www.qp110.com 来源:互联网 作者:似水流年90 类别:汽车构造维修 时间:2007-01-25
第一节 汽车自动变速器的发展及应用 汽车自动变速器是指自动变换传动比,调节或变换发动机动力输出性能,经济而方便地传送动力较好适应外界需要的汽车部件。汽车自动变速器的发展经历了一个很漫长的过程: 1926年别克汽车第一次将液力偶合器和手动变速器装在一起。尽管不是自动变速器,但偶合器的优点已经显出来。变速器在前进档上,发动机也可以怠速运转。 1940年美国奥兹莫比尔汽车上装上了第一台现代意义的自动变速器。这是一种槽置式的串联式行星齿轮机构的液压控制变速器,20世纪50年代起美国三大汽车公司都已经开始批量生产自动变速器。 1968年法国雷诺第一次在自动变速器上使用了电器元件。 1982年丰田公司生产出第一台由微机控制的电控自动变速器,它家就是装配在四缸佳美上的A—140E自动变速器。 1984年美国奥兹莫尔汽车上装上了THM440—T4美国的第一台电子控制的自动变速器,到20世纪80年代末美国三大公司都分别推出了两种以上的电子控制自动变速器。 1992年以前生产的电子控制自动变速器的执行器——电磁阀最多的也只有两个,一个负责变矩器锁止,一个负责D位上四挡的升降,在这一阶段电子控制还处于辅助阶段。 1992年至1994年是电子控制变速器飞速发展的阶段。电磁阀特别是换挡电磁阀数量的增加,使得换挡电磁阀已经完全取消了节气门油压和速度油压对D位升挡的控制。 经济模式、运动模式、雪地驾驶模式这些控制模式的出现使汽车的驾驶随心所欲。 1995年自动变速器发展基本成熟,原来的换挡电磁阀主要是控制D位上各挡的升降,1995年后某些变速器的换挡电磁阀对D位各挡,手动挡,倒车挡全都负责。所以被称为全电子控制自动变速器。(电控液动) 现在我国轿车和豪华大客车上电子控制的自动变速器已全普及之势。上海通用汽车公司投产的4T—65E变速器是通用公司1994才正式投产。上海大众帕萨特、宝来、波罗、桑塔纳、奥迪、捷达王都已装用自动变速器。 第二节 汽车自动变速器的分类 1、 按变速形式分 可分为有级变速器与无级变速器两种 有级变速器是具有有限几个定值传动比(一般有3~5个前进挡和一个倒挡)的变速器。无级变速器是能使传动比在一定范围内连续变化的变速器,无级变速器目前在汽车上应用已逐步增多。 2、 按无级变矩的种类分 (1)液力变矩器自动变速器 就是在液力变矩器后面装一个齿轮变速系统 。 (2)机械式自动变速器 它是由离合器和依据车速、油门开度改变,V型带轮的作用半径而实现无级变速的 (3)“电动轮”无级变速 它取消了机械传动中的传统机构,而代之以电流输至电动机,以驱动和电动机装成一体的车轮。 3、按自动变速器前进挡的挡位数不同分 自动变速器按前进挡的档位数不同,可分为2个前进挡、3个前进挡、4个前进挡三种。早期的自动变速器通常为2个前进挡或3个前进挡。这两种自动变速器都没有超速挡,其最高挡为直接挡。新型轿车装用的自动变速器基本上都是4个前进挡,即设有超速挡。这种设计虽然使自动变速器的构造更加复杂,但由于设有超速挡,大大改善了汽车的燃油经济性。 4、 按齿轮变速器的类型分 自动变速器按齿轮变速器的类型不同,可分为普通齿轮式和行星齿轮式两种。普通齿轮式自动变速器体积较大,最大传动比较小,使用较少。行星齿轮式自动变速器结构紧凑,能获得较大的传动比,为绝大多数轿车采用。 5、 按齿轮变速系统的控制方式分 (1)液控自动变速器 液控自动变速器是通过机械的手段,将汽车行驶时的车速及节气门开度两个参数转变为液压控制信号;阀板中的各个控制阀根据这些液压控制信号的大小,按照设定的换挡规律,通过控制换挡执行机构动作,实现自动换挡,现在使用较少。 (2)电控液动自动变速器 电控液动自动变速器是通过各种传感器,将发动机转速、节气门开度、车速、发动机水温、自动变速器液压油温度等参数转变为电信号,并输入电脑;电脑根据这些电信号,按照设定的换挡规律,向换挡电磁阀、油压电磁阀等发出电控制信号;换挡电磁阀和油压电磁阀再将电脑的电控信号转变为液压控制信号,阀板中的各个控制阀根据这些液压控制信号,控制换挡执行机构的动作,从而实现自动。 第三节 汽车自动变速器的优缺点 机械齿轮变速器具有效率高,工作可靠,结构比较简单等优点。故被广泛地应用在各种汽车上。但是对于诸如高级小客车、超重型自卸汽车,要求高通过性的军用越野汽车以及城市的大型公共汽车等车型,由于特殊的使用条件和要求,单纯采用机械变速器,虽能适应汽车的一些需要,但还存在不足之处。 为适应汽车行驶条件的变化,必须经常换挡。换挡时,被啮合的主动齿轮与被动齿轮转速不一样,使齿轮受到冲击,甚至有时挂不上挡。于是换挡前需要对转速加以调整。这样换挡过程过于复杂,要求司机能够掌握时机,有一定的熟练操作技术。同时,驾驶员踩主离合器踏板时,要消耗很大的体力,容易疲劳。 由于换挡时的冲击现象,传动系要受到很大的附加作用力。若汽车在行驶过程中,突然碰到大石块,阻力突增,车速下降。此时发动机工况并未改变,传动系就要“别劲”,使零部件容易损坏或缩短使用寿命。 机械变速器由若干组齿轮构成。齿轮的不同组合可得到不同的挡位。由于齿轮组数目有限,所能得到的挡位也就有限,故普通机械变速器是有级式变速器。机械变速器的挡位越多,越能更充分地利用发动机功率,使汽车动力性好,平均车速高,经济性也好。 事实上,机械变速器的挡位不可能增加得很多,否则将会导致结构复杂笨重。挡位增多,换挡次数也就增多,更增加了换挡操纵的困难。因此,载重量在25T以上的重型矿用汽车一般都不单独使用机械变速器。 采用液力自动变速器,可弥补机械变速器的某些不足。使用液力自动变速器的汽车具有下列显著的优点: 1、大大提高发动机和传动系的使用寿命 采取液力自动变速器的汽车与采用机械变速器的汽车对比试验表明:前者发动机的寿命可提高85%,变速器的寿命提高12倍,传动轴和驱动半轴的寿命可提高75%~100%。 液力传动汽车的发动机与传动系,由液体工作介质“软”性连接。液力传动起一定的吸收、衰减和缓冲的作用,大大减少冲击和动载荷。例如,当负荷突然增大时,可防止发动机过载和突然熄火。汽车在起步、换挡或制动时,能减少发动机和传动系所承受的冲击及动载荷,因而提高了有关零部件的使用寿命。 2、提高汽车通过性 采用液力自动变速器的汽车,在起步时,驱动轮上的驱动扭矩是逐渐增加的,防止很大的振动,减少车轮的打滑,使起步容易,且更换平稳。它的稳定车速可以降低到低。举例来说:当行驶阻力很大时(如爬陡坡),发动机也不至于熄火,使汽车仍能以极低速度行驶。在特别困难面行驶时,因换挡时没有功率间断,不会出现汽车停车的现象。因此,液力机械变速器对于提高汽车的通过性具有良好的效果。 3、具有良好的自适应性 目前,液力传动的汽车都采用液力变矩器,它能自动适应汽车驱动轮负荷的变化。当行驶阻力增大时,汽车自动降低速度,使驱动轮动力矩增加;当行驶阻力减小时,减小驱动力矩,增加车速。这说明,变矩器能在一定范围内实现无级变速器,大大减少行驶过程中的换挡次数,有利于提高汽车的动力性和平均车速。 4、操纵轻便 装备液力自动变速器的汽车,采用液压操纵或电子控制,使换挡实现自动化。在变换变速杆位置时,只需操纵液压控制的滑阀,这比普通机械变速器用拨叉拨动滑动齿轮实现换挡要简单轻松得多。而且,它的换挡齿轮组一般都采用行星齿轮组,是常啮合齿轮组,这就降低或消除了换挡时的齿轮冲击,可以不要主离合器,大大减轻了驾驶员的劳动强度 。 综上所述,液力自动变速器不仅能与汽车行驶要求相适应,而且具有单纯机械变速器所不具备的一些显著优点,这是液力自动变速器的主要方面,也是汽车采用液力自动变速器的理由。不过,与单纯机械变速器相比,它也存在某些缺点,如结构复杂,制造成本较高,传动效率较低等。对液力变矩器而言,最高效率一般只有(82~86)%左右,而机械传动的效率可达(95~97)%。由于传动效率低,使汽车的燃油经济性有所降低;由于自动变速器的结构复杂,相应的维修技术也较复杂,要求有专门的维修人员,具有较高的修理水平和故障检查分析的能力。但这些缺点是相对的,由于大大延长了发动机和传动系统的使用寿命,提高了出车率和生产率,减少了维修费用,自动的无级变速提高了发动机功率的平均利用率,提高平均车速,虽然燃油经济性有所降低,却提高了汽车整体使用经济性。此外,目前还采用一种带锁定离合器的液力变矩器,在一定行驶条件下,通过采用与发动机的最佳匹配,遵循最佳换挡规律,采用变矩器的锁止,可使用传动效率大为提高。当锁定离合器分离时,仍与一般液力变矩器相同;当锁定离合器结合时,使液力变矩器失去作用,输入轴与输出轴是直接传动的,传动效率接近百分之百。
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