自动变速器结构原理及故障检修你知道多少呢

自动变速器具有自动变速、连续变矩、换挡时不中断动力传递的特点,并具有操作轻便换挡平稳、乘坐舒适、过载保护性能好等优点。自动变速器简称AT,全称AutoTransmission,它是由①液力变矩器机械变速器液压控制系统电子控制系统冷却滤油装置组成。

分类:按照操纵方式分为半自动变速器和全自动变速器,按照变速控制方式分为液控液压自动变速器和电控液压自动变速器。手动变速器MT、 自动变速器AT、电控机械变速器AMT、无极变速器CVT、直接换挡变速器DSG、双离合变速器DCT。

换挡原理:电控自动变速器(ECT)通过各种传感器发动机的转速节气门开度车速等参数转变为电信号,输入电控单元,电控单元根据这些电信号按设定的换挡规律通过电磁阀控制液压阀液压执行机构(离合器、制动器和单向离合器)动作,实现自动换挡。

自动变速器型号含义:

Ⅰ变速器的性质字母 “A”表示自动变速器,字母“M”表示手动变速器。

Ⅱ生产厂家 如德国ZF公司、日本AISIN公司等。

Ⅲ驱动方式 F表示前驱,R表示后驱。丰田公司用数字表示,有的四轮驱动在型号后面加“H”或者“F”表示驱动方式。

Ⅳ前进位位数 用数字表示

Ⅴ控制类型 电控为E,液控为H,电液控为EH。

Ⅵ改进序号 表示该变速器是在原变速器上作过改进的。

Ⅶ额定驱动转矩 通用、宝马公司的自动变速器型号中有此参数。

档位说明

一般来说,自动变速器的挡位分为PRND21L等。

P(Parking):用作停车之用,注意要配合手刹使用。它是利用机械装置去锁紧汽车的转动部分,使汽车不能移动。当汽车需要在一固定位置上停留一段较长时间,或在停稳之后离开驾驶室前,应该拉好手制动及将拨杆推进“P”的位置上。要注意的是:车辆一定要在完全停止时才可使用P挡,要不然自动变速器机械部分会受到损坏。另外,自动变速器上装有空挡启动开关,使得汽车只能在“P”“N”挡才能启动发动机,以避免在其他挡位上误启动时使汽车突然前窜。因此,启动发动机前一定要确认换挡杆是否在“P”“N”挡。

R(Reverse):倒挡,车辆倒后时用。通常要按下拨杆上的保险按钮,才可将拨杆移至“R”挡。要注意的是:当车辆尚未完全停定时,绝对不可以强行转至“R”挡,否则变速器会受到严重损坏。

N(Neutral):空挡。将拨杆置于“N”挡上,发动机与变速器之间的动力已经切断分离。如短暂停留可将拨杆置于此挡并拉出手制动杆,右脚可移离刹车踏板稍作休息。

D(Drive):前进挡,用在一般道路行驶。由于各国车型有不同的设计,所以“D”挡一般包括从1挡至高挡或者2挡至高挡,并会因车速及负荷的变化而自动换挡。将拨杆放置在“D”挡上,驾车者控制车速快慢只要控制好油门踏板就可以了。

2(Second Gear)2挡为前进挡,但变速器只能在1挡、2挡之间变换,不会跳到3挡和4挡。将拨杆放置在2挡位,汽车会由1挡起步,当速度增加时会自动转2挡。2挡可以用作上、下斜坡之用,此挡段的好处是当上斜或落斜时,车辆会稳定地保持在1挡或2挡位置,不会因上斜的负荷或车速的不平衡、令变速器不停地转挡。在落斜坡时,利用发动机低转速的阻力作制动,也不会令车子越行越快。

1(First Gear)1挡也是前进挡,但变速器只能在1挡内工作。不能变换到其他挡位。它用在严重交通堵塞的情况和斜度较大的斜坡上最能发挥功用。上斜坡或下斜坡时,可充分利用汽车发动机的扭力。

控制开光

装有自动变速器的汽车通常还提供了许多控制开关,用以控制汽车的行驶状态。比较常见的控制开关如下:

超速档开关(O/D:自动变速器的最高档通常是超速档。超速开关关闭后,D档行驶时,自动变速器将无法换入超速档。通常在上坡及路面状况不良时应考虑将此开关关闭。

模式选择开关:多数自动变速器都会提供模式选择开关,在不同的模式下,自动变速器的换挡规律不同,因而其性能会有所差异。常见的模式有以下几种:

经济模式:在此模式下,自动变速器具有较高的燃油经济性,节油性能佳。

动力模式:在此模式下,发动机常在大功率范围内运转,使汽车具有较高的动力性能和爬坡能力。

标准模式:亦称普通模式。此模式兼顾经济性和动力性。

强制降档开关:当加速踏板的位置超过了节气门全开的位置时,此开关接通,变速器自动下降一个档位,以提高汽车的加速性能。

保持开关,亦称档位锁定开关或手动换挡开关。部分装有自动变速器的汽车提供此开关,选定后,变速器不能自动换挡,驾驶员通过操纵选档杆(此时选档杆成为换挡杆)手动选择档位。

注意事项

1)只有排挡杆置于PN位置时,方可起动发动机,在点火开关打开状态下,若想移出这两个挡位,必须先踏下制动踏板,同时按下手柄按钮,才可将排挡杆移入其他挡位。

(2)P挡可作为驻车制动的辅助制动器,但不可替代驻车制动器。

(3)车辆被牵引时排挡杆须置于N位置,牵引时车速不可超过50Km/h,牵引距离也不能超过50Km,若需牵引更长的距离,需将驱动车轮升离地面。

(4)若自动变速器的控制单元因电气故障而导致其进入应急状态,此时只有LR挡可以工作,不要认为尚有挡位可用,就不去修理,应及时查明故障并排除,否则会损坏自动变速器内的离合器。

(5)自动变速器车无法用牵引或推动起动的方法起动发动机,因为ATF油泵不工作,自动变速器无法建立起正常的工作油压。

(6)在寒冷的冬季,行车前先起动发动机预热1分钟后再挂挡行驶。

(7)高速行驶或下坡时挂N挡滑行,部分驾驶员认为在高速行驶或下坡时挂N挡滑行可以节省燃油,其实这是非常错误而且危险的做法。自动变速器在汽车行驶时输出轴转速较高,而此时如果发动机转入怠速状态(N挡时),变速器会出现供油不足,尤其对离合器而言更是容易因为缺少润滑、冷却而烧损。

液力变矩器,亦称扭力转换器,是在液力耦合器的基础上改进而成,用来传递旋转动力。它将动力源(通常是发动机或电机)与工作机连接起来,可同液力耦合器一样起到离合器的作用,但不同的是,液力变矩器可以改变力矩的大小(小范围变矩)。

液力变矩器的作用

①传力②变扭③软连接(泵轮的动力经过油传递给涡轮)④硬连接(闭锁)⑤驱动油泵

液力变矩器的组成

软硬连接的优缺点

闭锁式液力变矩器①当闭锁离合器处于分离状态是软连接,动力通过曲轴到泵轮到涡轮到变矩器的输出轴。液力传动,减振、吸振,自动适应行驶阻力的变化,适用于起步、换挡或路面较差的工况。②当闭锁离合器处于结合状态,变矩器输入轴(泵轮)与输出轴(涡轮)刚性连接,传动效率高,提高了行驶速度和燃油经济性。

增矩作用及传动效率

液力变矩器的转矩比(f)是指输出转矩与输入转矩之比。如图1-6所示,图上涡轮转速为0时的点,称为失速点。此时液力变矩器的输出转矩最大,转矩比达到1.7~2.5.随着涡轮转速升高,转矩比减小,这一段称为变矩区。当涡轮转速接近泵轮转速时(传动比升为0.85左右),转矩比为1,液力变矩器进入耦合区,就和普通液力耦合器一样。

液力变矩器传动效率(n)=(涡轮输出转矩/泵轮输出转矩)×传动比。当传动比为0时,泵轮旋转而涡轮不转,最大转矩传递到涡轮,但因涡轮不转,故效率为0。当涡轮开始旋转时,效率徒然上升,在达到耦合点稍前一点时,一直处于上升趋势,之后开始下降。当导轮开始旋转时,液力变矩器变为液力耦合器,此时转矩比约为1,效率与速比直线上升。假定涡轮与泵轮转速相同,则变矩器效率为100%,但此时也无法传递动力,因此液力变矩器效率无法达到100%,最高约为95%。正因为液力变矩器的效率受到一定限制,加之自动变速器内其他部件也存在一定的能耗,故装在自动变速器的车辆比装用手动变速器的车辆油耗稍高一些。

工作原理

1)机械能→动能过程:泵轮由发动机驱动旋转,推动液体随泵轮一起绕其轴线旋转,使其获得一定的速度(动能)和压力。其速度决定于泵轮的半径和转速。

2)动能→机械能过程:液体靠动能冲向涡轮,作用于叶片一个推力,推动涡轮一起旋转,涡轮获得一定转矩(机械能)。少部分液体动能在高速流动中与流道摩擦生热被消耗。

3)动量矩变化过程:导轮固定,液体流经时无机械能转化,由于导轮叶片形态变化(进出口叶片面积不等),液流速度和方向发生变化,其动量矩改变。动量矩变化取决于叶片面积的变化。

涡轮转速随外界负荷的不同而变化,液流冲击叶片的方向和速度亦随之变化。

增扭:涡轮速度低时,涡流速度大,环流速度小,合成液流的方向冲击导轮正面,经导向顺着泵轮叶片槽冲击涡轮,涡轮的输出转矩增大。

MW=MB+MD

式中:MW——涡轮转矩;

MB——泵轮转矩;

MD——导轮转矩。

耦合:随着涡轮转速的增加,当泵轮与涡轮转速相接近时,涡流速度最小,环流速度最大,合成液流的方向正好与导轮叶片相切,MD=0,此时相当于耦合器,对应的转速称为耦合工作点。

MW=MB

降速:涡轮速度增大,其转速高于泵轮转速涡流速度小,环流速度大,合成液流的方向冲击导轮背面,导轮的转矩反向,涡轮的输出转矩减小。

MW=MB-MD

失速:涡轮负载过大而停转(如怠速时)泵轮仍旋转但转速低,变矩器只输入,不输出,涡轮得到的转矩不足以克服阻力矩。涡流速度最小,环流速度最大,合成液流的方向垂直冲击导轮背面,导轮的转矩反向且基本等于泵轮的转矩,涡轮的输出转矩最小,仍用于克服摩擦力,如怠速。

MW=0

总之,外负荷F阻↖——车速V↘——涡轮转速n↘——输出扭矩MT↖及F阻↘——V↖——n↖——M↘。这种不需控制而随外界负荷变化而改变输出转矩和转速的性能称为变矩器的自动适应性。

后续讲解变速器其他组成系统部分。如对变速器有其他见解或者心得的朋友可以下方留言交流,为后续分享提提建议也可以。感谢朋友们支持!

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