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详解汽车自动变速器的构造及检修
来源:本站整理  作者:佚名  2013-12-19 09:34:39

    来自液压泵的油液经油道10进入主油路2,同时通过节流孔12和油道11流向次调压阀。与此同时调压阀阀体1的上部的油压与下部的调压弹簧压力相平衡。当主油路油压较高时,阀体1压缩调压弹簧3下移,接通回油路9使主油路泄油,油压下降。反之,当主油路油压较低时,则调压阀阀体在调压弹簧的作用下上移使泄油量减少,主油路油压回升。故而保持了主油路油压的稳定。
    当来自油道5的节气门油压和来自油道7的倒档油路油压共同对反馈柱塞4作用而产生的向上推力大于弹簧3向下的压力时,则调压阀阀体上移,泄油通道减小,而使主油路油压升高。
节气门油压由节气门阀控制,节气门开度越大,节气门油压越高,主油路油压也随之升高,反之亦然。由此可见,主油路系统各部油压变化时,主调压阀给予及时调节,以保证系统压力的稳定和自动换档的要求。
    主调压阀的结构如图56所示。当变速杆置于“R”时,来自手动阀的主油压作用在阀体的B和C处,由于B处的面积大于C处的面积,使得阀体受到向上力的作用,阀体向上移动,主油压升高,满足倒档较大传动比的要求。
主调压阀的结构

    2)主油路次调压阀(亦称第二调压阀):次调压阀由阀体3和调压弹簧6组成,如图57所示。它的作用是根据车速和节气门开度的变化自动调节液力变矩器油压和各摩擦副的润滑油压以及冷却装置的冷却油压(图中未示出)。
主油路次调压阀

    来自主油路的压力油进入次调压阀阀体3的上部,并经节流孔9进入油道8后流向各润滑表面。当主油道油压升高时,作用在阀体3上部的油压增大,推动阀体下移,使油道2和8连通,则使各润滑表面油压增大,从而保证了大负荷下各表面润滑的需要。当主油路油压过高时,阀体下移量增大,将油道2、8与油道7连通,则泄油量增大,油路油压下降,因而保证了液力变矩器的工作安全。当主油路油压过低或发动机停机时,二次调压阀用一个单向控制阀把通液力变矩器的油路关闭,使液压油不能回流,以免影响转矩输出。
    当来自油道4的节气门油压增大时,推动阀体3上移,油道7泄油量减少,油压上升,反之,油压降低。可见,经次调压阀调节后的油压与节气门开度成正比。
    (2)换档信号系统 换档信号系统由节气门阀和离心调速器阀组成。节气门阀的位置取决于节气门的开度,即取决于发动机负荷,因此驾驶人操纵加速踏板即可改变节气门阀输入换档阀的油压。离心调速器阀装在变速器第二轴上,它可根据车速的变化改变输出给换档阀的油压。这两个分别反映发动机负荷和汽车行驶速度的压力信号各自引至换档阀的两端。在二者综合作用下,换档阀使变速器自动地由低速档换入直接档,或由直接档自动地换入低速档。
    1)节气门阀:节气门阀如图58所示。当手控制阀位于空档与倒档位置时,节气门阀不受主油路油压作用。其滑阀1在弹簧2作用下处于最右面位置。当手控制阀位于前进档和手低档位置时,主油路压力油经通道H和滑阀中心油道进入节气门阀右腔,推动滑阀压缩弹簧而向左移到图示位置。滑阀右端面受油压作用,左面受弹簧力作用。左端弹簧座3的位置由与加速踏板联动的凸轮摇杆机构控制。

    由节气门阀输出口O输出油压的大小取决于主油路压力油进入节气门阀的通道面积。此通道面积由滑阀位置决定。节气门开度变化,弹簧压缩量和弹簧力随之变化,从而使滑阀位置改变。因此节气门阀输出的油压是随发动机节气门开度变化的。节气门开度愈大,则主油路入口面积愈大,相应的节气门阀输出油压愈高。
    2)速控阀
    ①功用:速控阀又叫调速器或速度调压阀,它的功用是产生与车速成正比的控制油压(速控油压),传给换档阀,以便控制换档。速控阀是液控自动变速器反应车速的装置,仅用于液控自动变速器,电控自动变速器采用车速传感器来反映车速。
    正确的速控油压对于自动变速器的正常工作非常重要,如果速控油压过高,会导致换档的车速提前;而速控油压过低,会导致换档的车速滞后。
    ②结构、原理:速控阀的结构如图59所示。速控阀安装在变速器输出轴上,与输出轴一起旋转。作用在滑阀上的力包括向外的离心力和向内的速控油压力。当汽车低速行驶时,阀轴和滑阀构成一体,在重锤和滑阀的离心力作用下使滑阀向外移动,此时速控油压随着车速的增加而增加。当车速增加到一定程度时,阀轴被壳体内部台阶限位而不再向外移动,此时滑阀向外移动仅能靠自身的离心力,因此,速控油压随着车速的增加而缓慢增加。所以,速控油压与车速的关系分成两个阶段,一般把这种形式的速控阀称为二阶段速控阀,与此类似的还有三阶段速控阀。
速控阀的结构

    (3)换档阀系统 换档阀系统包括换档阀、手控制阀和强制降档阀等。
    1)换档阀:换档阀的功用是根据换档控制信号或油压,切换档位油路,以实现两个档位的转换。换档阀直接与换档控制元件(离合器、制动器)相通,当换档阀动作后,会切换相应的油道以便给相应档位的离合器和制动器供油,得到所需要的档位。换档阀的数量与自动变速器前进档的个数有关。一般四档自动变速器需要三个换档阀,即1-2档换档阀、2-3档换档阀和3-4档换档阀。

    换档阀是根据节气门开度或车速的变化,自动地进行换档的部件。其工作过程见图60。主油路压力油经入口只进入换档阀。节气门阀油压经入口P2作用于滑阀1的右端。调速器油压经入口P3作用于滑阀的左端。滑阀的右端还作用有弹簧2的压力。左端调速器油压与右端节气门阀油压加上弹簧力的平衡条件决定滑阀位置。因而换档阀在节气门阀和离心调速器两个信号油压的综合作用下,可使变速器自动地由低速档换至直接档,或由直接档换入低速档。当车速很低时,左端调速器油压很低,滑阀切断了通往直接档离合器的出口O1,这时是低速档工作。

    当车速提高到一定程度,调速器油压大到足以克服右端作用力时,则滑阀右移,使通往直接档离合器及低档制动器油缸下腔的油路与主油路沟通,即挂上直接档。同理,如果汽车在低速档行驶过程中{驾驶人松抬加速踏板,使节气门阀油压降低。则虽在相同车速下(即调速器油压相同情况下),滑阀由于右端压力降低而右移,变速器也可换上直接档。
    在从低速档换入直接档过程中,只要滑阀稍向右移,滑阀右端压力油便由滑阀中心油道经径向小孔、通道Q从手控制阀的泄油道泄出,以加速滑阀右移,使直接档离合器较迅速接合,防止过度磨损。当车速降低到一定程度,离心调速器压力低于弹簧力时,滑阀开始左移。滑阀稍一左移,即打开通道P2,使节气门阀压力油输入滑阀的右端,加速滑阀左移,而切断主油路与出油口O1之间通道,并使O1与回油口O2沟通,因而通往直接档离合器和低档制动器油缸下腔的油道中的压力油泄出、加速了直接档离合器的分离和低档制动带的拉紧,即从直接档换入低速档。

    如果汽车在直接档行驶过程中,驾驶人将手控制阀拉到前进低档位置,主油路压力油经缓冲阀由入口P4进入换档阀并作用在大截面阀的右端面;同时由通道口进入的压力油作用在滑阀的右端,如图60所示。二者共同把滑阀推向左移。当打开通道P2后,又有主油路压力油经单向阀由P2进入。这样不仅使滑阀左移到低档位置,并且由于左边的调速器油压总低于右边的主油路油压,致使滑阀不可能右移,故总保持在低速档工作状态。
    以2-3档换档阀为例进行介绍。如图61a所示为二档时的情况,此时在节气门油压、速控油压及弹簧作用下,2-3档换档阀处于下方位置,主油压不能到达离合器C2,所以自动变速器处于D2档;当车速增加到一定程度,速控油压大于节气门油压和弹簧伸张力之和时,2-3档换档阀上移处于上方位置,如图61b所示,此时主油压经过2-3档换档阀到达离合器C2,自动变速器换至D3档。
2-3档换档阀

  2)手控阀:手控阀又称为手动阀或手动换档阀(选档阀),与驾驶室内的变速杆相连,其功用是控制各档位油路的转换,是一种手控制的多路换向阀。它根据自动变速器变速杆的不同位置,如停车档(P)、空档(N)、倒档(R)、前进档(D)、前进低档(S, L)等,将主油路压力油送至换档阀进行换档。
如图62所示,当驾驶人操纵变速杆时,手动阀会移动,使主油压通往不同的油道。如当变速杆置于P位时,主油压会通往P、R和L位油道;当变速杆置于R位时,主油压会同时通往P、R和L位油道与R位油道;当变速杆置于N位时,手动阀会将主油压进油道切断,便不会有主油压通往各换档阀;当变速杆置于D位时,主油压会通往D、2和L位油道;当变速杆置于2位时,主油压会同时通往D、2和L位油道与2和L位油道;当变速杆置于L位时,主油压会同时通往D、2和L位油道与2和L位油道及P、R和L位油道。
手动阀的结构

    3)强制降档阀:在某些自动变速器中还装有强制降档阀,其作用是在节气门全开或接近全开时,将自动变速器强制降低一个档位,以保证高速行驶的汽车超车时获得良好的加速性能。
    图63a所示为由节气门拉索和节气门阀凸轮控制的强制降档阀。当节气门接近全开时,节气门拉索使节气门凸轮2转过一个角度,迫使强制降档阀阀体3右移,打开通往换档阀的油路B,使主油路压力油进入换档阀,使自动变速器降低一个档位。
    图63b所示为由电磁阀控制的强制降档阀。当将加速踏板踩到底时,强制降档开关5闭合,使电磁阀9通电,电磁阀作用在阀杆6上的推力消失,阀芯8在弹簧7弹力的作用下右移,打开通住换档阀的油路B,使主油路压力油进入换档阀,迫使自动变速器降低一个档位。
强制降档阀

    4.换档品质控制装置
    换档品质控制装置的作用是保证换档过程平顺柔和、无冲击。它包括油路中的缓冲阀、限流阀、断流解锁阀、单向节流阀和节流孔等。
    (1)缓冲阀 缓冲阀(见图64)是控制换档品质的部件之一。它由滑阀1和阀座3及其间的弹簧2等组成。调速器油压经通道作用在滑阀左端面上,力图使滑阀向右移。节气门阀油压经通道作用于阀座的右端面上,力图使阀座向左移。当手控制阀在前进档位置、汽车以直接档行驶过程中,要强制挂上低速档,为防止车速突然变化,希望低档制动器起作用的速度与车速成反比,即车速愈高,低档制动器起作用的速度要慢些,反之较快些。这由缓冲阀保证。强制挂低速档时,通往低档制动器油缸中腔的油液,包括两部分:一部分流经低档阀片的量孔;一部分通过缓冲阀进出口P1与Q之间的通道,如图64a所示,此通道面积决定于滑阀1的位置。当车速高,调速器油压高时,通道面积小,油液流速低;反之流较高。故可调节进入低档制动器油缸的压力油的流速,;从而控制制动器起作用的速度,改善换档平稳性。
缓冲阀

    当驾驶人用松抬加速踏板的方法由低速档换直接档时,为了保证换档平稳;希望迅速松开低档制动器并使直接档离合器接合。此要求也由缓冲阀满足。驾驶人突然松抬加速踏板时,阀座右端节气门阀压力突然降低,阀座即迅速右移,使O1与O2两通道沟通,如图64b所示,当即中止了对低档制动器油缸中腔的压力油的供给,而主油路压力油则通过缓冲阀很快地流向直接档离合器与低档制动器油缸的下腔,在离合器接合过程中,由于制动器油缸中腔的压力油反向流回主油路,制动器作用很快消失。
    (2)限流阀:图65所示为低档限流阀结构。弹簧钢片1一端用铆钉2铆在阀体3上,而档住锁止离合器的进油道主油路通往低档制动器油缸中腔的油道。弹簧钢片的另一端上面有顶杆4。节气门阀油压通过顶杆可压下弹簧钢片的一端,而使主油路和通往低档制动器油缸中腔的通道口P1和Q相通。节气门阀油压的大小可控制通过低档限流阀通道油液流量,从而调节低档制动器起作用的速度。当节气门阀油压很小时,阀门关闭。
低档限流阀

    (3)断流解锁阀:断流解锁阀的作用是在换档瞬间切断向锁止离合器的供油,锁止离合器解锁,使自动变速器在有液力变矩器参与的工况下工作,以便利用液力元件的减振和缓冲作用,改善换档品质。
    图66所示为断流解锁阀结构。它是由滑阀1、带节流孔的单向节流阀2和节流孔组成。主油路压力油经油道a进入滑阀右端的油腔,并经节流孔3和油道b输往换档离合器。油道b又经单向节流阀2与滑阀左端的油腔连通。控制锁止离合器的液压油经油道d、滑阀的腰部和油道。进入锁止离合器,使变矩器锁止。
断流解锁阀

    当自动变速器换档时,油道b中的液压瞬时下降,单向节流阀2打开,滑阀左腔的液压也随之降低。此时滑阀右腔的液压大于滑阀左腔的液压,故滑阀左移。滑阀在左移过程中一方面切断油路d,即停止向锁止离合器供油,锁止离合器解锁,同时还使节流孔3被短路,油道a和b直接连通,从而保证了换档离合器的快速充油和迅速接合。
    随着换档离合器充油过程的完成,油道b中的液压逐渐上升,油液自油道b经单向节流阀上的节流孔向滑阀左端的油腔充油。因滑阀左端的直径大于右端的直径,则当左腔液压升至一定值时,就推动滑阀右移。’由于单向节流阀节流孔的节流作用,滑阀左腔充油较缓慢,故滑阀复位需要一定的时间。滑阀复位后才恢复向锁止离合器的供油,使其重新锁止。

    5.滤清冷却系统
    滤清冷却系统包括冷却器和滤清器。变矩器工作时,相当大一部分能量转化成热量,致使工作液温度升高。而变矩器的油路与液压操纵系统和机械变速器的润滑油路是相通的。为保证变矩器的效率和变速器的操纵系统及润滑系统正常工作,应控制工作液温度在一定范围内(一般变矩器出口处最高油温不超过115~120℃)。因此,在发动机散热器下储水箱内设有冷却器。变矩器内的部分工作液从导轮与涡轮之间的间隙流出,经导轮固定套管与变速器第一轴之间的环形油道流过冷却器,得到冷却或加温(指起动过程中的预热)后,再经过滤清器流入机械变速器的润滑油道。
为限制变矩器入口的补偿油压,使之不超过0. 42MPa,还设有变矩器阀和单向阀用以控制流经冷却器、滤清器的润滑油压力在0. 07~0. 14MPa范围内。

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