自動變速器控制系統(tǒng) 全自動變速器 總體背景 手動操作連接變速器和離合器在其很長的發(fā)展歷史上出現(xiàn)兩個問題。第一，就如所言，在早期的駕駛員方面需要考慮換檔需要的恰當時間。事實上這一問題的目的由于同步器的發(fā)明而得到解決。第二，摩擦片離合器本身總是需要一定的延遲時間，尤其是汽車從靜止到啟動。盡管有經(jīng)驗的駕駛員能毫無差錯地從熟練的使用變速器和離合器中得到滿足，但是仍然有序到駕駛員寧愿在踩踏板時有個提示。換句話來說，對變速器的設計者總有一個動機是為汽車設計兩個踏板的加速和剎車的控制系統(tǒng)。 為汽車提供兩踏板控制系統(tǒng)首先引入了半自動變速器，曾一時對半自動變速器有幾種說法，主要的還是基于美國在二十世紀三十年代中期的試驗，保留了傳統(tǒng)的中間軸的變速器。一個識別半自動變速器的特征是自動化操作離合器，因此，就取消了離合器的踏板。它是通過操作真空伺服而不是靠機械裝置的離合器實現(xiàn)的，真空伺服是利用在發(fā)動機進氣歧管存在的真空度。換檔只需要握住裝有一個電子開關的變速器手柄。電路因此就完全伺服能量化的電磁線圈，并打開一個閥門，這閥門讓進氣歧管的真空度來真空伺服是離合器分離開。 盡管這類系統(tǒng)運用兩踏板控制，但駕駛員仍然需要決定換檔的必要和選擇恰當?shù)臋n位，這就是為什么這類變速器系統(tǒng)被劃分為半自動變速器。與之對比，現(xiàn)代全自動變速器系統(tǒng)是一種完全能減輕駕駛員換檔職能的變速器，且仍然允許駕駛員在認為必要時取代全自動變速器的一般操作。 全自動變速器的優(yōu)點 全自動變速器通常簡稱為自動變速器，其優(yōu)點有如下： ⒈在汽車啟動和換檔時，通過取消必須操作的離合器和變速桿，讓駕駛員的疲勞最小化，尤其是在交通高峰期。 ⒉駕駛員的注意力不受換檔影響，雙手將始終放方向盤上，因此對安全駕駛很有利。 ⒊在一般的駕駛情況下前進更平穩(wěn)，因為換檔時間是根據(jù)路速和油門的開啟成都理論上準確無誤地執(zhí)行的。 ⒋它允許駕駛員取代自動化控制和在必需時強迫換檔，因為沒有任何系統(tǒng)能提前預料道路和交通情況。 自動變速器的基本機構 自動變速器的典型現(xiàn)代機構主要是要有三個鋁合金鑄件構成。它們包含液力變扭器的鐘形殼體，外擺線齒輪和與之連接的離合器、皮帶和伺服系統(tǒng)的箱體，及附在輸出軸上停車卡塊和調速器的后部延長殼體。三個鑄件通過定心止口和螺栓相互定位連接在一起。 一個用作支撐液力變扭器的定位輪輪轂的反應軸定心裝配在主箱體的前端面和螺栓連接在鐘形殼體的后端面。反應軸能進一步使從渦輪機出來的輸入軸軸承軸套的結合，也能為前端的泵的整體操作提供一個操作腔。作為環(huán)狀結構，主箱體的整體后端面可作為軸承架和調速器總成的分配器襯套，調速器總成是輸出軸的后續(xù)工作部件。最后，控制閥總成有螺栓連接與主箱體的下面，它是一個封閉的殼分開的用于準改變速器液體的儲油槽。 由于液力變扭器和外擺線齒輪組的結構和操作很早引起人們的注意，它現(xiàn)在仍然當作自動變速器液壓控制系統(tǒng)的基本操作原理。 液壓控制系統(tǒng) 液壓控制系統(tǒng)的作用 自動變速器中的液壓控制系統(tǒng)的作用有如下： 1． 在有效的變速器扭矩下，液力變扭器的壓力能讓變速器充滿并且維持流動的液體。 2． 能提供液體給閥門控制總成和調整應用的調速器和根據(jù)路速情況和油門的開啟程度分開齒輪組離合器和皮帶。 3． 從液力變扭器出來的熱循環(huán)液體通過冷卻器，在潤滑齒輪、軸承軸套、止推墊圈、多片離合器和單片離合器。 液壓控制系統(tǒng)的操作 像人們通常說得那樣如許多復雜設備，自動變速器的液壓控制系統(tǒng)可以當作許多基本的簡單單元的復雜集合。因此，第一步就是要對每個單元有個基本的了解，然后依據(jù)有關供貨商提供的液壓循環(huán)圖將它們的操作與作為整體的系統(tǒng)聯(lián)系起來，涉及到的液壓基本單元有如下： 液壓泵 壓力調節(jié)器和增壓閥 手動控制閥 調速器 換擋閥 液壓泵 發(fā)動機驅動泵為液壓系統(tǒng)提供能量。它安裝在變速器主箱體的前端，它受到液力變扭器輪轂的兩平面或者兩端耳驅動。運用一個強制排量泵，早期當作發(fā)動機油泵來理解的，這種等級的泵只能產(chǎn)生如下作用：對系統(tǒng)壓力產(chǎn)生的流體有阻力作用，在現(xiàn)代自動變速器中廣泛應用的是一個內齒輪和一個 形的強制排量泵，相關大尺寸的泵需要分開 和齒輪的齒不嚙合，以保證有效的傳送液體。 因為泵是由發(fā)動機驅動而不是由變速器，如汽車在被牽引行駛時就不能循環(huán)潤滑變速器。因此，必須參考有關供貨商推薦的牽引考慮的速度和限制路程，通常認為牽引汽車必需驅動輪離開地面。 壓力調節(jié)器和增壓閥 液壓控制系統(tǒng)中的壓力調節(jié)器閥門通常用來調節(jié)涉及油管或控制壓力的主要壓力。在變速器直接檔中的高速齒輪，調節(jié)器閥門提供一個可變的油管壓力用來增加發(fā)動機扭矩和油門的開啟程度。相似的，油管壓力將進一步增加中間齒輪、低速齒輪、倒檔齒輪傳遞的扭矩。 可變有關壓力這一方式的目的最佳地兼顧最有效的阻止離合器和皮帶的滑移和磨損及避免不必要的高壓產(chǎn)生的不準確換檔。壓力調節(jié)閥門的另一個功能是傳送壓力減小的液體到液力變扭器、有冷卻器、和變速器的潤滑回路。 在實際應用中壓力調節(jié)閥門需從液壓泵那安裝一條主要的供油路線，且壓力調節(jié)器閥門是分若干階段運行的。最初閥門在彈簧彈力下保持關閉狀態(tài)，讓液壓泵將整個液壓控制系統(tǒng)中充滿液體。當系統(tǒng)中的壓力從空檔狀態(tài)上升至約420KN/㎡，閥門不再關閉，而是通過油管末端壓力推動彈簧負荷強制運動。這一平衡壓力通過增大阻尼截流孔末端閥門的孔，以致閥門不能很快停止振蕩而產(chǎn)生蜂鳴似的噪聲。閥門的運動能有效地打開油泵出口是液體從液壓泵輸出到主要油管，從而計量液力變扭器中的流量和給它加壓。一旦這一運動完成，油管壓力的進一步增大都會類似地增加閥體末端的運動，使得閥門反作用彈簧壓力打開的更大一些。這將引起排油口打開，液壓控制系統(tǒng)和液力變扭器需要的從泵中傳送來的過量的液體只能從儲槽或溢流閥回到液壓泵入口管道。 當汽車發(fā)動后，作用在調節(jié)器閥門的平衡壓力將會相反運動不是壓彈簧，而是另一個叫增壓閥的閥門工作起來。根據(jù)油門的開啟程度和齒輪組的選擇情況，這一閥門的總的合力是可以變化的。在以往的情況是油門的壓力是按油門開啟程度比例直接反作用于增壓閥的末端。這一增加運動阻尼的壓力調節(jié)器閥門，允許排油口保持關閉狀態(tài)直到一個足夠高的油路壓力的產(chǎn)生，高壓油管壓力是彈簧負荷的三倍以上。當選用中間齒輪組、低速齒輪和倒檔齒輪組時,有關的壓力將需要增大至單獨調節(jié)彈簧負荷壓力的三至四倍的壓力。這將通過允許油管壓力作用于增壓閥階梯式密封帶的不同區(qū)域來實現(xiàn)的。 手動閥門 這一閥門的作用是依據(jù)駕駛員選擇的檔位的不同直接選擇各種不同回路的液壓控制系統(tǒng)。它連接到駕駛員的選檔手柄和直接作用系統(tǒng)的變速桿的機械裝置或者是封閉電纜或者是安裝在變速器上的電子伺服設備（如勞斯萊斯應用的）。手動閥門是一個滑閥狀由若干相等直徑的輪箍組成，它的設計是按油管壓力總是允許量相同輪箍之間保證液壓力沿閥門方向的力是相等且相反的。油管壓力因此能重復直接通過閥體的排油口，且對閥門運動影響很小，不同于克服確定變速桿不同位置的彈簧負荷的卡銷。 手動閥門的位置是不同的，駕駛員的變速桿的型式、順序與很久以前在美國試用和美國汽車工程師協(xié)會推薦的兩軸式變速器一致。設計的依次順序是字母PRNDL，P代表停車檔，R代表倒檔，N代表空檔，D代表高速檔，L代表低速檔。在現(xiàn)代自動變速器中這一基本順序是可以調整的，現(xiàn)代自動變速器有三軸（有時有四軸）齒輪組。典型的順序是：PRNDIL,這兒I代表直接檔；PRND21,這兒2和1與就是兩個附加檔，相似的還有PRND3D2D1。 在實際控制設備給定手動閥門相應位置和與之相關聯(lián)的狀態(tài)有如下： 停車檔 自動變速器的早期發(fā)展成果為停放的車輛提供一種強制鎖定變速器的方式，只需額外增加一個手剎控制。通過停放狀態(tài)的齒輪控制機械裝置，變速器輸出軸上的卡口輪與安裝在箱體樞軸上的柱塞操作式擎子相嚙合，阻止了軸的旋轉，這也只有變速桿在兩個位置中的其中一個，發(fā)動機才能啟動，另一個位置就是空檔了。 倒檔 這一狀態(tài)是當汽車靜止時才能選擇，其狀態(tài)是要自我確定。 空檔 當變速桿在這一位置時，發(fā)動機可以開始運轉而變速器輸出軸不運轉，發(fā)動機運轉但不能驅動汽車行駛，因為變速器的檔位都沒嚙合。 高速檔 所有的正常情況都選用這個檔位，并且經(jīng)濟性最好。變速器在低速檔啟動，自動換檔到直接檔然后依據(jù)汽車的速度變化為高速檔。當汽車減速時也是相似的自動換檔到合適的低速檔。觸發(fā)設備在高速當中也可使用；因為加速超車時需要，例如駕駛員可以通過完全踩下加速踏板強制變速。 直接檔 在這個檔位下，汽車要么在低速檔下啟動，然后再自動的換檔到直接檔，要么就根據(jù)設計在直接檔下啟動，但不管怎樣，汽車不能在直接檔以上啟動。這個檔位適合于小斜度的下坡或順風行使，持續(xù)地使用直接檔可以有效的剎車以致更好的控制汽車。通常建議直接檔不要超過100千米/小時。 低速檔 當采用這一檔位是，汽車將在低速檔下啟動且一直維持在這一檔位，不管汽車的速度如何或者是油門是否全開。它特別適合在陡峭的下坡剎車以減小剎車使用的效果。為了皮面發(fā)動機超速，建議低速檔不要超過60千米/小時。 為了使自動變速器安全運行，連接手動閥門的變速桿操縱機構同用于機電以致及裝置相連接。除了可視化地選擇檔位變速桿也提供了一個卡銷裝置以便使駕駛員能覺察到選擇了哪個檔位。比如說，在變速桿閥門下的兩階段停止能阻止變速桿的某些運動，除非按住帶回位的彈簧按鈕。于是，在直接檔或倒檔被選擇之前，稍微按住變速桿按鈕是必要的，然而在選擇低速檔或停車檔之前要求用更大的力氣來按按鈕。 空檔的安全性或抑制劑開關總是連接在啟動電動機的電路中，以便及早注意到發(fā)動機只有在變速桿在空檔或停車檔位置下才能啟動。抑制劑開關要么是由變速桿或變速桿操縱桿上的閂眼凸輪控制的柱塞型的，要么置于變速桿中的旋轉型。