自动变速器换挡品质研究

2026/1/21 4:18:12

中,整个行星齿轮组还存在运动,动力传递没有中断,因而实现了动力换挡。

换挡执行机构主要是用来改变行星齿轮中的主动元件或限制某个元件的运动,改变动力传递的方向和速比,主要由多片离合器、制动器和单向离合器等组成。离合器的作用是把动力传给行星齿轮机构的某个元件使之成为主动件。制动器的作用是将行星齿轮机构中的某个元件固定,使之不动。单向离合器也是行星齿轮变速器的换挡元件之一,其作用和多片式离合器及制动器基本相同,也是用于固定或链接几个行星排中的某些太阳轮、行星架、齿圈等基本元件,让行星齿轮变速器组成不同传动比的档位[8]。

3.1.3 供油系统

自动变速器的供油系统主要由油泵、油箱、滤清器、调压阀及管道所组成。油泵是自动变速器最重要的总成之一,它通常安装在变矩器的后方,由变矩器壳后端的轴套驱动。在发动机运转时,不论汽车是否行驶,油泵都在运转,为自动变速器中的变矩器、换挡执行机构、自动换挡控制系统等部分提供一定油压的液压油。油压的调节由调压阀来实现。

自动变速器中油泵是重要总成之一,它技术状况的好坏,对自变器的性能及使用寿命有很大影响。油泵通常装在变距器的后端,有的是在变速器的后端,但是不管何位都 是变距器的泵通过轴套或轴来驱动,转速与发动机相同。

3.1.4 自动换挡控制系统

自动换挡控制系统能根据发动机的负荷(节气门开度)和汽车的行驶速度,按照设定的换挡规律,自动地接通或切断某些换挡离合器和制动器的供油油路,使离合器接合或分开、制动器制动或释放,以改变齿轮变速器的传动比,从而实现自动换挡。

自动变速器的自动换挡控制系统有液压控制和电液压(电子)控制两种。 液压控制系统是由阀体和各种控制阀及油路所组成的,阀门和油路设置在一个板块内,称为阀体总成。不同型号的自动变速器阀体总成的安装位置有所不同,有的安置于上部,有的安置于侧面,纵置的自动变速器一般安置与下部。

在液压控制系统中,增设控制某些液压油路的电磁阀,就成了电气控制的换挡控制系统,若这些电磁阀是由电子计算机控制的,则成为电子控制的换挡系统[9]。

3.1.5 换挡操纵机构

自动变速器的换挡操纵机构包括手动选择阀的操纵机构和节气门的操纵机构等。驾驶员通过自动变速器的操纵手柄改变筏板内的手动阀位置,控制系统根据手动阀的

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位置及节气门开度、车速、控制开关的状态等因素,利用液压自动控制原理或电子自动控制原理,按照一定的规律控制齿轮变速器中的换挡执行机构的工作,实现自动换挡。

3.2自动变速器的分类

不同车型所装用的自动变速器在形式结构上往往有很大的差异,下面从不同的角度对自动变速器进行分类。

3.2.1 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,可分为后驱动自动变速器和前驱动自动变速器两种。

这两种自动变速器在结构和布置上有很大的不同。后驱动自动变速器的变矩器和齿轮变速器的输入轴及输出轴在同一轴线上,因此轴向尺寸较大;阀板总成则布置在齿轮变速器下方的油底壳内。前驱动自动变速器除了具有与后驱动自动变速器相同的组成部分外,在自动变速器的壳体内还装有差速器。前驱动汽车的发动机有纵置和横置两种。纵置发动机的前驱动自动变器的结构和布置与后驱动自动变速器基本相同,只是在后端增加了一个差速器。横置发动机的前驱动自动变速器出于汽车横向尺寸的限制,要求有较小的轴向尺寸,因此通常将输入轴和输出轴设计成两个轴线的方式,变矩器和齿轮变速器输入轴布置在上方,输出轴则布置在下方。这样的布置减少了变速器总体的轴向尺寸,但增加了变速器的高度,因此常将阀板总成布置在变速器的侧面或上方,以保证汽车有足够的最小离地间隙[10]。

3.2.2 按前进档的档位数分类

自动变速器按前进挡的档位数的不同,可分为2个前进档,3个前进档,4个前进档三种。

早期的自动变速器通常为2个前进档或3个前进档。这两种自动变速器都没有超速档,其最高档为直接档。新型轿车装用的自动变速器基本上都是4个前进档,即设有超速档。 现在还有了6个、7个前进档。

3.2.3 按齿轮变速器的类型分类

自动变速器按其齿轮变速器的类型不同, 可分为普通齿轮式和行星齿轮式两种。 普通齿轮式自动变速器体积较大,最大传动比较小,只有少数几种车辆使用(如本田ACCORD轿车)。行星齿轮式自动变速器结构紧凑,能获得较大的传功比,为绝大多数轿车采用。

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3.2.4 按变矩器的类型分类

—般都是采用结构简单的单级三元件综合式液力变矩器。这种变距器又分为有锁止离合器和无锁止离合器两种,早期的变矩器中没有锁止离台器,在任何工况下都是以液力方式传递发动机的动力,因此传动效率较低。新型轿车自动变速器大都采用带锁止离合器的变矩器,这样当汽车达到一定车速时,控制系统使锁止离合器接合, 液力变矩器输入部分和输出部分连成一体发动机的动力以机械传递的方式直接传入齿轮变速器,从而提高了传动效率,降低了汽车的燃油消耗量[11]。

3.2.5 按控制力式分类

自动变速器按控制方式不同,可分为液力控制自动变速器和电子控制自动变速器两种。

液力控制自动变速器是通过机械的手段,将汽车行驶时的车速及节气门开度这两个参数转变为液压控制信号;阀板中的各个控制阀根据这些液压控制信号的大小,按照没定的换档规律,通过控制换档执行机构的动作,实现自动换档。电子控制自动变速器是通过各种传感器,将发动机的转速,节气门的开度,车速,发动机温度,变矩器油液的温度等参数转变成电信号并输入电脑,电脑根据设定的换档程序向换档电磁阀,油液电磁阀等发出控制信号,从而实现自动换档。

3.3自动变速器的特点

现代汽车自动变速器普遍采用的是液力变矩器与行星齿轮式变速器组合而成的液力全自动变速器,换挡自动控制形式有纯液压式和电子控制式两种。相比较传统的手动机械式变速器自动变速器具有如下优点:

3.3.1驾驶操纵简化,提高了行车安全性

在汽车起步和运动时,自动变速器无需离合器操作和手动换挡操作,减少了驾车操作的劳动强度,可使司机集中精力注意路面交通情况,因此,行车的安全性得以提高。

3.3.2提高了发动机和传动系统的使用寿命

由于自动变速器在自动换当过程中无动力中断,换挡平稳,减小了发动机和传动系统零件的动载荷;液力变矩器这个“弹性元件”可以吸收动力传递过程的冲击力和动载荷,因此,采用自动变速器的汽车发动机和传动系统的零件的寿命比采用机械式变速器的要长[12]。

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3.3.3提高了汽车的动力性

自动变速器在起步时,由于液力变矩器可连续自动变矩,可使驱动轮上的牵引力逐渐增加,换挡时动力不中断,发动机可维持一个稳定的转速,因此,可使汽车的起步、加速性能提高,汽车的平均车速也可提高。

3.3.4提高了汽车通过性能

液力变矩器可以在一定的范围内自动变速来适应汽车行驶阻力的变化,在必要时又可自动换挡以满足牵引力的需要,因此显著提高了汽车的通过性。

3.3.5减少了废气污染

手动换挡工程中常常伴有供油量急剧变化,发动机转速变化较大的情况,容易导致燃烧不完全,使得发动机废气中有害物质增加。自动变速器由于有液力传动和自动换挡,在换挡过程中发动机可保持稳定的转速,发动机的燃烧条件不会恶化,因此可减少发动机排放的废气对空气的污染。

3.3.6降低燃料消耗

因为液力传力效率较低,所以液力自动变速器的油耗要高于机械变速器,但由于自动变速器可以适时换挡,换挡过程中使发动机仍可在理想的状态下稳定运转,因此,在需要频繁换挡的市区行驶,自动变速器汽车比较省油。尤其是现代汽车车自动变速器采用了电子控制换挡,可按照最佳油耗规律控制自动换挡,加之采用了超速档和变矩器锁止控制等,从而使自动变速器汽车的油耗有了明显的下降。

自动变速器的缺点是结构较为复杂,成本较高,对维修技术水平要求要高一些。

4自动变速器换挡品质影响因素

影响自动变速器换挡品质的因素很多,总结起来不外乎硬件和软件系统两方面,通过试验所积累经验和查阅相关资料,我们将影响换挡品质的因素总结为机械及液压系统对换挡品质的影响和电控系统对换挡品质的影响,下面分别加以介绍。

4.1机械及液压系统对换挡品质的影响

4.1.1液压系统的影响

本变速箱采用液压控制,液压系统对变速箱换挡品质也有很大的影响,如油泵的规格及性能,比例流量阀和开关阀流量以及响应特性、液压系统的泄漏量和压力损失、油道布置及尺寸规格、ATF油的粘温特性等。

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