1.自动变速器的类型。 自动变速器按其结构形式和工作原理分,主要有液力传动式自动变速器(AT)、机械传动式自动变速器(CVT)和机械传动自动变速器AMT)三种类型。 (1)液力传动式自动变速器AT。 液力传动式自动变速器由液力变矩器承担动力传递和无级变速,辅以可自动换档的齿轮变速器,以扩大变速范围。这种液力传动式自动变速器目前汽车上使用最广泛,AT一例如图6-12所示。 液力传动式自动变速器按其换档的控制方式不同,可分为液压控制式和电子控制式两种。早期的液力传动自动变速器采用纯液压控制式,现已被电子控制式所取代。
液力传动式自动变速器按齿轮变速器部分结构类型的不同,可分为普通齿轮(平行轴)式和行星齿轮式两种。由于行星齿轮变速器结构紧凑,又能获得较大的传动比,因此目前AT中的辅助变速器大都采用行星齿轮结构型式。
AT电子控制系统根据相关传感器的信号,对汽车的行驶工况及自动变速器的状态进行分析与判断,并输出控制信号,通过换档电磁阀、油压调节电磁阀和变矩器锁止电磁阀,实现自动换档、主油路压力及变矩器锁止等控制。
(2)机械传动式自动变速器(CVT)。
CVT由机械传动装置承担动力传递和无级变速,较为常见的结构形式是在机械传动装置中设置离心式自动离合器和V带工作半径调整机构。控制器根据车速、节气门开度等情况输出变速控制信号,通过驱动电路使调整机构动作,改变主从动带轮的工作半径,实现无级变速。CVT的外形如图6-13所示。
CVT电子控制系统根据相关传感器的信号分析汽车的行驶工况,并输出调速控制信号,通过调速执行机构可实现变速器的无级变速控制。
相比于AT,CVT的优点是实现了真正的无级变速,且传动效率高;CⅥT的缺点是其控制系统结构较为复杂,价格相对较高,且在起步或加速时钢带或传动带容易出现打滑,导致动力传递受到影响,从而影响加速感受。随着结构的完善和成本的降低,CVT已开始在一些中低档轿车上使用,例如:东南V3菱悦、帝豪EC7、比亚迪G3、力帆620等轿车均采用了CVT。
(3)机械传动式自动变速器(AMT)。
机械传动式自动变速器(AMT)是在普通固定轴式齿轮变速器的基础上,将选档、换档及离合器等相应的操纵改为以微处理器为控制核心,以电动、液压或气动执行机构来完成起步和换档的自动操纵变速器。AMT的结构一例如图6-14所示。
AMT电子控制系统根据其相关传感器的信号判断汽车的行驶工况,并输出控制信号,通过换档执行机构实现自动换档控制。
AMT既具有AT自动变速的优点,又有机械式变速器传动效率高、价格低、结构简单的优点,有很好的发展势头。
2.电控液力传动式自动变速器的基本组成及特点。
(1)电控液力传动式自动变速器的基本组成可将电控液力传动式自动变速器分为液力传动、机械辅助变速和自动控制三大功能部分,其基本组成如图6-15所示。
1)液力传动装置。液力变矩器通过液力传递动力,将发动机飞轮输出的功率输送给齿轮变速器。液力变矩器可在一定范围内实现增矩减速和无级变速,在必要时还可通过其锁止离合器的锁止来提高传动效率。
2)辅助变速装置。辅助变速装置包括齿轮变速机构和换档执行机构两部分,其作用是进一步增矩减速,通过变换档位实现不同的传动比,以提高汽车行驶的适应能力。目前汽车上多采用4个或5个前进档,一个倒档。
3)自动控制系统。自动控制系统包括电子控制系统和液压控制系统(自动变速器阀体)两部分。自动变速器ECU根据各传感器及开关的输入信号判断汽车的行驶工况和变速器的状态,并产生相应的电控信号,控制阀体内各电磁阀的动作,再通过换档阀及阀体中的各油路转换为相应的控制油压,从而实现对换档执行机构、油压调节装置及液力变矩器锁止装置等的自动控制。AT电子控制系统的基本组成与控制功能如图6-16所示。
(2)电控液力传动式自动变速器的特点。
1)驾驶操作简化,提高了行车安全性。在汽车起步和运行时,自动变速器无需离合器操作和手动换档操作,减少了驾车操作的劳动强度,可使驾驶人集中精力注意路面交通情况,因此,行车的安全性得以提高。
2)提高了发动机和传动系统的使用寿命。由于自动变速器在自动换档过程中无动力中断,换档平稳,减小了发动机和传动系统零件的动载荷;此外,液力变矩器这个“弹性组件”可以吸收动力传递过程中的冲击和动载荷。因此,采用AT的汽车发动机和传动系统零件的寿命比采用机械式变速器的要长。
3)提高了汽车的动力性。自动变速器在起步时,由于液力变矩器可连续自动变矩,可使驱动轮上的牵引力逐渐增加,换档时动力不中断,发动机可维持在一个稳定的转速,此,提高了汽车的起步、加速性能,也提高了汽车的平均车速。
4)提高了汽车的通过性能。通过液力变矩器一定范围内的无级变速,自动适应汽车行驶阻力的变化,并可通过自动换档来满足牵引力的需要,因此,提高了汽车的通过性能。
5)减少了废气污染。手动换档过程通常伴有发动机转速的急剧变化,在发动机转速变化较大的情况下,容易导致燃烧不完全,使得发动机废气中有害物质增加。自动变速器由于有液力传动和自动换档,使发动机在换档过程中可保持相对稳定的转速,燃烧条件不会恶化,因此,可减少发动机排放对空气的污染。
6)传动效率较低,结构较为复杂。AT的缺点是液力传力效率较低,通过最佳换档时机控制、超速档和变矩器锁止控制等,使采用电控液力传动式自动变速器汽车的油耗有了明显的下降,但总体上油耗要高于机械式变速器。此外,液力传动式自动变速器的结构较为复杂,成本较高,对维修技术水平的要求也较高。
