汽车构造（第2版）：红旗CA7560型轿车自动操纵系统简介

自动变速器的操纵系统是指汽车行驶时,根据车速和发动机负荷的变化,使变速器换入不同挡位的一套系统。其操纵方式可分为强制操纵、半自动操纵和自动操纵等几种方式。红旗CA7560型轿车采用自动操纵式操纵系统。

自动操纵系统的组成包括动力源、执行机构和控制机构三大部分。前两大部分均为液压式,故整个自动操纵系统可按控制机构的形式分为液控液压式和电控液压式两种。

(一)液控液压式自动操纵系统

1.基本组成及功用

图11-43为红旗CA7560型轿车液控液压式自动操纵系统,基本组成及功用如下:

(1)动力源。动力源式装在变矩器1与前阀体之间,通常是指被液力变矩器驱动的液压油泵7及油液滤清器6、油液细滤器5、油液散热器4等相关辅助部件。它除了向液力变矩器提供工作油液以外,还向控制机构和执行机构提供压力油以实现换挡,同时也向行星齿轮变速器提供润滑油。液压泵的排量取决于变矩器尺寸及执行机构工作缸尺寸和数目以及油路的繁简。

(2)执行机构。执行机构包括直接挡离合器18、低速挡制动器19和倒挡制动器20及其液压操纵的油缸、活塞等。它是根据车辆行驶的不同条件,通过换挡控制机构,使相应换挡离合器和制动器的油缸充油或卸压,实现离合器和制动器的接合或分离,以此改变行星齿轮机构的传动方式和传动比,实现换挡的目的。

(3)控制机构。控制机构包括换挡信号系统、主油路系统和换挡阀系统、缓冲安全系统和滤清冷却系统组成。其作用是按照来自驾驶员和各传感器发出的控制信号,精确调节液压泵输出压力,并输入执行机构;保证换挡过程的正常进行和改善换挡过程的平顺性。

主油路系统包括主油路调压阀3及高压油管路部分。为得到不同挡位,主油路应具有不同的油压。主油路调压阀的作用就是精确调节液压泵的输出压力到所需值之后输入主油路。

换挡信号系统由节气门阀9和离心调速器阀15组成。前者的位置取决于油器节气门的开度,即取决于发动机负荷,所以驾驶员操纵加速踏板就可改变节气门阀输入换挡阀10的油压。后者装在变速器第二轴14上,它可根据车速的变化改变输给换挡阀10的油压。这两个分别反映发动机负荷和汽车行驶速度的信号压力各自引至换挡阀的两端。在二者综合作用下,换挡阀使变速器自动地由低速挡换入直接挡,或由直接挡自动地换入低速挡。

换挡阀系统包括换挡阀10、手控制阀8和强制低挡阀11。手控制阀有空挡、前进挡、手低挡和倒挡四个位置,其作用是根据驾驶员的意愿,将主油路压力油送至换挡阀或直接送到执行机构进行换挡。强制低挡阀用以强制接通低挡。

缓冲安全系统由缓冲阀12、低挡限流阀16、低挡单向阀17和节流空等组成。其作用是防止在换挡过程中车速发生突然变化而影响汽车的舒适性。

2.操纵系统换挡过程

图11-43所示红旗CA7560型轿车自动变速器液压操纵系统,其换挡过程如下。

(1)空挡(N)。将操纵手柄置于N位置,手控制阀8亦处在相应的空挡位置。此时,直接挡离合器18和低挡制动器19的油缸工作腔处于泄油状态;倒挡制动器20的油缸通道被切断。

图11-43　红旗CA7560型轿车自动变速器液压操纵系统示意图(空挡油路)

1—变矩器;2—变矩器阀;3—主油路调压阀;4—油液冷却器;5—油液细滤器;6—油液集滤器;7—液压油泵;8—手控制阀;9—节气门阀;10—换挡阀;11—强制低挡阀;12—缓冲阀;13—低挡阀片;14—变速器输出轴;15—离心调速阀(速控液压阀);16—低挡限流阀;17—低挡单向阀;18—直接挡离合器;19—低挡制动器;20—倒挡制动器

(2)前进挡(D)。将操纵手柄置于D位置,手控制阀亦处在相应的前进挡位置。当车辆起步时,车速很低而节气门开度较大,即节气门阀9提供较高油压;速控液压阀15提供很低油压。此时,低挡制动器被制动,直接挡离合器分离,致使变速器自动挂入低挡。

随着车速逐渐提高,速控油压也相应提高。当速控油压力升到大于换挡阀右端弹簧力和节气门油压力的合力时,换挡阀的阀芯右移。此时,直接挡离合器逐渐结合,低挡制动器分离,该变速器自动挂入直接挡。

若直接挡车速降低,则速控油压也降低。在节气门阀油压力和弹簧力的共同作用下,换挡阀的阀芯将左移,则离合器自动分离,低挡制动器自动接合,致使变速器自动由直接挡换入低挡。

(3)强制低挡(L)。将操纵手柄置于L位置,手控制阀亦处在相应的低挡位置。因主油路油压总是高于速控油压,所以换挡阀的阀芯始终处于左端,变速器保持在低挡位置。显然,设置强制低挡是为了限制车辆下坡、路面状况或交通状况较差时的车速。(www.xing528.com)

(4)倒挡(R)。将操纵手柄置于R位置,手控制阀的阀芯处在最右端位置,则主油路压力油只能通往变矩器1和倒挡制动器20,通过刹住倒挡制动器而挂入倒挡。

(二)电控液压式自动操纵系统

1.基本组成及功用

图11-44所示为自动变速器电子控制自动操纵系统。其主要组成及功用概括如下:

图11-44　电子控制自动系统

(1)传感器。传感器包括节气门开度、车速、变速器油温、冷却液温度等传感器,以及空挡、制动、强制降挡、超速挡、模式选择等开关。其作用是用以检测节气门开度、车速、液温等状态信号,并将它们以电信号形式输入到电子控制单元。

(2)电子控制单元。电子控制单元一般采用微处理器,其作用是根据各传感器提供的电信号,确定换挡规律及锁定离合器的时间,并通过发出的指令控制执行元件。

(3)执行元件。执行元件是位于自动变速器控制阀体中的电磁阀,其作用是根据电子控制单元发出的指令使其接通或者断开,实现对换挡阀油路的控制,从而改变作用在阀体上的油压,进而实现对离合器和制动器的控制,以利换挡变速。

2.主要电器元件及工作原理

图11-45所示为变速器电子控制元件相互作用关系。

(1)节气门开度传感器。其功用是输出节气门开度的大小与发动机负荷变化线性相关的电信号,并以此作为自动变速器的控制信号。

(2)车速传感器。车速传感器有电磁感应式、光电式和笛簧开关式多种。电磁感应式车速传感器安装在变速器输出轴上。带有凸轮的信号转子旋转时,转子与铁芯的气隙发生周期性变化,由此通过线圈磁通的变化,使线圈产生感应电压。此车速电压信号经微处理器ECU后,为自动变速器提供速控油压信号。通常汽车上还安装有机械式车速传感器,用以显示行车里程。

图11-45　电子控制单元相互作用关系示意图

1—选挡手柄;2—模式开关;3—点火开关;4—发动机转速传感器;5—空气流量传感器;6—节气门阀开关;7—备用输入信号;8—电子控制单元;9—发动机控制模块;10—燃油喷射装置;11—失效指示灯;12—变速器控制模块;13—电磁阀;14—压力调节器;15—自动变速器;16—车速传感器;

(3)模式选择开关。模式选择开关用以选择自动变速器的换挡规律,它位于挡位选择杆附近,驾驶员可视其需要选择控制模式。模式选择开关一般含普通模式(Normal)、动力模式(Power)、经济模式(Economic)和手动模式等。动力模式是指车辆获得最大动力性的换挡规律,通常在发动机转速相对较高时换入高一挡位。经济模式是指车辆获得最佳燃油经济性的换挡规律,通常是在发动机转速相对较低时换入高一挡位。

(4)电磁阀。根据电磁阀在自动变速器中的作用不同,可分为换挡电磁阀、锁止电磁阀和调速电磁阀;根据其结构原理差异,又可分为开关型电磁阀和脉冲式电磁阀等。

当微处理器ECU给电磁线圈通电,而使其产生的磁吸力将针阀向上移动时,排油孔被开启,流入电磁阀的油压因油液泄漏而降低。当电磁阀断电,则在弹簧力的作用下,针阀向下移动而关闭排油孔,流入电磁阀的油液得以保持。

(5)电液式换挡阀。在电控自动操纵系统中,换挡阀的工作状态亦由电磁阀控制。其控制方式分为加压控制和泄压控制。加压控制是指换挡阀的工作由开启或关闭换挡阀控制油路的进油孔来实现;泄压控制是指换挡阀的工作由开启或关闭换挡阀控制油路的泄油孔来实现。