自动变速器与无级变速器电控系统-汽车文化

1939年，在美国GM公司第一个将液力自动变速器（AT-Automatic Transmission）装用在奥兹莫比尔轿车上，该自动变速器具有两个前进档。

20世纪50年代初，开始出现根据车速和节气门开度的变化以液压控制方式进行自动换档的液力自动变速器。

1958年，荷兰H·范·多尼斯（Hub Van Doorne）博士发明了双V形橡胶带式无级变速器，称为Variomatic。

1979年，荷兰VDT（VanDoore’s Transmissie）公司成功地开发出钢片推力带式无级变速器，由于其传递转矩大、重量轻而且结构紧凑，很快被Rover，Fort，Fiat和Nissan等公司采用。

1983年，Bosch宣布其发动机和液力自动变速器控制合在一个单元的Motronic系统，在各种使用情况下实现了发动机与传动系统的最佳匹配。

1.电控自动变速器（EAT）

电控自动变速器英文简称EAT（Electronic Controlled Automatic Hydraulic Transmission），是由电控单元根据节气门位置传感器和车速传感器等信号控制换档时机，电控单元控制换档电磁阀改变液压回路，通过液压装置实现换档。

电控自动变速器又称电控—液压自动变速器，采用电控—液压方式使行星齿轮变速器自动换档，各档位具有固定的传动比。

电控自动变速器由液力变矩器、行星齿轮变速器、液压控制系统、电子控制系统和操纵机构等部分组成，如图4-21所示。发动机输出的转矩经液力变矩器和无级变速后将动力输入行星齿轮变速器，电控单元根据节气门位置传感器信号、车速传感器信号和换档控制程序控制换档电磁阀的接通或关断以改变液压装置的液压回路，操纵液压控制装置中的换档执行机构实现行星齿轮变速器的换档。

图4-21　液力控制自动变速器控制过程示意图

前轮驱动的电控自动变速器将自动变速器和差速器组成一体，捷达轿车01N型电控自动变速器的液力变矩器、行星齿轮变速器以及差速器的结构布置，如图4-22所示。

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图4-22　自动变速器的结构布置

2.电控无级变速器（ECVT）

电控无级变速器简称ECVT（Electronic Control Continuously Variable Transmission），采用电控—液压自动控制，传动比在一定范围内可连续变化。无级变速器具有连续变化的传动比，能充分利用发动机的功率，减少燃料的消耗以及改善发动机的排放性能。

电控无级变速器主要由电磁离合器（或液力变矩器）、无级变速机构、液压系统、控制系统和前进—倒车机构等组成，如图4-23所示。

电磁离合器用于控制发动机的动力输入或中断。无级变速机构的主、从动轮的半径可实现连续变化，并经V形钢带实现无级变速传动。液压系统由油泵、控制阀体和伺服油缸等组成，用于控制主、从动轮半径的改变；控制系统用于控制电磁离合器和控制主、从动轮半径的改变和V形钢带的变速比。ECU根据发动机的转速、车速、节气门开度信号以及主、从动V形带轮转速等主要信号，控制V形带轮上伺服油缸的压力实现无级变速。前进—倒车机构，以机械选档控制方式实现前进和倒车的转换。

图4-23　无级变速器电子控制系统结构原理

V形钢带是CVT的关键部件之一，由带V形斜面的金属片和柔性的钢带组成，如图4-24所示。工作时靠V形金属片的推力传递动力，而柔性钢带则只起支撑与保持作用。主动轮的动力通过上边V形钢带的推力将动力传递给从动轮。一般钢带总长约600mm，由300块金属片组成，每片厚约2mm，宽25mm，高12mm。每条带包含柔性的钢带2～11条，每条厚约0.18mm。

图4-24　V形钢带的结构与变速原理

奥迪A6 Multitronic无级变速器就采用了P.I.V公司专利产品——滚动链接一片式链条，其特点是内摩擦损耗小，传动效率高，最大传动比变化可达到6。