【正文】 的來自發(fā)動機油門所控制的節(jié)氣門閥的液壓力的作用該液壓力與油門開度成正比關(guān)系以及調(diào)壓彈簧的作用力柱塞上下兩端的力的平衡決定閥體所處的位置 若油泵泵油量增大油壓升高作用在 A 處向下的液壓力增大推動閥體下移出油口打開液壓泵輸出的部分油液排回油底殼使主油路壓力調(diào)整到規(guī) 定值當(dāng)油門開大時發(fā)動機轉(zhuǎn)速增加油泵產(chǎn)生液壓力也升高 A 處向下的液壓力增大但此時受油門控制的節(jié)氣門閥油壓也增大使得在 C 處向上的作用力也增大于是主油路調(diào)壓閥繼續(xù)保持平衡滿足了油門開度大時對主油路油壓增大的要求 倒擋時手動閥打開另一條油路將壓力油引入主油路調(diào)壓閥柱塞的 B 腔使作用在下端向上的油壓力增大閥芯上移出油口變小主油路壓力增高從而滿足了倒擋時油壓較前進擋有所增大的要求 圖 3 主油路調(diào)壓閥的工作原理 34 換擋信號系統(tǒng) 節(jié)氣門閥 如圖 4 所示真空式節(jié)氣門閥由真空氣室推桿和滑閥等組成上部被膜片隔開的真空氣室通 過軟管與發(fā)動機節(jié)氣門后的進氣管相通與膜片相連的推桿則在膜片彈簧的作用力下將滑閥的閥芯往下推閥芯上有三個油道口進油口 A 與主油路相通出油口 B輸出節(jié)氣門閥油壓泄油口 C用以泄油從出油口 B輸出的油壓流至閥芯底部其液壓作用力使滑閥芯上移與膜片彈簧的作用力平衡油液從進油口 A 到出油口 B 或出油口 B 到泄油口 C 均要經(jīng)閥口節(jié)流 圖 4 真空式節(jié)氣門閥 1真空氣室 2膜片彈簧 3膜片 4推桿 5滑閥 A主油路進油口 B節(jié)氣門油壓出油口 C泄油口 D真空接口 速控閥 速控閥也稱為調(diào)速器其作用是為自動變速器換擋控制提供一個隨車速 變化的控制油壓該油壓與節(jié)氣門閥油壓一起共同控制換擋閥的工作它一般安裝在自動變速器的輸出軸上隨輸出軸一起轉(zhuǎn)動或者安裝在自動變速器的殼體上通過齒輪與輸出軸相連其基本原理是利用離心力來控制滑閥閥芯的位置來控制速控閥油壓的大小 雙級式速控閥的結(jié)構(gòu)如圖 5 所示重塊為初級飛塊滑閥為次級飛塊的一種安裝在輸出軸上的雙級式速控閥進油孔與主油路相通出油孔輸出速控閥油壓泄油孔用來泄油以調(diào)節(jié)速控閥油壓 圖 5 節(jié)流式雙級速控閥 圖 6 雙級式速控閥工作特性曲線圖 35 換檔閥 由此可知自動變速器的升擋和降擋完全受節(jié)氣門閥油壓和速控閥 油壓控制節(jié)氣門閥油壓大小反映的是油門的開度大小速控閥油壓大小反映的車速大小若汽車行駛時油門開度保持不變車速低時換擋閥在左端處于低擋隨著車速升高至規(guī)定值將推動換擋閥移至右端升入高擋這個車速的規(guī)定值稱為升擋車速或升擋時刻 當(dāng)油門開度增大時節(jié)氣門閥油壓增大從而使相應(yīng)的升擋速控閥油壓增大即升 擋車速將增大這種規(guī)律十分符合汽車的實際使用要求因每個換擋閥只有兩個工作 位置只能在 2 個擋之間變換故對三擋自動變動器而言要設(shè)置兩個換擋閥對四擋自動變速器而言要設(shè)置 3 個換擋閥它們的工作原理完全一樣只是控制的擋位不同而已 圖 7 換檔閥工作原理示意圖 1換檔閥 2彈簧 3主油路進油孔 4至低檔換檔執(zhí)行元件 5至高檔換檔執(zhí)行元件 67泄油孔 P1速控閥油壓 P2節(jié)氣門閥油壓 F彈簧力 36 蓄壓減震器 圖 8 蓄壓減震器 1減震活塞 2減震彈簧 ABC同換檔執(zhí)行元件油路 D節(jié)氣門油壓 4 機械裝置及電控裝置 41 組合式行星齒輪機構(gòu) 不同車型的自動變速器在結(jié)構(gòu)上往往有較大的差別如前進檔的檔數(shù)不同離合器制動器及單向離合器的數(shù)目和布置方式也不同所采用的行星齒輪機構(gòu)的類型也不同早期自動變速器常采用兩個或三個前進檔新型轎車自動變速器大部 分采用四個或五個前進檔前進檔的數(shù)目越多行星齒輪變速器中的離合器自動器及單向離合器的數(shù)目就越多離合器自動器及單向離合器的布置方式主要取決于行星齒輪變速器前進檔的檔數(shù)及所采用的行星齒輪機構(gòu)的類型對行星齒輪機構(gòu)類型相同的行星齒輪變速器來說其離合器制動器及單向離合器的布置方式及工作過程基本上是一致的因此了解各種不同的行星齒輪機構(gòu)所組成的行星齒輪變速器的結(jié)構(gòu)和工作原理是掌握各種不同車型自動變速器結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)也是深入分析自動變速器故障因果關(guān)系為排除故障建立清晰正確的思路的前提 目前轎車上采用的行星齒輪變速器主要 有辛普森 Simpson 式和拉維娜Ravigneaux 式以及行星排組合式等幾種類型本章主要以辛普森 Simpson 式行星齒輪機構(gòu)為主對其檔位傳遞的路線進行分析和研究 典型的辛普森式行星齒輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)特點如下 1由雙排行星齒輪機構(gòu)組成公用一個太陽輪 2動力輸出元件是前齒圈和后行星架組件或前行星架和后齒圈組件 3動力輸入元件是公用太陽輪非組件的齒圈 4通過對公用太陽輪和非組件的行星架的固定動力輸入元件的連鎖實現(xiàn)各種檔位變化 D1 檔和 21 檔 前進檔離合器接合工作接合使 OD太陽輪與 OD行星架連接在一起即超速行星齒輪 機構(gòu)連成一整體一起轉(zhuǎn)動傳動比為 1 使主動軸輸入動力直接傳給前進檔離合器的主動部件 圖 9 D1 檔傳動路線原理圖 接合使動力通過中間軸傳到后齒圈并使之順時針轉(zhuǎn)動后行星架和前齒圈由于輸出阻力較大使后齒圈帶動后行星輪順時針轉(zhuǎn)動前后太陽輪逆時針方向轉(zhuǎn)動造成前行星架也有朝逆時針方向轉(zhuǎn)動的趨勢由于 2 號單向離合器的逆時針方向鎖止作用使前行星架轉(zhuǎn)動受阻固定不動 D1 檔的動力傳遞路線為 輸入軸→ OD 行星架→ OD 齒輪由于結(jié)合直接傳動→前離合器接合→中間軸→后齒圈→后行星輪→后行星架→功率輸出軸→前后太陽輪→前行星輪固定前行星架 →前齒圈 輸入的轉(zhuǎn)矩即通過后行星架又通過前齒圈傳到功率輸出軸上使前后行星齒輪機構(gòu)均能承受一定的負荷減輕了齒輪的負載以防止齒輪損傷 R 檔 結(jié)合超速排直接傳動動力從輸入軸過超速排直接傳遞到直接檔離合器的主動部件由于直接檔離合器接合工作動力傳遞到前后太陽輪并作順時針轉(zhuǎn)動低倒檔制動器結(jié)合工作使前行星架固定不動在前行星齒輪排中輸入為前后太陽輪前行星架被固定輸出為前齒圈所以動力由前后太陽輪通過前行星輪傳到前齒圈并使齒圈向逆時針方向轉(zhuǎn)動實現(xiàn)倒檔傳動 圖 10 R 檔傳動路線原理圖 結(jié)合直接傳動→直接檔離合器結(jié)合→前后 太陽輪→前行星輪接合固定前行星架→前齒圈→功率輸出軸 N 位和 P 位 仍處于結(jié)合狀態(tài)但前進檔離合器直接檔離合器均分離動力不可能傳至輸出軸也即空檔 在 P 位時利用機械停車鎖爪鎖定前行星齒輪的齒圈見圖 11 以保證可靠停車 圖 11 P 位停車鎖爪 42 電控裝置 12 所示主要由傳感器控制開關(guān)執(zhí)行器及電子控制單元等組成電子控制單元根據(jù)傳感器檢測所得節(jié)氣門開度車速油溫等運轉(zhuǎn)參數(shù)以及各種控制開關(guān)送來的當(dāng)前狀態(tài)信號經(jīng)運算比較和分析后按設(shè)定的程序向各個執(zhí)行器發(fā)出指令以操縱閥板總成中各種控制閥的工作從而最終實現(xiàn)對自動變速器的控 制 圖 12 自動變速器電控裝置 傳感器結(jié)構(gòu)與工作原理 1 節(jié)氣門位置傳感器 用以檢測發(fā)動機節(jié)氣門開度的大小是自動變速器換擋控制的一個重要依據(jù)圖 13 是自動變速器通常采用的線性節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門軸帶動線性電位計和怠速開關(guān)的滑動觸點 圖 13 節(jié)氣門位置傳感器 1怠速開關(guān)滑動觸點 2線性電位計滑動觸點 A基準(zhǔn)電壓 B節(jié)氣門開度信號C怠速信號 D接地 2 車速傳感器 車速傳感器主要有磁電式車速傳感器霍爾式車速傳感器光電式車速傳感器磁電式 14 是一種磁電感應(yīng)式的車速傳感器它固定于自動變速器輸出軸附近的殼體 上靠近安裝在輸出軸上的停車鎖止齒輪或感應(yīng)轉(zhuǎn)子用于檢測自動變速器輸出軸的轉(zhuǎn)速并換算成汽車行駛的車速它也是自動變速器換擋控制的一個重要依據(jù)當(dāng)輸出軸轉(zhuǎn)動時停車鎖止齒輪或感應(yīng)轉(zhuǎn)子的凸齒不斷靠近或離開車速傳感器感應(yīng)線圈內(nèi)的磁通量發(fā)生變化從而產(chǎn)生交流感應(yīng)電壓電子控制單元根據(jù)感應(yīng)電壓脈沖頻率的大小計算出車速車速傳感器通常安裝在驅(qū)動橋殼或變速器殼內(nèi)車速傳感器信號線通常裝在屏蔽的外套內(nèi)這是為了消除有高壓電火線及車載電話或其他電子設(shè)備產(chǎn)生的電磁及射頻干擾用于保證電子通訊不產(chǎn)生中斷防止造成駕駛性能變差或其他問題圖 14 車速傳感器 1輸出軸 2停車鎖止車輪 3車速傳感器 3 輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器 圖 15 是輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器用以檢測自動變速器輸入軸轉(zhuǎn)速信號該信號使電子控制單元對換擋過程的控制更為精確同時該信號與發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號比較可計算出液力變矩器的傳動比優(yōu)化油路壓力控制過程和鎖止離合器的控制過程改善換擋質(zhì)量提高汽車的行駛性能其結(jié)構(gòu)工作原理與車速傳感器相同 圖 15 輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器 1行星齒輪變速器輸入軸 2輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器 4 油溫傳感器 圖 16 是液壓油溫度傳感器用以檢測液壓油的溫度作為電子控制單元進行換擋控制油壓控制和鎖止離合器控制的依據(jù) 油溫傳感器位于油底殼內(nèi)閥板上內(nèi)部結(jié)構(gòu)為一熱敏電阻其阻值隨溫度發(fā)生變化通常溫度越高阻值越小電子控制單元根據(jù)其阻值的變化計算出油溫 圖 16 液壓油溫度傳感器 1滑板 2液壓油溫度傳感器 執(zhí)行器 電磁閥里有密閉的腔在不同位置開有通孔每個孔都通向不同的油管腔中間是閥兩面是兩塊電磁鐵哪面的磁鐵線圈通電閥體就會被吸引到哪邊通過控制閥體的移動來擋住或漏出不同的排油的孔而進油孔是常開的液壓油就會進入不同的排油管然后通過油的壓力來推動油缸的活塞活塞又帶動活塞桿活塞桿帶動機械裝置動這樣通過控制電磁鐵的電流通斷就控制了 機械運動 1 開關(guān)式電磁閥 開關(guān)式電磁閥的作用是開啟或關(guān)閉自動變速器油路可用于換擋及液力變矩器的鎖止離合器的控制 圖 17 是開關(guān)式電磁閥由電磁線圈銜鐵閥芯和回位彈簧等組成它只有兩種工作狀態(tài)全開或全關(guān)圖中當(dāng)線圈不通電時閥芯被油壓推開打開泄油孔該油路壓力泄為 0 當(dāng)線圈通電時電磁力將閥芯左移關(guān)閉泄油孔油路壓力上升 圖 17 開關(guān)式電磁閥 1電子控制單元 ECU2電磁線圈 3銜鐵和閥芯 4閥球 5泄油孔 6主油道 7控制油道 2 脈沖線性式電磁閥 圖 18 是脈沖線性式電磁閥它的結(jié)構(gòu)與開關(guān)式電磁閥相似也是由電磁線圈銜鐵閥芯或滑 閥等組成 圖 18 脈沖線性式電磁閥 1電子控制單元 ECU2電磁線圈 3銜鐵和閥芯 4滑閥 5濾網(wǎng) 6主油道 7泄油孔 8控制油道 19 是占空比與油路壓力成反比關(guān)系圖即電流接通的時間 A 與整個周期所占的時間 AB 的比值 圖 19 脈沖線性式電磁閥的控制信號 43 故障自診斷和失效保護 1 在汽車行駛時儀表盤上的自動變速器故障警告燈亮起以提醒駕駛員立即將汽車送至修理廠檢修 2 將檢測到的故障內(nèi)容以故障代碼的形式貯存在電子控制單元的存儲器中 3 電子控制單元按設(shè)定的失效保護程序控制自動變速器的工作以保證汽 車的基本行駛能力 5 電控自動變速器的故障診斷與分析 51 電控自動變速器故障的診斷方法 自我診斷法 ECU 內(nèi)設(shè)有故障自診斷電路利用汽車電子控制系統(tǒng)提供的故障自診斷功能能在汽車行駛過程中不斷監(jiān)測自動變速器控制系統(tǒng)各部位的工作情況檢驗出控制系統(tǒng)中的大部分故障并將故障以代碼形式存儲在 ECU 中為自動變速器控制系統(tǒng)檢修提供依據(jù)但自診斷系統(tǒng)通常只能提供與本系統(tǒng)有關(guān)的電氣裝置或線路故障一般只能作出初步診斷具體故障原因需通過直觀診斷和簡單儀表深入查找 利用以萬用表為主的通用儀表提取數(shù)據(jù)流并與標(biāo)準(zhǔn)值比較來進行診斷 這種方法主要用于 電子控制系統(tǒng)和電氣裝置的診斷通?？捎糜趯收线M行深入診斷 人工經(jīng)驗診斷法 1變速器油面過高或過低或油泵磨損嚴(yán)重 2變矩器鎖止離合器導(dǎo)輪單向離合器損壞 3 行星齒輪系統(tǒng)出現(xiàn)故障 4 變速器換擋執(zhí)行元件運動干涉 故障診斷與排除方法有 1 檢查自動變速器油面的高度將油面調(diào)整到正常高度 2 用舉升機將汽車舉起起動發(fā)動機分別在空擋前進擋和倒擋時檢查自動變速器的異響情況如果在任何擋位下自動變速器前部始終發(fā)出連續(xù)異響則可能是油泵或液力變矩器發(fā)出的異響如果在掛入空擋后異響消失則為行星齒輪變速器發(fā)出的異響 檢測診斷法 10 次甚 至還未能找到故障原因造成修理費用居高不下因此有必要開發(fā)應(yīng)用故障檢測設(shè)備目前正在不斷開發(fā)應(yīng)用自動變速器檢測設(shè)備相信檢測診斷法在汽車故障診斷中的應(yīng)用將越來越廣泛 52 電控自動變速器故障診斷中的注意問題 1 首先應(yīng)考慮常見的故障部位自動變速器的許多故障原因雖然涉及多個系統(tǒng)但自動變速器中的液壓閥變矩器等出現(xiàn)故障的概率一般很小常見的故障原因是自動變速器油面高度不當(dāng)或油質(zhì)變差節(jié)氣門拉桿或換擋等聯(lián)動裝置松動或調(diào)節(jié)不當(dāng)發(fā)動機怠速不當(dāng)液壓系統(tǒng)出現(xiàn)漏油而使油壓不足電子控制系統(tǒng)線路插接器松動而使電路接觸不良等對這些較常見的故障 通過直觀檢查往往可簡單而又迅速地排除 2 要取得自診斷故障信息當(dāng)自動變速器電子控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時其自診斷系統(tǒng)會記錄下故障代碼檢修前進行故障自診斷操作可準(zhǔn)確迅速地排除自動變速器電子控制系統(tǒng)故障 3 仔細全面地分析故障仔細辨別自動變速器故障現(xiàn)象必要時可以通過有關(guān)試驗來確認故障特征這樣既可避免盲目檢查與故障現(xiàn)象無關(guān)的部位又不會漏檢有關(guān)的部件而導(dǎo)致故障不能排除 4 不要盲目拆卸在未拆卸前可通過有關(guān)試驗區(qū)分故障性質(zhì)和大致范圍在未確定故障的大致范圍前盲目解體自動變速器對迅速查找故障部位極為不利即使盲目地拆卸看到摩擦片等部 件燒傷更換后也還同樣會燒傷因為沒有具體找出故障原因 53 變速器故障診斷分析 1 故障樹診斷法 故障樹診斷法是變速器故障診斷最常用的分析方法故障樹診斷法又