【正文】 回 4） CVT控制系統(tǒng) （ 1)機(jī)械液壓控制系統(tǒng) 機(jī)械液壓控制系統(tǒng)主要有油泵、主閥體、控制閥、離合器和制動器等組成。有的轎車無級變速器還裝有液壓變矩器，例如日產(chǎn)天籟轎車。圖 機(jī)械液壓 控制系統(tǒng)工作原理示意圖。當(dāng)駕駛員踩下加速踏板，通過柔性鋼索 1帶動換擋凸輪 2轉(zhuǎn)動，控制速比控制閥 3。由發(fā)動機(jī)驅(qū)動的液壓泵 8將壓力油輸送給主壓力控制閥 9?？刂崎y 9根據(jù)工作輪位置傳感器 4的液壓信號，控制速比控制閥 3中的壓力，從而控制主、從動工作輪可動部分的液壓缸中油液的壓力，以調(diào)節(jié)金屬帶與工作輪的工作半徑，實現(xiàn)無級自動變速。 圖 機(jī)械液壓控制系統(tǒng)工作原理示意圖 1— 柔性鋼索 2— 換擋凸輪 3— 速比控制閥 4— 工作輪位置傳感器 5— 主動工作輪液壓缸 6— 從動工作輪液壓缸 7— 金屬帶 8— 液壓泵 9— 主壓力控制閥 10— 加速踏板 11— 節(jié)氣門 上一頁 下一頁 返 回 （ 2)電液控制系統(tǒng) 目前 CVT電液控制系統(tǒng)主要有單壓力回路和雙壓力回路。其工作原理如圖 示。系統(tǒng)中包括電磁離合器的控制和主從帶輪的傳動比控制。傳動比由發(fā)動機(jī)節(jié)氣門信號和主從帶輪轉(zhuǎn)速所決定。電子控制單元根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、車速、節(jié)氣門開度和換擋控制信號等控制主從動帶輪上伺服液壓缸的壓力，是主、從工作輪的可動部分軸向移動，改變金屬帶與工作輪間的工作半徑，從而實現(xiàn)無級變速。 圖 電液控制系統(tǒng)工作原理圖 上一頁 下一頁 返 回 CVT動力源直接來自發(fā)動機(jī)，因此它的工作范圍必然受到發(fā)動機(jī)最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的約束。所以起步階段仍需要離合器，而且如用干式離合器，工作過程與普通手動變速系統(tǒng)相同，起步性能較差，另一方面， CVT的傳動比范圍大約在 ~7之間，似乎已滿足一般變速要求，但由于它的高擋傳動比很小，僅為 ，這樣，為了保證在良好道路上獲得正常行駛的驅(qū)動力，其固定降速比將比同類汽車的主傳動比 高出近一倍。這樣大的固定降速比，在汽車起步、爬坡、和克服較大的行駛阻力時，會使發(fā)動機(jī)處于不利的區(qū)域工作。 基于上述原因，一般將 CVT與其它傳動形式配合使用。其典型的組合形勢，有如下幾種。 1） CVT與電磁離合器組成無級變速傳動 2）雙狀態(tài)無級變速傳動 上一頁 下一頁 返 回 1） CVT與電磁離合器組成無級變速傳動 圖 。日本富士通 (FUSI)重工開發(fā)的就是這種類型。用磁粉式離合器與采用 VDT鋼帶的 CVT組合月的無級變速傳動系統(tǒng)，簡稱為“ ECVT”。磁粉式離合器是靠本身的電磁力來傳遞車矩的。在離合器主、從動部分之間有密閉空間，內(nèi)放30~50181。m的磁化鋼微粒 (磁粉 )，密閉空間外纏繞有線圈。通電后散狀磁粉在磁場中開始“凝固”，即磁粉在磁場中形成磁鏈，把從動轂與電磁鐵聯(lián)在一起。通電電流越大，磁鏈數(shù)目越多，磁鏈強(qiáng)度也越高，則磁粉式離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力也越大。當(dāng)電流大到足以使磁粉離合器主從動部分牢牢地接合在一起時，離合器便停止打滑。磁粉的粘結(jié)力特性正比于電流值，所以對離合器的接合時間和力的控制，氣可用發(fā)動機(jī)節(jié)氣門開度與車速兩個參數(shù)來控制線圈中電流的大小和通電時間的長短。 這種離合器結(jié)構(gòu)簡單，容易實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)增長，主、從動部分不接觸，無磨損，而且電磁鐵與從動轂之間的間隙在工作中不發(fā)生變化，故無需調(diào)整間隙，且允許主、從動部分存在較長時間的滑磨。因此，它不僅很理想地 解決了裝用 CVT車輛的起步問題，而且與裝用液力耦合器的 CVT車輛相比，可以防止變速時爬行和消除始終存在的滑轉(zhuǎn)損失；但它要求磁粉材料的化學(xué)物理性能要穩(wěn)定 上一頁 下一頁 返 回 圖 CVT與電磁離合器組成的無級變速傳動 1— 電磁離合器 2— 工作帶 3— CVT 4— 行星齒輪變速器 上一頁 下一頁 返 回 2）雙狀態(tài)無級變速傳動 液力耦合器、電磁離合器等僅解決起步平穩(wěn)問題，因其均不變更轉(zhuǎn)矩，所以并末擴(kuò)大 CVT總傳動比范圍。但如用液力變矩器組合，就不僅提供最佳起步性能，而且由于它的變矩作用擴(kuò)大了總傳動比的變化范圍，降低了 CVT自身的變化范圍，從而使 CVT傳動易于調(diào)節(jié)到使發(fā)動機(jī)處于最佳燃油經(jīng)濟(jì)性的區(qū)域內(nèi)工作。 圖 ZF公司于 1991年開發(fā)的適用于轎車的無級變速傳動裝置。它是 CVT與綜合式液力變矩器 (即帶鎖止離合器的液力變矩器 )組成的組合式無級變速傳動系統(tǒng)。其動力傳動路線是：發(fā)動機(jī)動力經(jīng)液力變短器 2(或鎖止離合器1)、行星齒輪機(jī)構(gòu) 5，再經(jīng) VDTCVT 減速齒輪 最后傳給差速器 半軸10和驅(qū)動輪。 上一頁 下一頁 返 回 圖 CVT與液力變矩器組成的無級變速傳動 1— 鎖止離合器 2— 液力變矩器 3— 液壓泵 4— 前進(jìn)擋離合器 5— 行 星齒輪機(jī)構(gòu) 6— 倒當(dāng)離合器 7— 金屬帶無級變速器 8— 減速齒輪 9— 差速器 10— 半軸 所謂雙狀態(tài)，是指當(dāng)起步和低速時液力變短器工作。當(dāng)速度增加至變矩器耦合點工況時，轉(zhuǎn)換到 CVT傳動，此時變矩器轉(zhuǎn)換成耦合器工況下工作。這種先為液力無級變速，后轉(zhuǎn)為“純機(jī)械無級變速 (CVT)”的組合，稱為雙狀態(tài)無級變速傳動。圖 態(tài)無級變速系統(tǒng)示意圖，液力變矩器的功率通過傳動鏈 10傳至差速器 8，CVT無級變速傳動與其平行布置。這種組合在傳動比 7:1范圍內(nèi)可提高效率的 30%，故即使在公路上行駛?cè)钥商岣呷加徒?jīng)濟(jì)性 5%~8%。當(dāng)加速行駛接近變矩器耦合點工況時，轉(zhuǎn)換離合器 4開始工作， CVT開始工作。傳遞變矩器動力的傳動鏈 10的傳動比基本上與CVT鋼帶傳動的低擋傳動比相同，故當(dāng)液力變矩器傳動轉(zhuǎn)換為 CVT傳動時，車輛在重載、大節(jié)氣門開度下工作，轉(zhuǎn)換離合器基本上能與 CVT的工作輪同步轉(zhuǎn)換。因此，從液力變矩器換入純機(jī)械無級變速非常平順。 圖 雙狀態(tài)無級變速傳動系統(tǒng)示意圖 1— 發(fā)動機(jī) 2— 扭轉(zhuǎn)減振器 3— 液力變矩器 4—轉(zhuǎn)換離合器 5— 工作輪 9— 內(nèi)、外側(cè)萬向節(jié) 7— 單向離合器 8— 差速器 10— 傳動鏈 F— 前進(jìn)擋離合器 R— 倒擋離合器 46 自動變速器換擋控制系統(tǒng) 電子控制系統(tǒng)是 AT的組成部分之一，它用于控制換擋點和鎖定離合的工作，由傳感器、電子控制單元（ ECU）和作動器三部分組成， ECU根據(jù)傳感器檢測到的汽車行駛狀況及發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，十分 精 密地控制換擋時刻、鎖定定時、系統(tǒng)油壓和換擋平順性等，這些控制是透過由 若 干個電磁閥組成的作動器改變液壓控制系統(tǒng)的油 路 ，再由液壓控制系統(tǒng)來執(zhí)行。 控制系統(tǒng)的作用主要是根據(jù)自動變速器操縱手柄的位置以及汽車行駛狀態(tài)（車速、負(fù)荷等因素），按照設(shè)定的換擋規(guī)律，在汽車行駛過程中自動選擇擋位，并透過控制換擋執(zhí)行元件的工作而使變速器齒輪傳動比改變，完成擋位的變換。 自動變速器對液壓控制系統(tǒng)的基本要求： 1）最佳的換擋規(guī)律，以 便 具有 良 好的燃 料 經(jīng)濟(jì)性和滿意的動力性能，同時兼顧低污染。 2）換擋過程平穩(wěn)，無沖擊和震動，換擋質(zhì)量好行駛舒適，使用壽命長。 3）換擋準(zhǔn)確與及時，行會發(fā)生錯誤的操縱。 4）駕駛可以 更 換自動換擋，以適應(yīng)復(fù)雜的交通狀況和地形條件。 5）操縱系統(tǒng)穩(wěn)定而可靠，能在高低溫、大顛簸、沖擊震動、強(qiáng)磁場、電廠干擾環(huán)境下正常工作。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，有緊急系統(tǒng)確保行駛安全。 1）換擋規(guī)律 自動換擋規(guī)律是自動換擋系統(tǒng)的基本特征。了解換擋規(guī)律的基本概念，有助于對自己換擋元件的作用和自動換擋理論的深入理解。 自動換擋按油門、車速中的一個或二個參數(shù)來控制。這些參數(shù)應(yīng)按照設(shè)計要求的換擋時刻自動換擋，才能保證車輛獲得良好的牽引性能和燃油經(jīng)濟(jì)性。相鄰兩排擋間自動換擋點的諸多控制參數(shù)之間的關(guān)系稱為換擋規(guī)律。這個規(guī)律是按車輛動力性和經(jīng)濟(jì)性對自動換擋系統(tǒng)的要求來設(shè)計的。 圖 換擋規(guī)律 a）單參數(shù)控制的換擋規(guī)律 b）雙參數(shù)控制的換擋規(guī)律 圖 （上圖） 表示兩種形式的換擋規(guī)律，圖 （ a）為一個參數(shù)控制的換擋規(guī)律圖。圖示換擋點只與車速有關(guān)。當(dāng)車速達(dá)到 v2（直線 AA’）時換入 Ⅱ 擋。反之當(dāng)車速又降至 v1（直線 BB’）時才換回 Ⅰ 擋。 現(xiàn)代自動變速器，大多數(shù)按照兩個參數(shù)控制換擋，圖 （ b）是按兩個參數(shù)控制的換擋規(guī)律。這個規(guī)律表明了換擋時刻與油門開度 α和車速 v之間的關(guān)系。圖中曲線 AA’決定了從 Ⅰ 擋換入 Ⅱ 擋的時刻。曲線 BB’是從 Ⅱ 擋換回 Ⅰ 擋時刻，在這兩條曲線之間，升擋時 Ⅰ 擋工作，降擋時Ⅱ 擋工作。 AA’線的右邊只能用 Ⅱ 擋工作，而 BB’線左方則只能用 Ⅰ擋工作。水平線 1表示油門全開，水平線 2相當(dāng)于發(fā)動機(jī)怠速時的油門開度。 每一個自動換擋系統(tǒng)都有一個換擋規(guī)律，它的曲線形狀取決于車輛傳動的要求，自動換擋系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)來實現(xiàn)。下面用圖 （ b）來說明它的換擋過程。 油門開度不變，設(shè)為 α2，當(dāng)車速小于 v1時，例如在 a點，則以 I擋行駛；當(dāng)行駛阻力減小，車速增加超過 v2時，自動換入 II擋，例如在 b點工作。如果車速 v2減小，則當(dāng)車速降至 v1時才重新?lián)Q入 I擋。 車速不變，設(shè)為 v1，當(dāng)油門開度小于 α1時，用 II擋行駛。當(dāng)行駛阻力增加，油門開度加大到 α2時，自動換入 I擋行駛，當(dāng)行駛阻力減小，油門開度減小到小于 α1，則又重新自動換回 II擋。這就使駕駛員有可能控制油門開度 α來干預(yù)自動換擋，松油門提前換高擋，猛踩油門強(qiáng)制換低擋。 由此可見，在控制參數(shù)相同的情況下，升擋和降擋的換擋時刻是不同的。降擋的換擋時刻比升擋的晚，即有延遲。這種現(xiàn)象稱為換擋延遲。延遲的程度根據(jù)傳動性質(zhì)要求確定，由換擋機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)來保證。 換擋延遲對自動換擋系統(tǒng)是十分必要的，其作用主要有以下幾點： （ 1）保證自動換擋系統(tǒng)的穩(wěn)定性。如果升、降擋點重合在一條曲線上，那么車速以此曲線附近的參數(shù)行駛時，由于行駛阻力的偶然增減而使車速升降，就不可避免地出現(xiàn)在兩相鄰排擋之間重復(fù)往返換擋的現(xiàn)象。當(dāng)有了換擋延遲，自動換上新?lián)鹾?，不會由于油門踏板振動或車速稍降而重新?lián)Q回原來排擋。 （ 2）使駕駛員可以對自動換擋進(jìn)行干預(yù)?？梢蕴崆吧龘趸驈?qiáng)制降擋。 （ 3）變化換擋延遲可以改變換擋規(guī)律，以適應(yīng)動力性、經(jīng)濟(jì)性、使用性等方面的要求。 閱讀材料 42 電液一體化式的自動變速器的車上，有經(jīng)濟(jì)模式，運(yùn)動模式，雪地模式可供選擇。如圖 。 在經(jīng)濟(jì)模式下，電腦控制變速器在低轉(zhuǎn)速換擋達(dá)到省油的目的；在運(yùn)動模式下電腦控制變速器在高轉(zhuǎn)速換擋發(fā)揮發(fā)動機(jī)的動力性能；在雪地模式下，電腦控制自動變速器直接用 2擋起步，避免因輪胎打滑而失控。 圖 2）換擋特性 它是以相鄰兩擋在換擋過程中各油門開度下加速度與車速的關(guān)系、牽引力與車速的關(guān)系以及油耗與車速的關(guān)系。據(jù)此，即可研究在換擋過程中整車牽引力和燃料消耗的變化情況，從此獲得保證汽車最佳性能的換擋規(guī)律。 本章主要講述了現(xiàn)代自動變速器新技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及各種變速器的組成和基本原理以及自動變速器的自動控制系統(tǒng)。 自動變速器主要有液力自動變速器 (AT)、電控機(jī)械式自動變速器 (AMT)、無級自動變速器 (CVT)。 【 本章小結(jié) 】 【關(guān)鍵術(shù)語】 自動變速器 AT AMT CVT 結(jié)構(gòu)原理 課后作業(yè) 行星齒輪的基本組成結(jié)構(gòu)及工作原理 ， 辛普森式行星齒輪機(jī)構(gòu)和拉維奈爾赫式行星齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 速比的計算方法 。 本章完 ~~~~ 演講完畢，謝謝觀看！