1、学时安排学时安排 一.自动变速器系统的组成二.自动变速器的优点三.自动变速器的基本原理 四.01N型拉威挪行星齿轮变速器五.辛普森行星齿轮变速器的原理一.液压部分主要元件的作用二.变速器电控系统主要元件的作用三.自动变速器ECU的主要功能四.变速器电控系统的电路分析图6-1自动变速器的外形 任务一一自动变速器系统的组成 自动变速器主要由液力变矩器、变速齿轮机构、液压控制系统、电子控制系统等四个部分组成。大众轿车4速自动变速器的内部结构如图6-1。一.自动变速器系统的组成 自动变速器主要由液力变矩器、变速齿轮机构、液压控制系统、电子控制系统等四个部分组成。自动变速器电控系统组成简图如图6-2所示
2、。图6-2轿车自动变速器系统的组成简图液力变矩器位于自动变速器的最前端，安装在发动机的飞轮上，由泵轮、涡轮、导轮等组成，如图6-3所示。它的内部充满自动变速器油液，油液经泵轮、涡轮、导轮又回到泵轮；当涡轮与泵轮的转速之比85%时，导轮起增扭作用，当变矩器不锁止，发动机把动力经泵轮、油液传递给涡轮；当涡轮与泵轮的转速之比85%时，导轮不起增扭作用，当变矩器锁止时，泵轮与涡轮连成一体，发动机的动力直接传递给涡轮。图6-3 液力变矩器的外形和结构 1.1.液力变矩器液力变矩器一.自动变速器系统的组成液力变矩器的主要作用是：起到离合器的作用，传递或切断发动机与变速器之间的动力，在一定范围内实现无级变速
3、、变扭，可将发动机的转矩增大2倍输出；起到飞轮的作用，使发动机运转平稳，驱动液压系统中的油泵运转。图6-3 液力变矩器的外形和结构 1.1.液力变矩器液力变矩器一.自动变速器系统的组成 图6-4 行星齿轮机构的元件 2.2.行星齿轮机构行星齿轮机构变速齿轮机构包括行星齿轮机构和换档执行机构两部分。行星齿轮机构是实现变速的机构，通过以不同的元件作主动件和限制不同元件的运动来改变速比。目前，具有4个前进档和一个倒档的自动变速器的行星齿轮机构应用最广泛。换档执行机构是通过离合器和制动器的作用使行星齿轮机构处于不同的啮合状态，以改变动力的传递方向，实现不同的传动比。换档执行机构（图6-5）是通过离合器
4、和制动器的作用使行星齿轮机构处于不同的啮合状态，以改变动力的传递方向，实现不同的传动比。图6-5 换档执行机构 3.3.离合器和制动器离合器和制动器液压控制系统是由阀体和各种控制阀等组成，如图6-6所示。主要的控制阀有油压阀和油压调节电磁阀、变矩器锁止电磁阀、换档电磁阀等，称为液压阀体总成。自动变速器电控单元根据各种传感器的信号，控制各种电磁阀，改变控制油路，控制相应的离合器和制动器工作，实现自动换档。图6-6 液压阀板总成 4.4.液压控制系统液压控制系统图6-7是自动变速器电子控制系统的组成示意图，从图可知，自动变速器ECU接收节气门位置传感器、加速踏板传感器、多功能开关、制动开关等信号，
5、并根据这些传感器、开关的信号和ECU内部的控制程序，发出控制指令，控制变矩器锁止电磁阀、换档电磁阀在合适的时机投入工作，控制变矩器泵轮和涡轮锁止，使高车速时变矩器的传动效率达到100%，实现各前进档位的自动变换。图6-7 自动变速器电子控制系统的组成示意图5.5.变速器的电子控制系统变速器的电子控制系统图6-1自动变速器的外形二.自动变速器的优点1）自动变速器操作简单、省力，提高了汽车行驶的安全性；2）自动变速器电控系统可根据汽车的行驶状况，适时控制换档，提高汽车的适用性；3）自动变速器电控系统可适应各种路况的行驶要求，提高了汽车的通过性能；4）自动变速器电控系统可使发动机处于最佳工作状态，有
6、利于控制汽车的排放污染；5）自动变速器电控系统可防止传动系过载，提高了传动系总成的使用寿命。但汽车自动变速器与手动变速器相比，低速区传动效率低，结构复杂，制造和维修成本高，维修难度较大。自动变速器工作时，变速器油在液力变矩器中的流动情况如图6-9。当发动机飞轮带动泵轮旋转时，泵轮带动变速器油一起旋转。三.自动变速器的基本原理 1 1.液力变矩器的原理液力变矩器的原理在离心力的作用下，油液从内圆向外圆移动，冲击涡轮的叶片。油从泵轮冲向涡轮，经导轮后又回到泵轮，进入下一次循环。我们把泵轮涡轮导轮泵轮的油液流动叫涡流，涡流的流速叫Va。自动变速器工作时，变速器油在液力变矩器中的流动情况如图6-9。当
7、发动机飞轮带动泵轮旋转时，泵轮带动变速器油一起旋转。三.自动变速器的基本原理 1 1.液力变矩器的原理液力变矩器的原理在离心力的作用下，油液从内圆向外圆移动，冲击涡轮的叶片。油从泵轮冲向涡轮，经导轮后又回到泵轮，进入下一次循环。我们把泵轮涡轮导轮泵轮的油液流动叫涡流，涡流的流速叫Va。图6-9液力变矩器中的涡流油在进行涡流的同时，又围绕飞轮的中心线旋转，我们把油液绕飞轮中心线的旋转叫环流，环流的流速叫Vb，如图6-10所示。三.自动变速器的基本原理 1 1.液力变矩器的原理液力变矩器的原理图6-10液力变矩器中的环流和合成液流在液力变矩器中油液的实际流动方向Vc是由涡流和环流合成的，即Vc=V
8、a+Vb,如图6-10所示。液力变矩器中油液的实际流动方向Vc是由涡流和环流合成的，即：Va+Vb=Vc，如图6-11所示。图6-11变矩器油液的涡流与环流汽车起步或低速行驶时，涡流Va的速度大，环流Vb的速度小，二者合成的液流方向Vc冲击导轮的正面，因导轮锁止，涡轮的输出转矩增大，如图6-11所示；1 1.液力变矩器的原理液力变矩器的原理当发动机飞轮带动泵轮旋转时，泵轮带动变速器油一起旋转。在离心力的作用下，油液从泵轮的内圆以一定的射流力FB冲击到涡轮上，此时涡轮上得到冲击力FB；从涡轮流出的油液冲击到导轮的正面，导轮因其上的单向离合器锁止，不能旋转，所以导轮对油液产生反作用力FD，FB和F
9、D合成后生成的力FW就是作用在涡轮上的作用力，如图6-12所示。用力矩的形式来表达它们的关系就是MW=MB+MD。从以上分析可知，由于导轮的加入，涡轮上的输出转矩MW大于泵轮上的输入转矩MB，即导轮具有增大转矩的作用。图6-12涡轮上的作用力与转矩 1 1.液力变矩器的原理液力变矩器的原理导轮上装了一个单向离合器，如图6-13所示，当从涡轮流出的油液冲击到导轮的正面时，导轮因被单向离合器锁止而不能转动；当从涡轮流出的油液冲击到导轮的背面时，导轮因不能被单向离合器锁止而自由转动，如图6-13所示。图6-13导轮和单向离合器 2.2.导轮上的单向离合器导轮上的单向离合器随着汽车加速行驶，涡轮的速度
10、越来越高，于是涡流的速度Va变小，而环流的速度Vb变大，其合成液流速度Vc的大小和方向逐渐发生变化，当涡轮转速为0.85倍的泵轮转速时，合成液流的方向正好与导轮叶片相切，此时涡轮输出转矩等于泵轮的输入转矩MW=MB，此时的变矩器相当于偶合器。当涡轮与泵轮转速相接近时，涡流Va最小，环流Vb最大，合成液流的方向Vc变为冲击导轮的背面，如图6-14所示。图6-14合成液流Vc冲击导轮的背面 1 1.液力变矩器的原理液力变矩器的原理为了防止导轮的反作用转矩使涡轮的输出转矩减小，在液力变矩器的导轮上加装了单向离合器。导轮上安装了单向离合器后，当涡轮转速大于0.85倍泵轮转速时，导轮自由转动，对涡轮无反
11、作用力，涡轮转矩MW=MB，此时的变矩器相当于偶合器。另外为了提高高速时液力变矩器的传动效率，液力变矩器上还安装了将涡轮与泵轮连成一体的锁止离合器装置，如图6-16所示。离合器锁止装置由涡轮与减振盘、锁止离合器片、泵轮前盖等组成。减振盘与涡轮连在一起，它在离合器接合时，防止产生扭转震动；锁止离合器片、前盖与泵轮连接在一起，前盖上沾有一层摩擦材料，以增加离合器工作时的摩擦力。图6-16 液力变矩器中的锁止离合器 3.3.液力变矩器中的锁止离合器液力变矩器中的锁止离合器当车辆低速行驶时，变速器ECU控制变矩器锁止电磁阀不工作，液压控制系统控制油液通过输入轴的油道流入锁止离合器活塞的前部，从活塞的后
12、部流出，锁止离合器前端及后端的压力大小相同，锁止离合器处于脱开状态，如图6-16b所示。当车辆以中高速行驶时（通常为60km/h左右），变速器ECU控制变矩器锁止电磁阀工作，液压控制系统控制油液通过输入轴和导轮轴的油道从锁止离合器活塞后部进入变矩器。这时，液力变矩器壳体受到锁止活塞挤压，从而使锁止离合器与泵轮前盖一起转动，即泵轮与涡轮连接成为一个整体，变矩器的传动效率为100，如图6-16c所示。注：液力变矩器离合器在以下情况下不锁止：1）低速时，在D2档以下；2）变速器油温低时；3）变速器换档时；4）踩制动踏板时。图6-16 液力变矩器中的锁止离合器 3.3.液力变矩器中的锁止离合器液力变矩
13、器中的锁止离合器行星齿轮机构中的太阳轮、齿圈及行星架有一个共同的固定轴线，行星齿轮支承在固定于行星架的行星齿轮轴上，并同时与太阳轮和齿圈啮合。当行星齿轮机构运转时，空套在行星齿轮轴上的几个行星齿轮，一方面可以绕着自己的轴线旋转，另一方面又可以随着行星架一起绕着太阳轮回转，就像天上行星的运动那样，兼有自转和公转两种运动状态（行星齿轮的名称即因此而来），在行星排中，具有固定轴线的太阳轮、齿圈和行星架称为行星排的3个基本元件。行星齿轮机构有很多类型，其中最简单的行星齿轮机构是由1个太阳轮、1个齿圈、1个行星架和支承在行星架上的几个行星齿轮组成的，称为1个行星排如图6-17所示。图6-17单排行星齿轮
14、机构 4.4.单排行星齿轮机构的变速原理单排行星齿轮机构的变速原理设=z2/z1，则可得到单排行星齿轮机构运动规律的特性方程式为：n1+n2-(1+)nh=0式中，n1为太阳轮转速；n2为齿圈转速；nh为行星架转速；=z2/z1，且1。图6-18a)为单排行星齿轮机构的传动简图，图6-18b)是将行星齿轮机构由周转轮系转变为定轴轮系的简图。根据图6-18b)和定轴轮系的传动原理，可得到如下方程式：(n1-nh)/(n2-nh)=-z2/z1，图6-18 将行星齿轮机构和由周转轮系转化为定轴轮系 4.4.单排行星齿轮机构的变速原理单排行星齿轮机构的变速原理 由单排行星齿轮机构运动特性方程式可以看
15、出，在太阳轮、齿圈和行星架三个基本元件中，可任选两个分别作为主动件和从动件，而使另一个元件固定不动（使该元件转速为零），则整个轮系即以一定的传动比传递动力。不同的连接和固定方案可得到不同的传动比，三个基本元件有6种不同的组合方案，如图6-19所示。图6-19 单排行星齿轮机构的动力传动方式 4.4.单排行星齿轮机构的变速原理单排行星齿轮机构的变速原理由单排行星齿轮机构运动特性方程式可以看出，在太阳轮、齿圈和行星架三个基本元件中，可任选两个分别作为主动件和从动件，而使另一个元件固定不动（使该元件转速为零），则整个轮系即以一定的传动比传递动力。不同的连接和固定方案可得到不同的传动比，三个基本元件有
16、6种不同的组合方案，如图6-19所示。表6-1 单排行星齿轮机构的运动情况固定件固定件主动件主动件从动件从动件传动效果传动效果从动件转动方向从动件转动方向太阳轮太阳轮行星架齿圈加速与主动件相同与主动件相同齿圈行星架减速齿圈齿圈行星架太阳轮加速与主动件相同与主动件相同太阳轮行星架减速行星架行星架齿圈太阳轮加速与主动件相反与主动件相反太阳轮太阳轮齿圈齿圈减速减速 4.4.单排行星齿轮机构的变速原理单排行星齿轮机构的变速原理1为方便记忆，我们可以将行星齿轮机构看作普通圆柱齿轮，将行星架也看作一个齿轮，那么太阳轮、行星架、齿圈，两两相互啮合传动，其中行星架看作是最大的齿轮，太阳轮是最小的齿轮。2对于升
17、减速的判断：根据大齿轮带小齿轮为升速，小齿轮带大齿轮为减速的规律就很容易判断升减速。3对于转向的判断：按照运动特性方程式可知：行星架固定时，主、从动件转向相反，其余主、从动件同向转动。4.从单排行星齿轮机构运动特性方程式可知，单排行星齿轮机构中太阳轮、齿圈、行星架三元件中如有二个元件的转速等于n，第三个元件的转速也等于n，此时行星齿轮机构的三元件抱成一体旋转。表6-1 单排行星齿轮机构的运动情况固定件固定件主动件主动件从动件从动件传动效果传动效果从动件转动方向从动件转动方向太阳轮太阳轮行星架齿圈加速与主动件相同与主动件相同齿圈行星架减速齿圈齿圈行星架太阳轮加速与主动件相同与主动件相同太阳轮行星
18、架减速行星架行星架齿圈太阳轮加速与主动件相反与主动件相反太阳轮太阳轮齿圈齿圈减速减速特特点点归归纳纳 4.4.单排行星齿轮机构的变速原理单排行星齿轮机构的变速原理 大众轿车上四速自动变速器使用了拉威挪行星齿轮机构，该机构有大、小二个太阳轮，长、短二种行星轮，它们之间的啮合关系如图6-20所示。图6-20拉威挪行星齿轮机构 5.5.拉威挪行星齿轮机构拉威挪行星齿轮机构 大众轿车上使用的01N型四挡拉威挪行星齿轮变速器的简图如图6-21所示，其中离合器K1用于将涡轮轴的动力传递给小太阳轮，离合器K2用于将涡轮轴的动力传递给大太阳轮，离合器K3用于将涡轮轴的动力传递给行星齿轮架，制动器B1用于制动行
19、星齿轮架，制动器B2用于制动大太阳轮，单向离合器F1防止行星架逆时针转动，变矩器锁止离合器K将变矩器的泵轮和涡轮刚性连在一起。5.5.拉威挪行星齿轮机构拉威挪行星齿轮机构图6-21 01N型四挡拉威挪行星齿轮变速器01N自动变速器换档的基本原理是：自动变速器ECU接受车速、节气门位置、变速器输入速度和输出速度等各传感器的信号，然后在计算、分析、处理这些信号的基础上，发出控制指令，控制油压调节电磁阀、换档电磁阀等工作，油压调节电磁阀调节变速器的工作油压，换档电磁阀通过改变油路：控制K1、K2、K3离合器和B1、B2制动器工作，各离合器和制动器控制行星齿轮机构工作，从而实现D1、D2、D3、D4等
20、各档位的自动切换和平顺换档，01N型自动变速器各档位换档元件的工作情况见表6-2。表6-2 01N自动变速器各档位换档元件的工作情况档档位位B1B2K1K2K3FD1档档D2档档D3档档D4档档R四.01N型拉威挪行星齿轮变速器 D1档时，离合器K1接合，单向离合器F工作，如图6-22所示，D1档的动力传动路线为：泵轮变速器油涡轮涡轮轴离合器K1小太阳轮短行星轮长行星轮齿圈输出动力；因F工作，造成行星架不转动，大太阳轮逆时针转动，见图6-22a。图6-22 D1档变速器的动力传递路线和各元件的转动方向四.01N型拉威挪行星齿轮变速器 D2档时，离合器K1接合，制动器B2制动大太阳轮，如图6-D
21、2所示，D2档的动力传动路线为：泵轮变速器油涡轮涡轮轴离合器K1小太阳轮短行星轮长行星轮围绕不转的大太阳轮转动齿圈（与D1档相比转速提高）输出动力，D2档时行星架顺时针转动，见图6-D2a。图6-D2 D2档变速器的动力传递路线和各元件的转动方向四.01N型拉威挪行星齿轮变速器 D3档时，离合器K1工作，驱动小太阳轮旋转，离合器K3工作，驱动行星架旋转，由于小太阳轮要与行星架保持相同的转速，于是整个行星齿轮机构抱成一个整体旋转，此时的传动比为1，如图6-D3所示，D3档的动力传动路线为：泵轮变速器油涡轮涡轮轴离合器K1和K3小行星轮和行星架整个行星齿轮机构抱成一体旋转，由齿圈输出动力。图6-D
22、3 D3档变速器的动力传递路线和各元件的转动方向四.01N型拉威挪行星齿轮变速器 D4档时，离合器K3工作，将涡轮轴的动力传递给行星架，制动器B2工作，使大太阳轮不能转动，如图6-D4所示，动力传动路线为：泵轮变速器油涡轮涡轮轴离合器K3行星架长行星轮齿圈。图6-D4 D4档变速器的动力传递路线和各元件的转动方向四.01N型拉威挪行星齿轮变速器 换档杆在“R”位置时，离合器K2接合，将涡轮轴的动力传递给大太阳轮；制动器B1工作，使行星架制动。如图6-R所示，R档的动力传动路线为：泵轮涡轮涡轮轴离合器K2大太阳轮长行星轮反向驱动齿圈。图6-R R档变速器的动力传递路线和各元件的转动方向四.01N
23、型拉威挪行星齿轮变速器 五.辛普森行星齿轮变速器原理法国标致、雪铁龙等许多轿车上使用了AL4型辛普森式行星齿轮变速器，图6-23为该变速器的内部结构，该行星齿轮机构有前、后二个行星排，如图6-24所示；有二个离合器；有三个制动器。图6-23 AL4自动变速器的内部结构简图 法国标致、雪铁龙等许多轿车上使用了AL4型辛普森式行星齿轮变速器，该变速器的行星齿轮机构有前、后二个行星排，如图6-24所示。图6-24 AL4型辛普森式行星齿轮机构二个行星排的外形二个行星排的外形五.辛普森行星齿轮变速器原理 法国标致、雪铁龙等许多轿车上使用了AL4型辛普森式行星齿轮变速器，该变速器的内部结构有二个离合器；
24、离合器E1的外形如图6-25所示。离合器的外形离合器的外形图6-25 AL4型变速器中的离合器E1五.辛普森行星齿轮变速器原理 法国标致、雪铁龙等许多轿车上使用了AL4型辛普森式行星齿轮变速器，该变速器的内部结构有二个离合器；离合器E2的外形如图6-26所示。离合器的外形离合器的外形图6-26 AL4型变速器中的离合器E1五.辛普森行星齿轮变速器原理AL4型辛普森式行星齿轮变速器内部有三个制动器；制动器F1的外形如图6-27所示，它是一个片式制动器，用于制动前太阳轮。制动制动器器F F1 1的外形的外形图6-27 AL4型变速器中的制动器F1五.辛普森行星齿轮变速器原理AL4型辛普森式行星齿轮
25、变速器内部有三个制动器；制动器F1的外形如图6-28所示，它是一个带式制动器，用于制动前行星架。制动制动器器F2F2的外形的外形图6-28 AL4型变速器中的制动器F2五.辛普森行星齿轮变速器原理AL4型辛普森式行星齿轮变速器内部有三个制动器；制动器F1的外形如图6-29所示，它是一个带式制动器，用于制动后太阳轮。制动制动器器F3F3的外形的外形图6-29 AL4型变速器中的制动器3五.辛普森行星齿轮变速器原理经过分析，可用图6-30来表示AL4型辛普森式变速器的内部连接关系。变速器的连接关系变速器的连接关系图6-30 AL4型辛普森式行星齿轮机构五.辛普森行星齿轮变速器原理1.D1档时，离合
26、器E1和制动器F3工作，变速器经过了前、后行星排的二级减速，变速器内各元件的转动方向和动力传递路线如图6-31所示。D1 D1档动力传递路线档动力传递路线图6-31 D1档时变速器各元件的旋转方向和动力传递路线五.辛普森行星齿轮变速器原理2.D2档时，离合器E2和制动器F3工作，变速器只经过了后行星排的一级减速，变速器内各元件的转动方向和动力传递路线如图6-32所示。D2 D2档动力传递路线档动力传递路线图6-32 D2档时变速器各元件的旋转方向和动力传递路线五.辛普森行星齿轮变速器原理3.D3档时，离合器E1和E2同时工作，由于前太阳轮和前行星架的转速必须相同，于是前太阳轮、前行星架、前齿圈
27、抱成一个整体一起旋转，传动比为1，是直接档。D3档时，变速器内各元件的转动方向和动力传递路线如图6-33所示。D3 D3档动力传递路线档动力传递路线图6-33 D3档时变速器各元件的旋转方向和动力传递路线五.辛普森行星齿轮变速器原理4.D4档时，离合器E2和制动器F1工作，前行星架的是主动件，前齿圈是从动件为加速传动，传动比1，变速器内各元件的转动方向和动力传递路线如图6-34所示。D4 D4档动力传递路线档动力传递路线图6-34 D4档时变速器各元件的旋转方向和动力传递路线五.辛普森行星齿轮变速器原理5.R档时，离合器E1和制动器F2工作，前太阳轮是主动件，前行星架固定，前齿圈是从动件，主动
28、件与从动件的转向相反，变速器内各元件的转动方向和动力传递路线如图6-35所示。R R档动力传递路线档动力传递路线图6-35 R档时变速器各元件的旋转方向和动力传递路线五.辛普森行星齿轮变速器原理 各档换档元件工作情况各档换档元件工作情况表6-3 AL4自动变速器各档位换档元件的工作情况档档位位离合器离合器E1 离合器离合器E2 制动器制动器F1 制动器制动器F2 制动器制动器F3 传动比传动比D12.57D21.5D31D40.71R2.45注：表示离合器、制动器工作。五.辛普森行星齿轮变速器原理 任务一实操实操步骤15-8人组成一个实习小组拆装四档辛普森行星齿轮变速器；2.在实习教师的指导下
29、，参照自动变速器维修手册，观察自动变速器的结构，研究自动变速器各档位的工作元件和动力传递路线，并填写表6-1-4和表6-1-5。AL4型自动变速器 任务一实操实操步骤2.在实习教师的指导下，参照自动变速器维修手册，观察自动变速器的结构，研究自动变速器各档位的工作元件和动力传递路线，并填写表6-4。表6-4自动变速器部分元件的主要作用元件名称元件名称主要作用主要作用教师点评教师点评液力变矩器液力变矩器泵轮涡轮导轮变矩器锁止离合器K变速机构的离变速机构的离合器和制动器合器和制动器离合器E1离合器E2制动器F1制动器F2制动器F3液压系统液压系统液压泵换档电磁阀油压调节电磁阀手动阀限压阀 任务一实操
30、实操步骤2.在实习教师的指导下，参照自动变速器维修手册，观察自动变速器的结构，研究自动变速器各档位的工作元件和动力传递路线，并填写表6-5。工作工作档档位位该该档档工作工作的电磁的电磁阀、离合器、制阀、离合器、制动器动器该该档档位行星齿轮位行星齿轮机机构各元件的旋转方构各元件的旋转方向向该该档档位位的动的动力传递路线力传递路线教师点评教师点评D1档档D2档档D3档档D4档档R档档表6-5各档位的工作元件、行星齿轮机构各元件的旋转方向和动力传递路线一.液压部分主要元件的作用装在自动变速器壳体内的油泵为变速器提供液压油，油泵的结构与工作原理如图6-36所示。油泵由液力变矩器的泵轮驱动，发动机运转时
31、，飞轮带动液力变矩器的泵轮旋转，泵轮则带动油泵内、外转子朝相同的方向旋转，内转子为主动齿，由于内转子比外转子少一个齿，外转子的转速比内转子每转一圈慢一个齿。一一、液压油泵液压油泵图6-36油泵的结构与工作原理内转子的齿廓与外转子的齿廓是一对共轭曲线，它能保证油泵运转时，不论内、外转子转到什么位置，各齿均处于啮合状态，即内转子每个齿的齿廓曲线上总有一点与外转子的齿廓曲线相接触，从而在内、外转子之间形成与内转子齿数相同的密封空间，这些密封空间的容积随着转子的旋转而不断变化，密封空间由小变大的一侧因形成一定真空则成为进油腔口，密封空间由大变小的一侧因产生一定压力则成为出油腔口。一一、液压油泵液压油泵
32、图6-36油泵的结构与工作原理一.液压部分主要元件的作用一一、液压油泵液压油泵提示 由于发动机运转时，自动变速器油泵才能运转并提供润滑油压，为了保证自动变速器的可靠润滑，故装有自动变速器的车，不允许熄火滑行；当装备自动变速器的车有故障必须被其它车辆拖动长距离（超过50公里）行驶时，必须将前轮抬起拖动。图6-36油泵的结构与工作原理一.液压部分主要元件的作用自动变速器液压阀板装在油底壳中，液压阀板的外形如图6-37所示。液压阀板上主要有各种机械阀、电磁阀和通往离合器E1、E2，制动器F1、F2、F3的油路。图6-37液压阀板的外形和阀二二、液压阀板液压阀板一.液压部分主要元件的作用图6-38是表
33、示主要机械阀和电磁阀的示意图，其中限压阀CS用来限制自动变速器油泵的最高工作油压，是变速器液压系统的限压阀；R1为调压阀，用来提供改善换档质量的减震油压（1.75bar）；R2为调压阀，提供自动换档时的油压（3bar）；R3提供行星齿轮机构、离合器、制动器等部件的润滑油压和变矩器的工作油压；二二、液压阀板液压阀板图6-38液压阀板上的机械阀和电磁阀一.液压部分主要元件的作用RP调压阀，它与油压调节电磁阀共同配合将主油路中的油压调定在321bar，手动阀由变速杆驱动，当变速杆挂入P、R、D等档位时，手动阀将切换控制油路，与换档电磁阀一道实现档位的控制，特别是在自动变速器电控系统因故障处于应急模式
34、时，由手动阀控制变速器实现强制3档和倒档，使故障车辆可“跛行回家”，即带着变速器疾病的车辆慢慢开到停车场或修理场。二二、液压阀板液压阀板图6-38液压阀板上的机械阀和电磁阀一.液压部分主要元件的作用二二、液压阀板液压阀板AL4型自动变速器液压阀板上共有8个液压电磁阀，其中EVLU、EV1、EV2、EV3、EV4为开关式电磁阀，EV5、EV6和EVM为渐进式电磁阀。一.液压部分主要元件的作用图6-37液压阀板上的机械阀和电磁阀开关式电磁阀主要用于换档控制和液力变矩器的锁止控制，变速器ECU控制电磁阀的通、断电，使油路建立与保持油压或泄压，最终使液压阀板内的阀芯移动后改变油路，如图6-39所示。不
35、同的油路，控制不同的离合器和制动器工作；不同的离合器和制动器工作，控制行星齿轮机构，实现D1、D2、D3、D4、R等不同的档位。开关式电磁阀由电磁线圈、衔铁、回位弹簧、阀芯和阀球等组成。三三.开关式电磁开关式电磁阀阀图6-39开关式电磁阀的工作原理一.液压部分主要元件的作用 当电磁线圈未通电时，电磁阀下方的弹簧力大于控制油压产生的力，于是球阀开启，从油泵输出的、具有主油压的液压油一部分经球阀流入泄油口，于是主油压被调低；当变速器ECU控制电磁线圈通电时，球阀阀芯在控制油压和电磁力的作用下，克服弹簧的力，将泄压阀口关闭，于是主油压被调高。渐进式电磁阀是一种脉冲线性式电磁阀，它与开关式电磁阀的不同
36、之处在于控制它的电信号不是恒定不变的电压信号，而是一个固定频率的脉冲电信号。四四.渐渐近近式电磁式电磁阀阀 图6-40渐进式电磁阀工作原理示意图电磁阀在脉冲电信号的作用下不断反复地开启和关闭泄油孔，变速器ECU通过改变电磁阀通电时间在每个脉冲周期中所占的比值（注：电磁阀通电时间与一个脉冲周期的比，称为占空比，即占空比=(通电时间t通电/脉冲周期T)100%，它的变化范围为0%100%），来控制油路中的主油压。占空比越小，经电磁阀泄出的液压油越多，油路中主油压就越低；反之，占空比越大，油路中的主油压就越高。四四.渐渐近近式电磁式电磁阀阀图6-40渐进式电磁阀工作原理示意图提示渐进式电磁阀上方的控
37、制油压，可在电磁阀通电或断电的瞬间，使球阀缓慢开启或关闭，防止变速器油路中的主油压陡升或陡降。二.电控系统主要元件的作用 多功能开关装在变速器壳体的上方，外形如图6-42所示，它的内部主要有7对触点，当变速器挂P、R、N、D等不同档位，这7对触点将不同开闭组合信号传递给变速器ECU，供变速器ECU识别不同的档位。当变速器挂P或N档时，发动机才能起动。拆装或更换多功能开关后，必须挂N档，用万用表对多功能开关进行零点对位，以保证多功能开关的正确位置。一一.多功能开关多功能开关图6-42变速器电控系统部分元件的外形油压传感器装在变速器下部，它的外形见图6-42。它是压电型传感器，该传感器有三个脚，变
38、速器ECU将5V电压加在1、3脚，传感器通过2脚将变速器油压信号传递给ECU（见图6-52）。变速器ECU根据油压传感器的信号，控制油压调节电磁阀的工作，保证变速器换档、变矩器锁止、变速器润滑等油压需求。二二.油压传感器油压传感器图6-42油压传感器二.电控系统主要元件的作用输入速度传感器装在变速器壳体内部，它们是磁感应式传感器。输入速度传感器用来检测涡轮轴上离合器轮毂的速度，如图6-43所示。图6-43输入速度传感器三三.输入速度传感器输入速度传感器二.电控系统主要元件的作用输出速度传感器装在变速器壳体内部，它们是磁感应式传感器。输出速度传感器用来检测与主减速器主动齿轮连成一体的停车轮速度，
39、如图6-44所示；目前输出速度传感器已被ABS或ESP系统的轮速传感器取代。四四.输出速度传感器输出速度传感器图6-44输出速度传感器二.电控系统主要元件的作用油液散热控制阀装在变速器散热器附近，如图6-45所示，它是一个常闭电磁阀，当变速器油温达到105以上时，变速器ECU控制该阀通电开启，加大变速器油的散热强度。五五.油液散热控制阀油液散热控制阀图6-45油液散热控制阀二.电控系统主要元件的作用 油压调节电磁阀EVM、变矩器锁止电磁阀EVLU的安装位置和外形见图6-37。油压调节电磁阀EVM主要根据变速器ECU的指令来调节变速器油压，以保证变速器换档、变速器润滑、变矩器锁止等需求。变矩器锁
40、止电磁阀EVLU主要根据变速器ECU的指令，控制变矩器泵轮与涡轮锁止和分离。六六.油压调节和变矩器锁止电磁阀油压调节和变矩器锁止电磁阀图6-37液压阀板上的电磁阀二.电控系统主要元件的作用换档电磁阀EV1EV4、渐近电磁阀EV5、EV6、变矩器锁止电磁阀EVLU的安装位置和外形见图6-37。换档电磁阀EV1EV4主要根据变速器ECU的指令，控制换换档；渐近电磁阀EV5、EV6主要根据变速器ECU的指令，配合换档电磁阀，减小换档冲击。七七.换档和渐近电磁阀换档和渐近电磁阀图6-37液压阀板上的电磁阀二.电控系统主要元件的作用 程序选择器布置在自动变速器换档杆的面板上，如图6-46所示。变速器EC
41、U内存储有3种控制程序，当驾驶员不按换档杆面板上的键时，变速器ECU用经济程序控制换档，即在控制换档的过程中优先考虑节省燃油；当驾驶员按下换档杆面板上的“S”键时，变速器ECU用运动程序控制换档，即在控制换档的过程中，优先考虑发动机提供的换档动力；当驾驶员在雨、雪等低附着系统的路面下按下换档杆面板上的“”雪花键时，变速器ECU用2档控制车辆起步（注：不按“”键，变速器ECU用1档控制车辆起步）。八八.程序选择器程序选择器图6-46自动变速器的程序选择器二.电控系统主要元件的作用 AL4变速器配备有手动换档模式控制，当驾驶员把换档置于D档，如朝M+的方向推动变速器杆，表示驾驶员希望在目前的档位上
42、向上升一档（如：从D1D2，或从D3D4）；如朝M-的方向推动变速器杆，表示驾驶员希望在目前的档位上向下降一档（如：从D2D1，或从D4D3）。在换档杆面板的下方有一个加减档传感器，它是霍尔式传感器，其工作原理如图6-47所示。加减档传感器将驾驶员的加减档信号传递到变速器ECU的36和37脚，变速器ECU则根据该信号，在合适的时机控制自动变速器升档或减档。九九.加加减档传感器减档传感器图6-47加减档传感器工作原理示意图二.电控系统主要元件的作用换档杆锁止电磁阀安装在换档杆下方的壳体里，如图6-48所示。换档杆锁止电磁阀的作用是：当变速器在P档时，将换档杆锁止，防止换档杆从P档随意移出时，产生
43、溜车事故。只有将点火开关接通点火档，并踩下制动踏板时，换档杆才能从P档移出。十十.换档杆锁止电磁阀换档杆锁止电磁阀图6-48换档杆锁止电磁阀二.电控系统主要元件的作用双制动开关的外形和电路连接如图6-49所示，当踩下制动踏板时，双制动开关有二个信号传递给自动变速器ECU，有一个制动信号传递给智能控制盒（注：智能控制盒控制点亮制动灯）。自动变速器ECU对二个制动信号进行比较，以确保该信息总是有效。自动变速器ECU收到制动信号后，强制实现挂低档，同时强制实现变扭器锁止活塞分离，以改善车辆的行驶舒适性。十一十一.双功能制动开关双功能制动开关图6-49换档杆锁止电磁阀图6-50自动变速器ECU的外形自
44、动变速器ECU装在变速器前方的壳体上，其外形如图6-50所示。自动变速器ECU是电控系统的核心，具备较大的内存储容量。变速器ECU采用最先进的模糊控制原理，根据传感器信号模拟驾驶员的习惯，计算出各种坡度和载荷的大小后自动选择换档规律进行换档，同时也具备手动换档功能，此外它还有控制油温、油压、变扭器锁止、仪表显示和保护变速器等功能。三.变速器ECU的主要功能三.变速器ECU的主要功能变速器ECU内存储有十二条换档规则，变速器ECU根据各传感器的不同信号，选择不同的换档规则，使车辆的运行符合驾驶员的意愿、车辆载荷和各种道路条件的需要。1.换档控制换档控制图6-50自动变速器ECU的外形L1规则：经
45、济规则，油温达30以后进入该规则。L2规则：中间规则，介于L1和L3中间。L3规则：运动规则，变速器ECU测出驾驶员运动风格后或按“S”键后，优先进入该规则。L4规则：上缓坡规则，变速器ECU换档优先考虑上缓坡需要的动力。L5规则：上陡坡规则，变速器ECU换档优先考虑上陡坡需要的动力。L6规则：下坡规则，变速器ECU换档较平路滞后，利用发动机制动。1.换档控制换档控制图6-50自动变速器ECU的外形三.变速器ECU的主要功能L7规则：雪地规则，按“*”键后，进入该规则，变速器ECU控制变速器用二档起步，防止车轮打滑，适用低附着系数路面。L8规则：低温保护规则，油温小于14时，进入该规则，禁止变
46、扭器锁止。L9规则：防污染规则，油温15-30时，进入该规则，提高怠速防止污染。L10规则：高温保护规则，油温大于118时，进入该规则，变扭器锁止。L11规则：正常手动换档（注：M+或M-）规则。L12规则：高温手动换档规则。1.换档控制换档控制图6-50自动变速器ECU的外形三.变速器ECU的主要功能根据车速、节气门位置、发动机转速与输入转速的差值、换档规则决定变扭器是否锁止。变扭器锁止后可避免泵轮与涡轮打滑、降低油温、油耗、获得发动机制动。2.变矩器的锁止与分离变矩器的锁止与分离三.变速器ECU的主要功能图6-15液力变矩器中的锁止离合器（1）倒档保护：当前进车速低于15km/h时，进入R
47、档（DR）车辆会立即停止而转入后退。大于15km/h时，组合仪表上显示“N”闪烁，车辆向前空档滑行，倒档灯亮，当车速降低至规定值时，变速器才进入R档。（2）操作保护：当车速大于换档极限车速时，从D3，32，21，换档时，变速器ECU先保持在原档位，延时后再换档。（3）当发动机转速高于某一转速时，变速器ECU禁止ND，或NR，经过减速和延时后，才能进入相应档位。3.变速器的保护变速器的保护 三.变速器ECU的主要功能点火开关打开后，踩制动踏板后，才能将变速杆从“P”位置移出挂入其它档位。4.变速杆锁止控制变速杆锁止控制图6-48换档杆锁止电磁阀三.变速器ECU的主要功能（1）在变速器ECU的控制
48、下，通过仪表板上的显示器指示变速杆的位置和选定的程序。（2）当变速器ECU控制“S”和“*”指示灯交替闪烁时，警示驾驶员变速器电控系统运行异常。5.仪表上显示变速器信息仪表上显示变速器信息三.变速器ECU的主要功能变速器ECU根据油温和高温下工作时间等参数累计变速器油损耗参数。当损耗参数超过32958时，组合仪表上“S”与“*”交替闪烁，提醒变速器油已用旧需更换。6.提示更换机油功能提示更换机油功能三.变速器ECU的主要功能（1）变速器ECU控制传感器和电磁阀的电源，并始终监控它们的运行状况。（2）当变速器电控系统有故障时，变速器ECU储存相应故障。（3）通过诊断K线与诊断工具对话。（4）当变
49、速器电控系统有故障时，保证变速器进入降级模式运行（此时有3档和R档）。7.诊断功能诊断功能三.变速器ECU的主要功能（1）变速器ECU加注：利用诊断工具加注升级程序对变速器ECU进行更新升级。（2）编码：根据车上安装的部件设定自动变速器ECU。8.升级和编码功能升级和编码功能三.变速器ECU的主要功能图6-2-15自动变速器ECU的外形由多功能开关内部的触点来保证：（1）R位置时，倒车灯亮。（2）在P和N位置以外，禁止起动发动机。9.变速器的其它功能变速器的其它功能三.变速器ECU的主要功能图6-42多功能开关外形四.自动变速器电控系统的电路分析 世嘉轿车自动变速器电控系统电路如图6-52所示
50、，经过分析可将自动变速器电控系统工作原理用图6-41所示的框图表示，对框图的说明见表6-7。图6-41 世嘉轿车自动变速器电控系统的框图连接号连接号信号信号信号性质信号性质发生器发生器/接受器接受器电路图中对应的导线编号电路图中对应的导线编号1多功能开关信息开关信号多功能开关/16306798V、6711V、6710V、6723V、6735V、6736V、6737V、2加减档信息霍尔信号1603/16306712V、6713V3变速器油压信号模拟信号油压传感器/16306774V4输入速度信号模拟信号输入速度传感器/16301361V、1362V5变速器油液散热控制信号模拟信号1630/161
