汽车底盘电控技术 课件 项目一

汽车底盘电控技术主编：王亮

李永辉

张孟华出版社：电子工业出版社电控液力自动变速器项目一

国无德不兴,人无德不立。想要实现立德树人的根本任务,就要用好课堂教学这个主渠道,各类课程都要与思想政治理论课同向同行,形成协同效应。“汽车底盘电控技术”是一门为汽车电子技术、汽车检测与维修技术、汽车技术服务与营销等相关专业开设的课程,要想学好这门课程,不仅需要掌握书本内容,还需要立足实践,能够把书本知识真正应用到工作中去。1思政导言010302知识目标实训目标技能目标知识目标1.了解电控液力自动变速器的使用2.熟悉电控液力自动变速器的结构及工作原理3.掌握电控液力自动变速器的检修技能目标1.能熟知电控液力自动变速器的结构及工作原理2.能辨析电控液力自动变速器检修中的常见问题实训目标1.熟悉电控液力自动变速器的优缺点、组成和控制原理2.熟悉驾驶汽车的注意事项3.掌握电子控制系统4.掌握电控液力自动变速器的性能检查、常见故障和检修1项目预习引导问题引导1引导2引导3电控液力自动变速器的优缺点有哪些?电控液力自动变速器的汽车挡位使用注意事项有哪几个方面?电控液力自动变速器的常见故障有哪几种?1项目预习目录电控液力自动变速器简介电控液力自动变速器的使用电控液力自动变速器的结构及工作原理电控液力自动变速器的检修01020304CONTENTS电控液力自动变速器简介01

现代汽车广泛使用的电控液力自动变速器能够根据发动机的负荷和车速的变化情况自动选定挡位,并进行挡位变换,即自动改变传动比,驾驶员只需要通过操纵加速踏板和制动踏板即可控制车速。电控液力自动变速器简介01

二、电控液力自动变速器的组成

(一)液力变矩器

液力变矩器安装在发动机的飞轮上,是将发动机动力传递给电控液力自动变速器的齿轮机构。液力变矩器相当于普通汽车上的离合器,但在传递力矩的方式上又不同于普通离合器。普通汽车离合器靠摩擦传递力矩,而液力变矩器靠液力来传递力矩。液力变矩器可改变发动机转矩,并能实现无级变速,如图1-1所示。电控液力自动变速器简介01

(二)齿轮变速机构

齿轮变速机构可形成不同的传动比,组合成电控液力自动变速器不同的挡位。目前绝大多数电控液力自动变速器采用行星齿轮变速机构进行变速,但也有个别车型采用普通齿轮变速机构进行变速(如本田车系)。行星齿轮变速机构和普通齿轮变速机构如图1-2所示。电控液力自动变速器简介01

(三)液压操纵系统

1.换挡执行机构

电控液力自动变速器的换挡执行机构的功用与普通变速器的同步器有相似之处,但电控液力自动变速器的换挡执行机构受电液系统控制,而普通变速器的同步器是由人工控制的。电控液力自动变速器的换挡执行机构包括离合器、制动器和单向离合器三种元件,如图1-3所示。电控液力自动变速器简介01

2.液压控制系统

电控液力自动变速器中的液压控制系统主要控制换挡执行机构的动作,由液压泵、各种液压控制阀和液压管路等组成,如图1-4所示。电控液力自动变速器简介01

(四)电子控制系统

电控液力自动变速器中的电子控制系统与液压控制系统配合使用,通常把它们合称为电液控制系统。电子控制系统主要包括电子控制单元、各类传感器及执行器等。电子控制系统中的传感器及各种控制开关,将发动机工况、车速等信号传递给电子控制单元,电子控制单元发出指令给执行器,执行器和液压系统按一定的规律控制换挡执行机构的动作,实现自动换挡,如图1-5所示。电控液力自动变速器简介01

三、电控液力自动变速器的分类

(一)按驱动方式不同分类

按汽车驱动方式的不同,电控液力自动变速器可分为后驱动电控液力自动变速器和前驱动电控液力自动变速器(变速驱动桥)两种。

(二)按前进挡的挡位数不同分类

按前进挡的挡位数不同,电控液力自动变速器可分为三个前进挡、四个前进挡、五个前进挡。新型轿车采用的自动变速器基本上都是四个前进挡。目前已经开发出装有五个前进挡电控液力自动变速器的轿车。

(三)按齿轮变速器的类型不同分类按齿轮变速器类型的不同,电控液力自动变速器可分为行星齿轮式自动变速器和平行轴式自动变速器两种。行星齿轮式自动变速器结构紧凑,能获得较大的传动比,被绝大多数轿车所采用。平行轴式自动变速器体积较大,最大传动比较小,只有少数几种车型使用(如本田AC-CORD轿车)。

(四)按控制方式不同分类按控制方式不同,电控液力自动变速器可分为液力控制自动变速器和电子控制自动变速器两种。电控液力自动变速器简介01

四、电控液力自动变速器的控制原理

电控液力自动变速器通过传感器和开关监测汽车和发动机的运行状态,接受驾驶人的指令,将发动机转速、节气门开度、车速、发动机冷却液温度、电控液力自动变速器液压油温等参数转变为电信号,并输入电控单元(ECU)。ECU根据这些信号,按照设定的换挡规律,向换挡电磁阀、油压电磁阀等发出电子控制信号。换挡电磁阀和油压电磁阀再将ECU发出的控制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,从而实现自动换挡,如图1-6所示。电控液力自动变速器简介01

五、电控液力自动变速器的挡位

电控液力自动变速器的换挡方式有按钮式和拉杆式两种类型,驾驶人可以通过其进行挡位选择。按钮式一般布置在仪表板上;拉杆式即变速杆,可布置在转向柱上或驾驶室地板上,如图1-7所示。变速杆通过连杆机构或钢索与液压系统控制元件的手动阀相连接,为液压系统及电控系统提供操纵信号。电控液力自动变速器简介01电控液力自动变速器的使用02

一、挡位使用注意事项

(一)不要在N位上行驶

(二)低速挡属于发动机强制制动挡

二、基本检查

(一)油面检查

具体检查方法如下。

(1)将汽车停放在水平地面上,并拉紧驻车制动。

(2)让发动机怠速运转1min以上。

(3)踩住制动踏板,将变速杆拨至倒挡(R)、前进挡(D)、前进低挡(S、L或2、1)等位置,并在每个挡位上停留几秒钟,使液力变矩器和所有的换挡执行元件中都充满自动变速器油。最后将变速杆拨至停车挡(P)位置。

(4)拔出电控液力自动变速器油尺,将油尺擦干净后再全部插入原处后拔出,检查油尺上的油面高度。电控液力自动变速器的使用02

(二)油质检查

正常自动变速器油的颜色一般为粉红色,且无气味。如果自动变速器油呈棕色或有焦味,说明油已变质,应立即换新油。油液状态与变质原因如表1-1所示。电控液力自动变速器的使用02

换油时应优先采用随车手册上推荐使用的自动变速器油,各国电控液力自动变速器常用油型号如表1-2所示。电控液力自动变速器的使用02

三、驾驶注意事项电控液力自动变速器的使用02电控液力自动变速器的结构及工作原理03

一、液力变矩器(一)液力变矩器的演进

液力变矩器的前身是液力耦合器。早在20世纪初期,液力耦合器就被用在以蒸汽机为动力的小火轮船上,后来又被用来衰减柴油机的振动。液力耦合器与变速器的结合是在1939年,美国克莱斯勒公司在汽车的传动系统中用了液力传动,在发动机和离合器之间装有液力耦合器和由三速同步器换挡啮合的齿轮变速装置组成的变速器。

(二)液力耦合器液力耦合器的主要零件及结构简图如图1-10所示。电控液力自动变速器的结构及工作原理03

(三)液力变矩器的作用

液力变矩器是连接发动机曲轴和变速器输入轴的动力传递装置,液力变矩器和液力耦合器一样,可以平稳地把发动机的动力传给变速器。液力变矩器允许发动机曲轴与电控液力自动变速器输入轴之间有一定的相对滑转,从而在停车时不脱开行驶挡也能维持发动机怠速运转。液力变矩器也可在汽车承受大负荷时起增大转矩的作用,以改善汽车的动力性能,是构成电控液力自动变速器不可缺少的核心组成部分。液力变矩器在发动机飞轮上的安装位置如图1-14所示。电控液力自动变速器的结构及工作原理03

(四)液力变矩器的结构

典型的液力变矩器由涡轮、导轮和泵轮三个基本元件组成(也称之为三元件变矩器),如图1-15所示。它们都由铝合金精密铸造或用钢板冲压而成,在它们的环状壳体中径向排列着许多叶片,如图1-16所示。电控液力自动变速器的结构及工作原理03

(五)液力变矩器的工作原理

泵轮顺时针旋转,油液将带动涡轮同样按顺时针方向旋转。如果涡轮静止或涡轮的转速比泵轮的转速小得多,则由液体传递给涡轮的动能就很小,而大部分能量在油液从涡轮返回泵轮的过程中损失了,油液在从涡轮叶片外缘流向内缘的过程中,圆周速度和动能逐渐减小。当油液回到泵轮后,泵轮对油液做功,使之在泵轮叶片内缘流向外缘的过程中,动能和圆周速度逐渐增大,再流向涡轮,如图1-17所示。电控液力自动变速器的结构及工作原理03

(六)液力变矩器的锁止机构电控液力自动变速器的结构及工作原理03

二、齿轮变速机构

1.平行轴式齿轮变速机构的组成2.变速原理电控液力自动变速器的结构及工作原理03

(二)行星齿轮变速机构

1.行星齿轮机构的结构和类型

最简单的行星齿轮机构是由一个太阳轮、一个齿圈、一个行星架和几个行星齿轮组成的,称为一个行星排。太阳轮、齿圈及行星架具有一个共同的旋转轴线,行星齿轮支承在固定于行星架的行星齿轮轴上,并同时与太阳轮和齿圈相啮合,如图1-24所示。电控液力自动变速器的结构及工作原理03

2.行星齿轮机构的变速原理

根据机械原理,要想使组成机构的各构件具有确定的相对运动,则必须使机构的原动件数目与机构的自由度数目相等。而对于单排行星齿轮机构来说,从图1-24可知,行星架、太阳轮及齿圈与外部零件组成了三个转动副,行星架又与行星齿轮组成了一个转动副,相互啮合的太阳轮、行星齿轮和齿圈组成了两个高副。根据平面机构自由度计算公式可知电控液力自动变速器的结构及工作原理03

3.单排行星齿轮机构的传动比计算

单排行星齿轮传动比的计算是学习行星齿轮变速器传动原理的基础,为了了解行星齿轮变速器的作用原理,下面先分析单排行星齿轮机构的运动规律。单排行星齿轮机构的示意图如图1-26所示,图上标出了行星齿轮所受到的作用力。电控液力自动变速器的结构及工作原理03

(三)行星齿轮变速器执行元件1.离合器(1)湿式多片式离合器。电控液力自动变速器的结构及工作原理03(2)单向离合器。电控液力自动变速器的结构及工作原理032.制动器(1)多片湿式制动器的结构。电控液力自动变速器的结构及工作原理03(2)带式制动器的结构及工作原理。带式制动器主要由制动鼓、制动带、制动缸及活塞组成,如图1-42所示。制动带绕在制动鼓的圆周上,一端用销钉固定在变速器壳体上,而另一端与制动缸活塞接触。带式制动器的工作示意图如图1-43所示,其中的调整螺钉用于调整制动器自由间隙。电控液力自动变速器的结构及工作原理03

(四)组合式行星齿轮系统

两个以上的行星排进行组合,选取不同的基本元件作为输入或输出,以及采用执行元件不同的工作方式,可得到不同类型的行星齿轮变速器。考虑到效率的高低和行星齿轮机构的复杂程度,目前常用的自动变速器的行星齿轮装置有辛普森(Simpson)式和拉维娜(Ravigneaux)式两种。

三、液压控制系统(一)液压控制系统的结构

1.液压泵液压泵又称油泵,一般位于液力变矩器和行星齿轮系统之间,类型主要有齿轮泵、转子泵和叶片泵。2.控制机构(1)主油路系统。(2)换挡信号系统。(3)换挡阀系统。(4)缓冲安全系统。(5)液力变矩器控制装置。

电控液力自动变速器的结构及工作原理03

(二)液压控制系统的工作原理

液压控制系统的工作原理如图1-65所示。

电控液力自动变速器的结构及工作原理03

四、电子控制系统

电子控制系统由信号输入装置、ECU和执行器组成。

(一)信号输入装置

电控液力自动变速器的结构及工作原理03

(二)执行器

(三)ECU

电控液力自动变速器的结构及工作原理03电控液力自动变速器的检修04

一、电控液力自动变速器的性能检查

电控液力自动变速器的结构和工作原理都十分复杂,不论是换挡执行元件损坏,还是控制电路、阀板中的控制阀或其他任何部件出现故障,都会影响电控液力自动变速器的正常工作。电控液力自动变速器不易拆装,当电控液力自动变速器出现故障或工作不正常时,首先应利用各种检测工具和手段,按照合理的程序和步骤,查出故障原因,以便有针对性地进行维修。

电控液力自动变速器的检修04

二、电控液力自动变速器的常见故障

汽车电控液力自动变速器在使用中,随着技术状况的下降会出现一系列故障,常见的故障会通过一定的现象特征表现出来。不同车型由于结构上有所不同,故障原因会有所差异,但故障产生的常见原因和诊断排除方法是基本相同的。

电控液力自动变速器的检修04

三、电控液力自动变速器的故障分析与检修方法

(一)故障自诊断

1.利用汽车ECU检测仪读取故障码(1)读取故障码。(2)进行数据传送。(3)清除ECU储存的故障码。2.人工读取故障码

(二)液力变矩器的检修

轿车电控液力自动变速器的液力变矩器外壳是采用焊接式的整体结构,不可拆分。液力变矩器内部除了导轮的单向超越离合器和锁止离合器压盘,没有互相接触的零件,因此在使用中基本上不会出现故障。液力变矩器的维修工作主要是清洗和检查。

电控液力自动变速器的检修04

(三)换挡执行机构的检修

1.行星排、单向超越离合器的检修(1)检查太阳轮、行星齿轮和齿圈的齿面,如有磨损或疲劳剥落,应更换整个行星排。(2)检查行星齿轮与行星架之间的间隙,标准间隙为0.2~0.6mm(具体间隙因车型而异),最大不得超过1.0mm,否则应更换止推垫片或行星架和行星齿轮组件。(3)检查太阳轮、行星架、齿圈等零件的轴径或滑动轴承处有无磨损,如有异常,应更换新件。(4)检查单向超越离合器,若滚柱破裂、滚子保持架断裂或内外圈滚道磨损起槽,应更换新件,如果在锁止方向上打滑或在自由转动方向上卡滞,也应更换。2.多片离合器的检修(1)离合器摩擦片的使用极限。(2)离合器摩擦片装配前和装配时的注意事项。(3)离合器其他元件的检查。(4)离合器间隙的检查。

电控液力自动变速器的检修04

3.制动器的检修(1)制动带的检查。(2)制动器毂的检查。(3)伺服装置的检修。(4)片式制动器的检修可参照多片离合器的检修。

(四)液压控制系统的检修

1.油泵的检修(1)检查从动齿轮壳体间隙,如图1-87所示。将从动齿轮推向壳体的一侧,用厚薄规测量间隙。标准壳体间隙为0.07~0.15mm(具体间隙因车型而异),最大壳体间隙为0.3mm。如果壳体间隙大于最大值,则更换主动齿轮、从动齿轮或泵体。

电控液力自动变速器的检修04

(2)检查从动齿轮齿顶间隙,如图1-88所示。测量从动齿轮的齿顶与泵体月牙形件之间的间隙,标准齿顶间隙为0.11~0.25mm(具体间隙因车型而异),最大齿顶间隙为0.3mm。如果齿顶间隙大于最大值,则更换主动齿轮、从动齿轮或泵体。

电控液力自动变速器的检修04

(3)检查两轮齿端面间隙,如图1-89所示。使用直尺和厚薄规测量两轮齿端面间隙,标准端面间隙为0.02~0.05mm(具体间隙因车型而异),最大端面间隙为0.1mm。如果端面间隙大于最大值,则更换主动齿轮、从动齿轮或泵体。

电控液力自动变速器的检修04

2.阀体的清洗和检修(1)阀体零件的检修。①将上、下阀体所有控制阀的零件用清洁的煤油或酒精清洗干净。②检查控制阀阀芯表面,如有轻微刮伤痕迹,可用金相砂纸抛光。③检查各阀弹簧有无损坏,测量各阀弹簧的长度,如不符合规定要求,应更换。④检查滤油器,如有损坏或堵塞,应更换。⑤检查隔板,如有创伤或损坏,应更换。⑥更换隔板上的纸质衬垫。⑦更换所有塑胶球阀。⑧如果控制阀卡死在阀孔中,应更换阀体总成。