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1、汽车电子控制技术,沈阳大学 凌永成,配 套 教 材 信 息,教材名称：汽车电子控制技术（第2版）教材主编：凌永成 于京诺教材定价：40RMB出版社：北京大学出版社出版时间/版次：2011年7月第2版国际标准书号（ISBN）：978-7-301-19225-2教材所属系列：21世纪全国高等院校汽车类创新型应用人才培养规划教材,第3章 电子控制自动变速器,教学提示：汽车自动变速器有行星齿轮式电控液力自动变速器、平行轴式电控机械自动变速器和金属带式无级自动变速器三种类型，目前应用最多的是行星齿轮式电控液力自动变速器。,教学要求：本章主要介绍电控自动变速器及其在汽车上的应用情况。要求学生了解自动变速器
2、的类别，熟悉其结构组成和工作原理，掌握行星齿轮式电控液力自动变速器的使用和检验方法。,3.1 自动变速器概述,3.1.1 什么是自动变速器,与手动变速器（Manual Transmission，MT）不同，自动变速器（Automatic Transmission，AT）是指汽车驾驶中离合器和变速器的操纵都实现了自动化，即可以实现自动换挡的变速器。,目前自动变速器的自动换挡过程都是由自动变速器的电子控制单元控制的，因此自动变速器又可简称为EAT、ECT、ECAT等。,3.1.2 自动变速器的优点,(1)汽车起步平稳，能吸收、衰减振动与冲击；提高乘坐舒适性。,(2)自动适应行驶阻力和发动机工况的变
3、化，实现自动换挡，有利于提高汽车的动力性和平均车速。,(3)液力变矩器使传动系的动载荷小，提高了汽车的使用寿命。,(4)驾驶操纵简单，实现换挡自动化，有利于行车安全。,(5)能以较低的车速稳定行驶，提高车辆在坏路上的通过性。,(6)降低了尾气污染，提高了排放性能。,3.1.3 自动变速器的发展趋势,1.向多挡位方向发展,2.向手动/自动一体化方向发展,3.向高智能、模糊逻辑控制方向发展,4.向无级变速方向发展,3.1.4 自动变速器类型,在自动变速器的发展过程中出现了多种结构形式。自动变速器的驱动方式、挡位数、变速齿轮的结构形式、变矩器的结构类型及换挡控制形式等都有不同之处。下面从不同角度对自
4、动变速器进行分类。,1.按汽车驱动方式分类,自动变速器按照汽车驱动方式的不同，可分为前轮驱动自动变速器和后轮驱动自变速器两种。后轮驱动自动变速器的变矩器和行星齿轮机构的输入轴及输出轴在同一轴线上，因此轴向尺寸较大，阀体总成则布置在行星齿轮机构下方的油底壳内。,前轮驱动自动变速器（又叫自动变速驱动桥，Automatic Transaxle）除了具有与后轮驱动自动变速器相同的组成外，在自动变速器的壳体内还装有差速器和主减速器。,图3-1 前轮驱动自动变速器1-液力变矩器；2-油泵；3-行星齿轮机构；4-输入轴；5-输出轴；6-差速器,图3-2 后轮驱动自动变速器1液力变矩器；2油泵；3输入轴；4行
5、星齿轮机构；5阀体总成；6输出轴；7油底壳,2.按自动变速器前进挡位数分类,自动变速器按前进挡的挡数的不同，可分为2(前进)挡自动变速器、3挡自动变速器、4挡自动变速器等。早期的自动变速器通常为2个前进挡或3个前进挡。这两种自动变速器都没有超速挡，其最高挡为直接挡。,现代轿车装用的自动变速器基本上都是4个前进挡，即设有超速挡。这种设计虽然使自动变速器的构造更加复杂，但由于设有超速挡，大大改善了汽车的燃油经济性。在商用车上，大多采用5挡和6挡自动变速器，一些新型轿车上也开始采用5挡和6挡自动变速器。,3.按变矩器的类型分类,按液力变矩器的类型不同，自动变速器大致可分为普通液力变矩器式、综合液力变
6、矩器式和带闭锁离合器的液力变矩器式自动变速器三种。,4.按齿轮传动机构的类型分类,可分为普通齿轮式和行星齿轮式两种。,5.按控制方式分类,可分为全液压自动变速器和电子控制自动变速器两种。,全液压自动变速器是通过机械的手段，将汽车行驶的车速及节气门开度这两个参数转变为液压控制信号；阀体中的各个控制阀根据这些液压控制信号的大小，按照设定的换挡规律，通过控制换挡执行机构的动作，实现自动换挡。,电控自动变速器是通过各种传感器，将发动机转速、节气门开度、车速、发动机冷却液温度、自动变速器油温度等参数转变为电信号，并输入计算机；计算机根据这些信号，按照设定的换挡规律，向换挡电磁阀、油压电磁阀等发出电子控制
7、信号，换挡电磁阀和油压电磁阀再将计算机的电子控制信号转变为液压控制信号，阀体中的各个控制阀根据这些液压控制信号，控制换挡执行机构的动作，从而实现自动换。,液力控制自动变速器控制过程原理图,电子控制自动变速器控制过程原理图,6.按工作原理分类,按工作原理不同，自动变速器分为液力自动变速器（AT）、机械自动变速器（Automatic Mechanical Transmission，AMT）和无级自动变速器（CVT）三种。,3.1.5 电子控制自动变速器组成,电子控制自动变速器主要由液力变矩器、辅助变速器、电液控制系统等几个部分组成。,1.液力变矩器,2.辅助变速器,3.控制系统,液力自动变速器的控
8、制系统有液压式和电液式两种。新型液力自动变速器均采用了电液式控制系统，简称电子控制自动变速器(ECT)。,自动换挡控制系统构成图,1)系统能源,2)控制参数信号发生器,3)换挡控制器,4)换挡执行机构,5)换挡品质控制机构,3.2 行星齿轮式电控自动变速器,行星齿轮式电控自动变速器由液力变矩器、辅助变速器与电液换挡控制系统三大部分组成。液力变矩器多采用带闭锁（锁止）离合器的三元件综合式结构，可以自动调节传递转矩的大小。,辅助变速器采用行星齿轮传动，用来扩大液力变矩器的传动范围并实现倒挡传动。,电液换挡控制系统是电控自动变速器的核心，电子控制装置通过传感器采集变速器及整车的相关信息，通过电磁阀来
9、控制液压执行机构，使整个自动变速器协调工作。,液力传动装置,1.液力偶合器,液力偶合器的结构主要由泵轮、涡轮和壳体组成。,液力偶合器的结构和液流的流动,液力偶合器效率特性,2.液力变矩器,1）功用,液力变矩器(Hydraulic Torque Converter，HTC)位于发动机和机械变速器之间，是一种液力传动装置，以自动变速器油（ATF油）为工作介质，主要完成下功用：,（1）传递转矩。,（2）无级变速。,（3）自动离合。,（4）驱动油泵。,（5）防止传动系统过载。,2）组成和工作原理,图3-8 液力变矩器的组成B-泵轮；W-涡轮；D-导轮；1-输入轴；2-输出轴；3-导轮轴；4-变矩器壳,
10、图3-9 ATF油在液力变矩器中的循环流动,3）液力变矩器的传动特性,（1）较小时，1，即。（2）随着 的增加，下降，当=1时，即=。（3）当 接近于1时，1，。（4）在 1时，下降很快，也就是说液力变矩器只是在一定的传动比范围内有较高的效率。,液力变矩器的传动特性曲线,3.综合式液力变矩器,液力变矩器和液力偶合器的传动特性比较,综合式液力变矩器的传动特性,1）单向自由轮,楔块式单向自由轮 1-楔块；2-内圈（轮毂）；3-外圈（鼓轮）,2）锁止离合器,锁止离合器,行星齿轮变速机构,虽然液力变矩器能在一定范围内自动、无级地改变转矩比，以适应汽车行驶阻力的变化。然而，由于它的变矩能力与传动效率之间
11、存在矛盾，且变矩系数一般在13范围内，难以满足汽车实际使用的需要，故在汽车上液力变矩器仍需与机械变速系统配合使用。,自动变速器的机械变速机构一般采用内啮合的行星齿轮机构。与普通手动变速器相比，在传递同样功率的条件下，内啮合行星齿轮机构可以大大减小变速机构的尺寸和重 量，并可以实现同向、同轴减速传动。此外，变速过程中动力不间断，加速性好，工作可靠。,1.基本结构和工作原理,行星齿轮机构按照齿轮排数不同，可以分为单排和多排行星齿轮机构。多排行星齿轮机构一般由几个单排行星齿轮机构组成。,图3-15 单排行星齿轮机构的基本结构1太阳轮；2行星轮和行星架；3内齿圈,行星齿轮机构三元件间的传动关系,2.换
12、挡执行机构,将行星齿轮机构改组换挡的执行机构有：离合器、制动器和单向离合器三种。,1）离合器,图3-17 离合器的结构分解1、11-卡环；2-弹簧座；3-活塞；4-O形密封圈；5-离合器鼓；6-回位弹簧；7-蝶形弹簧；8-从动钢片；9-主动摩擦片；10-压盘,图3-18 离合器的工作原理（a）分离状态；（b）接合状态1控制油道；2回位弹簧；3活塞；4离合器鼓；5主动片；6卡环；7压盘；8从动片；9花键毂；10弹簧座,2）制动器,自动变速器中的制动器用于固定行星排中的元件。通过制动器的接合，把行星排中的某个元件和变速器壳体连接起来，使之不能转动。自动变速器中的制动器有两种：种是片式制动器；一种是
13、带式制动器。,图3-19 带式制动器的结构1卡环；2活塞定位架；3活塞；4止推垫圈；5垫圈；6锁紧螺母；7调整螺钉；8制动带；9活塞杆；10回位弹簧；11O形圈,图3-20 带式制动器的结构1调整螺钉；2壳体；3制动带；4油缸；5活塞；6回位弹簧；7推杆,3）单向离合器,在行星排中，它用来锁止某个元件的某种转向。它同时还具有固定作用，当与之相连元件的受力方向与锁止方向相同时，该元件立即被固定；当受力方向与锁止方向相反时，该元件即被释放。,滚柱式单向离合器1-叠片弹簧；2-外座圈；3-滚柱；4-内座圈,楔块式单向自由轮 1-楔块；2-内圈（轮毂）；3-外圈（鼓轮）,3.复合式行星齿轮机构的结构和
14、工作原理,由于单排行星齿轮机构不能满足汽车行驶中变速变矩的需要。为了增加传动比的数目，可以通过增加行星齿轮机构来实现。,在自动变速器中，两排或多排行星齿轮机构组合在一起，用以满足汽车行驶需要的多种传动比。,目前，复合式行星齿轮机构有辛普森式行星齿轮机构、拉威那式行星齿轮机构和在辛普森式行星齿轮机构的基础上再加上一套单排行星齿轮机构三种。,1）辛普森式行星齿轮机构,辛普森（Simpson）式行星齿轮机构是由公用一个太阳轮的两组行星齿轮、两个齿圈和两个行星架组成的，是目前应用最为广泛的一种复合式行星齿轮机构。,图3-22 辛普森式行星齿轮结构1输入轴；2前太阳轮；3前行星齿轮；4前行星架；5前齿圈
15、；6后行星架；7后齿圈；8后行星齿轮；9后太阳轮；10输出轴；C1倒挡离合器；C2高速挡离合器；C3前进离合器；C4前进强制离合器；B12挡、4挡离合器；B2低挡、倒挡离合器；F1前进单向离合器；F2低挡单向离合器,2）拉威那（Ravigneaux）式行星齿轮结构,1输入轴；2大太阳轮；3小太阳轮；4齿圈；5输出轴；6短行星齿轮；7长行星齿轮；C1前进离合器；C2倒挡离合器；C3前进强制离合器；C4高速挡离合器；B12挡、4挡离合器；B2低挡、倒挡离合器；F1低挡单向离合器；F2前进单向离合器,拉威那式行星齿轮结构,4.四挡辛普森行星齿轮变速器,图3-24 四挡辛普森行星齿轮变速器的结构1超速
16、（OD）行星排行星架；2超速（OD）行星排行星轮；3超速（OD）行星排齿圈；4前行星排行星架；5前行星排行星轮；6后行星排行星架；7后行星排行星轮；8输出轴；9后行星排齿圈；10前后行星排太阳轮；11前行星排齿圈；12中间轴；13超速（OD）行星排太阳轮；14输入轴；C0超速（OD）挡离合器；C1前进挡离合器；C2直接挡、倒挡离合器；B0超速（OD）挡制动器；B1二挡滑行制动器；B2二挡制动器；B3低、倒挡制动器；F0超速（OD）挡单向离合器；F1二挡（1号）单向离合器；F2低挡（2号）单向离合器,图3-25 换挡执行机构1超速挡离合器C0；2超速挡制动器B0；3二挡滑行制动器B1；4直接挡离
17、合器C2；5前进挡离合器C1；6二挡制动器B2；7一挡、倒挡制动器B3；8后行星架；9后齿圈；10输出轴；11太阳轮；12第二单向离合器F2；13第一单向离合器F1；14前齿圈；15前行星架；16超速挡齿圈；17超速挡行星架；18超速挡太阳轮；19输入轴；20超速挡单向离合器F0；21超速挡,5.五挡辛普森行星齿轮变速机构,5挡辛普森式行星齿轮变速器,液压控制系统,液压控制系统主要由以下几部分组成。,（1）动力源油泵，其作用是：向执行机构、控制机构提供液压油；向液力变矩器提供工作油液；向行星齿轮变速机构提供润滑油。,（2）执行机构油缸，包括换挡离合器油缸和制动器油缸。,（3）液压控制机构若干控
18、制阀和阀体。,（4）辅助装置油箱、滤清器、冷却器等。,在液压控制系统中，油泵在发动机的驱动下将压力油输送到控制阀体，阀体内的控制阀起油路“开关”的作用。,根据汽车的工况，系统可开通或切断某些执行机构油缸的油路，从而使离合器接合或分离，制动器制动或释放，达到换挡变速的目的。,1.油泵,液压系统的动力源主要是油泵。在自动变速器的液压控制系统中使用的油泵大致有三种类型：一种是齿轮泵，一种是转子泵，另一种是叶片泵。,1）齿轮泵的结构和原理,齿轮泵的结构,2）转子泵的结构和原理,转子泵的结构和原理,3）叶片泵的结构和原理,叶片泵的结构1转子；2定子；3叶片,2.液压控制机构,1）全液式自动变速器的液压控
19、制系统,全液式自动变速器的液压控制系统,（1）主油路系统。,（2）换挡信号系统。,（3）换挡阀系统。,（4）缓冲安全系统。,1-2挡换挡阀的工作原理,2）电控自动变速器的液压控制系统,电控自动变速器是在液压控制系统的基础上增加了电子控制系统，能够更精确地控制换挡时机和提高换挡品质。,电控自动变速器的液压控制系统,电控式自动变速器与液控式自动变速器的比较,电子控制系统,1.电子控制系统的结构组成,1）电子控制系统的结构,前置前驱动汽车的电控自动变速器结构,电控自动变速器的控制原理,2）电控系统的基本工作原理,（1）换挡时机控制。,（2）锁止离合器的控制。,（3）巡航控制电脑信号。,3）电控系统的
20、部件,电控自动变速器的电控系统,自动变速器的电子控制电路,自动变速器输入端的信号通常有：,（1）车速信号（转速信号）。,（2）涡轮转速信号。,（3）挡位选择信号。,（4）节气门位置信号。,（5）制动信号。,（6）行驶模式选择开关信号。,所谓行驶模式，就是自动变速器ECU内存储的换挡控制程序。按照存储的换挡控制程序所追求的目标不同，电控自动变速器有多种行驶模式可供驾驶员选择。,如果换挡控制程序是以追求最佳动力性为目标编制的，则称其为最佳动力性行驶模式，亦称最佳动力性换挡控制程序，用POWER表示（略作P）；,如果换挡控制程序是以追求最佳经济性为目标编制的，则称其为最佳经济性行驶模式，亦称最佳经济
21、性换挡控制程序，用ECONOMY表示（略作E）；,如果换挡控制程序是以追求动力性和经济性的平衡（即兼顾动力性和经济型）为目标编制的，则称其为常规行驶模式，亦称常规换挡控制程序，用NORMAL表示；,如果换挡控制程序是以追求最佳驾驶动感为目标编制的，则称其为运动型行驶模式，亦称运动型换挡控制程序，用SPORT表示；,如果换挡控制程序是以追求在冰雪路面上行驶稳定性为目标编制的，则称其为冰雪路面行驶模式，亦称冰雪路面换挡控制程序，用SNOW或WINTER表示。,驾驶员只需通过行驶模式选择开关调用不同的行驶模式，电控自动变速器就能有不同的换挡规律和驾驶特性，实现一机多能，这在传统的液压控制自动变速上难
22、以实现的。,行驶模式选择开关（SPORT和SNOW）,（7）Kick-down（强制降挡开关）信号。,也称为超车开关信号，强制降挡开关用来检测加速踏板打开的程度。当加速踏板超过节气门全开位置时，强制降挡开关接通，并向电控单元输送信号，这时电控单元按其内存设置的程序控制换挡，并使变速器降一个挡位，以提高汽车的加速性能。,油门踏板和节气门位置传感器,（8）发动机冷却液温度信号。,（9）空挡起动开关（亦称挡位传感器）。,（10）超速挡（O/D）主开关。,超速挡（O/D）主开关和O/D OFF指示灯,（11）制动灯开关。,4）电磁阀,（1）换挡电磁阀。换挡电磁阀（简称电磁阀）是将电子控制信号转换为液压
23、控制信号的元件，安装在控制变速的液压系统集成阀块上，实际上是一种电控液压换向阀。,常用的汽车换挡控制电磁阀有两种类型：,二位二通电磁阀。,二位二通电磁阀结构,图3-44 二位二通电磁阀工作原理（a）电磁阀未通电；（b）电磁阀通电,二位三通电磁阀。,两位三通电磁阀,（2）电液比例压力控制阀。,如图3-46所示为一种电液比例压力控制阀，用于换挡离合器充油压力的控制，由比例电磁铁控制一个双边节流阀所组成，其输出的控制压力与输入的控制电流成比例关系，如图3-46（b）所示。,图3-46 电液比例压力控制阀（a）结构；（b）控制电流与压力的关系；（c）开关信号的占空比,2.电控自动变速器的换挡方法,1）
24、换挡规律,自动变速器是根据汽车的行驶参数来控制换挡动作的，这些参数主要有车速、发动机节气门开度、发动机转速、液力变矩器涡轮转速和汽车加速度等，目前应用最多的是车速和发动机节气门开度这两个参数信号。,自动换挡点随控制参数的变化而变化的规律，称为换挡规律，如图3-47所示（实线为升挡曲线，虚线为降挡曲线）。按照参与换挡控制的参数划分，目前主要有单参数和双参数两种类型。,换挡规律（a）单参数；（b）双参数,（1）单参数换挡规律。,单参数换挡规律是通过一个控制参数进行换挡控制的。当控制参数达到预定值时，电子控制单元（ECU）自动发出换挡控制指令，接合合适的挡位。作为控制参数，可选择节气门开度、发动机转
25、速或车速等。,这种单参数控制方法，系统结构最为简单，但动力性和经济性的要求难以兼顾。为保证良好的动力性能，升挡点多设计在发动机最高转速点。,（2）双参数换挡规律。,双参数换挡规律是目前应用最多的形式。采用这种换挡控制，当两个控制参数（具有一定的比例关系）达到一定值时就自动发出换挡指令，接合合适的挡位。作为控制参数，最常用的是车速（）和发动机节气门开度（）。,实际操作中，驾驶员可以通过控制节气门开度干预换挡，例如快速松开油门踏板时可以提前换入高挡，而猛踩油门踏板时则可以强制换入低挡。,这种控制方法相对复杂，但可以选择最优的动力性或经济性进行换挡，或两者兼顾。,单参数 双参数,在换挡规律中，自动变
26、速的降挡点（图中的虚线）比升挡点（图中的实线）晚，称为换挡延迟（也称降挡速差），其主要作用如下。,（1）保证换挡控制的相对稳定性。（2）有利于减少循环换挡，避免对汽车行驶性能的不利影响。（3）驾驶员可以干预换挡。（4）通过改变换挡延迟可以改变换挡点，以适应动力性、经济性等方面的不同需要。,按照换挡延迟的变化不同，换挡规律又可分为等延迟型、收敛型、发散型、组合型等几种，它们对动力性能和经济性能方面各有侧重。,等延迟型换挡规律。换挡延迟与节气门开度信号无关，不管节气门开度信号的大小如何，换挡延迟都相等。在单参数换挡规律中常采用该方法，其优点是换挡次数最少，主要用于城市公共交通车辆。,收敛型换挡规律
27、。,大节气门开度时换挡延迟小，因而有利于提前换入高挡，动力性好；小节气门开度时换挡延迟大，有利于减少换挡次数，可改善经济性；这种换挡规律用于经常在大节气门开度下工作的重型汽车上。,收敛型换挡规律如图3-48（b）所示，换挡延迟随着节气门开度信号的增加而减小。,发散型换挡规律。,发散型换挡规律如图3-48（c）所示，换挡延迟随着节气门开度信号的增大而增大。,小节气门开度时换挡延迟小，因而有利于提前换入高挡，燃油经济性好；大节气门开度时换挡延迟大，有利于减少换挡次数，这种换挡规律适用于行驶阻力变化不大、经常在小节气门开度下工作的轻型汽车。,组合型换挡规律。,组合型换挡规律如图3-48（d）所示，是
28、由两种以上换挡规律组合而成的，它可以在不同的节气门开度下得到不同的换挡规律。,一般是在小节气门开度时以减少油耗和污染、提高舒适性为主；大节气门开度时则以提高动力性能为主。汽车实际上采用的都是组合型换挡规律。,3挡自动变速器的换档规律曲线,2）换挡方法,图3-50 电液换挡控制原理（a）换挡前；（b）换挡后,图3-51 两个离合器的换挡控制,（a）换挡前,（b）换挡后,自动变速器的使用,1.自动变速器选挡杆的使用,自动变速器选挡杆1选挡杆；2挡位；3超速挡开关或保持开关；4锁止按钮,2.自动变速器控制开关的使用,1）超速挡开关(O/D开关),2）模式开关,（1）经济模式。（2）动力模式。（3）标
29、准模式。,3）保持开关,自动变速器选挡杆1选挡杆；2挡位；3超速挡开关或保持开关；4锁止按钮,自动变速器的检验,1.基础检查,1）发动机怠速检查,2）自动变速器油液位检查,3）节气门全开检验,4）空挡起动开关检验,5）超速挡控制开关检验,2.失速试验,在前进挡或倒挡中，踩住制动踏板并完全踩下加速踏板时，发动机处于最大转矩工况，而此时自动变速器的输出轴及输入轴均静止不动，变矩器的涡轮不动，只有变矩器壳及泵轮随发动机一同转动，此工况称为失速工况，此时发动机的转速称为失速转速。,1）失速试验目的,失速试验的目的是检查发动机输出功率、变矩器及自动变速器中制动器和离合器等换挡执行元件的工作是否正常。,2
30、）准备工作,3）试验步骤,在失速工况下，发动机的动力全部消耗在变矩器内油液的内部摩擦损失上，油液的温度急剧上升，因此在失速试验中，从加速踏板踩下到松开的整个过程的时间不得超过5s，否则会使油液温度过高而变质，甚至损坏密封圈等零件。,3.时滞试验,时滞试验,4.油压试验,油压试验,5.道路试验,1）试验目的,道路试验是进一步检查和分析自动变速器的故障原因，以及检验修复后的自动变速器的功能是否正常的最有效的手段之一。,2）试验内容,道路试验是对自动变速器性能的最终检验，检验内容侧重于换挡点、换挡冲击、振动、噪声和打滑等方面。,3）准备工作,4）试验方法,（1）D位的升挡和降挡试验。,（2）在S位(
31、或2位)下的试验。,（3）在L位(或1位)下的试验。,（4）强制降挡试验。,（5）R位试验。,（6）P位试验。,6.手动换挡试验,1）试验目的,本试验用于确定电控自动变速器故障出在电子控制系统还是其他部位。,2）试验方法,将自动变速器换挡电磁阀线束接线器拨开，使自动变速器计算机失去自动控制换挡作用，然后通过手动换挡，看自动变速器是否能正常工作。即观察发动机转速和车速的对应关系，以判断自动变速器所处的挡位。,表3-5 挡位和操纵手柄的对应关系,若操纵手柄位的位置与自动变速器所处的挡位相对应，则说明电控自动变速器的阀体及换挡执行元件工作正常。,电子控制自动变速器工作不良的故障原因可能是出自电子控制
32、系统。如果手动换挡试验出现异常，则说明自动变速器的液压控制系统或换挡执行元件有故障，应通过其他试验方法来确定故障范围。,试验结束后接上电磁阀线束接线器。同时清除电脑中的故障码，防止因脱开电磁阀线束接线器而产生的故障码保存在计算机中，影响自动变速器的故障自诊断工作。,3.3 平行轴式电控自动变速器,3.3.1 AMT概述,1.AMT的组成与分类,平行轴式电控自动变速器亦称电子控制机械式自动变速器(Automatic Mechanical Transmission，AMT)，是在传统的平行轴（固定轴）式齿轮变速器基础上，增加一套汽车起步、换挡自动控制机构而成的。,目前的电子控制机械式自动变速器是在
33、手动机械变速器和干式离合器基础上增加电控系统实现自动化而产生的，主要区别是将原来的手动变速操纵机构和离合器踏板式传动机构由执行机构所代替。,根据电控机械式自动变速系统选挡杆和离合器的操纵方式不同可分为液压驱动式、气压驱动式和电机驱动式三种。,2.AMT的基本原理,机械式自动变速器原理框图,3.3.2 离合器最佳接合规律,1.主要影响因素,1）离合器接合行程,离合器接合过程中行程与传递转矩的关系,2）节气门开度,3）发动机转速,4）挡位与车速,离合器接合速度与挡位的关系,5）坡度与载荷,2.最佳接合规律,根据影响离合器接合的因素及使用性能对离合器提出的基本要求，经数学处理和优化后即能确定在各种节
34、气门开度、发动机转速、道路坡度、传动比、车辆载荷及车速等条件下的离合器最佳接合规律。离合器就按此规律工作。,离合器的操纵机构,离合器控制闭环子系统,1.电控离合器及作动器,电控离合器控制的核心是保证离合器接合过程迅速、平稳、可靠。由传感器检测发动机和变速器的转速和节气门的位置以及挡位等输入信号，电控单元发出输出信号，通过液压或电动作动器接合或分离传统单片式离合器。,当汽车停止时，驾驶员可以方便地挂挡和用加速踏板起步。起步后，仅通过移动变速杆实现换挡。离合器的工作完全是自动的，但换挡过程还必须由驾驶员用加速踏板控制发动机转速，在车辆减速直到完全停下来前才分离离合器，这种控制使发动机的制动效果达到
35、最大，又能避免熄火。,液压式离合器及作动器,采用电动-机械式的离合器同轴分离系统如图3-61所示，电机的转动由螺杆变成螺母移动，再通过钢索拉动绕变速器输入轴转动的斜面，使转动变成离合器分离轴承的轴向运动。,采用螺杆传动的离合器作动器,2.离合器控制回路,液压系统用来操纵离合器分离油缸，通过传统分离杠杆的接合、分离离合器。装在液压单元的电磁阀控制分离油缸的油压，这个阀由传感器的信号通过控制单元控制。,高速开关电磁阀结构1-衔铁；2-线圈；3-固定铁心；4-推杆；5-阀芯；6-阀套；7-弹簧,变速器换挡的自动控制,变速器闭环子系统,ATM的选挡和换挡作动器1-选挡油缸；2-选挡缸柱塞杆；3-换挡柱
36、塞杆与换挡拨头的连接剖面；4-选换挡杆与选挡拨叉连接剖面；5-选挡油缸端盖；6-挡位选择器；7-差动式换挡油缸；8-换挡柱塞杆,选、换挡动作器结构及工作原理,发动机节气门开度的自动控制,节气门执行器及发动机控制子系统,节气门的控制有两种方式：电液驱动式和电机驱动式。电液驱动式节气门执行器的组成结构如3-67所示。,电液式节气门执行器结构原理,3.3.6 电子控制单元,1.电子控制单元的组成及特点,机械式自动变速器的电子控制单元,双机控制单元框图,2.控制功能及原理,1）变速控制,2）离合器控制,3）发动机节气门控制,3.3.7 特殊控制单元,坡道辅助起步装置的组成1-主液压缸；2-HAS阀；3
37、-压力调整装置；4-前、后、左、右制动器,1.坡道辅助起步装置,为使汽车在坡道上起步时，节气门踏板和制动踏板之间的操纵配合变得容易，不至于因节气门跟不上而发生溜车，或者由于制动器动作不当使发动机熄火，故设有坡道辅助起步装置(HAS一Hill Starting Aid)，以提高在坡上起步时的安全性。,HSA阀工作原理图,2.电控式应急系统,电控应急系统用作双机控制单元中的从机，作为安全应急之用（冗余备份）。它的主要功能是：,两个控制单元互相监测彼此的工作状态是否正常；,如果主控制单元出现的故障较严重，以致不能完成控制功能，则指示灯亮，主机自动切换到应急系统工作，此时驾驶员可观察运行是否正常；如工
38、作仍不可靠，则通过换挡开关转向应急系统位置，两个控制单元均退出对系统的控制，汽车只能在低挡或倒挡行驶，维持基本行驶能力以能进厂检修。,3.机械式应急系统,自动变速控制系统一旦出现故障，首先由电控式应急系统处理，如该系统也失灵，则机械式应急系统进入工作，整个变速控制系统恢复至手动换挡状态，发动机、离合器、变速器等均可由人工进行操纵，汽车可维持基本行走能力。,机械式安全应急系统1-弹簧、气缸；2-紧急用替换开关；3-紧急用发动机停止按钮；4-安全用变速杆；5-安全用离合器控制按钮；6-电磁阀,3.4 无级自动变速器,无级变速器概述,无级变速器（Continuously Variable Trans
39、mission，CVT）是传动比可以在一定范围内连续变化的变速器。它采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合来传递动力，可以实现传动比的连续改变，从而得到传动系与发动机工况的最佳匹配，最大限度地利用发动机的特性，提高汽车的动力性和燃油经济性，目前在汽车上的应用越来越多。,金属带式无级变速器的变速原理1主动带轮；2金属传动带；3从动带轮,无级变速器的基本组成和工作原理,1.无级变速传动机构,一般无级变速机构所形成的传动比在0.444.69之间，在其后需要增加主减速器，在其前一般还配有电磁离合器或带有锁止离合器的液力变矩器。,带液力变矩器的无级变速器结构示意图,1-差速器；2-输入轴；3-液力变
40、矩器；4-主动带轮；5-换挡机构；6-液压泵；7-从动带,无级变速器的关键部件金属带由一层层带有V形斜面的金属片通过柔性的钢带所组成，靠V形金属片传递动力，而柔性钢带则只起支撑与保持作用。和普通的带传动不一样，这种带在工作的时候相当于由主动轮通过钢带推着从动轮旋转来传递动力。,一般钢带总长约600mm，由300块金属片组成，每片厚约2mm，宽约25mm，高约12mm。每条带包含柔性的钢带211条，每条厚约0.18mm。生产出能够传递高转矩和高转速的V形钢带，是当前研究无级变速传动的核心问题之一。,1柔性钢带；2金属片,金属带的结构,2.无级变速传动的电子控制系统,1-电磁离合器；2-主动带轮；3-输入轴；4-输出轴；5-钢带；6-从动带轮；7-液压泵,无级变速电子控制系统,无级变速闭环控制原理1输入轴；2控制阀；3转矩传感器；4液压泵,复习思考题,1.简述汽车用电控自动变速器的类别。,2.简述行星齿轮式电控自动变速器的结构组成和工作原理。,3.简述平行轴式电控自动变速器的结构组成和工作原理。,4.简述金属带式无级自动变速器的结构组成和工作原理。,GAME OVER,
