当油泵不工作时,由于弹簧的作用,调压阀处于最上端。若油泵压力升高,作用在A处向下的液压力推动阀体下移,打开出油口减庄,油泵输出的部分
ATF(自动变速器油)经出油口排回油底壳或油泵人口,从而使工作油压力被调整到额定值。当踩下加速踏板时(大负荷时),节气门开度增大,发动机转速增加,油泵转速随之加快,由其产生的液压力也升高,向下的液压作用力增大,但这时加速踏板控制的节气门阀液压也增大,即推动滑阀向上的力增大,推动滑阀上移,关闭出油口,使管路压力上升,满足大负荷工况的需要。直到滑阀上端面积产生的压力与下端弹簧力及加速踏板控制的液压产生的上推力的合力平衡时,就会输出稳定的管路压力,满足发动机功率增加时主油路油压增大的要求。
倒挡(当选挡杆置于“R”位)时,手动阀打开另一条油路,将压力油由管路2引入调压阀下部,因主调压阀柱塞的B腔横截面积大于C腔,(B-C X管道压力+CX加速踏板控制液压+弹簧力,使得向上推动阀体的作用力增加,阀芯上移,出油口被关小,主油路压力增高,从而获得了高于“D”“2”“L”等前进挡位的管路压力(倒挡执行机构被做得较小,而倒挡的传动比比较大,换挡元件所要传递的转矩较大,需提高操纵油压来避免出现打滑)。
c.由挡位、节气门开度和车辆行驶速度调节主油路的压力。目前这种方式的应用是最广泛的。
②主油路副调压阀。主油路副调压阀(变矩器阀)的作用是根据汽车行驶速度和节气门开度的变化,自动调节液力变矩器的液压,并保证各摩擦副润滑的油压和流向液压油冷却装置的油压,实际上是一个限压滑阀。其作用是当发动机熄火后,主油路副调压阀在弹簧力的作用下,把液力变矩器的油路关闭,防止
ATF从液力变矩器外流而导致液力变矩器打滑或变速器换挡时间滞后,以保证下一次启动工作时液力变矩器正常传递转矩。
当发动机以怠速或以较低转速运转时,主油路副调压阀在弹簧力的作用下,切断通向液压油冷却装置的油路,液力变矩器的油压为0. 2MPa。另外,当发动机转速升高时,油温会随着液力变矩器油压的升高而升高,摩擦损失增大,此时主油路副调压阀打开通向液压油冷却装置的油路以便进行冷却,保证
ATF的正常油温(80~90℃ )。
③换挡阀组。换挡阀组包括手动换挡阀和自动换挡阀。换挡阀组通过改变液压操纵油路的方向来控制执行机构的工作,使自动变速器完成换挡动作。
a.手动换挡阀。手动换挡阀相当于油路的总开关,由驾驶室内的换挡手柄控制。当操纵手柄处于不同位置时,手动阀使不同的油路接通和断开,获得不同的挡位。图4为手动阀工作油路示意图。当操纵手柄处于P、 R、 N、 D、 S、 L六个工作位置时,工作油路如下。
P位:主油路1关闭,油路2、 5、 6全部与泄油孔接通,无挡位。
R位:主油路1打开,泄油孔3关闭。此时,油路1、 2接通,获得倒挡。油路5、 6与泄油孔7相通,无前进挡。
N位:主油路1打开,油路2、 5、 6分别与泄油孔接通,变速器处于空挡。
D位:主油路1打开,油路1、 5接通,油路2、 6分别与泄油孔接通,获得全部的前进挡。
S位:主油路1打开,油路1、 5、 6接通,油路2与泄油孔3接通,获得前进1、 2挡。
I,位:油路通、断状态与S位相似。所不同的是油路6封闭了除1挡外的所有前进挡的换挡阀,即L位只获得前进1挡。
b.自动换挡阀。在自动变速器的换挡操纵手柄位于前进挡(D)位或闭锁挡位(S、 L或2、 1)时,换挡阀可根据车辆行驶的不同工况自动地调节挡位。它是通过主油路的压力油作用于换挡阀,在换挡阀的控制下进入不同的挡位油路来得到不同的挡位。一般一个换挡阀只控制一个前进挡油路,而前进1挡是靠手动阀控制,因此自动变速器中换挡阀的个数比前进挡位的总数少1。
电液式控制系统换挡阀(变速阀)的工作完全由换挡电磁阀控制。其工作原理如图5所示(加压控制方式),压力油经电磁阀后到换挡阀的左端。当电磁阀关闭时,没有油压作用在换挡阀左端,换挡阀阀芯在右端弹簧力的作用下移向最左端[图5 (a)〕;当电磁阀开启时,压力油作用在换挡阀阀芯左端,使换挡阀阀芯克服弹簧力右移[图5 (b)〕,从.而改变油路,实现挡位变换。
换挡阀实际上是弹簧液压作用式的方向控制阀,只有两个工作位置,所以只能在两个挡(升挡和降挡)之间变换。
也有考虑到减少元件而采用两个电磁阀操纵三个换挡阀的控制方式,因为采用两个电磁阀可以有22 =4种组合。这种换挡控制的工作原理如表1所示(采用泄压控制方式)。换挡电磁阀A控制1.2换挡阀和3^-4换挡阀,换挡电磁阀B控制2~3换挡阀。电磁阀断电时泄油孔处于关闭状态,来自手动阀的主油路压力油通过节流孔后作用在各换挡阀右端(图5所示位置),使阀芯左移。电磁阀通电时泄油孔被打开,换挡阀右端压力油被泄压,阀芯右移。
电磁阀与换挡阀具体工作情况见表1。
④锁止控制系统。作用是控制液力变矩器的油压以及锁止离合器的工作,主要元件为锁止离合器控制阀。
在一些新型的电控自动变速器上,锁止电磁阀采用脉冲式电磁阀(pulse widthmodulated solenoid)、
ECU利用脉冲电信号占空比(在一个脉冲周期内,通电的时间占脉冲周期的百分数,其变化范围为0~100%)大小来调节锁止电磁阀的开度,控制锁止离合器控制阀右端的油压,调节锁止离合器控制阀左移时排油孔的开度,从而控制锁止离合器活塞右侧油压的大小,如图6所示。
a,锁止离合器处于分离状态。当作用在锁止电磁阀上的脉冲电信号的占空比为。时,
ECU没有对电磁阀通电,电磁阀关闭,锁止离合器控制阀的右瑞无油压,锁止离合器活塞左右两侧的油压相同,离合器与变矩器分离,锁止离合器处于分离状态。自动变速器为液力传动工况,发动机动力全部经变矩器传递。
b.锁止离合器处于半接合状态。当作用在锁止电磁阀上的脉冲电信号较小时,电磁阀的开度小,锁止离合器控制阀右端的油压较小,锁止控制阀左移打开的排油孔开度也较小,故锁止离合器活塞左右两侧的油压差以及由此产生的锁止离合器接合力也较小,使锁止离合器处于半接合状态。
c.锁止离合器处于接合状态。脉冲信号的占空比越大,锁止离合器活塞左右两侧的油压差以及锁止离合器接合力也越大。当脉冲信号的占空比达到一定数值时,流入变矩器的压力油作用于锁止离合器,使离合器与前盖一起旋转,锁止离合器即可完全接合。自动变速器为机械传动工况,发动机动力经锁止离合器直接传至行星齿轮变速器输入轴。锁止离合器锁止时对应的车速称为锁止工作点。
ECU在控制闭锁离合器接合时,通过改变脉冲电信号的占空比,让锁止电磁阀的开度逐渐变大,从而调节其接合速度,让接合力逐渐增大,减小闭锁离合器接合时产生的冲击,使接合过程柔和。为防止闭锁离合器因车速在锁止点附近变化而出现反复地闭锁、解锁工作,必须使锁止点与解锁点的车速不同,即有一个滞后,避免自动变速器频繁换挡,减少闭、解锁冲击,使车辆行驶更平稳。
⑤缓冲安全系统。在
液压系统中设置了缓冲安全系统,以保证换挡的可靠性和平顺性。为防止自动变速器在换挡时出现冲击,装有许多起缓冲和安全作用的缓冲阀、蓄压器。
图7所示的缓冲阀由滑阀1、弹簧Z及阀座3组成。滑阀左右端面分别作用着来自于离心调速阀的压力油(经通道P3)和从节气门阀(由加速踏板控制)来的压力油(经通道P2)。当强制降挡(超车工况)时,由于车速较高,为防止车速突然变化,要求车速越高,低挡制动器起作用的速度就要越慢,这时P3处液压较高,故滑阀向右移动,使P1与Q1之间的通道〔图7 (a)〕面积减小,进入低挡制动器液压缸压力油的流速降低,使低挡制动器以较慢的速度工作,减少动载,使换挡平稳。
当驾驶员用松开加速踏板的方法强制升挡时,缓冲阀的阀座右端节气门阀压力突然降低,阀座迅速右移,使Q1与Q2两通道相通[图7 (b)],缓冲阀立即中断对低挡制动器液压缸的供油,主油路压力油迅速通过缓冲阀流向高挡离合器,接合高速挡。
汽车自动变速器中装有蓄能器来缓冲换挡冲击。蓄能器一般由减振活塞B和弹簧组成(图8)。活塞两端面积不相等,其中面积小的一端装人弹簧,称为背压腔。它与离合器或制动器并联安装。压力油进入离合器或制动器活塞A工作腔的同时,也进入蓄能器,将蓄能器活塞B压下,给蓄能器充油,以此方式降低活塞A工作腔的压力,防止离合器片或制动器片快速接合时引起的冲击。
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