模块1 绪论 模块2

1、自动变速器 主编：幺居标1模块1绪论模块2液力耦合器和液力变矩器模块3行星齿轮变速器模块4液控自动变速器的结构与工作原理模块5电控自动变速器的结构、工作原理及检修模块6无级变速器(CVT)的结构、工作原理及手自一体变速器的工作情况模块7自动变速器的故障诊断与维修2模块1绪论3模块1绪论【学习目标】 了解自动变速器的发展历程、应用和优缺点，掌握自动变速器的类型和型号识别，掌握自动变速器的组成及使用要求。41.1自动变速器的发展历程、应用和优缺点5模块1绪论1.1自动变速器的发展历程、应用和优缺点1.1.1自动变速器的发展历程及应用1.1.2自动变速器的优缺点1.驾驶操作简化，提高了行车安全性2.

2、提高了发动机和传动系统零件的使用寿命3.提高了汽车的动力性4.减少了废气污染5.可降低燃料消耗6模块1绪论1.2自动变速器的类型和型号识别【本节目标】 认识和判断自动变速器的类型和型号，以便于维修和查找相关资料。1.2.1自动变速器的类型1.按传动比变化方式分(1)有级自动变速器是指在机械式齿轮变速器的基础上，实现自动控制的变速器，即机械式自动变速器。(2)无级自动变速器金属带式无级自动变速器(CVT型)。(3)综合式自动变速器是指实现自动控制的液力机械式自动变速器，包括液控自动变速器(AT型变速器)和电控自动变速器(ECT型变速器)两种形式。7模块1绪论2.按汽车的驱动方式分(1)后驱自动变

3、速器液力变矩器与变速器的输入轴、输出轴在同一直线上，因此，轴向尺寸较大，阀体总成布置在下方的油底壳内，如雷克萨斯LS400轿车采用的A341E型自动变速器。(2)前驱自动变速器除了具有与后驱相同的组成外，还布置有主减速器、差速器。8模块1绪论3.按变速系统的控制方式分(1)液控自动变速器(AT) 将液力变矩器与带有换挡执行元件的辅助变速装置组合，并通过机械手段将节气门开度和车速等参数转变为液压控制信号，使各控制阀按设定的换挡规律控制换挡执行机构动作，实现自动换挡。(2)电控自动变速器(ECT) 通过各种传感器将发动机的转速、节气门开度和车速等参数转变为电信号，输入电控单元，电控单元根据这些电信

4、号按设定的换挡规律控制液压阀和液压执行机构动作，实现自动换挡。9模块1绪论1.2.2自动变速器的型号及含义1.自动变速器的型号代表的主要内容(1)变速器的性质字母“A”表示自动变速器，字母“M”表示手动变速器。(2)自动变速器的生产厂家(3)驱动方式(4)前进挡位数表示自动变速器前进挡位个数，用数字表示。(5)控制类型主要说明变速器是电控、液控，还是电液控制。(6)改进序号自动变速器在原变速器基础上改进的顺序号。(7)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。10模块1绪论(2)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。(3)驱动方式

5、一般用字母“F”表示前驱动，用字母“R”表示后驱动。(4)前进挡位数表示自动变速器前进挡位个数，用数字表示。(5)控制类型主要说明变速器是电控、液控，还是电液控制。(6)改进序号自动变速器在原变速器基础上改进的顺序号。(7)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。2.自动变速器具体型号含义举例说明11模块1绪论(1)宝马ZF4HP22-EH德国ZF公司生产，前进挡位数为4，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22Nm。(2)通用公司自动变速器型号(3)丰田公司自动变速器型号丰田公司自动变速器的型号分为两大类：一类为型号中除字母外有两位阿拉伯数字，另

6、一类为型号中除字母外有3位阿拉伯数字。121.3自动变速器的组成与使用要求13模块1绪论1.3自动变速器的组成与使用要求【本节目标】了解并掌握自动变速器的组成以及驾车正确的使用方法。1.3.1自动变速器的组成及功用 自动变速器主要由液力变矩器、齿轮变速机构、油泵、控制系统、冷却系统等部分组成，如图1-1所示。 1.液力变矩器 液力变矩器安装在变速器的前端，并与发动机飞轮凸缘相连接。它的作用与手动变速器的离合器相似。2.齿轮变速机构3.油泵4.液压控制系统5.电子控制系统6.冷却系统14模块1绪论图1-1自动变速器的组成1液力变矩器2油泵3输入轴4齿轮变速机构5阀体总成6输出轴7油底壳15模块1

7、绪论1.3.2自动变速器的正确使用1.自动变速器变速杆的使用1)P位驻车挡，长时间驻车和起步用，有驻车装置。2)R位倒车挡。3)N位临时驻车和起步用。4)D位4个挡位之间自动换挡。5)2位1-2挡间的自动换挡，个别汽车是控制1-3挡间的自动换挡。6)L位(又称1位)1挡。16模块1绪论2.自动变速器控制开关的使用(1)模式开关1)经济挡模式。2)超速挡模式(又叫跑车挡模式)。3)正常驾驶模式。4)冬季驾驶模式。(2)换挡开关1)超速挡开关。2)强制降挡开关。17模块1绪论3.自动变速器正确操作方法(1)汽车起动1)起动时变速杆如果不在P位或N位，就不能开动，由于空挡安全开关没有电信号输入ECU

8、，发动机无法起动。2)汽车在停放状态下起动，必须拉紧驻车制动，踩下制动踏板，然后旋转点火开关起动发动机。(2)汽车起步车辆起动后(从停放状态下起动)须停留几秒钟再挂挡行车。1)不允许边踩加速踏板边挂挡。2)不允许先踩加速踏板后挂挡。3)不允许踩着制动，或者还未松驻车制动就狠踩加速踏板。4)除特殊必要外，接通前进挡后不应立即一脚把加速踏板踩到底。18模块1绪论(3)拖车时注意事项使用自动变速器的汽车，拖车时必须低速行驶(不得超过30km/h)每次被牵引距离不得超过80km。(4)倒车时注意事项汽车完全停止行驶后，把变速杆由D位换至R位。(5)临时停车在等交通信号临时停车时，变速杆停在D位，只需用

9、脚制动，防止汽车蠕动，这样放松制动踏板就可以重新起步。19模块2液力耦合器和液力变矩器20模块2液力耦合器和液力变矩器【学习目标】掌握自动变速器的液力耦合器和液力变矩器的结构、工作原理。212.1液力耦合器22模块2液力耦合器和液力变矩器2.1液力耦合器【本节目标】 掌握自动变速器的液力耦合器结构、工作原理。【基本理论知识】 液力变矩器是自动变速器中不可缺少的重要组成部分，自动变速器的传动效率主要取决于液力变矩器的结构和性能，相当于手动变速器的离合器系统。它安装在发动机后部曲轴连接板上，其作用是将发动机的动力传递给自动变速器中的行星齿轮机构，同时驱动油泵工作，因其质量较大，所以又起到了飞轮的作

10、用。因为液力变矩器靠液体传递动力，所以能缓冲发动机和传动系的扭转振动，同时在减速时起到增矩的作用。汽车修理人员应详细了解液力变矩器的结构和工作原理，在进行故障诊断、失速试验等工作时都需用到这方面的知识。23 为了容易理解液力变矩器的工作原理和性能，要先了解液力耦合器。简单的液力耦合器由三个基本元件组成：耦合器外壳、泵轮和涡轮(图2-1)。泵轮和涡轮的形状就像一个圆环的两半。泵轮和涡轮有从其中心向外辐射状的叶片。耦合器外壳密封并充满了工作油液(自动变速器油)。泵轮直接连接在外壳上，以其转动带动油液。运动的油液冲击涡轮叶片，使涡轮转动，将动力传递至变速器。模块2液力耦合器和液力变矩器24模块2液力

11、耦合器和液力变矩器图2-1液力耦合器的组成252. 1.1基本工作原理模块2液力耦合器和液力变矩器 液力耦合器是一种液力传动装置，若忽略机械损失，输出转矩与输入转矩相等。它由泵轮B和涡轮W两个工作轮组成，这两个工作轮是能量转换和动力传递的基本元件，泵轮B和涡轮W 具有相同内外径，都安装有径向排列的叶片。泵轮和涡轮相对安装，两者端面留有34mm间距。泵轮与涡轮装合后成一整体，其轴线断面一般为圆形，内腔有工作液。液力耦合器的基本工作原理就像两台电风扇对置时，一台电风扇a接通电源，另一台电风扇b不接电源(图2-2)。电风扇a转动时，产生的气流可以吹动电风扇b的扇叶，使其转动。液力耦合器的泵轮相当于电

12、风扇a，涡轮相当于电风扇b，自动变速器油相当于空气(图2-2)。26模块2液力耦合器和液力变矩器图2-2液力耦合器的基本工作原理27模块2液力耦合器和液力变矩器2.1.2液力耦合器中的液体流动 发动机带动泵轮，泵轮转动把发动机的机械能转换成自动变速器油的液体动能。如图2-3所示，当自动变速器油高速进入涡轮时，推动涡轮转动，就又把自动变速器油的液体动能转换成机械能，由变速器输入轴输出。 图2-4是自动变速器油在泵轮与涡轮内的流动示意图。发动机带动泵轮，泵轮叶片内自动变速器油由于离心力的作用沿叶片外侧射出，流向涡轮，也就是自动变速器油的流动形成两种运动形式：涡流和环流，这两种运动最后以螺旋状旋转流

13、动方式来传递动力。28模块2液力耦合器和液力变矩器图2-3环流和涡流示意图29模块2液力耦合器和液力变矩器图2-4油液流动示意图a)环流和涡流b)螺旋状旋转流动方式30模块2液力耦合器和液力变矩器图2-5采用导环消除紊流a)应用导环b)未应用导环泵轮与涡轮之间形成的环流在中心部分产生紊流，造成动力损失。为消除这一损失，泵轮和涡轮的中央部分作成空心，称为导环(图2-5)。312.1.3液力耦合器的传动效率模块2液力耦合器和液力变矩器 为了能形成沿循环圆的环流运动，泵轮和涡轮之间必须存在转速差，即nBnW ，转速差越大，泵轮外缘处与涡轮外缘处能量差也越大，工作油液传递的动力也越大。若泵轮与涡轮两者

14、转速相等，泵轮外缘处与涡轮外缘处的能量差消失，循环圆内油液的循环流即停止，液力耦合器就不再有传递动力的作用。 设泵轮转速为nB，涡轮转速为nW，则液力耦合器的传动效率为式中传动效率；PW涡轮输出功率；PB泵轮输入功率；MW涡轮输出转矩；MB泵轮输入转矩。32模块2液力耦合器和液力变矩器图2-6油流阻碍泵轮转动示意图332.2液力变矩器34模块2液力耦合器和液力变矩器2.2液力变矩器【本节目标】了解液力变矩器的结构及工作原理。【基本理论知识】 最初的液力变矩器由泵轮、涡轮和导轮组成，称作三元件液力变矩器(图2-7)。图2-7三元件液力变矩器分解图 现代汽车自动变速器中所用的液力变矩器都是综合式液

15、力变矩器，它综合利用了液力耦合器和液力变矩器的优点，传递动力更加平顺可靠，同时大大提高了工作效率。综合式液力变矩器是在三元件液力变矩器的基础上增加了单向离合器和锁止离合器(图2-8)。35模块2液力耦合器和液力变矩器图2-7三元件液力变矩器分解图36模块2液力耦合器和液力变矩器2.2.1液力变矩器的结构 液力变矩器由泵轮、涡轮、导轮、锁止离合器和变矩器壳组成(图2-9)。泵轮为主动件，与变矩器壳为同一构件，由若干较平直叶片组成，它由发动机曲轴驱动；从动件涡轮由若干曲面叶片组成，它与变速器输入轴连接；导轮由若干曲面叶片组成，介于泵轮和涡轮的液流之间，通过单向离合器内座圈花键与固定在变速器的壳体导

16、管联接。叶片的内缘有导流环，促进油液的循环。泵轮的叶片数多于涡轮的叶片数，以防止传递动力时发生共振现象。37模块2液力耦合器和液力变矩器图2-8综合式液力变矩器分解图38模块2液力耦合器和液力变矩器图2-9液力变矩器结构示意图391.泵轮模块2液力耦合器和液力变矩器 图2-10为拆去涡轮和导轮后的泵轮示意图。左侧薄盘是与飞轮相连的驱动盘，驱动盘外圈装有起动齿圈。驱动盘用螺栓与泵轮固定在一起，液力变矩器左侧凸起部与曲轴凹部相连接。发动机转动时，液力变矩器泵轮随曲轴转动，其内部油液由于离心力的作用由叶片向外侧射出，形成驱动力。若将液力变矩器比作离合器，则泵轮相当于主动盘。2.涡轮 涡轮(图2-11

17、)是有很多叶片的圆盘，可以在液力变矩器内自由转动。涡轮轮毂部分的花键与变速器输入轴的花键相啮合，输出轴的顶端与液力变矩器内部轴套相配合，可以自由转动。涡轮相当于离合器中的从动盘。40模块2液力耦合器和液力变矩器2.涡轮图2-10泵轮示意图a)简图b)实物41模块2液力耦合器和液力变矩器图2-11涡轮示意图a)简图b)实物42模块2液力耦合器和液力变矩器3.导轮导轮是装在泵轮与涡轮之间带有叶片的小圆轮 (图2-12)，导轮内装有单向离合器。图2-12导轮示意图a)简图b)实物43模块2液力耦合器和液力变矩器图2-13单向离合器的构造a)楔块式单向离合器b)滚柱式单向离合器44模块2液力耦合器和液

18、力变矩器4.锁止离合器 在涡轮的背面加装一个液压控制的摩擦式离合器(图2-14)，采用升压或降压控制的办法使其接合。当汽车在正常路面上高速行驶时，锁止离合器接合，泵轮与涡轮连成一体，提高了传动效率，使得=1，此时就是所说的“三相综合式变矩器(变矩、耦合、锁止)”。当汽车起步或在颠簸不平的路上行驶时，锁止离合器分离，泵轮与涡轮分开，一般车速在60km/h以下时起自动变矩作用。45模块2液力耦合器和液力变矩器图2-14锁止离合器的结构a)简图b)实物46模块2液力耦合器和液力变矩器2.2.2工作过程1.单向离合器的工作过程(1)单向离合器被锁止从涡轮进入导轮的油液流动方向取决于泵轮与涡轮的转速差。

19、图2-15单向离合器被锁止(2)单向离合器自由转动当涡轮转速与泵轮转速接近时，47模块2液力耦合器和液力变矩器图2-16单向离合器自由转动2)单向离合器自由转动当涡轮转速与泵轮转速接近时，从泵轮流出的工作油液冲击导轮叶片的背面，使导轮在单向离合器上转动(图)，这样工作油液便直接由涡轮回流冲击泵轮的背面。48模块2液力耦合器和液力变矩器图2-17锁止离合器的工作过程a)未锁止状态(活塞未作用)b)锁止状态(活塞作用)2.锁止离合器的工作过程49模块2液力耦合器和液力变矩器3.液力变矩器的工作过程(1)车辆停住，发动机怠速运转发动机怠速运转时，发动机自身产生的转矩最小。(2)车辆起动时当制动器松开