圈等基本元件,讓行星齒輪變速器組成不同傳動比的擋位。
          三、供油系統
          自動變速器的供油系統主要由油泵、油箱、濾清器、調壓閥及管道所組成。油泵是自動變速器最重要的總成之一,它通常安裝在變矩器的后方,由變矩器殼后端的軸套驅動。在發動機運轉時,不論汽車是否行駛,油泵都在運轉,為自動變速器中的變矩器、換擋執行機構、自動換擋控制系統部分提供一定油壓的液壓油。油壓的調節由調壓閥來實現。
          四、自動換擋控制系統
          1、自動換擋控制系統能根據發動機的負荷(節氣門開度)和汽車的行駛速度,按照設定的換擋規律,自動地接通或切斷某些換擋離合器和制動器的供油油路,使離合器結合或分開、制動器制動或釋放,以改變齒輪變速器的傳動化,從而實現自動換擋。
          2、自動變速器的自動換擋控制系統有液壓控制和電液壓(電子)控制兩種。
          ①液壓控制系統是由閥體和各種控制閥及油路所組成的,閥門和油路設置在一個板塊內,稱為閥體總成。不同型號的自動變速器閥體總成的安裝位置有所不同,有的裝置于上部,有的裝置于側面,縱置的自動變速器一般裝置于下部。
          ②在液壓控制系統中,增設控制某些液壓油路的電磁閥,就成了電器控制的換擋控制系統,若這些電磁閥是由電子計算機控制的,則成為電子控制的換擋系統。
          五、換擋操縱機構
          自動變速器的換擋操縱機構包括手動選擇閥的操縱機構和節氣門閥的操縱機構等。駕駛員通過自動變速器的操縱手柄改變閥板內的手動閥位置,控制系統根據手動閥的位置及節氣門開度、車速、控制開關的狀態等因素,利用液壓自動控制原理或電子自動控制原理,按照一定的規律控制齒輪變速器中的換擋執行機構的工作,實現自動換擋。

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