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详解汽车自动变速器分类及结构原理
作者:扑克王app下载官网    发布日期:2020-11-19 15:14


  本田汽车有一种独特的自动变速器,其传动齿轮机构采用平行轴式,与手动变速器的常啮合齿轮相似,但能实现自动换档。当其齿轮通过不同的离合器啮合形成一定的组合时,就能实现不同的传动比,从而产生不同的档位来适应各种行驶条件和路面的要求。本田前驱自动变速器的结构特点有许多与众不同的地方,具体如下:1)机械部分的传动齿轮使用与手动变速器一样的圆柱形斜齿轮,变速器内离合器的作用类似手动变速器中的换档接合套。因此,平行轴式自动变速器又称为斜齿轮式自动变速器。2)变速器内有一个倒档拨叉和与之配套使用的接合套,而其他自动变速器内没有。3)由于和本田前驱自动变速器配套的发动机曲轴是逆时针旋转的,所以本田前驱自动变速器内的单向离合器是逆转顺不转,因此在维修装配时应特别注意安装方向。4)变速器内没有制动器。此外,本田前驱自动变速器有欧款和美款两种,二者在结构上没有明显的区别,只是美款的体积比较小,液力变矩器略有不同。广州本田所采用的自动变速器都属于欧款。

  2.系统组成下面以广汽本田(以下简称“广本”)BCLA/MCLA自动变速器为例介绍平行轴式自动变速器。该自动变速器是三元件变速器,由三轴电子控制单元组成,能提供5个前进档和1个倒档。整个装置与发动机串联。(1)液力变矩器、齿轮和离合器液力变矩器由泵轮、涡轮和导轮总成组成一个独立单元。变矩器壳体(泵轮)与发动机曲轴相连,并随着发动机一起转动。环绕变矩器外部的是一个齿圈。当发动机起动时,该齿圈与起动机行星轮啮合,将动力传送到变速器主轴的同时,整个变矩器总成起着飞轮的作用。

  变速器有三条平行轴:主轴、副轴和第二轴。主轴与发动机曲轴串联。主轴包括4档和5档离合器以及5档、4档、倒档和惰轮齿轮。主轴倒档齿轮和主轴4档齿轮集成在一起。副轴包括1档、2档、3档、4档、5档、倒档、驻车档和主减速器齿轮。主减速器齿轮与副轴集成在一起。副轴4档齿轮和倒档齿轮可以锁定在副轴上,根据接合套的移动方向,提供4档位或倒档位。第二轴包括1档、2档和3档离合器以及1档、2档、3档和惰轮齿轮。惰轮轴位于主轴和第二轴中间,惰轮在主轴和第二轴之间传递动力。主轴和第二轴上的齿轮与副轴上的齿轮恒定啮合。变速器中的齿轮通过与离合器啮合而形成特定组合方式,这样就可以将动力从主轴传递到第二轴和/或副轴上,从而提供驱动力。

  (2)电子控制系统电子控制系统由动力系统控制模块(PCM )、传感器和电磁阀组成。换档和锁止由电子方式控制,满足各种条件下的驾驶舒适性。PCM在仪表板下方,位于中央控制台后面的前下板下面。

  (3)液压控制系统液压阀体包括主阀体、调节器阀体和伺服阀体。主阀体包括手动阀、换档阀A、换档阀B、换档阀C和换档阀E、安全阀、锁止控制阀、冷却器单向阀、伺服控制阀和ATF泵齿轮。调节器阀体包括调节器阀、变矩器单向阀、锁止换档阀、1档及3档蓄能器。伺服阀体包括伺服阀换档阀D、2档、4档和5档蓄能器及换档电磁阀A、 B、C、D和E。油液从调节器流出,经手动阀流向各个控制阀。1档、3档和5档离合器从它们各自的输油管中获取油液。2档和4档离合器从内部液压回路中获取油液。

  (4)换档控制机构PCM通过换档电磁阀A、 B、C、D和E以及A/T离合器压力控制电磁阀A、 B和C来控制换档,并接受来自整个车辆的各种传感器和开关的输入信号。换档电磁阀改变换档阀的位置,切换向离合器传递液压的端口。A/T离合器压力控制电磁阀A、 B和C调节各自的液压,使离合器与其相应的齿轮进行啮合。A/T离合器压力控制电磁阀的压力也作用在换档阀上,用于切换端口。

  锁止机构工作在D位和D3位处。压力油通过液压油道从变矩器的后部排出,从而使变矩器离合器括基紧靠在变矩器盖上。此时,主轴与发动机曲轴以相同的转速旋转。PCM与液压控制系统一起对变矩器锁止机构的正时和容积进行优化。当PCM向换档电磁阀E通电时,该电磁阀的压力将控制锁止换档阀(ON和OFF)。 A/T离合器压力控制电磁阀A和锁止控制电磁阀控制变矩器的锁止容积。

  (6)变速杆变速杆有7个位置:P、 R、 N、 D、 D3、 2和1。由于滑动型空档安全开关的作用,车辆只能在P位和N位起动。

  (7) A/T档位指示界仪表板上的A/T档位指示器能够显示选中的档位,因而操作时无需低头看变速杆。

  5速自动变速器靠液压驱动离合器来啮合或分离齿轮。液压作用在离合器鼓上,推动离合器活塞,将摩擦片和钢片压在一起并锁定,使它们不能滑动。然后动力从啮合的离合器组件传递到其轴套悬挂的齿轮上。同样,当液压油从离合器组件排放后,活塞离开,摩擦片和钢片分离,从而使它们相互自由滑动,不传递动力。广本BCLA/MCLA自动变速器结构见图50。

  1) 1档离合器。1档离合器位于第二轴的中间,用于啮合和分离1档齿轮。该离合器与3档离合器背靠背连接,其液压油由第二轴内的ATF输油管提供。2) 2档离合器。2档离合器位于第二轴的轴端、端盖的对面,用于啮合和分离2档齿轮。该离合器的液压油由与内部液压回路相通的回路提供。3) 3档离合器。3档离合器位于第二轴的中间,用于啮合和分离3档齿轮。该离合器与1档离合器背靠背连接,其液压油由第二轴内的ATF输油管提供。4) 4档离合器。4档离合器位于主轴的中间,用于啮合和分离4档齿轮。该离合器与5档离合器背靠背连接,其液压油由主轴内的ATF输油管提供。5) 5档离合器。5档离合器位于主轴的中间,用于啮合和分离5档齿轮。该离合器与4档离合器背靠背连接,其液压油由主轴内的ATF输油管提供。6)主轴上的齿轮。4档齿轮通过4档离合器与主轴啮合或分离。5档齿轮通过5档离合器与主轴啮合或分离。倒档齿轮通过4档离合器与主轴啮合或分离。惰轮通过花键与主轴相连并与主轴一同旋转。7)副轴上的齿轮。主减速器齿轮与副轴集成在一起。1档、2档、3档、5档和驻车档齿轮通过花键与副轴相连并与副轴一同旋转。8) 4档齿轮和倒档齿轮在副轴上自由旋转。倒档接合套使4档齿轮和倒档齿轮与倒档接合套啮合。倒档接合套轴套通过花键与副轴相连,从而使4档齿轮和倒档齿轮与副轴啮合。9)第二轴上的齿轮。1档齿轮通过1档离合器与第二轴啮合或分离。2档齿轮通过2档离合器与第二轴啮合或分离。3档齿轮通过3档离合器与第二轴啮合或分离。惰轮通过花键与第二轴相连并与第二轴一同旋转。10)惰轮轴上的惰轮在主轴和第二轴之间传递动力。倒档惰轮将动力从主轴倒档齿轮传递到副轴倒档齿轮,并使副轴的旋转方向相反。

  1) P位的动力流程。液压没有作用于离合器。动力没有传递到副轴。驻车棘爪锁住驻车档齿轮,使副轴锁定。2) N位的动力流程。液力变矩器传递的发动机动力驱动主轴惰轮、惰轮轴惰轮和第二轴惰轮,但液压没有作用于离合器。动力未传递到副轴。在此位置,若从D位换档,则倒档接合套与副轴4档齿轮和倒档接合套轴套啮合,使4档齿轮与副轴啮合;若从R位换档,则倒档接合套与副轴倒档齿轮和倒档接合套轴套啮合,使倒档齿轮与副轴啮合。3) 1档动力流程。广本BCLA/MCLA自动变速器的1档动力流程见图51。

  液压作用于1档离合器,1档离合器使第二轴1档齿轮与第二轴啮合。主轴惰轮通过惰轮轴惰轮和第二轴惰轮驱动第二轴。第二轴1档齿轮驱动副轴1档齿轮和副轴。动力被传递到主减速器主动齿轮,从而驱动主减速从动齿轮。4)2档动力流程。广本BCLA/MCLA自动变速器的2档动力流程见图52。

  液压作用于2档离合器。2档离合器使第二轴2档齿轮与第二轴啮合。主轴惰轮通过惰轮轴惰轮和第二轴惰轮驱动第二轴。第二轴2档齿轮驱动副轴2档齿轮和副轴。动力被传递到主减速器主动齿轮,从而驱动主减速从动齿轮。5) 3档动力流程。广本BCLA/MCLA自动变速器的3档动力流程见图53。

  液压作用于3档离合器。3档离合器使第二轴3档齿轮与第二轴啮合。主轴惰轮通过惰轮轴惰轮和第二轴惰轮驱动第二轴。第二轴3档齿轮驱动副轴3档齿轮和副轴。动力被传递到主减速器主动齿轮,从而驱动主减速从动齿轮。6) 4档动力流程。广本BCLA/MCLA自动变速器的4档动力流程见图54。

  当变速杆位于前进档(D、 D3、2和1)时,液压作用于伺服阀,使倒档接合套与副轴4档齿轮和倒档接合套轴套啮合。液压也作用于4档离合器,4档离合器使主轴4档齿轮与主轴啮合。主轴4档齿轮驱动副轴4档齿轮和副轴。动力被传递到主减速器主动齿轮,从而驱动主减速从动齿轮。7) 5档动力流程。广本BCLA/MCLA自动变速器的5档动力流程见图55。

  液压也作用于5档离合器。5档离合器使主轴5档齿轮与主轴啮合。主轴5档齿轮驱动副轴5档齿轮和副轴。动力被传递到主减速器主动齿轮,从而驱动主减速从动齿轮。8) R档动力流程。广本BCLA/MCLA自动变速器的R位动力流程见图56。

  当变速杆位于R位时,液压作用于伺服阀,使倒档接合套与副轴倒档齿轮和倒档接合套轴套啮合。液压作用于4档离合器,4档离合器使主轴倒档齿轮与主轴啮合。主轴倒档齿轮通过倒档惰轮驱动副轴倒档齿轮。倒档惰轮使副轴倒档齿轮的旋转反向。副轴倒档齿轮通过驱动倒档接合套轴套的倒档接合套来驱动副轴。动力被传递到主减速器主动齿轮,从而驱动主减速从动齿轮。

  2)发动机舱内的BCLA/MCLA自动变速器系统部件安装位置见图58。

  BCLA/MCLA自动变速器电子控制系统由动力系统控制模块、传感器和电磁阀组成。换档和锁止均为电子控制,从而满足任何条件下的驾驶舒适性。PCM接收来自传感器、开关和其他控制单元的输入信号,进行数据处理,为发动机控制系统和A/T控制系统提供输出信号。A/T控制系统包括换档控制、坡道逻辑控制、离合器压力控制和变矩器锁止控制等部分,相关程序存储在PCM内。PCM切换换档电磁阀和A/T离合器压力控制电磁阀,从而控制变速器齿轮的换档和变矩器离合器的锁止过程,见图59。

  PCM根据来自传感器和开关的各种信号来确定选择哪个档位,然后激活换档电磁阀A、 B、 C,进行换档控制。此外,系统采用坡道逻辑程序控制在D和D3位的换档。当车辆上坡或下坡时,PCM根据节气门传感器、发动机冷却液温度传感器、大气压力传感器、制动踏板位置开关等信号和变速杆位置信号对实际驾驶工况与记忆驾驶工况进行比较,实现换档控制功能。BCLA/MCLA自动变速器的换档控制功能图见图60。

  (3)坡道逻辑控制1)上坡控制。当PCM判断车辆正在用D和D3位上坡时,系统将扩大2档、3档和4档齿轮的啮合区域,以防止变速器在2档与3档之间、3档与4档之间以及4档与5档之间频繁切换。也就是说,存储在PCM内的2档与3档之间、3档与4档之间以及4档与5档之间的程序可以使车辆根据坡度的大小自动选择最合适的档位。

  2)下坡控制。当PCM判断车辆正在用D和D3位下坡时,系统将扩大4档、3档和2档的行驶范围。从4档换5档、3档换4档、2档换3档(节气门关闭时)的换档速度要比平路行驶的换档速度快。这种措施与减速锁止引起的发动机制动结合在一起,共同使车辆保持平稳地行驶。

  根据坡度大小,系统提供3种下坡模式,具有不同的4档行驶范围、3档行驶范围和2档行驶范围。当车辆以5档或4档行驶时,驾驶人在陡坡制动减速时,变速器将切换到更低档位。加速时变速器又切换回高速档位。3)减速控制。车辆转弯时需要先减速然后再加速。PCM设定减速控制数据,以减少变速器换档的次数。当减速时的车速大于27 km/h时,与正常相比,PCM提前将变速器档位从5档或4档切换至2档,以满足随后加速的需求。

  PCM利用A/T离合器压力控制电磁阀A, B和C来控制离合器压力。当进行低速档和高速档的切换时,A/T离合器压力控制电磁阀A, B和C调节离合器压力,使离合器平稳地啮合和分离。PCM接收各种传感器和开关的输入信号,进行数据处理,然后输出电流给A/T离合器压力控制电磁阀A, B和C。 BCLA/MCLA自动变速器的离合器压力控制功能图见图61。

  液力变矩器可以在2档、3档、4档和5档锁止。变矩器离合器电磁阀使锁止换档阀在打开和关闭之间切换。PCM向变矩器离合器电磁阀和A/T离合器压力控制电阀C通电,激活变矩器锁止功能。A/T离合器压力控制电阀C调节液压并将液压作用在锁止控制阀上,从而控制锁止液压流量。BCLA/MCLA自动变速器的变矩器锁止控制功能图见图62。

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