自動變速器的工作原理是什么
自動變速器基于駕駛員對加速踏板的操作,依據(jù)發(fā)動機負荷和汽車運行工況自動變換擋位。自動變速器內(nèi)部結(jié)構(gòu)精妙復雜,液力變矩器如同手動變速器中的離合器,通過液壓油傳遞動力,還能變矩。行星齒輪組可利用不同的組合方式得到不同傳動比,實現(xiàn)變速。液壓控制系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)協(xié)同工作,依據(jù)各種參數(shù)判斷并執(zhí)行換擋操作,最終實現(xiàn)自動換擋。
液力變矩器是自動變速器的重要起始環(huán)節(jié),它主要由輸入泵輪、輸出渦輪、導輪組成。發(fā)動機運轉(zhuǎn)帶動泵輪旋轉(zhuǎn),泵輪攪動液壓油,液壓油沖擊渦輪使其轉(zhuǎn)動,從而將發(fā)動機的動力傳遞給后續(xù)的行星齒輪變速器。而且,由于泵輪和渦輪之間存在轉(zhuǎn)速差,在特定情況下扭矩會增大,這就是它的變矩功能。不僅如此,當兩者轉(zhuǎn)速差達到一定程度時,還能形成自動離合狀態(tài),讓動力傳輸暫時中斷,如同手動擋車型踩下離合器踏板的效果。
行星齒輪變速器是實現(xiàn)變速的關鍵部件,它由中央太陽輪、外側(cè)齒圈、行星齒輪及行星架構(gòu)成。通過固定不同的部件,就能改變輸入力和輸出力的關系,從而完成變速或者倒車操作。例如,固定太陽輪,讓行星架輸入動力,齒圈輸出動力,就能得到一種傳動比;若固定齒圈,太陽輪輸入動力,行星架輸出動力,傳動比就會改變,這樣就實現(xiàn)了不同的擋位變化。并且,這些操作都是利用油壓來進行精確控制的。
液壓操縱系統(tǒng)就像是自動變速器的“動力肌肉”。在油泵的驅(qū)動下,液壓油在系統(tǒng)中流動,推動各種離合器和制動器工作。當需要換擋時,液壓油會精準地作用到相應的離合器或制動器上,使其結(jié)合或分離,進而實現(xiàn)擋位的切換。這種液壓控制方式能夠確保換擋過程平穩(wěn)、可靠。
電子控制系統(tǒng)則猶如自動變速器的“智慧大腦”。它利用各種傳感器,時刻監(jiān)測車速、發(fā)動機負荷、節(jié)氣門開度等眾多參數(shù),并將這些參數(shù)轉(zhuǎn)換為電信號,傳遞給電子控制單元(ECU)。ECU根據(jù)預設的程序和算法,對這些信號進行分析處理,判斷是否需要換擋。一旦做出換擋決策,ECU就會通過控制液壓操縱系統(tǒng),精準地執(zhí)行換擋操作。
不同類型的自動變速器在上述原理基礎上又有各自特點。比如液力自動變速器(AT),它由液力變矩器、行星齒輪和液壓操縱系統(tǒng)組成,通過液力傳遞和齒輪組合實現(xiàn)變速變矩,是介于有級和無級之間的自動變速器;機械無級自動變速器(CVT)采用傳動帶和可變槽寬的帶輪進行動力傳遞,通過改變帶輪槽寬改變傳動帶接觸半徑來實現(xiàn)無級變速,具有傳動效率高、節(jié)能降耗、行駛平滑順暢等優(yōu)點;電控機械自動變速器(AMT)則是由ECU根據(jù)駕駛員操縱和車輛運行狀態(tài)綜合判斷,發(fā)出控制指令,借助執(zhí)行機構(gòu)對動力傳動系統(tǒng)聯(lián)合操縱;雙離合器自動變速器(DCT)有兩個自動離合器,主軸分為奇數(shù)擋輸入軸和偶數(shù)擋輸入軸兩個系統(tǒng),通過提前自動轉(zhuǎn)換離合器設置下一個擋位,能更快完成變速,還提高了傳動效率,降低了油耗 。
總之,自動變速器通過多個系統(tǒng)和部件的協(xié)同運作,依據(jù)各種行駛參數(shù),巧妙而精確地實現(xiàn)自動換擋功能,為駕駛者帶來便捷、舒適的駕駛體驗,同時也讓汽車在不同工況下都能保持良好的動力性能和燃油經(jīng)濟性。
(圖/文/攝:太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng))
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