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电控液力式自动变速器:广泛应用、成熟技术、发展前景

时间:2023-08-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:1)电控液力式自动变速器电控液力式自动变速器是目前应用最广泛、技术最成熟的自动变速器。这也是一种具有广阔发展前景的自动变速器。试验表明,在坏路段行驶时,自动变速器的车辆传动轴上,最大动载转矩的峰值只有手动变速器的20%~40%。自动变速的车辆,取消了离合器踏板和变速操纵杆,只要控制油门踏板,就能自动变速,从而减轻了驾驶员的疲劳强度,使行车事故率降低,平均车速提高。

电控液力式自动变速器:广泛应用、成熟技术、发展前景

1.自动变速器分类

自动变速器按结构、控制方式的不同,可以分为电控液力式自动变速器、双离合器自动变速器和电控机械无级自动变速器。

1)电控液力式自动变速器(AT)

电控液力式自动变速器是目前应用最广泛、技术最成熟的自动变速器。按照变速机构(机械变速器)的不同,电控液力式自动变速器又可以分为行星齿轮自动变速器和平行轴齿轮自动变速器,行星齿轮自动变速器应用广泛,平行轴齿轮自动变速器目前只在本田车系中应用。

2)双离合器自动变速器(DSG)

DSG(Direct Shift Gearbox)的中文意思为“直接换挡变速器”,它采用两个离合器,交替工作,又称为双离合器变速器。

3)电控机械无级自动变速器(CVT)

无级自动变速器简称CVT,CVT是英文Continuously Variable Transmission的缩写,它是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的,可以实现传动比的连续改变。这也是一种具有广阔发展前景的自动变速器。

本项目介绍电控液力式自动变速器(AT),双离合器自动变速器和电控机械无级自动变速器将在后面项目中介绍。

自动变速器按车辆驱动方式的不同,可以分为自动变速器(如图3-1所示)和自动变速驱动桥(如图3-2所示)。

图3-1 自动变速器

图3-2 自动变速驱动桥

自动变速器用于发动机前置后轮驱动的布置形式,变速器与主减速器差速器分开,而自动变速驱动桥用于发动机前置前轮驱动的布置形式,变速器与主减速器、差速器制成一个整体。

2.电控液力式自动变速器(AT)组成

电控液力式自动变速器主要由液力变矩器、齿轮变速系统、液压控制系统、电子控制系统和冷却润滑系统等组成,如图3-3所示。

图3-3 电控液力式自动变速器的组成

1)液力变矩器

液力变矩器位于自动变速器的最前端,安装在发动机的曲轴后面,其作用与采用手动变速器的汽车中的离合器相似。它利用油液循环流动过程中动能的变化将发动机的动力传递给自动变速器的输入轴,并能根据汽车行驶阻力的变化,在一定范围内自动地、无级地改变传动比和扭矩比,具有一定的减速增扭功能。

2)齿轮变速系统

齿轮变速系统主要包括行星齿轮机构和换挡执行机构两部分。不同的运动状态组合可得到不同的变速比,实现不同的挡位,其功用主要如下:(www.xing528.com)

(1)在液力变矩器的基础上再将转矩增大2~4倍,以提高汽车的行驶适应能力

(2)实现倒挡传动;

(3)实现空挡

3)液压控制系统

液压控制系统是由油泵、各种控制阀及与之相连通的液压换挡执行元件(如离合器、制动器等)组成的液压控制回路。汽车行驶中根据驾驶员的要求和行驶条件的需要,控制离合器和制动器的工作状况的改变来实现机械变速器的自动换挡。

4)电子控制系统

电子控制系统由电子控制单元信号输入装置(传感器)和各种执行器(电磁阀)组成。它将汽车的各种信号输入ECU,经ECU处理后发出控制指令控制电磁阀实现自动换挡,并改善换挡性能。

5)冷却润滑系统

自动变速器油(ATF)在自动变速器工作过程中油温会升高,这将导致ATF黏度下降,传动效率降低,因此必须对ATF进行冷却,保持油温在80~90℃,同时保证了对变速器中相对运动零部件良好的润滑。

3.电控液力式自动变速器的工作原理

图3-4所示为电控液力式自动变速器的组成和原理。

图3-4 电控液力式自动变速器的组成和原理

电控液力式自动变速器是通过各种传感器,将发动机的转速、节气门开度、车速、发动机水温、ATF油温等参数信号输入ECU的,ECU根据这些信号,按照设定的换挡规律,向换挡电磁阀、油压电磁阀等发出动作控制信号,换挡电磁阀和油压电磁阀再将ECU的动作控制信号转变为液压控制信号,阀板中的各控制阀根据这些液压控制信号,控制换挡执行元件的动作,从而实现自动换挡。

4.自动变速器的优点

1)整车具有更好的驾驶性能

汽车驾驶性能的好坏,除与汽车本身的结构有关外,还取决于正确的控制和操纵。自动变速器能通过系统的设计,使整车自动地去完成这些使用要求,以获得最佳的燃油经济性和动力性,使得驾驶性能与驾驶员的技术水平关系不大,因而特别适用于非职业驾驶。

2)良好的行驶性能

自动变速装置的挡位变换不但快而且平稳,这提高了汽车的乘坐舒适性。通过液体传动和微电脑控制换挡,可以消除或降低动力传递系统中的冲击和动载。这对在地形复杂、路面恶劣条件下作业的工程车辆、军用车辆尤为重要。试验表明,在坏路段行驶时,自动变速器的车辆传动轴上,最大动载转矩的峰值只有手动变速器的20%~40%。原地起步时最大动载转矩的峰值只有手动变速器的50%~70%,且能大幅度延长发动机和传动系统零部件的寿命。

3)高行车安全性

在车辆行驶过程中,驾驶员必须根据道路、交通条件的变化,对车辆的行驶方向和速度进行改变和调节。以城市大客车为例,平均每分钟换挡有4~6个手脚协同动作,正是由于这种连续不断的频繁操作,使驾驶员的注意力被分散,而且易产生疲劳,造成交通事故增加;或者是减少换挡,以操纵油门大小代替变速,即以牺牲燃油经济性来减轻疲劳强度。自动变速的车辆,取消了离合器踏板和变速操纵杆,只要控制油门踏板,就能自动变速,从而减轻了驾驶员的疲劳强度,使行车事故率降低,平均车速提高。

4)降低废气排放

发动机在怠速和高速运行时,排放的废气中CO或碳氢化合物的浓度较高,而自动变速器的应用,可使发动机经常在经济转速区域内运转,也就是在较小污染排放的转速范围内工作,从而降低了排气污染。

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