长安福特蒙迪欧CD4E型自动变速器原理分析.doc

长安福特蒙迪欧CD4E型自动变速器原理分析长安福特蒙迪欧CD4E型自动变速器原理分析任小涛(长安铃木汽车有限公司客户服务课,重庆401321)中图分类号:U463.211文献标识码:B文章编号:10038639(2011)11-0055121CD4E型自动变速器简介时又可通过操作变速器控制开关(TCS),使D档位长安福特2.0L蒙迪欧装配的CD4E型自动变速有OD模式(无发动机制动)和ODOFF模式(有发器.是一种前轮驱动用4速电控自动变速器.有D动机制动).该款自动变速器动力执行元件共计8档,1档,2档,N档,P档和R档6个档位.在D档位个,如表1所示.表1CD4E型自动变速器动力执行元件序号名称文中代码功能1前进档离合器2手动档离合器3直接档离合器4倒档离合器低档/倒档制动器6间籍薷,前进档单向离合器8低档单向离合器与前进档单向离合器Fl的外圈相连,借助与F1完成输人轴与前太阳轮的连接与释放,在其结合状态将形成1/2/3档在空间结构上与C1和F2串联支路形成并联态势,主要负责输入轴与前太阳轮的连接与释放.该离合器只有在手动位时才进入结合状态主要负责输入轴与前齿圈和后行星架的连接与释放,当其结合时将形成3/4档主要负责输入轴与后太阳轮的连接与释放,当其结合时,如果B1结合,将形成车辆的反向行驶主要负责后行星架与自动变速器客体的连接与释放,当其结合时,后行星架将变成一个定轴齿轮系主要负责后太阳轮与自动变速器壳体的连接与释放,当其结合时,后太阳轮将处于制动状态其外圈与前进档离合器C1N连,内圈与前太阳轮相连,其锁止或释放取决于内外圈的旋转方向和转速.属超越离合器主要负责后行星架与自动变速器壳体的连接与释放,锁止或释放取决于后行星架的旋转方向,当后行星架逆时针转动时,F2将锁止2行星齿轮机构2.1行星齿轮机构介绍CD4E型自动变速器行星齿轮机构由2组单排行星齿轮机构串联而成.其特征是:前排行星齿轮机构的行星架与后排行星齿轮机构的齿圈为同一构件:前排行星齿轮机构的齿圈与后排行星齿轮机构的行星架为同一构件,可实现4个前进档和1个倒档.行星齿轮机构简图如图1所示.2.2动力传递路线行星齿轮机构各档位动力传递路线如表2所示,各档位执行元件动作情况如表3所示.2.2.1D位1档动力传递路线解析D位1档动力传递路线如图2所示,其行星齿轮示意图如图3所示.设定前太阳轮,前行星轮,前齿圈,前行星架,后太阳轮,后行星轮,后齿圈,后行星架的齿图1行星齿轮机构简图数分别为,zl,z2,速分别为n11,n12,nl3,nlH,n2l,nnn2H.转根据单排行星齿轮机构传动比的计算公式(后文将直接运用,不再推导该公式)修改稿收稿日期:20110706作者简介:任小涛(1984一),男,本科,助理工程师,从事售后质量问题的分析与处理工作.2011年第11期鬻叭;&:n表2行星齿轮机构各档位动力传递路线表3行星齿轮机构各档位执行元件情况注:,/一传递扭矩,OR-.动力传递路线动作元件旋转方向I塑l:Cl前进档离合器:顺时针t;F1前进档单向离合器:匝窭圈顺时针逆时针l前齿圈固定一F2低档单向离合器I亘堂里H堕堡里墨l顺时针图2D位1档动力传递路线嚣=nIlJ/qH=一象前齿圈被单向固定,:O,故器=nII/,1H:Z12ZI30-n=一nl3一凡1HlH,12Zl1所以,D档位1档传动比nIH:>1,实现减速同向传动.已l12.2.2D位2档动力传递路线解析D位2档动力传递路线如图4所示,其行星齿轮示意图如图5所示-6汽车电器2011年第11期3输出工l2臣困顺时针:c1前进档离合器:匝圃iF1前进档单向离合器顺时针匝壅逆时针广熏卜_(匈顺时针I.一B2超速档/中:顺时针一间档制动器:顺时针图4D位2档动力传递路线由单排单级行星齿轮机构可知,其传动比计算如下1H顺时针I笪lC1前进档离合器电蹇F1前进档单向离合器顺时针C3直接档离合器顺时针图6D位3档动力传递路线2.2.4D位4档动力传递路线解析D位4档动力传递路线如图7所示,其行星齿轮示意图如图8所示.传动比计算如下,根据n21-/2H:一争,:0,n23-/2H2l得出传动比盟=<1,实现增速同向传动.,1Z,1+Z,I塑l顺时针ic3直接档离合器I后太阳轮固定I后犟架IiB2超速档/中;顺时针l亘笪里丝l;间档制动器:顺时针11医匈顺时针图7D位4档动力传递路线蓄电池用7卜不用愁,接通7卜源自动流l详见彩13广告C枷溯?2.2.5手动档1档动力传递路线23解析2HT22手动档1档动力传递路线如图jD1B2不同的是较位档增加了低J.一.季离合器的动作.目的在于使该档位具有发动机制动.这将在下文进行阐述动力传递路线动作元件旋转方向l输入轴l:C1前进档离合器顺时针:F1前进档单向离合器l前太阳轮lc2手动档离合器.顺时针一.1前行星轮l逆时针竺l一;F2低档单向离合器阐!B2低档/倒档制动器顺时针图9手动档1档动力传递路线2-2.6手动档2档动力传递路线解析手动档2档的动力传递路线如图1O所示,与D位2档动力传递路线相似,不同的是较D位2档增加了C2手动档离合器的动作,目的在于使该档位具有发动机制动.这将在下文进行阐述.f输入轴f:C1前进档离合器:顺时针=:F1前进档单向离合器:1前太阳轮1:c2手动档离合器:顺时针.I一.Il前行星轮l逆时针1一_亘卜_匝匈顺时针L1匝L.一顺时针1后行星轮l:堂矍顺时针一图10手动档2档动力传递路线2_2_7,倒车档动力传递路线解析倒车档动力传递路线如图11所示,其行星齿轮动力传递路线动作元件旋转方向l塑塑f顺时针tC4倒档离合器l亘堕笙l顺时针童l后行星架固定1.-一B1低档/倒档制动器i逆时针l堕堕鬯l逆时针图ll倒车档动力传递路线示意图如图12所示.输出_I23传动比计算n-,根据/21-n2HTn-.1-n23-n2H,2H2/,7523一,n2=0,得出传动比Il=一Z23,实现减速反向传动._二_21图12倒车档行星3CD4E型自动变速器行星齿轮齿轮示意图机构相关解释3.1设置F1前进档单向离合器的原因由于F1前进档单向离合器与C1前进档离合器配合使用,减少了C1离合器的结合控制次数,简化了控制油路的设计(在整个前进档中C1均结合):3档和4档,C1及C3均保持结合状态,故当3档换4档时,没有F1就会导致运动干涉.而设置超越离合器F1就巧妙地解决了这个问题:当3档换4档,B2结合后,后太阳轮被固定,后行星架输入,后齿圈及前行星架被增速旋转(相当于已经进入4档),前太阳轮也被增速旋转,大于输入轴的转速.由于超越离合器F1外圈通过C1与输入轴相连,内圈与前太阳轮相连,内圈转速大于外圈转速,离合器内外圈所连接的运动部件分别转动,互不干涉,车辆以4档的状态行驶,有效防止了运动干涉.3_2设置C2手动档离合器的原因正如3.1节所述.Fl的设置非常必要,但带来的问题就是:当车辆松开油门踏板下坡滑行时,由于实际车速大于发动机所传递的理论车速,即由车轮传递至前太阳轮的转速大于输入轴传递给太阳轮的理论转速,此时超越离合器的外圈转速小于内圈.内圈和外圈分别以各自的转速旋转,互不干涉,车辆不能实现发动机制动.而C2的设置则解决了这个问题,C2结合保证了发动机制动的存在.3.3设置F2和B1在手动档1档配合使用的原因由单级行星齿轮机构知n1-ban,2(1+0)n3,2=L二a式中,72.,/7,分别为太阳轮,齿圈,行星架的转速.口=内齿圈齿数/太阳轮齿数.当,1>n3,n2>O,该状态不会发生,因为F2a单向离合器在该方向上制动.当,nl:n,n.=0,即齿圈被固定,无转速.r上当,<n,<0,如车辆松开油门踏板下坡a时,由车轮传递给行星架的转速过快(即行星架输入),则可能导致齿圈反转,此时,由于F2单向离合器对该方向转动无抑制作用,因此需要B1动作固定齿圈,防止车辆无制动作用.专为个体设计的,I,I,型,壁挂式蓄电池用7K设备详见彩13广告国车电器2a11年第11期4CD4E型自动变速器电控系统介绍CD4E型自动变速器中,换档正时,换档油压(管路油压)和变矩器锁定离合器的电磁阀(TCC)等,均由动力控制模块(PCM)利用其输入及输出网络来实施电气控制.在PCM内的变速器控制与发动机控制策略各自分离.动力控制模块(PCM)的输入与输出如表4所示.5CD4E型自动变速器油路解析CD4E型自动变速器各档位电磁阀工作情况如表5所示.CD4E型自动变速器1位1档的油路图如图l3所示,此时.其电磁阀状态见表6;D位1档的油路图如图14所示.此档位的电磁阀状态与1位1档的电磁阀状态相同,见表6;D位或212档(有发动机制动)油路图如图15所示,此档位的电磁阀状态见表7;D位或2位3档(有发动机制动)的油路图如图16所示.此档位的电磁阀状态见表8;D位4档油路图如图17所示,此档位的电磁阀状态见表9;R档油路图如图18所示.此档位的电磁阀状态见表10;P档油路如图19所示,此档位的电磁阀状态见表11.在对整个油路分析之前,先申明以下几点,将有助于理解整个油路图.路工作情况.不能反映出换档过程中各个电磁阀,阀体工作情况及油路的变化情况.例如,不能反映出2档换3档时,3-2档换档正时电磁阀的工作状态.表5各档位电磁阀工作情况注:表示油压不允许:表示根据动力传输控制系统1)以下的油路图仅能代表当前工况下整个油(PCM)控制动作.表4动力控制模块(PCM)的输入与输出囊汽车电器2o11年第11期能够延长蓄电池使用寿命的制水设备详见彩13广告ACC0O.一一Zo一投资热点建电解液补充液厂详见彩13广告呈当V.Il汽车电器2o11年第11期口坦器耱丑丑一醴嘉器稚出搬坦舞壁挺脚爨凰震一R蹬纂蹙裰世坦最刊一【,赠敞n曩稚t,Iuu龃罴蛰嚣州H稚艇摹稚姐豫臀忡稚如豫柱p稚姐谁颦颦oQ难臀幕运警u揪舞一匠|,稚器厘导靼裂圃蠹是墨迥椎删需皿刹尊口0n匝庭举稚韫上察甘tnH匿)(曼堡器,岛照帮溅>艇幕辑稚糨.Q耧涎捂褥霉吕庭罂R醴零稚孵霹臀逝磷船器雅怔赠稚霰藉X.0霹需撩器d1垦杠塞R坦整凝卿照稃件星艇箍犍赠孵痒稚蝌一雅蛆靴罂韫稚扯傩蕊蓉鹱韫篓酱稚幽栅靼臀器.0蟹窨窒糕衄疆稚楸臣乏0A工0璺稚蛆糨靶霹警襄一一R出脚扣廿JR.墅帮蔷伞榷姐艘工孵s汽车电器2o11年第11期投资15000元可建年产千吨电解液厂详见彩13广告匝暑吾艇蛊靶盆眚饕忝皿副苫U葛匿2厦蹬撵锄面磊窭-R担0B山_=Z一口一圣萎委彗投资小,成本低,利润高的致富项目详见彩13广告55当I叠葛当磊.Il磊汽车电器2o11年第11期量器遐社T口蔼嚣r,出霹幕辍雅醴糨妪舞霆裰霉.嘉叵基一R暴辙潼面趟器州一三嘲n褰榷,10u舞瀣曩斜R坦稚傩霞Qm稚枢臀件,Iuu嘴艟柱u稚姐韫蝼埘0Q黯臀纂酲u,I80根爱圃舌漂一蚤纂暴臀怔一一懈盘椎嚷皿剥兽,oU1【阻一畦一罐臀器厘吾鞋鞲榷韫工孵甚甘t竹一厘颦璀n别引_I蕊耀避疆游蒜臀幕,(ulQ)(U口匿器辍稚坝躯霆器R出罂稚馘艇霹臀数磷艇器赣嚓最衽ln匿蔫,IH星霆窭取警)(U0窒需鞭器茸R出蹙甏哲一墨需忤孵罂聒楹船器稚糊一稚靴褪星,I稚糨捂藜谁韫翠霎茁nu匣稳翠韶肇邕,I7赠磊稚踺豫船窭汽车电器2o11年第11期ACCU2lA1.商薯蔫.lina先使用后付款.用后说不好可不付款l详见彩13广告醴蹑鬲T暂蓑r坦舞器椎坦糊幽赛窒挺曾舞直瘿一器壁糖礤邕罄州一P魁献蜓嘉稚甘00坦露留囊州R稚韫颦殛0稚姐懈需0u榷豫柱0稚谁蜷悃oQ稚臀器取肇u1.u撇蜓蔼匝留熙一幡嚣墨撼扭一n懵迥盆椎犟蠢皿副吝U匝一暖稚臀器厘岳磺靶,10UU0墅稚韫上船v0岔譬甘t_【霆)(重一霍器_亡0lv鏖霉褪稚椒.星疆捂稃器3Q膣馨州.)(堋器摧俄孵器敷蛹艇器骓幢赠稚霰轻x.0墅愍社器霹x.0基稃勰举避鐾R邕壁橱硼塞乏0_【,U卅孵器箍柱嘤孵踞维域蹙一稚幽鞭短柱稚龃靴靼臀器难傩蓑鹱褪曩瓣覃3Q瞿譬n_E匿糕诤舔稚UlvU当稚坦捆靶警嗫露稚一I丑一霆龉器_圈曩迥坦雹罂R臣0匿挺曾鞲稚姐豫孵0口一厘出裰秦霰塞叠7詈吕一2一.一忡匿壁鐾嚣奋好消息:免费提供防冻液技术l详见彩13广告ACCB5I届葛UX.II汽车电器2o11年第11期昌熙蟾#.口习隶r1蹬幕器辍椎蹬鞭蹬曩匿撵熙匾舞一R蹬箍窒挺羽趟慑州一献艇曩榷甘,Iuu幽爨路煮州R坦帐篷磊一暖艘稚臀摹慝岳裂匝芎吾罢寸盎椎缎需趣剥甘盘U厶1匦vs13.,Iu0霆檗韫上靶)(重甘t_【霍鞲)(重霹器_【,t甘竹匿_【霍器霞警座器辍稚坦鞭墅鞋船需器磐R州器榷孵嚣需专荨鲻孵霹话髻赠蹿霰箍)(00日0璧臀鞭舔;豪孵霹箍犍圈孵漂稚桐目一尊ulL一靴温稚出糨捂稃器匿掇密器椎乏olN0霆裰._【Z0星谁糨蕊警哺煮稚日U稚姐豫工艇_心揪迎垦凸_I6汽车电器2o11年第11期ACC三篓垂山隧5匿鲁c1=:8当釜苫司了l器.l目蓄电池用7卜不用愁,接通,源自动流l详见彩13广告量器罱龌壮口丑龃器器椎坦鞭蒙罂帮锄爨凰震一R坦幕-料照襻翟出熹州一献竹燃最稚锹出器蛰漂R稚姐键0稚艇需忡uo稚褪韫0稚姐豫u0榷臀器警I1避器一暖一稚臀器星导鞭,100匝留县椎蠢皿副寸匦00,10U整椎豫上船t匿璀皇匿熙酲警蜃嚣难三日糨.a鞋靼臀器.a厦社罂R蛆州CHHHaHlA上器椎孵器臀数鲻船熙聒妪鲤稚瘊)(00照需器刍器娣U熟霹箍韫魁孵器稚榭圈ul星一稚日触颦粒/椎出帆船稃器稚罐殛蓑熟豫簧盏0I窖-g稚蹬糊章餐警赠爨稚鳆一0一艇裰器麟嬲轼R融密RZ0鲁日U稚姬褪工孵.芒星蚤邈ACC鲁0lll_am葛引lU0_.l磊专为个体设计的小小型,壁挂式蓄电池用水设备详见彩侣广告国汽车电器20年第期65昌器社AT丑r醴景霉程坦糨器墅帮霉匣熙整一R坦器麈挺曩州一>赠献竹艇蔼雎俄,rI8出嘉瀣薏州R出根暌嚣一蟹檗需器星壬辍匦留县椎皿副寸口U6I匾星稚耀孵苫寸tn_【厦辎苫)(v0>呻器辑星囝零颦嚣肇苫rl蹙器鞲蹄幽糨需器罂寒稚船踞臀薛每;略孵露雅嘲椎豢衽X.0匿需匿馨R姒厘帮面断窿稃忡三三Z0_【uv0_棼器箍柱癣辱稚圈-一口稚燃晕襁一雒出楹稚躯靼需器稚褪霹稚姐豫;搬删臀忤吕厦富-!l0z0榷出靴蕊警星7赠景嘴一一匿帮器一器嚣R献伞呈JR帝_【00壁餐廿辎mUHU嚓姐俺船-表61位1档电磁阀状态表7D位或2位2档(有发动机制动)电磁阀状态表8D位或2位3档(有发动机制动1电磁阀状态表9D位4档电磁阀状态电磁阀状态备注2)关于32T/CCS电磁阀对32档正时电磁阀的控制解释:由于32T/CCS电磁阀是一个可变力(VFS)型电磁阀,它的输出油压是连续的,和换档电磁阀SS1,SS2只有开闭2种状态有本质的区别.3)变矩器锁定离合器(TCC)电磁阀是一种用脉冲宽度调制(PWM)来控制的电磁阀.它控制变矩器中旁通离合器的接合和分离.使变矩器适应不同的工况,在下文中就其油路不作说明.5.11位l档油路分析(图13,表6)变速器油液通过滤清器,油泵进入手动换档阀后,被调制为以下几条油路.1)手动阀出来的油液直接进入前进档离合器活塞腔,使该离合器结合.2)因SS1换档电磁阀打开,控制油压作用于12档换档阀的左侧.推动该阀芯右移.而从手动汽车电器2011年第11期阀出来的另一条油液.则通过12档换梢阀打开的通道.进入低档倒档调节阀,进而进入低档倒档制动器.3)从手动阀出来的还有一条油路,通过12档换档阀左侧第二腔室后,进入34档换档阀右侧,该油压大于SS1在34档换档阀左侧的作用油压,故34档换档阀阀芯向左移动.而此时,从手动阀流出的油液.流经34档换档阀打开的通道,到达滑行离合器换档阀,因滑行离合器换档阀油道打开,故油液进入滑行离合器.5.2D位1档油路分析(图l4,表6)变速器油液通过滤清器,油泵进入T-动档换档阀后,被调制为以下2条油路.1)手动阀出来的油液直接进入前进档离合器活塞腔,使该离合器结合,同1档1位.2)因为32档正时/滑行离合器电磁阀(32T/CCS)的调节油压进入滑行离合器阀体右侧,推动阀体左移.油道关闭.故如1档1位第3条所述的油液未通过滑行离合器阀体.5.3D位或2位2档油路分析(图15,表7)变速器油液通过滤清器,油泵进入手动换档阀后,被调制为以下几条油路.由于2号换档电磁阀SS2工作.调节油压作用于23档换档阀左端.推动该阀芯右移.接通如图15所示的油道.从手动阀流出的油液一路直接流入前进档离合器,从手动阀出来后先经过12档换档阀右侧通道,再通过32档换档阀左侧通道,而后进入23档换档阀右侧通道.再进入34档换档阀左侧通道后,到达中间/超速档制动带作用缸下部,使制动带抱死.从32档换档阀流出的油液也同时到达了24档蓄压器左侧腔室,由于24档蓄压器背腔存在蓄压器控制油压,故使离合器工作时的油压的上升率得到了调制,也就是换档的平顺性得到了进一步的改善.需要滑行制动时.32档正时/滑行离合器电磁阀使滑行离合器换档阀阀芯回到最右端.油道被导通,从手动阀流出的油液通过34档换档阀右侧通道,再通过滑行离合器换档阀通道,进入手动档离合器使之工作,如图l5所示.反之,如果不需要滑行制动.32档正时/滑行离合器电磁阀推动滑行离合器换档阀左移,使油道截止,切断流人手动档离合器的油路.值得注意的是:在23档换档阀下部,有两条油路处于等待状态.一条是连通24档蓄压器和23档换档阀的油路,等待3档到来,将制动带作用缸下部油液导人蓄压器:另一条是由手动阀流出,经过管路压力调节阀背压调节后,到达23档换档阀(下转第68页)能够延长蓄电池使用寿命的制水设备详见彩13广告3.4检澳0ETACM检?贝0ETACM,如图3所示.用试灯从室内熔断丝盒取电,连接ETACM连接器(M33-2)端子5,用遥控器按下行李厢开关键,试灯不亮,证明ETACM内搭铁不良.原因可能是ETACM内断路或控制不良.拆下ETACM对其进行检查.拆检后发图3ETACM检测现,ETACM电路板中的端子5至信号处理集成块连接处脱焊,造成ETACM接收遥控器信号后,无法实现搭铁.4故障排除用电烙铁对脱焊处进行处理,使原来断开的两端结合,然后进行组装;将修复好的ETACM装入槽中,插上连接器,测试笔连接继电器85与ETACM(M332)的端子5,按下遥控器的行李厢开启开+_量+_量童+.+_量+_量+_量关,测试笔发光,如图4所示,同时可听见继电器吸合及行李厢盖开启的声响.行李厢可正常开启了.5总结图4ETACM故障排除后检测据了解,索纳塔行李厢锁是通过电磁阀控制锁开启的,控制方为:一是通过室内熔断丝盒8号熔断丝供电给行i厢锁开启开关控制,二是同样通过室内熔断丝盒号熔断丝供电给遥控器控制的继电器电源控制.j据故障现象,直接给继电器线圈一个搭铁信号使电器工作.这时判断为ETACM控制的搭铁不良.1复或更换一个新的ETACM,故障排除.由此得知,熟悉故障车的电气控制原理及相电路图,并能根据电路图采用排除法查找故障,减少维修的工作量,缩短维修时间.雷跃峰.李秀(日照职业技术学院,山东日照27682(编辑杨景(上接第66页)(图15中23档换档阀下部右边第二条油路所示),也处于等待状态.5.4D位或2位3档油路分析(图16,表8)ss1,SS2换档电磁阀关闭.23档换档阀回位至原始状态,即阀芯位于最左端.接通滑行离合器换档阀油路.手动阀流出的油液,在到达23档换档阀之前分为两