电控自动变速器的工作原理及维修.ppt

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1、电控自动变速器,第一节 概述,一、自动变速器发展概况,（一）手动变速器存在的不足,1.换挡频繁：疲劳、紧张、不安全；,2.换挡冲击：损坏机件、乘座舒适性差；,3.影响汽车行驶动力性和经济性：（换挡时机不易把握）,自动变速器的优点,1.消除了离合器及换挡的频繁操作，消除了换挡技术差异，驾车简单。,2.实现平稳、无冲击换挡，乘坐舒适性好。,3.自动适应行驶阻力变化、自动变速，提高了平均车速，且能保证最佳换挡时机。,4.液力传动、发动机和传动系“弹性”连接，减轻了传动系统冲击负荷，延长零部件使用寿命。,结构复杂、技术要求高、成本高；传动效率较手动变速器低8%10%。,三、自动变速器的分类,（一）按汽

2、车驱动型式分,前轮驱动变速器（自动驱动桥）,后轮驱动变速器,电控液动式自动变速器（ECT）,（二）按齿轮变速系统控制方式分,液控液动式自动变速器（AT）,（三）按齿轮变速系统型式分,平行轴齿轮变速系统（仅本田车系）,行星齿轮变速系统,（四）按变速型式分,有级变速；,无级变速；,*广泛采用型式前驱动、行星齿轮变速系统、电控液动式有级自动变速器,六、自动变速器型号说明,1.丰田A-140E,A-自动变速器,第一位数字：1、2、5表示前轮驱动；3、4表示后轮驱动；,第二位数字：3 三速前进挡；4 四速前进挡；,第三位数字：0 产品序号,最后一个字母：E-电控自动变速器；H-四轮驱动；,2.通用4L8

3、0E,第一位数字：4 四速前进挡,第一个字母：L-纵向安装（后轮驱动、四轮驱动）T-横向安装（前轮驱动）,80-产品序号,最后一个字母：E-电控自动变速器,一、电控自动变速器组成,液力变矩器；齿轮变速系统；液压自动操纵系统（主体为阀体）；电子控制系统（传感器、ECU、电磁阀）；手控联杆机构；工作液ATF(俗称变速器油)外壳;散热系统；,二、各部分功能,（一）液力变矩器,液力变矩器位于自动变速器的最前端，通过螺栓与发动机的飞轮相连，其作用：,1.起到自动离合器作用；,2.增大发动机产生的扭矩；,3.缓冲发动机和传动系的扭振；,4.起到飞轮作用，使发动机转动平衡；,5.驱动液压控制系统的油泵；,（

4、二）齿轮变速系统,齿轮变速系统包括：,齿轮变速机构和换挡执行机构。,齿轮变速机构可以使变速器实现不同的传动比，使之处于不同的挡位（一般设置34个前进挡和一个倒挡）。这些挡位与液力变矩器配合，就可获得由起步至最高车速的自动变速。,齿轮变速系统的作用：,1.提供几种传动比的前进挡；,2.为倒挡行驶提供倒车挡；,3.提供空挡齿轮位置以便发动机停车时怠速运行；,4.提供驻车挡“P”，锁死输出轴；,4.行星轮系图解,齿圈,行星架,太阳轮,分析结果：,1.油泵产生系统工作油压；,6.调节油泵产生的液压；,（三）液压控制系统（阀体及油泵）,2.对液力变矩器提供ATF；,3.对换挡执行器适时提供液压，以便齿轮

5、系统实现不同的传动比；,4.用ATF润滑旋转零件；,5.用ATF冷却变矩器和变速箱；,7.将发动机负荷和车速转换为“液压信号”；,液压源：,执行机构：,单向离合器,控制装置：,液压控制系统组成,液压油泵；,制动器,离合器,1.调压阀,主调压阀、副调压阀,3.手控阀,4.电磁阀,节气门阀、节气门油压修正阀、节气门助力阀、换挡阀、锁止信号阀、锁止继动阀,2.液压阀,换挡电磁阀锁止离合器电磁阀,型式:,一、液压泵,功用：,使ATF产生一定的压力和流量，供给液力变矩器和液压控制系统所需的液压油，并保证行星齿轮机构各磨擦副的润滑需要。,转子泵；,叶片泵；,内啮合渐开线齿轮泵；,内啮合齿轮泵,主动齿轮带动

6、从动齿轮旋转，在齿轮脱离啮合的一端，容积不断增大，成为低压吸油腔，把油吸入；在齿轮开始啮合的一端，容积不断减小，成为高压油腔，把油压出。,工作：,各阀之间连接关系,主调压阀,节气门压力修正阀,节气门阀,节气门助力阀,副调压阀,1.功用：根据节气门开度和选挡杆位置的变化，将油泵输出油压调节至规定值，以满足不同工况对工作油压的要求。,（一）主调压阀,汽车高速行驶：1.2Mpa1.4MPa；,汽车倒挡行驶：1.6Mpa1.8MPa；,汽车低速或怠速行驶：0.3MPa0.8MPa；,二、调压阀,手控阀,1.功用,依选挡杆位置不同（“L”、“2”、“D”、“N”、“R”、“P”），分别将主油路油压导入相

7、应的管路，用于设定变速器工作状态。,2.结构 手控滑阀；阀体；,通过选位手柄操纵的滑阀,3.控制过程,五、换挡电磁阀,执行ECU指令，通过控制作用在换挡阀上的油压使换挡阀位移，使变速器进行自动换挡。,（一）功用,（二）结构,铁心、线圈、阀门、弹簧；,开关电磁阀,通电打开；,断电关闭；,（三）控制方式,1.加压控制,2.泄压控制,将电磁阀设置在控制管路进液口，当电磁阀打开时，通过油液对换挡阀加压迫使换挡阀位移。,将电磁阀设置在控制管路出液口，当电磁阀打开时，通过泄油解除油液对换挡阀压力，迫使换挡阀位移。,六、换挡阀,四个前进挡自动变速器通常设置三个换挡阀，分别由两个换挡电磁阀来控制，并通过三个换

8、挡阀之间油路互锁作用，实现四个挡位的变换。,三个换挡阀在不同挡位时阀芯所处位置,4挡 off off 1-2阀上位 2-3阀下位 3-4阀下位,3挡 off on 1-2阀上位 2-3阀下位 3-4阀上位,2挡 on on 1-2阀上位 2-3阀上位 3-4阀上位,1挡 on off 1-2阀下位 2-3阀上位 3-4阀上位,电磁阀,用平尺及塞尺检查不平度0.04mm螺栓拧紧力矩为 8-15N.m,阀体,蓄压器功能：保证换档质量不冲击组成：由活塞 密封圈 缓冲弹簧组成,并联在换档油路中,起到增容减压作用,保证换档质量。,（四）电子控制系统 1.采集车况信息（主要有车速、节气门开度等）。2.根据

9、预先编制的换挡程序，通过运算处理，确定换挡时机。3.根据换挡指令控制电磁阀开闭，改变换挡阀端面的控制液压，导致换挡阀移动，从而实现自动换挡。4.监测并自诊断电控系统的故障。,1.节气门位置传感器,与发动机ECU共用一个节气门位置传感器，其型式多为可变电阻式（怠速触点、电位计）。作为换挡控制的主要依据。,节气门位置传感器 确定发动机的负荷状态控制自动变速器的系统油压变化防止磨擦片打滑,（2.车速传感器,一个主车速传感器；,主车速传感器一般采用磁感应式，安装在变速器输出轴附近。,一个辅助车速传感器；,辅助车速传感器一般采用舌簧开关式，安装在组合仪表内或变速器输入轴上。,车速传感器,车速传感器,车速

10、传感器,3.发动机转速传感器,一般为磁感应式，由信号轮和传感器头组成。安装在分电器内或曲轴的前后端。信号轮随分电器轴或曲轴转动，固定的传感器头内的感应线圈中便产生随发动机转速的变化而变化的交变信号电压送给ECU，作为换挡控制的依据。,电磁感应式；安装在变速器输入轴附近；用于检测输入轴转速，以便更精确地控制换挡过程。,4.变速器输入轴转速传感器,负温度系数热敏电阻；安装在变速器油底壳内的液压控制阀板上，用于检测变速器油温，以作为ECU进行换挡控制、油压控制、锁止离合器控制的依据。,5.变速器油温传感器,变速器内的油温传感器 装自动变速器油温度传感器的车型，在油温过高时，电脑进入失效保护程序，然后

11、变矩器不能进入锁止工况，不能进入超速挡。液压油温度传感器出现故障时一般按照80进行控制。,1.主油路TCC电磁阀为频率信号(电阻3-6),2.换挡电磁阀为开关信号(14-55),测量电磁阀,变速器的电磁阀检测,（五）手控联杆机构,根据要求选择行驶方式:前进、倒车、空挡、驻车。,节气门操纵机构用钢索将踏板与节气门相连，节气门到变速器拉线反映节气门开度，控制油压控制阀。,选挡杆驾驶室内，与变速器手控阀相连。,换挡执行机构采取制动或放松制动器、结合或分离离合器，完成固定或放松行星齿轮系统的齿圈、行星架和太阳轮，从而实现各挡传动。,离合器,制动器,锁止方式：通过改变液力变矩器内ATF的流向使锁止离合器

12、的活塞前后移动，从而实现闭锁和解锁。,停车锁止机构,当变速杆处于P挡位置时，停车联锁凸轮使停车爪上的凸起与联锁结构结合，以防止车辆移动。,（六）散热系统,2.变速器上设置发动机冷却液进口，对工作液进行散热。,作用：对变速器工作油液进行散热；,散热方式：,1.专用散热器安装在发动机冷却液散热器前。,（七）工作液ATF,灌注在变速器内，其作用：,1.传递液力变矩器转矩；,2.控制液压自动操纵装置和齿轮系统中的执行机构工作；,3.润滑齿轮等运动部件；,4.带走液力变矩器热量；,由ATF引起的常见故障：1、冲击2、打滑3、油温高4、烧片5、换档不顺,油质的检查方法：,正常颜色：,粉红色、无异味；,重负

13、荷、未按期换油，引起变矩器过热；,油面过高被搅动产生气泡；密封不严油液中混入空气或水分；,制动器或离合器烧坏；轴承缺损；金属磨蚀粉末等；,变速器油过热或超期；油面过低；,（3）变速器油的更换,旋下放油螺栓放油；,拆油底清洗干净；,拆散热油管，用压缩空气将散热器中油液吹净；,装好拆件，按规定品牌加油；,起动发动机，将挡位由“P”位换到所有挡位后，检查液面高度，应在“COOL”附近；,发动机、变速器达到工作温度后检查液面高度，应在“HOT”附近；,七、自动变速器的正确使用,（一）自动变速器选挡杆的使用,自动变速器选挡杆只用于改变控制阀体总成中手控阀的位置，而挡位的变换则是由换挡执行元件的动作决定的

14、，它除了取决于手控阀的位置外，还取决于汽车的车速、节气门开度等。,自动变速器上的挡位大同小异,大同：所有自动变速器的前四个挡位都是固定不变的，它们是：,P位、R位、N位、D位；,小异：各别变速器在D位后有一个3位，大多变速器在D位后都有2位和L（1）位。,悍马,自动变速器换档手柄的使用,自动变速器换挡手柄一般设有以下几个档位：1、P-停车档（输出轴被停车锁止机构锁止，使驱动轮不能转动，防止汽车移动，换档机构使自动变速器出于空档状态。）2、N-空挡（使发动机动力经轴传入自动变速器，使各齿轮空转，输出轴无动力输出。,3、D-前进档（自动变换档位）、短时停车可以换在D档。4、R-倒档、5、S档（或2

15、档、高速发动机制动档）（雨、雪天气时用）6、L（或1档、低速发动机制动档）（山区、上陡坡、下陡坡行驶）教材P222-223,自动变速器控制开关的功能和操作使用,O/D超速档开关。用来控制自动变速器的超速档，一般安装在换档手柄或仪表板上，通过仪表板上的O/D OFF指示灯知其是否起作用，此灯亮时，提速最多只能到三挡，关闭时，可以到四档。,换档杆锁定电磁阀,锁档装置的正确使用：变速杆下方红色按扭（丰田）或钥匙插孔（本田）为锁档装置，正常使用时，只要打开点火开关，再踩下制动踏板就可以换档。如果车辆出现故障时或需要拖车时，按下锁档装置或插进钥匙可将档位换至空挡。,纯电子控制自动变速器,上海大众-朗逸,

16、长安福特-福克斯,奥迪A8,选挡杆,挡位指示,锁止按钮,超速挡开关,自动变速器除了可用选挡杆进行换挡控制外，还可通过安装在选挡杆或汽车仪表板上的一些控制开关，进行一些其它控制。,1.超速挡开关,又称“OD”挡开关，一般设置在换挡手柄（有的安装在仪表板）上，用于控制自动变速器的超速挡。,当“OD”挡开关接通时，超速控制电路接通，控制阀体中的超速电磁阀工作。此时若选挡杆置于“D”位，随着车速的升高可升入4（超速）挡。当此开关关闭后，超速控制电路切断，仪表板上的“ON、OFF”指示灯随之亮起，随着车速的升高而升挡时，最高只能升入3挡。,2.驱动模式（换挡规律）选择开关,驱动模式选择开关又称程序开关，

17、用于选择自动变速器的控制模式，即选择自动变速器的换挡规律，以满足不同的使用要求。,什么叫驱动模式（换挡规律）？,汽车发动机节气门开度与车速（或变速器输出轴转速）之间的关系。,驱动模式分为：经济模式（ECON）、普通（标准）模式（NORM）、动力模式（PWR）和手动模式四种。,2.模式开关,模式开关一般安装在自动变速器换挡架上，以便驾驶员用来选择自动变速器控制模式（换挡规律），以满足不同的使用要求。大多车型的模式开关具有“标准”和“动力”两种模式，个别车型的模式开关具有“经济”、“标准”和“动力”三种模式。,（1）经济模式（ECON）,经济模式是以汽车行驶中，获得最佳燃油经济性为目标设计的换挡规

18、律。当自动变速器在经济模式下工作时，其换挡规律使汽车在行驶过程中，发动机经常在经济转速范围内运转，从而降低了燃油消耗。同其它模式相比，发动机转速相对较低时就会进入高挡，即提前升挡，但延迟降挡。,经济模式：提前升挡，延迟降挡；,动力模式是以汽车行驶中，获得最大动力性为目标设计的换挡规律。当自动变速器在动力模式下工作时，其换挡规律使汽车在行驶过程中，发动机经常处在大转矩、大功率范围内运行，提高了汽车的动力性和爬坡能力。只有发动机转速较高时，才能进入高挡，即延迟升挡，但提前降挡。,（2）动力模式,动力模式：延迟升挡，提前降挡；,标准模式又称普通模式。标准模式的换挡规律介于经济模式和动力模式之间。采用

19、此模式的换挡规律时，它使汽车即保证了一定的动力性，又有较好的燃油经济性。换档经济模式选择开关。（经济模式CONOMY经济转速范围内80迈、动力模式POWER大功率范围内提高动力性及爬坡能力，一般为60迈、标准模式NORMAL介于经济与动力模式之间）,（3）标准模式,标准模式：介于经济模式和动力模式之间；,经济模式,动力模式,标准模式,3.保持开关,有些电控自动变速器的选挡杆上还设有一个保持开关（日本生产R4A-EL自动变速器），此开关的作用是限制变速器自动升挡。其挡位完全取决于选挡杆的位置：,当选挡杆置于“D”、“S”、“L”位时，自动变速器将分别保持在3挡、2挡、1挡。,用选挡杆选择挡位，以

20、防止驱动轮打滑。,4.强制降挡机构,功用：,节气门全开或接近全开时，若需超车，则可使用该机构强制变速器降低一个挡位，以使汽车获得良好的加速性能。,强制降挡机构由强制降挡电磁阀和强制降挡开关组成。强制降挡电磁阀设置在油压控制管路中，控制通往换挡阀的油压，由安装在位于加速踏板下方的强制降挡开关控制。,未使用强制降挡时，强制降挡开关打开，电磁阀线圈中无电流流过，挺杆顶动柱塞克服弹簧弹力，柱塞滑向左端，将主油路与换挡阀之间油路切断，无强制降挡作用。,迅速踏下加速踏板，强制降挡开关闭合，电磁阀线圈中有电流流过，挺杆被吸向右侧，在弹簧弹力作用下，控制阀移向右端，将主油路与换挡阀之间油路接通，实现强制降挡。

21、,超车后放松加速踏板，强制降挡开关触点张开，强制降挡电磁阀线圈断电，电磁吸力消失，顶杆在其弹簧张力下伸出，顶动阀芯克服其弹簧张力右移，将换挡阀作用在节气门油压一端的油路和主油路切断，完成强制降挡过程。,八、驾驶自动变速器汽车注意事项,1.起动发动机时，必须拉紧驻车制动器和踩下制动踏板，换挡杆必须置于“P”或“N”位。汽车中途发动机熄火起动时，换挡杆必须重新置于“P”或“N”位，才能起动发动机。,2.汽车起步时，必须选择合适的挡位，利用蠕动现象使汽车缓慢起步。,3.拖车时，车速不得超过30Km/h，牵引距离不得超过80Km。,注：变速器自身故障需要牵引时，前驱动必须支起驱动轮，后驱动必须拆下传动

22、轴。,4.强制降挡的使用,汽车超车时若速度上不去，可采用强制降挡。由于强制降挡会使离合器和制动器频繁交替工作易造成损坏，因而超车后应及时放松加速踏板。,5.汽车行驶中选挡杆的操作,汽车行驶中若无特殊需要，不要将选挡杆在“D”位、“S”位、“L”位之间来回拨动，特别禁止汽车行驶中将选挡杆拨入“N”位或在下坡时空挡滑行。,汽车高速行驶中更不允许将 D 位移至 1或2 位，相当于强制降挡。,6.临时停车,在等交通信号临时停车时，换挡杆可停在D 位，但必须用脚制动以防汽车蠕动。若停车时间较长，需拉紧驻车制动。,P/N档位开关(空档起动开关)的功能1、保证安全起动2、向电控单元确定换档程序3、保证自动变

23、速器挂入档位时发动机电控单元控制怠速稳定4、挂入倒档时倒车灯点亮，倒车报警装置开始工作,丰田3S自动变速器驻车/空挡位置开关,安装在变速器操纵手柄上，用于控制自动变速器超速挡。,在驾驶室仪表板上，设置“O/D OFF”指示灯，用于显示超速挡开关的状态。,6.超速挡开关,O/DOFF,O/DOFF,闪烁,U540E 自动变速器诊断系统当ECT 的ECU检测到系统中有故障存在时，通过O/D OFF指示灯的闪烁提醒驾驶员，并储存故障码在ECU中！,变速器油温70以上；,超速挡使用条件（5条）,平坦、较好路面行驶；,选挡杆置于“D”位；,节气门开度85%以上；,车速60Km/h；,7.制动灯开关,当驾

24、驶员踩下制动踏板制动灯开关接通时，制动灯亮的同时并将电源电压高电平信号送给ECT ECU。当ECT ECU收到这一高电平信号时，立即发出解除液力变矩器锁止指令，使锁止离合器分离。其目的是防止驱动轮制动抱死时，发动机突然熄火。,制动灯开关安装在制动踏板支架上。,保证车辆紧急制动时变扭器锁止离合器松开防止发动机熄火丰田手动杆下有一个四线插头，2个是O/D档转换开关，2个是照明灯线。选档电磁阀的电阻一般为30欧姆，由ECU供给选档电磁阀电。制动开关与ECU和选档电磁阀为串联在蓄电池正负极之间。,制动开关的检测,电控自动变速器控制单元1、储存变速器换档与TCC锁死时刻2、自诊断功能（故障码、数据流分析

25、）3、保护功能（当自动变速器出现故障时系统立即报警，点亮故障灯并锁死在固定档位且系统油压上升至最大值不再换档防止自动变速器进一步损坏，提示使用人员立即维修）,一、控制电路,各端子代号及含义+B：为ECU提供电源12V，便于RAM储存故障信息；IG：点火开关信号；STP：制动信号；PWR：换挡规律选择开关信号；IDL：怠速触点信号，ECU收到此信号，解除变矩器锁止；L1、L2、L3：节气门不同开度信号；,各端子代号及含义 OD1：超速与锁止解除信号；OD2：超速控制信号；DG：搭铁；PKB：驻车制动信号；SP1、SP2：车速信号；S1、S2、S3：电磁阀控制端子；L、2、N：若3端子均无信号输出，ECU则判断变速器处于D位；,案例尼桑车无法启动，因为起动机大线搭铁点位置不好，对曲轴位置传感器造成干扰。打开点火开关无法启动征兆，而松开点火开关一瞬间能启动，后挪开搭铁点解决。变速器箱内电磁阀调节频率可调节2000HZ。现在变速器要在冷态时快速加热变速器油，温度高时再降温，从而改善油耗与磨损，另外有跳跃换挡，如从高档可以直接跳到低挡。节气门突然关闭会造成压力增加，会造成油膜蒸发。利用高档位丢油门不减速。机械变速器传递效率90%，自动变速器传递效率70%DSG离合器频繁变换换挡会造成变速器油过热丰田凌志有八速自动挡，奔驰七速自动挡。,