Электрогидравлические системы управления переключением передач

В трансмиссиях с электрогидравлической системой управления процесс переключения передач контролирует электронный блок управления. Наличие этого блока позволяет отказаться oi использования скоростного регулятора давления и клапана дросселя. В этом случае переключение осуществляется с помощью гидравлических клапанов, управляемых соленоидами. Для сравнения на рис. 6-32 и 6-33 показаны блок-схемы систем с чисто гидравлическим и электрогидравлическим способом управления переключением передач.





Сначала более подробно остановимся на так называемой базовой схеме системы с электрогидравлическим управлением переключением передач и затем кратко рассмотрим некоторые типовые схемы определенных трансмиссий сточки зрения их развития

Базовая электрогидравлическая система управления переключением передач

На автомобилях с бензиновыми двигателями соленоиды переключения, включая и соленоид управления блокировочной муфтой гидротрансформатора, напрямую связаны с блоком управления. В качестве оценочных параметров при принятии решения о переключении передачи обычно используют:

• положение дроссельной заслонки;
• скорость автомобиля;
• температуру охлаждающей жидкости двигателя;
• положение рычага выбора диапазона;
• частоту вращения двигателя;
• и в некоторых новых трансмиссиях - температуру масла АКПП.

В трансмиссиях с более сложной системой управления, типа трансмиссий фирмы Chrysler 41ТЕ (А-604) и 42LE (А-606), блок управления АКПП соединен с блоком управления двигателя (рис. 6-34). Это позволяет этим двум системам обмениваться информацией с помощью двухпроводной связи, называемой CCD или C2D.



В случае использования на автомобиле дизельного двигателя коробка передач всегда управляется отдельным компьютером. Практически большинство параметров, по которым электронный блок оценивает состояние дизельного двигателя и автомобиля, с небольшими изменениями совпадает с параметрами, используемыми блоком управления автомобилей с бензиновым двигателем. Единственным отличием является то, что вместо датчика положения дроссельной заслонки для определения количества подаваемого в цилиндры двигателя топлива используется потенциометр, подобный датчику положения дроссельной заслонки. Этот датчик устанавливается на рычаге управления топливным насосом высокого давления. В качестве исполнительных элементов используются точно такие же соленоиды, которые используются на автомобилях с бензиновыми двигателями.

Принцип работы соленоидов переключения передач

Соленоиды переключения обычно устанавливаются в клапанной коробке или в специальном картере, как, например, это выполнено в трансмиссии Chrysler 41 ТЕ (А-604). Соленоид с помощью иглы или шарика управляет одноходовым клапаном, который открывает или закрывает отверстие, соединяющее основную магистраль со сливным каналом.

В электрической цепи соленоиды устанавливаются или со стороны «массы» (рис. 6-35,а), или со стороны источника питания (рис. 6-35,б).

Состояние клапана переключения определяется состоянием соленоида (наличия или отсутствия на нем напряжения). На рис. 6-36 показана схема работы нормально закрытого соленоида, который используется для управления клапаном переключения.



В отличие от чисто гидравлической системы управления в элек-трогидравлических системах к клапану переключения давление основной магистрали подводится по двум каналам. По одному из этих двух каналов давление подается под торец плунжера клапана переключения, которое, преодолевая силу сжатой пружины, удерживает плунжер клапана таким образом, что второй канал подвода давления основной магистрали был перекрыт (рис. 6-36,а). Если компьютер принимает решение о переключении передачи, то на соленоид подается напряжение, и он открывает сливной канал. Давление под торцом плунжера клапана переключения падает, и пружина перемещает плунжер в крайнее правое положение (рис. 6-36,б), при этом основная магистраль соединяется с каналом подвода давления в гидропривод фрикционного элемента управления.





Следует отметить, что в случае использования нормально открытого соленоида принцип работы системы переключения передач останется точно таким же.

Совместная работа соленоидов переключения

Обычно в электрогидравлических системах управления от двух до четырех соленоидов. Комбинации их включенного и выключенного состояний позволяют соответствующим образом управлять фрикционными элементами АКПП. Причем следует отметить, что для каждой модели трансмиссии присуща своя оригинальная комбинация состояния соленоидов на передачах. Ниже рассмотрим несколько наиболее типовых примеров совместной работы соленоидов переключения.

В четырехскоростной трансмиссии фирмы GMC 4Т60-Е, кинематическая схема и план угловых скоростей которой показаны на рис. 6-37, для управления фрикционными элементами АКПП используются два соленоида (А и В). В табл. 6-1 показаны состояния соленоидов переключения на каждой из четырех передач.

Таблица 6-1

Передача	Соленоид
	А	В
1-я	Вкл.	Вкл.
2-я	Выкл.	Вкл.
3-я	Выкл.	Выкл.
4-я	Вкл.	Выкл.

На первой передаче оба соленоида находятся во включенном состоянии (рис. 6-38). Во включенном состоянии соленоида А обеспечивается подвод давления основной магистрали в бустер управления блокировочной муфтой 4, а соленоида В в гидроцилиндр управления тормозом звена 5 (см. рис. 6-37).

Диапазон

Передача

Передаточное отношение

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Р

—

—

*

N

—

—

*

R

R

2,385

X

X

X

OD

1

2,921

X

X

X

X

2

1,568

X

*

X

X

3

1,000

X

X

X

X

4

0,705

X

X

*

X

D

1

2,921

X

X

X

X

2

1,568

X

*

X

X

3

1,000

X

X

X

X

X

X

2

1

2,921

X

*

X

X

X

2

1,568

X

*

X

X

X

1

1

2,921

X

X

X

X

X

X

X

* - элемент включен, но в формировании передаточного отношения не участвует.





На второй передаче (рис. 6-39) соленоид А выключен, в результате чего давление основной магистрали, благодаря перемещению плунжера клапана переключения 1-2, подводится вместо бустера блокировочной муфты 4 в бустер блокировочной муфты 2 (см. рис. 6-37). Неизменное состояние соленоида В по-прежнему обеспечивает подвод давления в гидроцилиндр ленточного тормоза 5 (см. рис. 6-37).



На третьей передаче оба соленоида выключены. Выключенное состояние соленоида А обеспечивает, так же как и на второй передаче, включенное состояние блокировочной муфты 2 (см. рис. 6-37). При выключении соленоида В в результате перемещения плунжера клапана переключения 2-3 из крайнего левого положения в крайнее правое (рис. 6-40) происходит перераспределение давления основной магистрали, подводимого к клапану переключения 2-3, из гидроцилиндра ленточного тормоза 5 в бустер блокировочной муфты 3 (см. рис. 6-37).





На четвертой передаче соленоид А вновь включается, а соленоид В остается выключенным (рис. 6-41). Таким образом, выключенное состояние соленоида В оставляет во включенном состоянии блокировочную муфту 3, а изменение состояния соленоида А приводит к тому, что давление основной магистрали подводится в гидроцилиндр дискового тормоза звена 1 (см. рис. 6-37).



Для управления фрикционными элементами в трансмиссии фирмы Ford AX4S (AXODE) кинематическая схема и план угловых скоростей показаны на рис. 6-42, используются три соленоида переключения (SS1, SS2, и SS3). Состояние каждого из трех соленоидов на каждой передаче показано в табл. 6-2.

Таблица 6-2

Положение рычага выбора диапазона	Передача	Наличие режима торможения двигателем	SS1	SS2	SS3
P.R.N	Нет	Выкл.	Вкл.	Выкл.
D	1-я	Нет	Выкл.	Вкл.	Выкл.
	2-я	Есть	Вкл.	Вкл.	Выкл.
	3-я	Нет	Выкл.	Выкл.	Вкл.
	4-я	Есть	Вкл.	Выкл.	Вкл.
3	1-я	Нет	Выкл.	Вкл.	Выкл.
	2-я	Есть	Вкл.	Вкл.	Выкл.
	3-я	Есть	Выкл.	Выкл.	Выкл.
2	2-я	Есть	Вкл.	Вкл.	Выкл.
	3-я	Есть	Выкл.	Выкл.	Выкл.

Диапазон	Передача	Передаточное отношение	1	2	3	4	5	6	7	8
R	R	2,263		X					X
D	1	2,77		X	X					X
	2	1,543		X				X		X
	3	1,00		X		X	X	X
	4	0,694	X			X		X
1	1	2,263		X	X	X	X		X	X

Принцип работы соленоидов при переключении с первой передачи на вторую показан на рис. 6-43 и 6-44.





На первой передаче давление, поступающее к левому торцу плунжера клапана переключения 1 -2, удерживает этот плунжер в крайнем правом положении (см. рис. 6-43). Такое состояние плунжера перекрывает доступ давлению, подводимому к клапану переключения 1-2 от клапана выбора диапазона, к клапану управления тормозом второй передачи. Плунжер клапана управления тормозом второй передачи под действием пружины занимает крайнее левое положение и не позволяет тем самым маслу, подводимому от клапана выбора диапазона, пройти в бустер управления тормозом второй передачи.

При запитывании соленоида SS1 его клапан перекрывает доступ давления основной магистрали к левому торцу плунжера клапана переключения 1-2. Это приводит к соответствующим перемещениям плунжеров клапана переключения 1-2 и клапана управления тормозом второй передачи (см. рис. 6-44), в результате чего в бустер тормоза второй передачи поступает давление основной магистрали.

В трансмиссиях фирмы Chrysler 41 ТЕ и 42LE, кинематическая схема и план угловых скоростей которых показаны на рис. 6-45, использована достаточно уникальная система управления переключением передач.

Передача	Передаточное отношение	6 (UD)	7 (OD)	8 (R)	2 (2-4)	5 (L-R)
Р	-					X
R	-2,21			X		X
N	-					X
1	2,74	X				X
2	1,54	X			X
3	1,00	X	X
4	0,69		X		X

Управление работой фрикционных элементов коробки передач и блокировочной муфтой гидротрансформатора осуществляется с помощью четырех соленоидов, работающих в режиме широтно-импульсной модуляции (рис. 6-46). Каждый из этих четырех соленоидов отвечает за управление соответствующим фрикционным элементом АКПП. Причем масло поступает в бустер управления фрикционного элемента непосредственно из соленоида переключения.



Блок управления с помощью соленоидов переключения регулирует процесс нарастания давления во фрикционных элементах управления АКПП, соизмеряя его с моментом двигателя, внешними условиями движения автомобиля и манерой управления водителя. С помощью соленоидов, работающих в режиме широтно-импульсной модуляции, компьютер имеет возможность изменять величину и время нарастания давления для каждого фрикционного элемента отдельно, что позволило значительно улучшить качество процесса переключения передач.

На схеме показано состояние гидравлической части системы управления на 1-й передаче.

Гидравлическая часть системы управления трансмиссий 41ТЕ и 42LE включает в себя клапан переключения соленоида управления тормозом L/R, который при движении на второй, третьей и четвертой передачах переключает этот соленоид с контура управления тормозом на контур управления блокировочной муфтой трансформатора (см. рис. 6-46). Для того чтобы соленоид вновь начал управлять тормозом L/R, необходимо выполнение определенной последовательности условий, что обеспечивает блокировку включения тормоза L/R на других передачах в случай выхода из строя этого соленоида.

Однако следует отметить, что в трансмиссиях 41 ТЕ и 42LE: обеспечить требуемое качество переключения передач не удается, поэтому для смягчения процесса нарастания давления в бустере каждого фрикционного элемента в контурах управления установлены небольшие гидроаккумуляторы (см. рис. 6-46).

В системе управления переключением передач используются два нормально открытых соленоида и два нормально закрытых. Это позволяет в случае обесточивания системы управления обеспечить движение автомобиля на второй передаче.

Принцип работы системы управления трансмиссиями фирмы Mitsubishi 4FA4 и 4FA5, кинематическая схема которых показана на рис. 6-47, весьма схож с принципом работы систем управления трансмиссий фирмы Chrysler 41ТЕ и 42LE.

Диапазон	Передача	Передаточное отношение	2 (2ND)	3 (LR)	6 (UD)	7 (OD)	8 (REV)
Р	-			X
N	-			X
R	R	2,48		X			X
D	1	2,84		X	X
	2	1,53	X		X
	3	1,0			X	X
	4	0,712	X			X
3	1	2,84		X	X
	2	1,53	X		X
	3	1,0			X	X
2	1	2,84		X	X
	2	1,53	X		X
L	1	1,53		X	X

В системе управления трансмиссий 4FA4 и 4FA5 используются пять соленоидов (рис. 6-48), причем все они работают в режиме широтно-импульсной модуляции. Один соленоид предназначен для управления блокировочной муфтой гидротрансформатора, а четыре используются для переключения передач. Причем каждый из соленоидов переключения передач управляет, так же как и соленоиды переключения трансмиссий 41 ТЕ и 42LE, только одним фрикционным элементом. Однако в отличие от трансмиссий 41 ТЕ и 42LE, эти соленоиды не формируют давление непосредственно в гидроприводе фрикционных элементов, а осуществляют управление соответствующими клапанами, с помощью которых и происходит непосредственное формирование давления в бустерах фрикционных элементов АКПП. Такое решение несколько усложняет гидравлическую часть системы управления, но зато позволяет использовать соленоиды меньшей мощности.