车辆AT变速器液压系统的功能原理及维护保养

电控液力机械自动变速器（Automatic Transmission，AT）是目前使用最普遍的一种自动变速器，主要由液力变矩器、行星齿轮变速机构和电子液压控制系统三大部分组成。其中，电子液压控制系统又分为电子控制系统和液压控制系统两部分。

电子控制系统包括微机、各种传感器、电磁阀及控制电路等，它将控制换挡的参数（如车速、油门开度等）通过传感器变为电信号，经过微机的处理，将控制信号作用于换挡电磁阀，通过液压控制系统来实现换挡。

液压控制系统由动力元件、执行机构和控制机构组成。动力元件是液压泵，执行机构包括各离合器、制动器的液压缸，控制机构包括主油路调压阀、手动阀、换挡阀及锁止离合器控制阀等。图7.3.2所示为液压控制系统的组成示意图。

图7.3.2　液压控制系统的组成示意图

下面以艾里逊公司的3000系列六速自动变速器为例，说明自动变速器液压控制系统的组成及其换挡操纵液压系统的工作原理。

1.动力传递路线

图7.3.3所示为该六速自动变速器的传动简图，其主要由液力变矩器、闭锁离合器CL、旋转离合器C1和C2、制动离合器C3～C5和3排行星齿轮组成。动力从输入端输入，当闭锁离合器CL不工作时，动力直接经过液力变矩器传至C1和C2旋转离合器输入端口；当闭锁离合器CL工作时，动力完全经其传递至C1和C2旋转离合器输入端口。变速器共有5个活塞缸，分别控制5个离合器的接合和分离，如表7.3.1所示。

2.液压控制系统组成及工作原理

图7.3.4所示为液压控制系统组成原理图，液压控制系统由液压泵、滤油器、安全阀、主调压阀、主控制油压调节阀、液力变矩器、液力变矩器导流阀、变矩器调压阀、冷却器、润滑油压调节阀、蓄能器、换挡阀、排油背压阀、锁定阀C1和C2、闭锁离合器CL、离合器C1和C2、制动器C3～C5、电磁阀等组成。各电磁阀中，TCC和MAIN MOD电磁阀为常闭开关电磁阀，PCS1和PCS2电磁阀为常开比例电磁阀，PCS3和PCS4电磁阀为常闭比例电磁阀，SS1为两位三通电磁阀。

图7.3.3　六速自动变速器的传动简图(www.xing528.com)

表7.3.1　离合器工作表

图7.3.4　AT变速箱液压控制系统组成原理图

在此系统中，液压泵提供随转速而变化的流量，系统最高压力由安全阀来限制，而正常情况下其压力由主调压阀来控制。主调压阀有4个反馈油路，即出油口油路、闭锁离合器反馈油路、C1锁定阀反馈油路和常闭电磁阀（MAIN MOD）出口油路，使得主调压阀调节出来的油压能满足车辆在空挡、倒挡、低挡和高挡所需的各种压力。油液经主调压阀后有3个走向：油路1经过主控制油压调节阀二次调压至各个电磁阀，电磁阀动作后控制油液作用于换挡阀使其也随之动作，为使换挡阀换挡平顺，免受液压冲击的影响，控制支路上加设了微小蓄能器，另外此油路也为锁定阀、诊断阀和MAIN MOD电磁阀提供控制油液；油路2至各换挡阀，当换挡阀受电磁阀控制而工作时此油路将作用于离合器油缸实现离合器的接合；油路3是流向液力变矩器，经变矩器导流阀、变矩器调压阀和冷却器后润滑变速器内部零件。

变矩器导流阀和变矩器调压阀是用来调节液力变矩器进、出口压力和流量的，其中变矩器导流阀又由TCC常闭开关阀控制。当变速器处于1挡时，TCC常闭开关阀不工作，因此其对应的换挡阀出口压力为零，变矩器导流阀上端因不受压力而处在上部完全打开的位置，其入口压力因此而变小，使得变矩器调压阀阀芯处于上部，最终致使油液完全经导流阀流入到液力变矩器内工作。

由于1挡需要液力变矩器工作，但是其有功率损失，在工作的过程中有大量的热产生，完全流入的油液把这些热量带出，经冷却后至润滑系统。当车辆在2挡以上行驶时，TCC常闭开关阀通电工作，促使闭锁换挡阀工作，进而推动闭锁离合器接合工作，由输入轴传递的扭矩通过闭锁离合器传递出去，而变矩器退出工作，其发热量也随之减少，几乎处于不发热状态，因此只需少量油液流进液力变矩器带出热量，大部分的油液因此直接经变矩器调压阀流至热交换器后流入润滑系统。

为了控制换挡阀和锁定阀直至控制各个离合器的接合与分离以实现不同挡位的变化，ECU通过程序直接控制PCS1、PCS2、PCS3、PCS4、TCC、SS1电磁阀的通断。PCS1、PCS2、PCS3、PCS4 4个压力控制电磁阀可由电流比例控制，得到低于二次调压后的任意控制压力，此控制压力作用在换挡阀阀芯上，可以得到阀的不同开度，使得经换挡阀控制后至各离合器的压力变化可调节，另外兼有蓄能器的作用，最终使得车辆在行进换挡过程中平稳无冲击，有良好的舒适性。

锁定阀C1和C2由SS1控制，其作用不但配合换挡阀控制以实现不同挡位，而且还起断电保护的作用。也就是说，当电磁阀均断电时，两个常开压力控制阀出来的油液经锁定阀C1和C2当时锁定的油路通道控制某两个离合器工作，仍能让车辆继续行驶。

针对断电保护，以6挡为例来讲述，其他挡位的断电保护，读者可自行推导。当车辆以自动挡6挡高速正常行驶时，常开比例电磁阀PCS1、常闭比例电磁阀PCS4、常闭开关电磁阀TCC通电，使得PCS2和PCS4所控制的换挡阀工作；此时SS1关闭，作用在锁定阀C1和C2阀芯上部液压油泄压，锁定阀C1在弹簧力的作用下向上移动，而锁定阀C2阀芯由于存在面积差，由PCS2所控制的换挡阀出口油压作用在C2阀芯上而使其保持在下部，根据油路走向离合器C2和C4工作实现6挡。当所有电磁阀断电时，PCS4所控制的离合器C4退出工作，离合器C2仍然工作，常开比例电磁阀PCS1因断电使其控制的换挡阀工作，此时锁定阀C1仍处在上部，锁定阀C2仍处在下部，由PCS1控制的换挡阀出来的油液经过锁定阀C1和C2后作用至离合器C3，离合器C2和C3工作实现5挡，TCC也断电，那么此时的5挡为由液力变矩器参与工作的5挡，车辆仍能继续行驶。