汽车自动变速器课件：第七章 液压系统的阀体介绍

汽车自动变速器课件：第七章 液压系统的阀体介绍

本章主要介绍的内容有：●液压系统的阀体介绍●液压系统的工作原理第七章　液压控制系统 第一节　液压系统的阀体介绍本节主要介绍的内容有：●液力式控制系统结构与工作原理●换挡控制装置结构与工作原理●换挡阀结构与工作原理●节气门阀结构与工作原理●调速器结构与工作原理●强制降挡阀结构与工作原理●变矩器控制装置结构与工作原理●阀体的检修 液力控制自动变速器采用液力式控制系统。这种控制系统的大部分控制阀都位于阀板总成中，通过变速器壳体和变速器轴上的油道与油泵、变扭器及各个换挡执行元件相通。液力式控制系统按各个控制阀的作用不同，可分为油压调节装置、换挡控制装置和变矩器控制装置3个部分。自动变速器控制系统的油压调节装置是一个油压调节阀，也称为主油路调压阀，其工作原理如图7-1所示。一、液力式控制系统结构与工作原理 换挡控制装置的作用有两个：一是根据自动变速器操纵手柄的位置，使自动变速器处于不同的挡位状态，如停车挡（P）、空挡（N）、倒挡（R）、前进挡（D）、前进低挡（S、L或2、1）等；二是在前进挡（D）或前进低挡（S、L或2、1）时，根据发动机负荷、车速等汽车行驶参数，自动控制升挡或降挡，使自动变速器处于最适合汽车行驶状态的挡位上。换挡控制装置由手动阀、换挡阀、节气门阀、调速器等控制阀及相应的油路组成。手动阀由自动变速器的操纵手柄控制。在操纵手柄处于不同位置时，让主油路压力油进入不同的控制油路，以改变自动变速器的工作状态。二、换挡控制装置结构与工作原理 自动变速器的升挡和降挡完全由节气门阀产生的节气门油压和调速器产生的调速器油压的大小来控制。节气门阀由发动机油门拉索操纵，因此节气门油压取决于发动机油门的开度；调速器油压取决于车速。有些自动变速器用主油路油压代替节气门油压，来控制换挡阀的工作，由于主油路油压在一定程度上也是随节气门开度增大而升高的，因此其控制原理是相同的。由于每个换挡阀只有两个位置，因此它只能控制相邻两个挡位的升挡和降挡过程。这样3挡自动变速器就应有两个换挡阀，分别用于控制1-2挡的升降挡和2-3挡的升降挡。4挡自动变速器则应有3个换挡阀，分别控制1-2挡、2-3挡、3-4挡的升降挡。（如图7-2所示）三、换挡阀结构与工作原理 节气门阀的工作由节气门开度控制。根据控制方式的不同，节气门阀可分为机械式节气门阀和真空式节气门阀两种。（1）机械式节气门阀：机械式节气门阀由滑阀、弹簧、挺杆、凸轮等组成。（2）真空式节气门阀：真空式节气门阀由真空膜片室、挺杆、滑阀等组成。四、节气门阀结构与工作原理 调速器用于产生调速器油压，为控制系统提供随车速而变化的控制压力。该油压和随发动机油门开度或进气管真空度而变化的节气门油压一起，共同控制换挡阀的工作。调速器一般安装在自动变速器输出轴上，随输出轴一起转动；或安装在自动变速器壳体上，通过齿轮与输出轴连接。根据工作原理不同，调速器可分为泄压式和节流式两种。（1）泄压式调速器结构与工作原理：泄压式调速器的工作原理如图7-4所示。（2）节流式调速器结构与工作原理：五、调速器结构与工作原理 六、强制降挡阀结构与工作原理减振器结构与工作原理：常见的减振器由一个减振活塞和弹簧组成。每个前进挡都有一个相应的减振器。它和该挡的换挡阀至换挡执行元件的油路相通。当自动变速器换挡时，来自换挡阀的主油路压力油在进入换挡执行元件液压缸的同时也进入减振器的减振活塞下部。单向节流阀结构与工作原理：单向节流阀布置在换挡阀至换挡执行元件之间的油路中，其作用是对流向换挡执行元件的液压油产生节流作用，在换挡执行元件接合时延缓油压增大的速率，以减小换挡冲击。在换挡执行元件分离时，单向节流阀对换挡执行元件的泄油不产生节流作用，以加快泄油过程，使换挡执行元件迅速分离。单向节流阀有两种型式：一种是弹簧节流阀式，另一种是球阀节流孔式。 七、变矩器控制装置结构与工作原理变矩器控制装置的作用主要有两个：一是为变矩器提供具有一定压力的液压油，同时将变矩器内受热后的液压油送至散热器冷却，并让一部分冷却后的液压油流回齿轮变速器，对齿轮变速器中的轴承和齿轮进行进行润滑；二是控制变矩器中锁止离合器（如果有的话）的工作。变矩器控制装置由变矩器压力调节阀、泄压阀、回油阀、锁止信号阀、锁止继动阀及相应的油路组成。变矩器阀结构与工作原理（变矩器阀及其油路，如图7-5所示。）（锁止信号阀和锁止继动阀，如图7-6所示。） 八、阀体的检修阀板是自动变速器中最精密的部件之一，它的性能好坏直接影响自动变速器的换挡规律是否正常。在拆检自动变速器时，并非一定要拆检阀板，以免无谓的拆装破坏阀板内各个控制阀的装配精度。只有在自动变速器换挡规律失常，或摩擦片严重烧毁、阀板内沾有大量摩擦粉末时，才对阀板进行拆检修理。不论是液力式控制系统还是电液式控制系统，其阀板的检修方法都是相同的，下面以凌志LS400轿车A341E和A342E自动变速器为例，加以说明。1．阀板的检修 在检修阀板零件时，应注意以下几点：（1）将上下阀板和所有控制阀的零件用清洁的煤油或汽油清洗干净。（2）检查控制阀阀心表面，如有轻微刮伤痕迹，可用金相砂纸抛光。（3）如控制阀卡死在阀孔中；应更换阀板总成。（4）更换隔板上的纸质衬垫。（5）更换所有塑胶阀球。2．阀板零件的检修 由于阀板中各个控制阀的加工精度和配合精度都极高，不正确的检修方法往往会损坏控制阀，影响其正常工作。因此在检修阀板时，应注意以下几点：（1）拆检阀板时，切不可让阀心等重要零件掉落。不要将铁丝、起子等硬物伸入阀孔中，以免损伤阀心和阀孔的精密配合表面。（2）阀板分解后的所有零件在清洗后，可用压缩空气吹干，不允许用棉布擦拭，以免沾上细小的纤维丝，造成控制阀卡滞。（3）装配阀板时，应检查各控制阀阀心是否能在阀孔中活动自如。如有卡滞，应拆下，经清洗后重新安装。（4）不要在阀板衬垫及控制阀的任何零件上使用密封胶或粘合剂。（5）在更换隔板衬垫时，要将新旧件进行对比，确认无误后再装入，以防止因零件规格不符而影响自动变速器的正常工作。（6）在分解、装配阀板时，要有详细的技术资料（如阀板分解图），以作为对照。3．检修阀板时须注意事项 第二节　液压系统的工作原理本节主要介绍的内容有：●液压控制系统的分类●液压控制系统的组成●液力式控制系统工作过程分析 一、液压控制系统的分类液压控制系统有两种操纵方式，一种是全液压操纵方式，另一种是电子控制液压操纵方式。两种不同操纵方式的液压控制系统框图如图7-7、7-8。在全液压操纵方式的液压控制系统中，车速和节气门开度信号被转换为液压信号。这个液压信号在液压控制系统中，经过处理后被直接执行。而电子控制液压操纵方式的液压控制系统中，车速和节气门开度信号先被转换为电信号。这个电信号在电子控制系统中经过处理后，再传递给液压控制系统去执行。这就是两者的差别。 二、液压控制系统的组成液压控制系统由主供油路、控制信号、换挡控制、换挡品质控制、执行元件、润滑冷却和锁止控制等几个部分组成。（1）主供油路（2）控制信号（3）换挡控制（4）换挡品质控制（5）执行元件（6）润滑冷却（7）锁止控制 三、液力式控制系统工作过程分析3N71B是一种采用辛普森式3挡行星齿轮变速器的自动变速器，它的控制系统由主油路调压阀、手动阀、2个换挡阀、真空式节气门阀、调速器、强制降挡阀及2挡锁止阀等组成。其控制对象是4个换挡执行元件和变矩器。油泵输出的液压油进入控制系统，在主油路调压阀的调节下成为主油路压力油，并经过油路被送至手动阀、节气门阀、强制降挡阀。节气门阀产生的节气门压力油经油路作用在主油路调压阀下端，使主油路油压随节气门开度的增大而升高。主油路调压阀还控制变矩器的工作，它将主油路压力油减压后输入变矩器。从变矩器出来的液压油经散热器冷却后被送至齿轮变速器中，对行星齿轮机构进行润滑。 当操纵手柄位于空挡（N）位置时，手动阀将主油路关闭，此时2个换挡阀、4个换挡执行元件及调速器均不工作，使自动变速器处于空挡状态（图7-9）。1．空挡（N） 当操纵手柄位于停车挡（P）位置时，手动阀打开两条油路：一条让主油路压力油经强制降挡阀作用于2-3换挡阀及1-2换挡阀左侧，使2个换挡阀保持在右侧低挡位置；另一条油路让主油路压力油经1-2换挡阀直接进入低挡及倒挡制动器B2，使低挡及倒挡制动器B2接合。但由于高挡及倒挡离合器C1和前进离合器C2均无工作，变速器输入轴上的动力不能传至行星齿轮机构，使行星齿轮变速器处于空挡状态（图7-10）。此时变速器输出轴被停车挡机构锁止，使输出轴和驱动轮不能转动。2．停车挡（P） 当操纵手柄位于倒挡（R）位置时，手动阀打开3条油路，其中两条即上述P位打开的油路，另一条油路让主油路压力油分成两部分：一部分通往主油路调压阀下端，使倒挡时的主油路油压升高，以满足倒裆时换挡执行元件的工作需要；另一部分经2-3换挡阀分别通往高挡及倒挡离合器C1和2挡制动带B1液压缸的释放腔，使倒挡及高挡离合器C1接合，2挡制动带B1释放。由于低挡及倒挡制动器B2也处于工作状态，因此倒挡及高挡离合器C1和低挡及倒挡制动器B2同时工作，使行星齿轮变速器处于倒挡状态（图7-11）。3．倒挡（R） 当操纵手柄位于前进挡（D）位置时，手动阀打开3条油路：其中一条让主油路压力油通往调速器、前进离合器C2和1-2换挡阀，让调速器产生调速器压力油，同时让前进离合器C2接合；另一条通往2挡锁止阀下端和2-3换挡阀，作用在2挡锁止阀下端的主油路压力油使该阀关闭；还有一条油路通往2挡锁止阀上端。当车速较低时，1-2换挡阀和2-3换挡阀右侧的调速器油压较低，使这2个换挡阀均处于右侧低挡位置，将通往换挡执行元件的油路关闭，此时只有前进离合器C2接合，使行星齿轮变速器处于1挡状态。（如图7-12）4．前进挡（D） 随着车速的提高，调速器油压不断增大。当车速提高到某一数值时，1-2换挡阀右侧的调速器油压大于左侧主油路油压和弹簧弹力之和，使1-2换挡阀左移，打开通往2挡制动带B1的油路，主油路压力油经1-2换挡阀、2挡锁止阀进入2挡制动带B1的液压缸的施压腔，使2挡制动带B1产生制动。由于2挡制动带B1和前进离合器C2同时工作，使行星齿轮变速器由1挡升至2挡（图7-13）。 当车速进一步升高至2-3换挡阀右侧的调速器压力大于左侧节气门油压和弹簧弹力之和时，2-3换挡阀左移，打开通往2挡制动带B1液压缸释放腔和倒挡及高挡离合器C1的油路，使倒挡及高挡离合器C1接合、2挡制动带释放，从而让倒挡及高挡离合器C1和前进离合器C2同时工作，使行星齿轮变速器由2挡升至3挡（图7-14）。 压力校正阀的作用是让汽车在起步时有足够大的主油路油压，以防止前进离合器打滑，而在汽车有一定车速后，让主油路油压下降，以减小油泵的运转阻力。在汽车起步时，调速器油压为0，压力校正阀将通往主油路调压阀上端的节气门油路关闭；汽车起步后，当压力校正阀右端的调速器油压大于左端弹簧弹力时，压力校正阀左移，打开通往主油路调压阀上端的节气门油路，作用在主油路调压阀上端的节气门油压使主油路油压下降。当驾驶员突然将油门踏板完全踩下时，强制降挡开关闭合，让强制降挡电磁阀通电，使强制降挡阀阀心下移，打开主油路，使之通往2个换挡阀的左侧。由于2-3换挡阀左侧油压作用面积较大，足以克服右端的调速器油压，使2-3换挡阀右移，由3挡强制降为2挡。如果此时车速较低，调速器油压也相应地较低，作用在1-2换挡阀左端的主油路油压亦可使1-2换挡阀右移，由2挡强制降为1挡（图7-15）。 当操纵手柄位于前进低挡（2）位置时，手动阀打开3条油路：一条经过强制降挡阀通往两个换挡阀左侧，使2个换挡阀处于右侧低挡位置，关闭通往换挡执行元件的油路；另外两条油路中，一条通往调速器和前进离合器C2，另一条通往2挡锁止阀上端，使2挡锁止阀下移，打开通往2挡制动带B1液压缸施压腔的油路。此时，不论车速如何，2挡制动带B1和前进离合器C2都一起工作，行星齿轮变速器被锁止在2挡（如图7-16）。5．前进低挡（2） 当操纵手柄位于前进低挡（1）位置时，手动阀打开3条油路：一条通往调速器和前进离合器C2，另一条通往1-2换挡阀，还有一条经过强制降挡阀通往2个换挡阀左侧。若汽车以3挡行驶。则立即被强制降为2挡，且无法再升挡（图7-17）。若车速进一步降低，由2挡降至1挡后，将使另一条通往1-2换挡阀的油路通向2挡制动带液压缸的释放腔，使2挡制动带释放，同时主油路油压作用在1-2换挡阀左侧，使1-2换挡阀锁止在1挡位置，无法再升至2挡（图7-18）。6．前进低挡（1）