自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)和工作原理

    第三節(jié) 自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理
    （一） 液壓控制系統(tǒng)
    自動(dòng)變速器的自動(dòng)控制是靠液壓系統(tǒng)來(lái)完成的。液壓系統(tǒng)由動(dòng)力源、控制機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分組成。
    動(dòng)力源是被液力變距器驅(qū)動(dòng)的油泵，它除了向控制器提供冷卻補(bǔ)償油液，并使其內(nèi)部具有一定壓力，除此之外還向行星齒輪變速器供潤(rùn)滑油。
    控制機(jī)構(gòu)大體包括主油系統(tǒng)、換檔信號(hào)系統(tǒng)，換檔閥系統(tǒng)和緩沖安全系統(tǒng)。根據(jù)其換檔信號(hào)系統(tǒng)和換檔閥系統(tǒng)采用的是全液壓元件還是電子控制元件可將控制機(jī)構(gòu)分為液控式和電控式兩種。
    執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括各離合器制動(dòng)器的液壓缸。
　　1、 油泵
　　自動(dòng)變速器中油泵是重要總成之一，它技術(shù)狀況的好壞，對(duì)自變器的性能及使用壽命有很大影響。油泵通常裝在變距器的后端，有的是在變速器的后端，但是不管何位都 是變距器的泵通過(guò)軸套或軸來(lái)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)相同。
　　常見(jiàn)泵的型式有內(nèi)嚙合輪泵，擺線轉(zhuǎn)子泵，和葉片泵等定量泵，也有少數(shù)車(chē)型采用變量泵（葉片）。
　　1） 內(nèi)嚙合齒輪
　　內(nèi)嚙合齒輪在自動(dòng)變速器應(yīng)最為普遍，它具有尺寸小、重量輕、流量脈動(dòng)小、噪聲低特點(diǎn)。內(nèi)嚙合齒輪主要由起主動(dòng)作用的小齒輪，從動(dòng)的內(nèi)齒輪、月牙隔板、泵殼、泵蓋等組成。如圖所示：

　  當(dāng)小齒輪被 發(fā)動(dòng)機(jī)到動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，與其嚙合的內(nèi)齒輪也一起轉(zhuǎn)動(dòng)月牙隔板將工作腔分開(kāi)成吸油腔和出油腔，在下端的吸油腔，隨著齒輪退出嚙合，容積增大，形成局部真空，將油液帶到上端的出油腔；出油腔則由于齒輪進(jìn)入嚙合，工作容積減少，壓力增加而將油液排出。
　　決定液壓泵使用性能的主要是齒輪的工作見(jiàn)間隙，特別是齒輪端面間隙影響最大，在這些間隙處，總有一定的油液泄漏如果，如果因裝配成磨損的原因使得工作間隙過(guò)大，油液泄漏量就會(huì)增加，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成輸出 油液壓力過(guò)低而影響系統(tǒng)正常工作。
　　2）擺線轉(zhuǎn)子泵擺線轉(zhuǎn)子泵具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、噪聲小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)高速性能良好等優(yōu)點(diǎn)；其缺點(diǎn)是流量脈沖大，加工精度要求高。它是由一對(duì)內(nèi)嚙合的轉(zhuǎn)子及泵殼、泵蓋等組成。如圖所示：

    內(nèi)轉(zhuǎn)子不同心，有一定的偏心距，且外轉(zhuǎn)子比內(nèi)轉(zhuǎn)子多一個(gè)齒，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)油泵內(nèi)外轉(zhuǎn)子朝同向旋轉(zhuǎn)，但內(nèi)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速大于外轉(zhuǎn)子。從而在工作腔的容積隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而不斷變化，當(dāng)轉(zhuǎn)子順轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)外轉(zhuǎn)子中心線右側(cè)的各個(gè)工作腔的容積由小變大，形成真空吸油；中心線左側(cè)的各個(gè)工作腔的熔劑由大變小，將液油壓出。
　　2） 葉片泵
　　葉片泵具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小、泵油流量均勻、容積效率高等優(yōu)點(diǎn)；但它結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)液壓油的污染比較敏感。葉片泵是由定子、轉(zhuǎn)子、葉片及、殼體組成。如圖所示：

　　轉(zhuǎn)子繞中心轉(zhuǎn)動(dòng)，定子固定不動(dòng)，二者不同心，有一定的偏心距，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片在離心力及葉片底部的油壓作用下向外張開(kāi)，緊貼在定子表面上，并隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)子葉片槽內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這樣相鄰葉片之間形成密封腔，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)工作腔由大變小把油壓出。
　　2.主油路系統(tǒng)
　　自動(dòng)變速器油從油泵泵出，既進(jìn)入主油路系統(tǒng)。由于油泵是發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的，因此它的輸出流量和壓力都受到發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的影響。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，轉(zhuǎn)速?gòu)?000r/min變化，從而使得油泵的輸出流量和壓力變化很大。當(dāng)主油路壓力過(guò)高時(shí)，會(huì)引起換檔沖擊和增加功率消耗，當(dāng)主油路壓力太低時(shí)，又會(huì)引起離合器制動(dòng)器的打滑，二者都會(huì)影響液壓系統(tǒng)的工作，因此在主油路系統(tǒng)中必須設(shè)置主油路調(diào)壓閥。
　　主油路調(diào)壓閥：作用是將油泵輸出壓力精確調(diào)節(jié)到所需的油壓后再輸入主油路，多余的油返回油底殼。是系統(tǒng)壓力穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。
　　主油調(diào)壓閥還應(yīng)能滿(mǎn)足主油路系統(tǒng)在不同工況，不同檔位時(shí)，具有不同油壓的功能要求：
　　1）節(jié)氣門(mén)開(kāi)度小時(shí)，自變器所傳距較小，離合器制動(dòng)器不易打滑，主油路壓力可以降低一些與之相反，應(yīng)使油壓升高。
　　2）自變器處于抵擋行駛，所需轉(zhuǎn)距較大，主油壓要高而在高檔時(shí)，自變器所傳距小，可降低主油壓。
　　3）倒檔使用時(shí)間較少，為減少自變器尺寸，倒檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)做得較小，為避免打滑應(yīng)提高油壓。
　　主油主油器調(diào)節(jié)閥一般采用階梯形潤(rùn)滑， 如圖所示：

    它由上面是閥芯，下部分的柱塞套筒及調(diào)節(jié)彈簧組成，在閥門(mén)是上端A處，受到來(lái)自油泵的壓力作用；下端則受到柱塞下部C處的來(lái)自節(jié)氣門(mén)所控制節(jié)氣門(mén)閥的壓力作用，以及調(diào)壓彈簧彈力A、C兩端壓力的平衡決定閥體所處位置。
　　如果油泵壓力升高，作用在A 處壓力大，使閥體下移，出油口打開(kāi)，泄油，使油壓到規(guī)定值，當(dāng)踩下加速踏板使，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加，油泵轉(zhuǎn)速隨之加快，油泵油壓升高，在A處向下的壓力增大，但這時(shí)，加速踏板控制的節(jié)氣閥的油壓也升高，使C處向上的壓力增大，于是主調(diào)壓繼續(xù)保持平穩(wěn)，滿(mǎn)足功率增加油壓增大的要求。
　　倒擋時(shí)，手動(dòng)閥打開(kāi)另一條油路，將壓力進(jìn)入主調(diào)壓閥柱塞的B腔，使 得向上推閥體的壓力增加，閥芯上移，卸油口關(guān)小，主油壓升高，從而獲得，“D”、“2”、“L”等前進(jìn)檔管路壓力。
　　3.換檔信號(hào)系統(tǒng)
　　給自變器提供換檔操縱的有兩個(gè)信號(hào)，就是所謂的兩發(fā)控制參數(shù)：發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷和離心速控閥提供信號(hào)。
　　1） 節(jié)氣門(mén)閥
　　節(jié)氣門(mén)閥反應(yīng)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度大小變化時(shí)的油壓。根據(jù)輸入方式的不同可分為機(jī)械式節(jié)氣門(mén)哈真空式節(jié)氣門(mén)閥兩種。
　　（1） 機(jī)械式節(jié)氣門(mén)閥（如圖2.24所示）

    為一種常見(jiàn)的機(jī)械式節(jié)氣門(mén)閥，它由上部是節(jié)氣門(mén)閥體、回位彈簧、下部的強(qiáng)制低檔柱塞和調(diào)壓彈簧等組成。節(jié)氣門(mén)閥和強(qiáng)制低檔柱塞并不直接接觸，而是通過(guò)調(diào)壓彈簧聯(lián)系在一起，強(qiáng)制低檔柱塞下裝有滾輪，與節(jié)氣門(mén)閥凸輪接觸。節(jié)氣門(mén)閥凸輪經(jīng)鋼絲繩與加速踏板相連。
　　來(lái)自油泵的壓力油由節(jié)氣門(mén)閥的進(jìn)油口進(jìn)入，需經(jīng)閥口后方能從出油口接至換檔閥。另外節(jié)氣門(mén)上還有兩個(gè)控制油口，分別與來(lái)自斷流閥的油壓及出油口油壓相通，使閥體在A、B處受到向下的油壓作用力。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行時(shí)，閥上進(jìn)油口處的節(jié)流口開(kāi)度很小，輸出的油壓很低。
　　當(dāng)踩下加速踏板時(shí)，節(jié)氣門(mén)纜繩被拉動(dòng)，將強(qiáng)制低檔柱塞上推，壓閥壓彈簧，調(diào)壓彈簧則推動(dòng)節(jié)氣門(mén)閥體向上，使節(jié)流口開(kāi)大，從節(jié)氣門(mén)輸出的油壓增高。加速踏板往下踩，就是節(jié)氣門(mén)開(kāi)度越大，節(jié)氣門(mén)閥凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度也越大，強(qiáng)制低檔柱塞上移越多，節(jié)氣門(mén)閥體向上移動(dòng)也就越多，節(jié)流口也就越大，使得節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度大小與自變器節(jié)氣門(mén)閥輸出的油壓有了對(duì)應(yīng)關(guān)系。
　　(2) 真空式節(jié)氣門(mén)閥　　（如圖2.25所示）

　　真空式節(jié)氣門(mén)由真空氣室、推桿和潤(rùn)滑等組成。
　　上部被膜片隔開(kāi)的真空氣室通過(guò)軟管與發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)后的進(jìn)氣管相通，與膜片相連的推桿則在膜片彈簧力作用下將潤(rùn)滑的閥芯往下推，閥上有三個(gè)油道：與主油路相通的進(jìn)油道A，輸出油道B、卸油道C，從出油道B引出控制油流通至飯芯底部，其油壓使閥芯上移，與膜片彈簧力平衡，油從進(jìn)油口A到出油口B或泄油口C，均要給閥口的節(jié)流作用。當(dāng)閥體A通至B的閥芯在新的位置平衡。
　　而當(dāng)閥芯的油壓小于膜片推力時(shí)，閥芯下移，A通B的閥口加大，通泄油C的閥口關(guān)小，節(jié)氣門(mén)閥輸出油壓，閥芯下部的油壓也隨之增加使閥芯在新是位置平衡。
　　膜片作用在推桿的力即與膜片的彈簧力大小有關(guān)，也與真空度有關(guān)。
　  當(dāng)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度較小時(shí)進(jìn)氣管真空度較大，真空氣室膜片對(duì)閥芯的推力減小，節(jié)氣門(mén)閥輸出油壓較低；當(dāng)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度較大時(shí)，進(jìn)氣管真空度小，真空氣室膜片對(duì)閥芯推力變大，節(jié)氣門(mén)閥輸出油壓較高。也就是說(shuō)，真空節(jié)氣門(mén)閥所產(chǎn)生的控制信號(hào)油壓隨負(fù)荷大小而變化。
　　2）離心式速控閥
　　也叫離心調(diào)速閥或離心調(diào)速器  其作用：為自變器換檔閥提供一個(gè)隨車(chē)速變化的控制油壓。原理是利用軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，重塊所產(chǎn)生的離心力來(lái)控制潤(rùn)滑閥芯的位置故稱(chēng)離心式速控閥和中間傳動(dòng)復(fù)合式雙級(jí)速控閥.
    (1) 普通復(fù)合式雙級(jí)速控閥   結(jié)構(gòu)如圖2.26

    來(lái)自油泵的主油路壓力油由速控閥蓋左端面上的小孔A，經(jīng)蓋上的軸向油道,速控閥外殼左端面上油道,從閥入口P進(jìn)入速控閥內(nèi),再由閥出口O經(jīng)外殼左端面油道,蓋上軸向油道及軸頸外槽中的經(jīng)向小孔B輸出.
　　離心速控閥輸出油壓的大小由主油路壓力油入口P的開(kāi)度即滑閥的軸向位置決定.變速器輸出軸旋轉(zhuǎn)時(shí),滑閥自身的離心力及油壓使滑閥向外移動(dòng)(甩開(kāi));而另一側(cè)重塊組件的離心力卻通過(guò)速控閥軸力使滑閥向內(nèi)(內(nèi)收)移動(dòng).當(dāng)變速器輸出軸轉(zhuǎn)速很低時(shí),離心力很小,不足以平衡油壓作用力,于是滑閥外移,并通過(guò)速控閥軸把另一側(cè)的重塊組件往內(nèi)拉,入口P開(kāi)度減小,輸出油壓相應(yīng)減小.當(dāng)輸出轉(zhuǎn)速逐漸生高時(shí),重塊組件的離心力迅速增大,拉動(dòng)滑閥內(nèi)移,使主油壓入口P開(kāi)度增大,閥輸出油壓隨車(chē)速的提高而內(nèi)急劇增大.
　　(2)中間傳動(dòng)復(fù)合式雙級(jí)速控閥
　  如圖2.27

　　前驅(qū)變速器,普通復(fù)合式雙級(jí)速控閥難以布置,而中間傳動(dòng)復(fù)合式雙級(jí)速空閥因其體積小,可放開(kāi)在變速器的軸管內(nèi),由裝在變速器輸出軸上的齒輪間接驅(qū)動(dòng).因此在自動(dòng)驅(qū)動(dòng)橋中較多采用中間傳動(dòng)復(fù)合式雙級(jí)速控閥.
　　當(dāng)來(lái)自主油路的壓力油由進(jìn)油口A進(jìn)入后,經(jīng)閥芯左端,將閥芯向右推,使A口關(guān)小,泄壓口C增大,速控閥輸出壓力減消.當(dāng)從動(dòng)齒輪帶動(dòng)閥芯,閥體及保持架旋轉(zhuǎn)時(shí)，重塊組件在離心力的作用下可繞銷(xiāo)孔向外擺動(dòng)。
　　在輸出軸轉(zhuǎn)速低時(shí)，重塊所受離心力小，閥芯在油壓的作用下處于較右的位置A D開(kāi)度減小，速控輸出油壓速隨之降低，輸出軸轉(zhuǎn)速越高，重塊組件所受離心力越低閥芯被向左推移得越，速控閥輸出油壓就越高。從而使速控輸出油壓能隨著輸出軸轉(zhuǎn)速的增大而增高。
　　4 .換檔閥系統(tǒng)
　　換檔閥組根據(jù)換檔信號(hào)系統(tǒng)提供的信號(hào)，控制自動(dòng)變速器中液壓操縱油路的方向，由此決定所處不同檔位。換檔閥組主要由手動(dòng)閥、換檔閥組成。
　　1)手動(dòng)閥
　　手動(dòng)閥是安裝于控制系統(tǒng)閥板總成中的多路換向閥，由駕駛室內(nèi)的自動(dòng)變速器操縱受柄控制。操縱手柄的作用與普通手動(dòng)變速器的換檔手柄不同。
　　手動(dòng)變速器換檔手柄的工作位置就是變速器的檔位。變速器有幾個(gè)檔位，手柄就有幾個(gè)工作位置。而自動(dòng)變速器操縱手柄的位置是自動(dòng)變速器的工作方式，與檔位數(shù)并不對(duì)應(yīng)。如手柄置于前進(jìn)檔（D）位置時(shí)，對(duì)三檔自動(dòng)變速器而言，變速器可根據(jù)換檔信號(hào)在1至3檔之間自動(dòng)變換；對(duì)四檔自動(dòng)變速器而言，變速器則可根據(jù)換檔信號(hào)在1至4檔之間自動(dòng)換檔。當(dāng)手柄置于前進(jìn)低檔2位（或S位）時(shí)自動(dòng)變速器只能在1至2檔間自動(dòng)變換。當(dāng)手柄置于前進(jìn)低檔1位（或L位）時(shí)，自動(dòng)變速器被限制在1檔工作。手動(dòng)閥還提供倒檔（R）、空擋（N）、停車(chē)檔（P）等功能。
    手動(dòng)閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下：

    在閥體上有多條油路，一條進(jìn)油道與液壓泵主油路相連，其余為出油道，分別通至“D”、“2”、“P”、和“R”檔位相應(yīng)的滑閥或直接通往換檔執(zhí)行元件。
　　2）換檔閥
　　換檔閥是彈簧液壓作用式的方向控制閥，它有兩個(gè)工作位置，可以實(shí)現(xiàn)升檔或降檔的自動(dòng)變換。如圖2.30所示：　　　　　　　　

　　為一自動(dòng)變速器換檔閥的結(jié)構(gòu)示意。來(lái)自節(jié)氣門(mén)閥的油壓作用在換檔閥閥芯右部，連同彈簧作用力使閥芯向左；離心速控閥油壓則作用在閥芯左部，其作用力使閥芯向右。
　　當(dāng)車(chē)速較低而發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度較大時(shí)，換檔閥閥芯右端的節(jié)氣門(mén)閥油壓較高，作用力大；左端的速控閥油壓較小，作用力小，閥芯被推至左位如圖b主油路油壓只能通往低檔的執(zhí)行元件，自動(dòng)變速器在低檔工作。
    當(dāng)車(chē)速增大時(shí)，閥芯左端的速控閥油壓隨之升高，作用力增大，當(dāng)油壓增之某一值時(shí)，閥芯被推至左位，如圖a主油路油壓接通與高檔相應(yīng)的執(zhí)行元件，自動(dòng)變速器自動(dòng)換至高檔工作。如車(chē)速下降，離心速控閥油壓也會(huì)降低，換檔閥閥芯在節(jié)氣門(mén)閥油壓和彈簧力作用下左移，自動(dòng)變速器又回到低檔工作。即自動(dòng)變速器的升檔和降檔完全是由節(jié)氣門(mén)閥和速控閥產(chǎn)生的油壓大小來(lái)控制的。
　　當(dāng)節(jié)氣門(mén)閥輸出油壓高（即發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷大）而離心速控閥輸出油壓低（即車(chē)速低）時(shí)，自動(dòng)變速器在低檔工作，而隨著車(chē)速的增加，變速器逐漸自動(dòng)升檔。因每個(gè)換檔閥只有兩個(gè)工作位置，只能在兩個(gè)檔之間變換，故對(duì)三檔自動(dòng)變速器而言，要設(shè)置兩個(gè)換檔閥，對(duì)四檔變速器而言，要有三個(gè)換檔閥。它們的工作原理完全一樣，只是控制的檔位不同而已。
    如圖2.30所示：

　　為一具有辛普森式的三檔行星排的自動(dòng)變速器2—3換檔檔閥。節(jié)氣門(mén)閥油壓和彈簧的作用力使得換檔閥閥芯向下；而作用于閥芯下部，來(lái)自離心調(diào)速的油壓則使得換檔閥芯向上。由上節(jié)的操縱元件與檔位關(guān)系表2-3可知、2檔于3擋操縱元件的區(qū)別就是到檔及高檔離合器（后離合器）C2.。；離合器分離時(shí)，變速器掛2檔；而該離合器接合時(shí)則掛上3檔。當(dāng)車(chē)速不高時(shí)，作用在換檔閥閥芯下部的離心速控閥壓力低，閥芯在上部節(jié)氣門(mén)閥油壓和彈簧力的作用下處于下位，通往到檔及高檔離合器C2的油路被切斷（圖a）
　　自動(dòng)變速器在2檔工作。而當(dāng)車(chē)速增大時(shí)，離心速控閥輸出油壓增高，換檔閥閥芯被推至上位，主油路與離合器C2相通（圖b），變速器自動(dòng)換入3檔。
　　由此也可看出：升檔時(shí)，作用在換檔閥閥芯上的離心調(diào)速的壓力需克服節(jié)氣門(mén)閥油壓和彈簧力，方能換檔；而降檔時(shí)，離心速控閥油壓作用力只須小于彈簧力即可進(jìn)行。所以2檔升到3檔和3檔降到2檔的車(chē)速是有差別的，即2檔升到3檔時(shí)的車(chē)速比3檔降至2檔時(shí)的車(chē)速要高，這被稱(chēng)為“換檔遲滯”。遲滯的作用是：當(dāng)車(chē)輛以在換檔閥動(dòng)作點(diǎn)附近的車(chē)速行駛時(shí)，使升檔和降檔車(chē)速保持一定距離，避免由于換檔閥頻繁動(dòng)作造成自動(dòng)變速器頻繁換檔。
　　3)強(qiáng)制低檔閥
　　通常，只有車(chē)速降低一定數(shù)值時(shí)，自動(dòng)變速器才能正常的回低檔。但在絕大多數(shù)自動(dòng)變速器中都裝有強(qiáng)制低檔閥，其作用是：當(dāng)汽車(chē)已在較高車(chē)速下行駛，而此時(shí)把發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)踩到底仍覺(jué)加速不夠強(qiáng)烈，則將自動(dòng)變速器瞬時(shí)強(qiáng)制性的降低一檔，即“強(qiáng)制低檔”。由于此時(shí)的車(chē)速較高，液壓變矩器已在偶合器工況或者閉鎖工況工作，變矩比為1，無(wú)增矩作用，而發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)幾乎已踩到底，功率輸出接近最大。若將自動(dòng)變速器降低一檔，則由于傳動(dòng)比增加，輸出轉(zhuǎn)矩增大，在短暫的時(shí)間內(nèi)，能起到極其強(qiáng)烈的加速作用，這是在非常情況下的迅速加速時(shí)所必需的。結(jié)合低一檔后，車(chē)速的下降可通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加得到彌補(bǔ)，因此可用于短時(shí)的超車(chē)。當(dāng)加速的要求得到滿(mǎn)足后，應(yīng)立即松開(kāi)油門(mén)踏板，否則在加速到接近發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)速時(shí)再松油門(mén)升檔，會(huì)對(duì)高檔摩擦元件工作不利。
　　強(qiáng)制低檔閥的工作原理是，從閥輸出來(lái)自主油路的壓力油，作用于各換檔閥的與節(jié)氣門(mén)閥油壓作用相同的一端，其共同作用結(jié)果是將換檔閥閥芯向降檔方向移動(dòng)，從而使自動(dòng)變速器降檔。
　　常用的強(qiáng)制低檔閥有滾輪式和電磁式兩種。如圖2.33：

　  所示為豐田轎車(chē)自動(dòng)變速器上所使用的一種滾輪式強(qiáng)制低檔閥，它與節(jié)氣們閥安裝在同一閥體內(nèi)，上部以彈簧與節(jié)氣門(mén)相連，下部通過(guò)滾輪與節(jié)氣門(mén)凸輪接觸。與強(qiáng)制低檔閥配合的閥體上有兩條油路，分別和鎖止調(diào)節(jié)閥及換檔閥相通，作為輸入及輸出。當(dāng)油門(mén)踏板踩下不多時(shí)，節(jié)氣門(mén)凸輪將強(qiáng)制低檔閥頂起不多，輸入油路與輸出油路不通。如油門(mén)踏板接近被完全踩下（節(jié)氣門(mén)開(kāi)度大于85%）時(shí)，油路開(kāi)啟，來(lái)自鎖止調(diào)節(jié)閥的壓力油（與主油路壓力相當(dāng)）經(jīng)強(qiáng)制低檔閥閥芯通至換檔閥的節(jié)氣門(mén)閥油壓作用端，迫使換檔閥閥芯向降檔方向移動(dòng)，自動(dòng)變速器降檔。從原理上說(shuō)，經(jīng)強(qiáng)制低檔閥閥芯輸出的壓力油通向所有換檔閥閥芯的一端，可使自動(dòng)變速器降至最低檔。但實(shí)際上由于在換檔閥的另一端作用著來(lái)自離心速控閥的油壓，故不可能立刻使高速行使的汽車(chē)從高檔降至最低檔，而只會(huì)在低一檔的位置上工作。當(dāng)短時(shí)間急加速的工作完成后，稍松開(kāi)油門(mén)踏板，強(qiáng)制低檔閥油路關(guān)閉，自動(dòng)變速器便會(huì)重新回到高檔位置。
　　日產(chǎn)公司L4N71B型自動(dòng)變速器采用的是一種電磁式強(qiáng)制低檔閥，如圖2.32：

　  所示，它由電磁閥、強(qiáng)制降檔開(kāi)關(guān)等組成。強(qiáng)制降檔開(kāi)關(guān)安裝在節(jié)氣門(mén)踏板下，當(dāng)油門(mén)踏板快踩到底時(shí)，強(qiáng)制降檔開(kāi)關(guān)閉合，電磁閥通電，閥芯在電磁力的作用下移動(dòng)，打開(kāi)油路，壓力又由閥芯通至換檔閥的節(jié)氣門(mén)閥油壓作用端，使換檔閥閥芯向降檔方向移動(dòng)，自動(dòng)變速器在低一檔的位置上工作。
　　5、緩沖安全系統(tǒng)
　　為防止自動(dòng)變速器在換檔時(shí)出現(xiàn)沖擊，裝有許多起緩沖和安全作用的液壓閥和減振器。這類(lèi)裝置統(tǒng)稱(chēng)為緩沖安全系統(tǒng)。
　　1）緩沖閥
　　下面先從一個(gè)兩檔的自動(dòng)變速器看緩沖閥的工作原理。該變速器在高檔時(shí)需結(jié)合離合器，松開(kāi)制動(dòng)器；而低檔時(shí)則制動(dòng)器工作，離合器分離。如圖2.33

　　所示緩沖閥由滑閥、閥座及彈簧組成。由離心速控閥來(lái)的壓力油經(jīng)通道P3作用在滑閥左端面上，自節(jié)氣門(mén)閥來(lái)的壓力油經(jīng)通道P2作用于滑閥的又端面上。在汽車(chē)以高檔行駛過(guò)程中，如欲強(qiáng)制掛上低速檔，為防止車(chē)速突然變化，希望低檔制動(dòng)器動(dòng)作的速度與車(chē)速成反比，即車(chē)速越高，低檔制動(dòng)器起作用的速度就要越慢，反之就要快些。這就由緩沖閥來(lái)保證。強(qiáng)制掛低速檔時(shí)，通往低速制動(dòng)器液壓缸的油液包括兩部分：一部分來(lái)自低檔閥，另一部分通過(guò)緩沖閥進(jìn)出口P1與Q1之間的通道(如圖a)此通道面積決定于滑閥的位置.當(dāng)車(chē)速高,速控閥油壓高時(shí),通道面積小,油液流速低;反之流速高.故可調(diào)節(jié)進(jìn)入低檔制動(dòng)器液壓缸壓力油的流速,改善換檔平穩(wěn)性.
　　當(dāng)駕駛員用松開(kāi)加速踏板的方法由低速檔提前換高速檔時(shí),為了保證換檔平穩(wěn),希望迅速松開(kāi)低檔制動(dòng)器并使高檔離合器結(jié)合.此要求也由緩沖閥滿(mǎn)足.駕駛員突然松開(kāi)加速踏板時(shí),閥座右端節(jié)氣門(mén)閥壓力突然降低,閥座迅速右移,使Q1與Q2兩相通,(如圖b)對(duì)低檔制動(dòng)器液壓缸的壓力油供給立即中斷,而主油路壓力油則通過(guò)緩沖閥很快流向高檔離合器結(jié)合高速檔.
　　2)蓄壓減振器 
　　自動(dòng)變速器中也常用蓄壓減振器來(lái)緩沖換檔沖擊.蓄壓減振器也稱(chēng)蓄能減振器或減振器,一般由減振活塞和彈簧組成,
    如圖 圖2.34

　  它與離合器或制動(dòng)器并聯(lián)安裝.壓力由進(jìn)入離合器或制動(dòng)器活塞工作腔A的同時(shí)也進(jìn)入減振器,將減振器活塞B壓下,以次方式降低A腔的壓力,防止離合器片或制動(dòng)器片快速結(jié)合時(shí)引起的沖擊。下圖所示：

　　為一自動(dòng)變速器中所備有地3個(gè)蓄壓減振器，分別與三個(gè)前進(jìn)檔換檔執(zhí)行元件的油路通，對(duì)應(yīng)于各檔動(dòng)作時(shí)起作用。當(dāng)變速器換擋時(shí)，主油路在進(jìn)入離合器等換檔執(zhí)行元件的同時(shí)也進(jìn)入減振器的活塞下部。在壓力油進(jìn)入執(zhí)行元件的初期，油壓不是很高，主要作用是消除離合器、制動(dòng)器這些執(zhí)行元件摩擦片間的間隙，使其開(kāi)始結(jié)合。此后，壓力迅速增大，若沒(méi)有減振器的話，摩擦片將在瞬間結(jié)合并被加載，從而造成較大的換檔沖擊。有減振器以后，情況就不一樣了；油壓的升高使減振器活塞克服彈簧力上升，容積增大，油路中部分壓力油進(jìn)入減振器工作腔，延長(zhǎng)了換檔執(zhí)行元件液壓缸的充油時(shí)間，油壓的增長(zhǎng)速度減緩，摩擦片逐漸結(jié)合，因而減小了換檔沖擊。
　　3)倒檔離合器順序閥
　　在一些自動(dòng)變速器中裝有倒檔離合器順序閥，它用于自動(dòng)變速器換倒檔時(shí)減小換檔沖擊。如圖

　　所示為一自動(dòng)變速器在倒檔工作時(shí)需結(jié)合的倒檔離合器（后離合器）。此時(shí)，變速器手動(dòng)閥置于倒檔位置，主油路壓力油經(jīng)倒檔離合器順序閥作用在后離合器的內(nèi)活塞上，同時(shí)克服順序閥的彈簧力，使閥芯左移，B油口與通往離合器外活塞的管路A相通，即外活塞在內(nèi)活塞工作后才開(kāi)始工作，從而有助于減少換檔沖擊。
　　4)調(diào)整閥
　　換檔閥動(dòng)作時(shí)，如主油路壓力被立即加至執(zhí)行元件，將會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊。為進(jìn)行緩沖，油路中設(shè)置了一些調(diào)整閥，如中間調(diào)整閥、滑行調(diào)整閥等。其工作原理大體上相同。如圖

　　所示的強(qiáng)制低檔調(diào)整閥，來(lái)自液壓泵的壓力油并不直接去強(qiáng)制低檔閥，而是先進(jìn)入調(diào)整閥，待克服彈簧預(yù)緊力，將調(diào)整閥閥芯左移后，才打開(kāi)去強(qiáng)制低檔閥的油路，從而起到緩沖作用。
　　6. 液力變距器控制裝置
　　自動(dòng)變速器在液力工況下工作時(shí)，其內(nèi)部的工作油液要傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的大部分功率，而由于液力變矩器效率不夠高，損失的功率轉(zhuǎn)化成熱的形式，使得油液的溫度升高，過(guò)高的油溫會(huì)加速油液的老化變質(zhì)，破壞密封，甚至產(chǎn)生沸騰，影響正常工作。另外，變矩器工作輪中有些區(qū)域，工作液體的流速高，壓力低，往往出現(xiàn)氣蝕，使得傳遞的轉(zhuǎn)矩減小。因此，液力變矩器控制裝置的作用就是把變矩器中的高溫油引出加以冷卻，然后加壓送回到變矩器進(jìn)行補(bǔ)償，如果是閉鎖式液力變矩器，控制裝置則還要控制變矩器中的閉鎖離合器。
　　液力變矩器控制裝置有壓力調(diào)節(jié)閥、鎖止信號(hào)閥、鎖止繼動(dòng)閥（也稱(chēng)鎖止中繼閥）等閥及響應(yīng)的油路組成。
　　1）.壓力調(diào)節(jié)閥
　　變矩器壓力調(diào)節(jié)閥的作用是將主油路的壓力減壓后送人變矩器，因?yàn)橛捅幂敵龅挠蛪狠^高，而變矩器的補(bǔ)償油壓只需要0.2Mpa~0.5Mpa。不少自動(dòng)變速器的壓力調(diào)節(jié)閥與主油路調(diào)壓閥做為一體，直接調(diào)節(jié)由主油路輸出的壓力油，然后送往變矩器。液力變矩器內(nèi)的熱油從導(dǎo)輪與泵輪之間或?qū)л喤c渦輪之間的通道引出，經(jīng)冷卻器冷卻后用于行星齒輪變速器齒輪和軸承的潤(rùn)滑，然后流回油底殼。如圖

　  即為一變矩器壓力調(diào)節(jié)閥的工作示意。
　　2）鎖止信號(hào)閥及鎖止繼動(dòng)閥
　　液力變矩器中閉鎖離合器的工作是由鎖止信號(hào)閥和鎖止繼動(dòng)閥共同控制。如圖

　  所示，鎖止信號(hào)閥閥芯上方作用著速控閥壓力，下方與超速檔換檔閥油路相通。當(dāng)車(chē)速較低時(shí)，速控閥油壓也低，鎖止信號(hào)閥在彈簧的作用下保持在上方位置，從而將通往鎖止繼動(dòng)閥下端的主油路切斷，使鎖止繼動(dòng)閥在上方彈簧力和油壓力的作用下保持在下方位置，變矩器的閉鎖離合器壓盤(pán)左側(cè)與變矩器閥進(jìn)油道相通，閉鎖離合器處于分離狀態(tài)，自動(dòng)變速器為液力傳動(dòng)工況，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力全部經(jīng)變矩器傳遞。如圖a
　　當(dāng)汽車(chē)以超速檔行駛，且達(dá)到一定的車(chē)速時(shí)，速控閥油壓的作用離增大，將鎖止信號(hào)閥推至下位，來(lái)自超速檔油路的壓力油經(jīng)鎖止信號(hào)閥中部進(jìn)入鎖止繼動(dòng)閥下端，鎖止繼動(dòng)閥閥芯升至上位，閉鎖離合器左側(cè)油腔與泄油口相通，離合器結(jié)合，自動(dòng)變速器成為機(jī)械傳動(dòng)工況，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力經(jīng)閉鎖離合器直接傳至行星齒輪變速器輸入軸。如圖b閉鎖離合器閉鎖時(shí)對(duì)應(yīng)的車(chē)速，即稱(chēng)為鎖止工作點(diǎn)。若自動(dòng)變速器帶有多功能開(kāi)關(guān)，且功能開(kāi)關(guān)未置于超速檔狀態(tài)，則鎖止繼動(dòng)閥保持在下方位置。
    如車(chē)速下降，離心速控閥油壓降低，鎖止信號(hào)閥在其回位彈簧的作用下回到上位，鎖止繼動(dòng)閥閥芯也回至下位，閉鎖離合器左側(cè)油腔通壓力油，離合器解鎖，即又處分離狀態(tài)。
　　為防止閉鎖離合器因車(chē)速在鎖止點(diǎn)附近變化而出現(xiàn)反復(fù)的閉鎖、解鎖工作，必須使鎖止點(diǎn)與解鎖點(diǎn)的車(chē)速不同，即有一個(gè)滯后。滯后是這樣實(shí)現(xiàn)的：鎖止信號(hào)閥閥芯中段上部直徑較下部為小，設(shè)上部的面積為A，下部面積為B，則B>A。作用在鎖止信號(hào)閥的上端的速控閥油壓大于彈簧力，鎖止信號(hào)閥下降，閉鎖離合器閉鎖。由于此時(shí)鎖止信號(hào)閥中部作用著來(lái)自超檔換檔閥的油壓，作用力大小等于（B—A）Xpc（pc為超速檔油壓），方向朝下。正因?yàn)橛写擞蛪毫Φ淖饔茫�即使�?chē)速較鎖止點(diǎn)略低，鎖止信號(hào)閥的回位彈簧也不能使閥芯推至上位。只有當(dāng)回位彈簧能克服其閥芯中部超速檔油壓力和上端的速控閥油壓力時(shí)，鎖止信號(hào)閥才會(huì)在上位工作，此時(shí)的車(chē)速較鎖止點(diǎn)低的多，從而避免了閉鎖離合器頻繁的閉鎖和解鎖。