电子控制自动变速器原理与操控

1、汽车底盘电子控制系统,黄仁义,二、自动变速器的组成 液力自动变速器主要由液力传动装置、机械变速机构、液压控制系统、电子控制系统、变速器壳体、冷却与润滑系统等组成，如图1-7所示。,图1-7 电子控制自动变速器组成,三、自动变速器的工作原理 1液控自动变速器的工作原理 液控自动变速器工作原理如图1-8所示。它是通过机械传动方式，将汽车行驶时的车速和节气门开度这两个主控制参数转变为液压控制信号；液压控制系统的阀板总成中的各控制阀根据这些液压控制信号的变化，按照设定的换档规律，操纵换档执行元件动作以实现自动换档。,图1-8 液力控制自动变速器控制原理,2.电子控制自动变速器工作原理 电子控制自动变速

2、器是通过各种传感器，将发动机转速、节气门开度、车速、发动机冷却液温度、自动变速器油温度等参数转变为电信号，并输入计算机；计算机根据这些信号，按照设定的换档规律，向换档电磁阀、油压电磁阀等发出电子控制信号，换档电磁阀和油压电磁阀再将计算机的电子控制信号转变为液压控制信号，阀体中的各个控制阀根据这些液压控制信号，控制换档执行机构的动作，从而实现自动换档，如图1-9所示。,图1-9 电子控制自动变速器控制原理,四、自动变速器的型号识别,每台自动变速器都有自己的编号，一般标在自动变速器的铭牌，如图1-10所示。也有标在自动变速器的壳体上。从编号上我们可以了解到该变速器的相关信息。下面介绍怎样识别自动变

3、速器的型号。,图1-10 自动变速器的铭牌,1.自动变速器的型号代表的主要内容 变速器的性质（字母“A”表示自动变速，字母“M”表示手动变速器。） 自动变速器的生产厂家（例如，德国ZF公司生产的自动变速器，其型号前面大多为“ZF”字样。） 驱动方式（一般用字母“F表示前驱动，用字母“R”表示后驱动。） 前进变速档位数（表示自动变速器前进档位个数，用数字表示。）,控制类型（主要说明变速器是电控、液控，还是电液控制，电控一般用字母“E”表示，液控一般用“L”表示，电液控制用“EH表示。） 改进序号（自动变速器在原变速器基础上改进的顺序号） 额定驱动转矩（在通用、宝马等公司的自动变速器型号中有此参数

4、。）,2. 奥迪09E自动变速器型号识别 奥迪09E自动变速器，原型是ZF6HP26自动变速器。德国ZF公司(德国采埃孚集团，是当今世界上最重要的传动系统产品专业制造厂家之一)生产，前进档位数为6。控制类型“H”代表液压控制，齿轮类型“P”代表行星齿轮，额定转矩26 N m。,五、自动变速器档位说明 自动变速器是由驾驶员通过驾驶室内的操纵手柄来操作的。认识自动变速器操纵手柄档位的含义及结构（如图1-11所示），是正确使用自动变速器的前提。 自动变速器档位有六个位置和七个位置两种。六个位置的档位标识一般是P、R、N、D、2、1位，有的厂家把二档标成S档，把1位标成L位。六个手柄位置的自动变速器一

5、般另设一个超速档选择开关O/D。七个位置档位标识一般是P、R、N、D、3、2、1位，也有的标为P、R、N、D4、D3、2、1。选档手柄所处的位置由档位指示器的指针指示或由仪表显示。,图1-11 自动变速器换档手柄及档位指示,P一停车档位：当选档手柄置于该位置时，自动变速器中的停车锁止机构将变速器输出轴锁止，驱动轮不能转动，以防止汽车移动，同时换档执行机构使自动变速器处于空档状态。当选档手柄离开停车档位置时，停车锁止机构即被释放。 R一倒档位：当选档手柄置于该位置时，汽车可以倒退行驶。 N一空档位：当选档手柄置于该位置时，换档执行机构使自动变速器处于空档状态。此时，发动机的动力虽经输入轴传人自动

6、变速器，但只能使齿轮空转，输出轴无动力输出。,D-前进档位：在D位置时，车辆处于前档。前过档一般还会细分出若干档位。 2档或S档、1档或L档：均为强制前进低档，选档手柄置于S档位时，只能在23档之间自动变速；选柄手柄置于L档位时，自动变速器固定在1档或只能在l2档之间自动换档。 在变换选柄手柄位置时，必须先按下选档手柄上方的选档手柄锁止按钮，否则无法移动选档手柄。,六、自动变速器的操控 1.启动,启动时，必须将操纵手柄置于P档或N档，如图1-12所示。并拉紧驻车制动或踩住制动踏板，此时将点火开关转至启动位置，才能启动发动机。,图1-12 启动时操纵手柄放P档,1.启动 汽车在行驶途中熄火时，必

7、须先将选档手柄移到P或N位置后，才能启动发动机。启动时也应踩住制动踏板或拉紧驻车制动，以防汽车在启动时爬行。 2.起步 发动机启动后，应等待发动机运行一段时间后再挂档起步。 起步时应先踩住制动踏板再挂档，确认所挂档位正确后松开驻车制动，抬起制动踏板，缓慢踩下加速踏板。 D档位起步时制动时间不要过长，否则自动变速器油温会迅速上升，易损坏其中橡胶件，使液压油变质。,3.一般道路行驶 在一般道路（图1-13）上行驶时，应将选档手柄置于D档位，并打开超速档开关。为了节省燃油，应将模式开关置于经济模式或标准模式位置。,图1-13 一般道路行驶,提示： 欲将自动变速器选档手柄从高档向低档变换时，必须先使汽

8、车减速至相应的车速后才能进行。因此，在换入低档后，不要猛踩加速踏板。 用选档手柄选档时，应先挂档后踩加速踏板，挂上档后也不要立即猛踩加速踏板。 高速行驶时，不得将选档手柄放入N档位滑行。,4.坡道行驶 在一般坡道上（图1-14）行驶时，可按一般道路行驶的方法，将选档手柄置于D位，用加速踏板或制动踏板来控制上、下坡车速。,图1-14 坡道行驶,注意： 汽车下坡时，如果加速踏板完全松开车速仍然很高，可将选档手柄置于S档。此时汽车驱动轮经传动轴、变速器、变矩器反拖发动机运转，用发动机的运转阻力使汽车减速，这种情况称为发动机制动。当车速较高时，应先用行车制动降低车速，再把选档手柄从D档移至S档。,5.

9、雨雪天行驶 在雨雪路面（图1-15）上行驶，若选档手柄置于D位、当驱动轮打滑时，此时可将选档手柄置S档位或L档位，强制自动变速器在低档行驶，限制自动变速器最高档位。,图1-15 雨雪天行驶,注意; 设有雪地程序控制开关的车辆，应及时打开雪地程序控制开关，以发挥其特殊的控制功能。设有HOLD保持开关的自动变速器在雪地或泥泞路面上行驶时可打开此开关，然后操纵选档手柄选择合适的档位行驶。,6.倒车行驶 在换入R档位前，一定要先让汽车停稳，不允许在汽车还未停稳就将选档手柄在前进档与倒档间切换，否则会损坏自动变速器中的摩擦片和制动带。 倒车行驶（图1-16）时，还应注意使用制动踏板控制车速以及充分利用后

10、视镜及倒车雷达等。,图1-16 倒车行驶,7.停车 停车时间较短，可让选档手柄保持在D位，只用行驶制动停车；若停车时间稍长，也可以让选档手柄保持在D位，但最好同时使用行车制动和驻车制动；若停车时间较长，最好把选档手柄换到N位，并拉紧驻车制动，以免造成自动变速器油升温过高。 停车后，不要让发动机在N位长时间怠速运转，发动机熄火前选档手柄在D、S、L或R位的任一位置，都不要踩加速踏板使发动机转速升高。,驻留停车时，应先用行车制动将汽车停稳，再将选档手柄移至停车档(P)，然后拉紧驻车制动，关闭驻车制动，使发动机熄火，如图1-17所示。,图1-17 停车,8.拖车（图1-18) 如果自动变速器发生故障

11、或严重泄漏需将汽车拖至修理厂时，应该把驱动轮抬起或者把该车的传动轴拆下后拖回。在自动变速器无故障而需拖车时，则只需将选档手柄置于N位即可拖车，但牵引的速度不要超过30km/h，牵引的距离不要超过30km。 如果牵引的距离超过30km，则也需要抬起驱动轮或拆下传动轴后才能被牵引。,提示： 装有液力自动变速器的汽车，不可进行拖车启动。 一般车速为60km/h以上即可锁止离合器，选档手柄在D位锁止离合器才能起作用。,图1-18 拖车方法,自动变速器基本检查,ATF的基本认识： 自动变速器油(AutomaticTransmissionFluid)简称ATF，是指专用于自动变速器的油液。ATF对自动变速

12、器的工作、使用性能以及使用寿命都有非常重要的影响。汽车自动变速器保养的主要内容就是对ATF的检查和更换。,ATF的基本认识： ATF的功用在自动变速器中ATF主要有下列功用： 1.通过液力变矩器将发动机动力传递给变速器； 2.通过电控、液控系统传递压力和运动，完成对各换挡元件的操纵； 3.冷却：将变速器中的热量带出传递给冷却介质； 4.润滑：对行星齿轮机构和摩擦副强制润滑； 5.清洁：运动零件并起密封作用。,自动变速器基本检查,ATF的特性 由于ATF工作特点的不同，在性能上有别于其它油液，主要有以下特性：较高的粘温性：粘度过大过小都会使变速器传动效率下降，而粘度又随温度而变化。因此，要求AT

13、F低温时粘度不要太大，高温时粘度不能太小。 1.较高的氧化安定性：自动变速器在工作中其离合器等零件温度高达300。在高温下油液与空气作用生成一种胶质粘附在阀体及各运动零件上，影响系统的正常工作。因此，要求ATF具有较高的氧化安定性。 2.防腐防锈性：零件的腐蚀或锈蚀，会造成系统工作失灵，以至损坏。,3.良好的抗泡沫性：油液中的泡沫影响传动油的正常循环，并有可能使各挡离合器一直处于不能彻底分离或不能完全结合的状态，使自动变速器无法正常工作。 4.抗磨性：要求ATF既能良好地润滑各运动副，但磨擦系数又不能太小，否则离合器将难以结合。 5.剪切稳定性：液力变矩器中，传动油受到强大的剪切力，如油的剪切

14、稳定性差，变矩器则会出现打滑现象，降低了变矩器的传递效率，还会出现换挡不平稳、脱挡等故障。,ATF的检查 在进行自动变速器维护时，对ATF的检查是极其重要的工作。检查内容主要包括油质检查、油量检查和漏油检查。 1.油质检查 检查油质、颜色、气味和杂质，确认ATF是否过热变质。Dexron油染成红色，油质清澈纯净，如颜色变黑、有烧焦味且含有杂质，则予更换。 2.油量检查 自动变速器油面高度不正常造成的故障,占自动变速器常见故障的2030,因此在汽车行驶过程中必需给予足够的重视。,1、自动变速器油面的理想位置： 一般加入自动变速器中的油液数量，应保证在液力变矩器及各操纵油缸充满以后，变速器中油面高

15、度低于行星齿轮等旋转件的最低点，高出阀体与变速器壳体的接合面。,2、自动变速器油面过低的影响: 一、自动变速器油面过低,空气从油泵进油口侵入,会发出“嗡嗡”的异响，降低乘坐的舒适性。 二、若油面过低，油泵吸入空气或油液中渗入空气，会降低液压回路的油压，使各控制滑阀和执行元件动作失准，操纵失灵。 三、而降低液压回路的油压，还会引起离合器、制动器打滑，不但降低了传动效率、而且加剧了磨损。 四、当油面过低时，由于运动件得不到充分可靠的润滑，就有可能因过热而引发运动件卡滞及过度磨损。 五、变差的润滑和冷却条件，会加速自动变速器油的氧化变质。,3、自动变速器油面过高的影响: 一、当油面过高时，会由于机械

16、搅拌而产生大量泡沫，这些泡沫进入液压控制系统，会引发与油面过低而产生的同样问题（降低液压回路的油压：使各控制滑阀和执行元件动作失准，还会引起离合器、制动器打滑.） 二、如果控制阀体浸没于自动变速器油中，则液压管路中的离合器、制动器的泄油口会被自动变速器油阻塞，施加于离合器、制动器的油压就不能完全释放或释放速度太慢，使离合器、制动器动作迟缓（比如：升降档动作迟滞）、增大换挡冲击。 三、在坡路上行驶时，由于过多的油液在油底壳中晃动，可能从加油管往外窜油，容易引起发动机罩下起火。,4、自动变速器油面的检查条件： 在自动变速器中，ATF液面的高低与油液的温度和变速器的工作状况有关，如下所述： 一、温度

17、升高，油面也升高；熄火后，油面会升高。 二、当自动变速器正常运转时，ATF充注在变矩器和各油缸油道内，液面会下降。 因此，油面高度的检查要在规定的条件下进行: 运行车辆，使发动机和变速箱处于正常的工作温度，然后将车辆停在水平路面上，并拉紧驻车制动，同时，发动机怠速运转，将变速杆从“P”挡换入各挡位后回到“P”挡后，将变速器油尺拉出擦净，再全部插入管内；再次将油尺拉出，检查油位是否在HOT(热)范围内。,ATF的更换 自动变速器达到规定行驶里程或放置一年以上必须更换全部油液，同时还应更换ATF滤清器。换油时必须使用规定型号的ATF。具体换油里程、换油方法、用油规格依厂家维修手册规定进行。 1、更

18、换滤清器 对于大多数自动变速器来讲（以4F27E为例），只需拆下油底壳即可更换ATF滤清器。同时，还需要清理底壳磁铁已经吸附的铁屑等杂质。另外，这种方法还可泄放掉大约60%的油液（以4F27E为例）。 2、换油 用专用的换油设备（通过ATF散热器的接口管连接）循环换油，能相对彻底地将旧的变速器油排尽，而且在排放的同时填装等量的相同规格的新变速器油。,人工法（拆下放油栓）的换油比例：如丰田车系的A540型、总容量6.5L换油加注量2.5L，A140型、总容量5.6L换油加注量2.5L；捷达01M型总容量5.3L，换油量3L；奥迪A6自动变速器ATF总容量5.4L，换油量3L。 人工法（拆下油底壳

19、）的换油比例：可泄放掉大约60%的油液。 设备法（循环换油机）的换油比例：循环次数越多越彻底。,探讨：哪种换油方式更好： 1.机器换油浪费大，因为油液一直在循环，如福克斯，如果完全置换需要约10-12升ATF。 2.机器换油时，加油压力需要很好的掌握，因为换油机的压力都有差异。 机器循环的操作较为麻烦：N档，ATF油只在油底壳和冷却器之间循环，ATF重力换油之所以换不彻底是因为变速机构中还存有相当的油量，自动变速器内部构造有弯弯曲曲的油道、以及电磁阀、以及耦合器，所以要彻底更换atf油，就必须挂档循环才可以完成，按顺序1，2，3，4，R，都必须挂到方可。车子要在举升机上跑到80左右才能挂到最高

20、档位，且转速起来以后，油泵工作加快，油循环加快，用油会更多，所以10-12瓶都是保守估计，多达16升以上都是有可能。所以机器换油看似机器工作，很简单，实际对操作技工的要求更高，把握难度更大。换油效果直接跟操作方法相关。如果只是怠速换油，效果跟重力换油效果接近。,探讨：换油时、是否需要同时换滤芯、清铁屑？ 1、换滤芯、清铁屑，理论上肯定更好。 2、另外，借鉴一下奥迪A6的097型自动变速器的有关保养资料： “1、奥迪A6有两种自动变速器：0lF型、ZF公司制造的，俗称长箱，不配备油标尺；097型、奥迪汽车公司自己制造的，俗称短箱，没有放油螺塞。2、奥迪公司规定，轿车每行驶15000km或1年(以

21、先到者为准)应检查1次油面高度，每行驶60000km或4年左右应更换1次传动液。3、而0lF型不配备油标尺、需自制1根油标尺；而097型自动变速器没有设计放油螺塞、只能通过拆装油底壳的方式来换油（其目的就是提醒用户，每次换油时必须更换滤网）。”,3、奥迪资料依稀折射出一些“设计初衷”和“使用手册”的冲突： （1）、“设计初衷”：0lF型似乎是不需要检查液面高度的、但却要定期换油？！097型似乎是不需要换油的、但却要定期检查液面高度？！（那么4F27E似乎等同于097型：不需要换油、但却要定期检查液面高度。） （2）、“使用手册”：维修专家的意见很明确：任何车辆、使用中也难免出现意外、导致AT内

22、部发生异常变化（比如进水、渗漏、烧片.），哪怕设计制造再精良、理论上都需要定期检查液面和定期换油，这应该是个原则。 （3）、可见，AT的合理设计就应该考虑到诸如油尺、放油栓塞、加油量孔这样的日常保养接口，否则，客观上会造成日常保养的困难、本质上应该是一种设计缺陷。,4、再来看4F27E、可以这样理解：设计初衷是不需要换油的（但是给出的使用条件太过理想化、实际上不换不行），但却要定期检查液面高度，而且结构上还设计有油底壳、油底壳拆装还算方便；因为自然泄放换油的置换率很低、所以放油栓塞这个结构的意义不是很大、干脆没有。,5、那么我们对它的保养的理解： a、如果一直不换油、也没关系；万一有问题、需要

23、换油、就交给专业人员。 b、专业人员如果采用循环机方式？也行：换油彻底；滤芯孔隙比较大、不会阻塞，而且也有磁铁吸附着铁屑。 c、专业人员如果采用油底壳方式？也行：毕竟换掉了一半旧油，而且还更换了滤芯、清理了铁屑。 d、万一是解体翻新？也行：彻底换油、更换滤芯清理铁屑。 e、万一是谨慎的人在保养？当然更好：先更换滤芯清理铁屑、然后（采用循环机方式）彻底换,奥迪A6自动变速器油液的检查与换油方法 有两种变速器：0lF型、ZF公司制造的，俗称长箱，不配备油标尺；097型、奥迪汽车公司自己制造的，俗称短箱，没有放油螺塞。在检查和更换这两种自动变速器的自动传动液时，如果不了解详情，则会感到困惑。下面介绍这两种自动变速器的油面高度检查和换油方法。,一、油面高度检查方法 1、自制油标尺 在检查01F型自动变速器