第十四章自动变速器

第十四章自动变速器2/6/20231自动变速器自动变速器的特点１）使驾驶操作简便省力，提高了行车的安全性。２）提高了发动机和传动系的寿命，因采用液力传动，发动机和传动系是弹性连接，能缓和冲击，减小传动系统的负荷，有利于延长相关零件的寿命。３）能自动适应行驶阻力的变化，在一定范围内实现自动换档，提高了汽车的动力性和经济性。４）起步加速更加平稳，能吸收、衰减换挡过程中的冲击，提高了乘车的舒适性。５）可避免因外界负荷突增而造成过载和发动机熄火现象，并且可以降低排放污染2/6/20232自动变速器一、自动变速器的类型1.按汽车驱动方式分类：后轮驱动自动变速器前轮驱动自动变速器2.按变速齿轮的类型分类：普通齿轮式（体积大，最大传动比小）行星齿轮式（结构紧凑，转动比较大）3.按控制方式分类：液力控制自动变速器A/T电子控制自动变速器ECT2/6/20233自动变速器自动变速器（后驱）2/6/20234自动变速器2/6/20235自动变速器2/6/20236自动变速器2/6/20237自动变速器液力控制自动变速器通过机械的手段，将汽车行驶的车速及节气门开度这两个参数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的大小，按照设定的换档规律，通过控制换档执行机构的动作，实现自动换档。2/6/20238自动变速器电子控制自动变速器通过各种传感器将发动机转速、节气门开度、车速、发动机水温、自动变速器油温等参数转变为电信号，输入电控单元，电控单元根据这些信号，按照设定的换挡规律，向换挡电磁阀、油压电磁阀等发出电子控制信号，换挡电磁阀和油压电磁阀再将这些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信号，控制换挡执行元件动作，从而实现自动换挡。2/6/20239自动变速器二、自动变速器的组成液力变矩器、（行星）齿轮变速器、自动换档控制系统（液压控制系统）、电子控制系统和油冷却系统液力变矩器液压控制系统行星齿轮机构车速信号节气门开度信号连接曲轴ECU电子控制系统油冷却系统2/6/202310自动变速器自动变速器构造1-变扭器、2-油泵、3-输入轴、4-行星轮变速器、5-变速控制伐体、6-输出轴、7-油底壳2/6/202311自动变速器2/6/202312自动变速器（1）液力变矩器以液体作为传动介质，实现了发动机与传动系统之间的软连接，使传动机构的扭转振动得到进一步衰减，延长了发动机和传动系统零件的使用寿命。在一定范围内可以实现无级变速和变矩。2/6/202313自动变速器液力变矩器2/6/202314自动变速器2/6/202315自动变速器（2）行星齿轮变速器行星齿轮变速器行星齿轮机构执行机构若干行星排摩擦片式离合器制动器单向离合器2/6/202316自动变速器简单行星齿轮组行星齿轮架行星小齿轮环形齿轮太阳齿轮2/6/202317自动变速器2/6/202318自动变速器（3）液压控制系统根据选当操作手柄位置和转速、负荷传感器发出的控制信号，将液压泵输出的压力加以精确调节控制行星齿轮变速器执行机构的工作，实现自动换挡。负责向润滑、冷却系统供油。2/6/202319自动变速器油泵2/6/202320自动变速器2-3换档阀1-2换档阀后离合器前离合器液力变扭器节流阀降档制动器调速器手动阀油泵调节阀2/6/202321自动变速器（4）电子控制系统传感器：将发动机和汽车形式参数转变为电信号，然后送给电控单元。电控单元：接受传感器传来的信号，根据既定的换挡规律向执行器发出控制指令，实现自动换挡。执行器：执行电控单元的控制指令。控制开关：输入控制指令2/6/202322自动变速器电子控制系统2/6/202323自动变速器（5）油冷却系统通过管路与阀板相连，用于散发自动变速器内液压油在工作中产生的热量。ATF冷却器变速器2/6/202324自动变速器第二节液力变矩器功用：利用液体的循环流动过程中动能的变化传递动力。2/6/202325自动变速器一、液力耦合器1）泵轮：偶合器的主要元件，与曲轴一起旋转。2）涡轮：偶合器的从动元件，与输出轴相连。3）其二者端面有间隙约为3---4㎜2/6/202326自动变速器（1）泵轮1）泵轮与变矩器壳体连成一体

2）内部径向装有许多扭曲的叶片

3）叶片内缘则装有让变速器油液平滑流过的导环（2）涡轮1）涡轮叶片的扭曲方向与泵轮叶片的扭曲的方向相反。

2）涡轮中心有花键孔与输入轴相连。3）泵轮叶片与涡轮叶片相对安置，中间有3-4mm左右的间隙2/6/202327自动变速器液力耦合器的工作原理接通电源的风扇（相当于泵轮）旋转时，产生的气流吹动没接电源的风扇（相当于涡轮）使其旋转。2/6/202328自动变速器在泵轮与涡轮上，径向焊接了数目相同的叶片，用来传递动力。泵轮与涡轮叶片内圆有导流环，装合后构成循环圆，可促进油液循环。主动元件：泵轮3。泵轮刚性连接在外壳1上，与曲轴一起旋转。从动元件：涡轮2。涡轮连接在从动轴上。传动介质：变速器油（ATF）。泵轮与涡轮叶片内圆有导流环，装合后构成循环圆，可促进油液循环。可以看出：液力耦合器工作过程中，油液只是在泵轮和涡轮之间进行能量的传递和转换，而没有受任何附加外力的作用。因此发动机输入泵轮的转矩和涡轮输出转矩总是相等的。液力耦合器只能等量传递转矩而不能改变转矩的大小。2/6/202329自动变速器2.液力耦合器的特性液力耦合器只能等量传递转矩而不能改变转矩的大小。转速差越大，传动效率越低。传动效率随传动比增大而提高。传动效率永远达不到100%2/6/202330自动变速器液力偶合器特点（1）优点：1）保证汽车平稳起步和加速2）能衰减传动系中的扭转振动并防止传动系过载，从而延长传动和发动机寿命3）显著减少需要的换档次数，甚至在暂时停车时不脱开传动系也能维持发动机怠速工作（2）缺点：1）只传递转矩，而改变转矩大小，故必须有变速器配合2）不能使发动机传动系彻底分离，所以必须加一离合器3）传动系重量增大，纵向尺寸增加，传动效率低2/6/202331自动变速器二、液力变矩器功用：增大由发动机产生的转矩起到自动离合器的作用缓冲发动机和传动系统的扭振起到飞轮作用，使发动机运转平稳驱动液压控制系统的油泵2/6/202332自动变速器1.综合式液力变矩器2/6/202333自动变速器（1）组成1）泵轮：主动元件：与发动机曲轴相连2）涡轮：从动元件，与从动轴相连3）导轮：低速时固定不动，给涡轮一个反作用力矩，使涡轮输出转矩大于泵轮输入转矩。4）单向离合器：使导轮以与发动机曲轴相同的方向转动。特点：不仅能传递转矩，且能在泵轮转矩不变的情况下，随着涡轮的转速不同而改变涡轮输出的转矩数值。2/6/202334自动变速器泵轮：泵轮与变矩器壳体连成一体，其内部径向装有许多扭曲的叶片，叶片内缘则装有让变速器油液平滑流过的导环。变矩器壳体与曲轴后端的驱动盘相连接。2/6/202335自动变速器涡轮：涡轮上也装有许多叶片。但涡轮叶片的扭曲方向与泵轮叶片的扭曲的方向相反。涡轮中心有花键孔与变速器输入轴相联。

这是变速器输入轴，涡轮通过花键装在输入轴上，泵轮叶片与涡轮叶片相对安置，中间有3～4mm的间隙。2/6/202336自动变速器导轮：导轮位于泵轮与涡轮之间，通过单向离合器安装在与变速器壳体连接的导管轴上。它也是由许多扭曲叶片组成。2/6/202337自动变速器单向离合器：由外座圈，内座圈、保持架、楔块等组成2/6/202338自动变速器单向离合器的工作原理：当内座圈固定时，外座圈顺时针方向转动楔块不锁止，外座圈可自由转动；当外座圈逆时针转动时，楔块锁止，外座圈不能转动。保持架的作用是使楔块总是朝着锁止外座圈的方向略微倾斜，以加强楔块的锁止功能。单向离合器：2/6/202339自动变速器（2）工作原理第二节VA为涡流VB为环流VC为合成流转速比i=nw/nb当发动机曲轴带动泵轮旋转时，泵轮带动自动变速器油一起旋转，在离心力的作用下，自动变速器油从叶片的内缘向外缘流动。

冲击涡轮的叶片，自动变速油沿着涡轮叶片由外向内流动，冲击到导轮叶片，然后沿着导轮叶片流动，回到泵轮进入下一个循环。2/6/202340自动变速器从涡轮流出工作液的速度Vc可以看为工作液相对于涡轮叶片表面流出的分速度Va与随涡轮一起转动分速度Vb的合成。2/6/202341自动变速器（3）特性变扭比：K=MW/Mb，一般为2~2.3倍。转速比：iwb=nw/nb≤1传动效率：η=输出功率/输入功率=Pw/Pb=Kiwb

＜1第二节1）液力变矩器的特性参数2/6/202342自动变速器怠速时，Mw很小，汽车不能行使。起步时，Mw最大。逐渐加速时，Mw减小。偶合点时，k=1,Mw=Mb第二节变矩比随着涡轮转速的增大而减小传动效率低速时随涡轮转速增大而增大，而偶合点后传动效率急剧下降2）三元件液力变矩器的特性2/6/202343自动变速器变矩器工作时，作用在涡轮上的扭矩（Mw）不仅有泵轮施加给涡轮的扭矩(Mb)，还有导轮的反作用力矩(Md)，即：Mw＝Mb+Md。a.当nw=0~0.85nb时，此时nb＞nw，油液速度Vc流向导轮的正面，Md>0，Mw＝Mb+Md，可见Mw>Mb，起变扭作用。b．当nw=0.85nb时，油液速度Vc与导轮叶片相切，Md=0，Mw=Mb，为偶合器(液力联轴器)。此转速称为“偶合工作点”。c．当nw≈nb时，油液速度Vc流向导轮的背面，Md为负值，导轮欲随泵轮同向旋转，导轮对油液的反作用力冲向泵轮正面，故Mw=Mb-Md。d.当nw=nb时，循环圆内的液体停止流动，停止扭矩的传递。故nw的增大是有限度的，它与nb的比值不可能达到1，一般小于0.9。为提高传动效率，需设锁止离合器。第二节2/6/202344自动变速器2.带锁止离合器的液力变矩器带锁止离合器的液力变矩器由泵轮、涡轮、导轮、锁止离合器压盘和变矩器壳等组成。第二节2/6/202345自动变速器减振盘：它与涡轮连接在一起，减振盘上装有减振弹簧，在离合器接合时，防止产生扭转振动。锁止离合器：通过凸起卡在减振盘上，可在油压的作用下轴向移动。前盖：粘有一层摩擦材料，以增加离合器接合时的摩擦力。锁止离合器2/6/202346自动变速器三元件式四元件式带锁止离合器式2/6/202347自动变速器工作原理：

1）当车辆低速行驶时，自动变速器油由锁止离合器从动盘的前端流入，所以锁止离合器从动盘前端及后端的压力基本相等，使锁止离合器不起作用，分离。此时，变矩器起变速变扭作用。

2）当车辆高速行驶时，信号阀中的滑阀向上移动，使继动阀中的滑阀也向上移动，改变油路，油液从锁止离合器的后端流入，锁止离合器与前盖之间的油液被排出，两面的压力不等，使其向前移动，锁止离合器接合。此时，动力传递路线为：前盖---锁止离合器--变速器输入轴。锁止离合器2/6/202348自动变速器2/6/202349自动变速器2/6/202350自动变速器电风扇演示变矩器原理示意图电风扇A通电，B不通电，电风扇A将以空气为介质带动电风扇B转动。第二节2/6/202351自动变速器如果我们在电风扇A与B之间加一个导管，将电风扇B出来的空气引导到A的背面，对电风扇A来说起增益作用，是有利的。如果电风扇B出来的空气引导到A的正面，对电风扇A来说起阻尼做用，是有害的。第二节2/6/202352自动变速器用空气传递动力会有能量损失，且电风扇B的转速永远小于A的转速。如果我们将电风扇A与B用一个轴连接在一起，此时电风扇A可直接带动B同速转动，就没有能量损失。

此时的电风扇A相当于液力变矩器的泵轮，电风扇B相当于涡轮，导管相当于导轮，空气相当于自动变速器油，连接轴相当于锁止离合器。第二节2/6/202353自动变速器第三节液力机械变速器一、单排行星齿轮机构二、辛普森式行星齿轮机构三、拉维挪式行星齿轮传动装置2/6/202354自动变速器单排行星齿轮机构组成：齿圈行星架太阳轮行星齿轮2/6/202355自动变速器行星齿轮机构运动方程式运动方程式：n1+αn2－（1+α）n3=0n1：太阳轮转速；

n2：齿圈转速；n3：行星架转速；α=Z2/Z1；Z1：太阳轮的齿数；Z2：齿圈的齿数2齿圈3行星架1太阳轮2/6/202356自动变速器行星齿轮机构的传动规律1）齿圈2固定，太阳轮1主动，行星架3从动，减速同向运动；i13=n1/n3=Z3/Z1=1+Z2/Z1＞12）太阳轮1固定，齿圈2主动，行星架3从动，减速同向传动i23=n2/n3=Z3/Z2=1+Z1/Z2＞1（常用于三档变速器中的二档；）3）行星架3固定，太阳轮1主动，齿圈2从动，减速反向传动

i12=n1/n2=－Z2/Z1，Z2/Z1＞1（倒档）2齿圈3行星架1太阳轮2/6/202357自动变速器4）齿圈2固定，行星架3主动，太阳轮1从动，超速同向传动

i31=n3/n1=Z1/Z3=Z1/(Z1+Z2)＜1

5）太阳轮1固定，行星架3主动，齿圈2从动，超速同向传动i32=n3/n2=Z2/Z3=Z2/(Z1+Z2)＜1（d图相反，用于四档变速器的四档超速档）6）行星架3固定，齿圈2主动，太阳轮1从动，超速反向传动i21=n2/n1=－Z1/Z2＜1

（d图相反，超速倒档）2齿圈3行星架1太阳轮2/6/202358自动变速器行星齿轮机构变速原理方案主动件被动件固定件传动比备注1太阳轮行星架齿圈1+α减速增扭2齿圈行星架太阳轮（1+α）/α3太阳轮齿圈行星架－α4行星架齿圈太阳轮α/（1+α）增速减扭5行星架太阳轮齿圈1/（1+α）6齿圈太阳轮行星架－1/α7任意两个连成一体1直接档8无任意元件制动又无任二元件连成一体三元件自由转空档2/6/202359自动变速器1．当齿圈固定时

太阳轮主动，行星架被动，最小的齿轮带动最大的齿轮旋转降速，传动比最大，在汽车上用作前进1档反之，若行星架主动，太阳轮被动，最大的齿轮带动最小的齿轮旋转，升速，传动比最小，在少数汽车上使用，作为前进超速2档。

2

．当行星架固定时

太阳轮主动，齿圈被动，最小齿轮带动较大齿轮旋转，降速，反向，在汽车上用作倒档。

注意以下情况：2/6/202360自动变速器3

．当太阳轮固定时

齿圈主动，行星架被动，较大齿轮带动最大齿轮旋转，降速，传动比较大，在汽车上常用作前进2档；反之，若行星架主动，齿圈被动，最大齿轮带动较大齿轮旋转，升速，传动比略小于1，在汽车上用作前进超速1档。4.第六种组合方式，由于升速较大，主被动件的转向相反，在汽车上通常不用这种组合。其余的七种组合方式比较常用。

2/6/202361自动变速器小结：1，单排行星齿轮机构的组成：2，单排行星齿轮机构的运动规律：

2/6/202362自动变速器作业：1，单排行星齿轮机构主要由哪些零件组成？2，单排行星齿轮机构有几种组合方式？3，倒档一般采用哪种组合方式？4，超速档一般采用哪种组合方式？2/6/202363自动变速器行星齿轮换档执行元件离合器、制动器和单向离合器基本作用：连接、固定和锁止。2/6/202364自动变速器离合器连接作用（驱动元件）离合器鼓离合器活塞弹簧座卡环钢片（外花键）摩擦片（内花键）卡环止推轴承离合器毂密封圈回位弹簧2/6/202365自动变速器2/6/202366自动变速器离合器工作原理分离时，压力油液压作用下使所有主从动片压紧，离合器结合，该元件成为输入元件。压力撤除后，离合器分离，动力传递被切断。2/6/202367自动变速器②、制动器作用是约束行星齿轮机构中的基本元件，使某个元件与变速器壳体相连。大体分为多片湿式制动器和带式制动器两种2/6/202368自动变速器2/6/202369自动变速器制动器片式制动器钢片（外花键）摩擦片（内花键）制动器毂变速器壳（制动器鼓）2/6/202370自动变速器帯式制动器制动鼓转动方向制动带推杆活塞制动鼓2/6/202371自动变速器制动带刚性：不能产生与制动鼓相适应的变形。挠性：可与制动鼓完全贴合，价格低廉。低倒档制动带：用金属摩擦材料做内表面镀层，以保证足够的制动力矩。高档制动带：用有机耐磨材料做内表面镀层，防止制动带过度磨损。2/6/202372自动变速器2/6/202373自动变速器③、单向离合器作用是单方向固定行星齿轮机构中某个元件2/6/202374自动变速器2/6/202375自动变速器2/6/202376自动变速器单向离合器功用：依靠其单向锁止原理来发挥固定或连接作用的，其连接和固定也只能是单方向的。结构：楔块外环内环楔块式单向离合器2/6/202377自动变速器3、多排行星齿轮变速器一般具有三挡或四挡的自动变速器至少需要两排星星齿轮机构连接在一起多排行星齿轮机构一般有两种布置形式：共用一个太阳轮的辛普森式行星齿轮机构共用一个齿圈的拉威奈式行星齿轮机构2/6/202378自动变速器二、辛普森式行星齿轮机构辛普森式采用双排行星齿轮机构：前后的太阳轮连为一体，称为公共太阳轮组件；前行星架与后齿圈连为一体，成为前行星架和后齿圈组件；该机构由4个独立运动元件。辛普森式齿轮机构分为辛普森3档和4档两种类型。丰田车上装备的A340E型4档自动变速器。该变速器具有4个前进档,一个倒档，带锁止离合器的液力变矩器，三行星排辛普森式齿轮变速器，三个行星排和十个换档执行元件(三个单向离合器﹑三个离合器﹑四个制动器)，四根传动轴,电液式控制系统。传动路线：D位：(1档、2档、3档、超速档)；R位(倒档)；“2”位(1档、2档、3档)；L位(1档、2档)。2/6/202379自动变速器2/6/202380自动变速器1.空档：B0、F0、C1、C2、B1、B2、B3、F1、F2不工作，动力无法传递。（5与6不通，5与9不通）逆时针顺时针空挡，C1和C2都不工作，液力变矩器的动力不能传到后面的变速器的输出轴。虽然C0工作，但对超速行星轮和太阳轮形不成约束。2/6/202381自动变速器2.D－1档：C0、F0、C1、F2工作

传力过程：5－C1－6－8－11－12

9－13－7－10

F2防止前行星架14逆转逆时针顺时针2/6/202382自动变速器3.D－2档：C0、F0、C1、B2、F1工作传力过程：5－C1－6－8－11－9－12－10后齿圈顺转带动后行星齿轮顺转，试图使太阳轮逆转，由于太阳轮被B2、F1单向锁止，故后行星齿轮绕太阳轮旋转，并带动后行星架顺转。此时前排行星齿轮机构处于空载运行。逆时针顺时针2/6/202383自动变速器传力过程：5－C1－6－8－C2－9－－11－12－108与9同向同样速度旋转，后排行星齿轮机构成为一个整体。4.D－3档（直接档）：C0、F0、C1、C2、B2工作逆时针顺时针2/6/202384自动变速器5.2－1档：C0、F0、C1、F2工作工作原理与D－1档相同，无发动机制动。第三节2/6/202385自动变速器6.2－2档：C0、F0、C1、B1、B2、F1工作传力过程：5－C1－6－8－11－9－12－10后齿圈顺转带动后行星齿轮顺转，由于太阳轮被B1锁止，故后行星齿轮绕太阳轮旋转，并带动后行星架顺转。此时前排行星齿轮机构处于空载运行。逆时针顺时针2/6/202386自动变速器

反拖时：输出轴转速＞后内齿圈转速传力过程：输出轴顺转－后行星架顺转、前齿圈顺转－前行星齿轮顺转－前行星架顺转－太阳轮固定（B1作用）－后行星齿轮顺转－后齿圈顺转－反拖力传倒输入轴。2-2档发动机制动逆时针顺时针2/6/202387自动变速器传力过程：5－C1－6－8－11－129－13－7－107.L－1档：C0、F0、C1、B3、F2工作逆时针顺时针B3制动，前行星架14固定2/6/202388自动变速器反拖时：输出轴转速＞后内齿圈转速传力过程：输出轴顺转－后行星架顺转、前齿圈顺转－前行星架固定（B3作用）－前行星齿轮顺转－太阳轮逆转－后行星齿轮顺转－后齿圈顺转－反拖力传倒输入轴。L-1档发动机制动逆时针顺时针2/6/202389自动变速器8.倒档：C0、F0、C2、B3工作传力过程：5－C2－9－13－7－1011－12B3制动使行星架14固定，此时后排行星齿轮机构处于空载状态。逆时针顺时针2/6/202390自动变速器后排行星齿轮：太阳轮顺转行星齿轮逆转行星架逆转齿圈逆转前排行星齿轮：太阳轮顺转行星架固定行星齿轮逆转齿圈逆转

第三节2/6/202391自动变速器反拖传力过程：输出轴逆转－前行星架固定（B3作用）－前行星齿轮逆转－太阳轮顺转－反拖力传到输入轴。倒档发动机制动逆时针顺时针2/6/202392自动变速器9.超速档：C1、C2、B0、B2工作传力过程：1－15－3－2－5－C1－C2－10B0制动，超速太阳轮4被固定，架15主动，圈2从动，为超速档。逆时针顺时针2/6/202393自动变速器在超速档运行时，放松加速踏板，车身能量被传至超速内齿圈，并通过超速行星架传到超速输入轴，产生发动机制动效果。不在超速档时，C0工作将超速行星齿轮机构连为一体，对原有的动力不造成任何影响。逆时针顺时针2/6/202394自动变速器10.停车档：B3工作由于C1或C2没有接合变速器处于空档状态，动力无法传递。机械式锁止机构：当变速杆处于P档位置时，停车联锁凸轮使停车爪上的凸起与联锁结构结合，以防止车辆移动。第三节2/6/202395自动变速器

第三节2/6/202396自动变速器三、拉威娜式行星齿轮机构1.结构特点：两排行星齿轮机构具有公共的行星架和齿圈。四个独立运动元件(前、后太阳轮、行星架、齿圈)2.执行元件：四个离合器、两个制动器、两个单向离合器，具有超速档的四个前进档、一个倒退档。3.传动路线：2/6/202397自动变速器第四节：自动变速器的操纵和控制系统指汽车前进行驶过程中，根据发动机负荷和车速的变化，变速器自动地换入不同档位。一、自动变速器操纵手柄及控制开关：二、液压控制系统主要部件的结构与工作原理：三、电控系统主要零部件的结构与工作原理：四、操纵系统换档分析(自学)：2/6/202398自动变速器一、自动变速器操纵手柄的使用操纵手柄只改变自动变速器的阀板总成中手动阀的位置，而自动变速器本身的档位则是由换档执行机构的动作决定的。它除了取决于手动阀位置外，还取决于汽车的车速、节气门开度等因素。要正确操作自动变速器，首先应当了解自动变速器操纵手柄各个档位的含义。2/6/202399自动变速器(1)驻车档(P位)驻车档通常位于操纵手柄的最前方。当操纵手柄位于该位置时，自动变速器中的停车锁止机构将变速器输出轴锁止，使驱动轮不能转动，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。当操纵手柄离开驻车档位置时，停车锁止机构即被释放。(2)空档(N位)空档通常位于操纵手柄的中间位置，在倒车档和前进档之间。当操纵手柄位于空档位置时，换档执行机构的动作和停车档相同，也是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入自动变速器，但只能使各齿轮空转，输出轴无动力输出。2/6/2023100自动变速器(3)前进档(D位)前进档位于空档之后。大部分轿车自动变速器在操纵手柄位于前进档位置时可以实现4个不同传动比的档位，即1档、2档、3档和超速档．其中1挡传动比最大；2档次之；3档为直接档，传动比为1；超速档的传动比小于1。在汽车行驶过程中．如果操纵手柄位于前进档位置，则自动变速器的液压或电子控制系统能根据车速、节气门开度等因素的变化，按照设定的换档规律，自动变换档位。2/6/2023101自动变速器(4)前进低档(S位和L位)前进低档通常有2个位置，S位和L位。当操纵手柄位于这两个位置时，自动变速器的控制系统将限制前进档的变化范围。当操纵手柄位于S位时，自动变速器只能在1挡、2档、3档之间自动变换档位；当操纵手柄位于L位时，自动变速器固定在1档或只能在l档、2档之间自动变换档位。有些车则将S位标为2位、L位标为1位．其含义是相同的。有的标“2”（1～2档）和“L”（1档）。2/6/2023102自动变速器2.自动变速器控制开关新型自动变速器除了可用操纵手柄进行换档控制外，还可以通过操纵手柄上或汽车仪表板上的一些控制开关来进行一些其它的控制。不同车型自动变速器的控制开关往往有不同的名称，其作用也不完全相同。常见的控制开关有以下几种：2/6/2023103自动变速器(1)超速档开关(O／D开关)这一开关用来控制自动变速器的超速档。当这个开关打开后，超速档控制电路接通．此时若操纵手柄位于D位，自动变速器随着车速的提高而升档时，最高可升入4档(即超速档)。该开关关闭后，超速档控制电路被断开．仪表盘上的“O／DOFF‘’指示灯随之亮起(表示限制超速档的使用)，自动变速器随着车速的提高而升档时，最高只能升入3档，不能升入超速档。2/6/2023104自动变速器(2)模式开关大部分电子控制自动变速器都有一个模式开关，用来选择自动变速器的控制模式，以满足不同的使用要求。所谓控制模式主要是指自动变速器的换档规律。常见的自动变速器的控制模式有以下几种：

(1)经济模式(ECONOMY)：这种控制模式是以汽车获得最佳的燃油经济性为目标来设计换档规律的。当自动变速器在经济模式状态下工作时，其换档规律应能使发动机在汽车行驶过程中经常处在经济转速范围内运转，从而提高了燃油经济性。

(2)动力模式(POWER)：这种控制模式是以汽车获得最大的动力性为目标来设计换档规律的。在这种控制模式下，自动变速器的换档规律能使发动机在汽车行驶过程中经常处在大功率范围内运转，从而提高了汽车的动力性能及爬坡能力。

(3)标准模式(NORMAL)：标准模式的换档规律介于经济模式和动力模式之间。它兼顾了动力性和经济性，使汽车既保证一定的动力性，又有较佳的燃油经济性。2/6/2023105自动变速器模式选择开关可以用来选择功率方式和正常方式，可以适应人们不同的开车习惯。一般来讲，在山区行驶或有拖挂时，自动变速器采用功率方式运行比较有利；而在一般情况下，采用正常方式运行有利于节油。另外还有一些车具有手动模式开关和雪地模式开关等。2/6/2023106自动变速器(3)保持开关

有些电子控制自动变速器设有保持开关(如日本JATCO公司生产的R4A—EL自动变速器)。这种开关通常位于操纵手柄上。按下这个开关后，自动变速器便不能自动换档，挡位完全取决于操纵手柄的位置，当操纵手柄位于D位、S位、L位时，自动变速器分别保持在3档、2档、1挡,汽车在雪地上行驶时,可以按下这个开关,用操纵手柄选择档位,以防止驱动轮打滑。2/6/2023107自动变速器自动变速器档位设置P位：驻车档，当换档操纵手柄置于该位置时，停车锁止机构将变速器输出轴锁止。R位：倒档，操纵杆置于此位，液压系统倒档油路被接通，驱动轮反转实现倒车行驶。N位：空档，此时行星齿轮系统空转，不能输出动力。D位：前进档，自动升降档，实现自动变速功能。前进档中有3个或4个档位，相应称为三速或四速自动变速器。S位(也称“2”位)：高速发动机制动档，1档、2档之间工作，从而使汽车获得发动机制动效果。“L”位(也称“1”位)：低速发动机制动档，此时汽车被锁定在前进档的1档，发动机制动效果更强。发动机只有在换档操纵手柄位于N时，汽车才能起动，此功能靠空档起动开关来实现。2/6/2023108自动变速器二、液压控制系统主要部件的结构与工作原理2/6/2023109自动变速器液压控制系统组成液压控制系统主要有油泵、离合器、制动器、主油道调压阀、手控制阀、节气门阀、调速阀、换档阀、强制低档阀、蓄压器等。节气门对应的节气门阀产生节气门油压，速控阀产生与车速相对应的速控油压，换挡阀控制换挡油路，控制系统的工作油压在换挡阀的控制下通过高挡油路进入变速机构，使自动变速器挂上高挡，通过低挡油路进入变速机构，使自动变速器挂上低挡。2/6/2023110自动变速器当汽车负载大，节气门开度大，车速低时，节气门阀输出的节气门油压高，速控阀输出的速控油压低，换挡阀左侧大于右侧油压，阀芯右移，工作油压将通过换挡阀、低挡油路进入变速机构，使低挡离合器或制动器结合，自动变速器挂上低挡。当汽车负载小，车速高时，节气门阀输出的节气门油压低，速控阀输出的速控油压高，换挡阀中左侧油压低于右侧油压，阀芯左移，工作油压将通过换挡阀、高挡油路进入变速机构，使高挡离合器或制动器结合，自动变速器挂上高挡；2/6/2023111自动变速器从上述分析可以看出，换挡阀的移动，主要取决于换挡阀左右侧节气门油压和速控油压的油压差，阀芯移动，将使不同的离合器、制动器接合，从而使变速机构输出不同的挡位。

2/6/2023112自动变速器1.油泵1）内啮合齿轮式油泵组成

内啮合式齿轮泵由泵盖、泵体、小齿轮和内齿轮等组成，泵盖上的花键用于固定液力变矩器单向离合器的内座圈，小齿轮上有两个凸起，液力变矩器泵轮的两个凹槽插到小动齿轮的两个凸起上带动小齿轮转动，小齿轮带动内齿轮转动，泵体上有一个月牙形隔板，将油腔分成进出油腔。2/6/2023113自动变速器功用：向变矩器、控制机构、齿轮系统、冷油器等提供足够的油液，实现传扭、控制、润滑、和降温。2/6/2023114自动变速器2）工作原理

液力变矩器的泵轮带动小齿轮转动，小动齿轮带动内齿轮转，齿轮脱离啮合，容积变大产生吸力，将油吸入，当齿轮进入啮合，容积变小将油泵出。依靠容积的变化，进油和出油，又称为容积泵。注意：a.装用自动变速器的汽车不能利用推车起动的方法使发动机运转；b.装用自动变速器的汽车不能被长距离拖车V<30km/h，S<80km。2/6/2023115自动变速器2.主油路调压阀功用：稳定主油路油压组成：阀芯、弹簧、柱塞、柱塞套等。PH的高低取决于弹簧的预紧力2/6/2023116自动变速器主油路调压阀原理：来自油泵的油压作用到阀芯上，给阀芯加一个向下的作用力，节气门阀输出的油压力作用到柱塞上，此液压力作用到阀芯上，使阀芯受到一个向上的作用力，弹簧作用到阀芯上一个向上的弹力，当节气门开度小时，阀芯下移，泄油缝隙增大，系统油压减小；反之，系统油压增大；当挂倒挡时又有一个油压作用到差径的柱塞上，柱塞上移，使阀芯又受到一个向上的作用力，由于向上的作用力增大，阀芯上移，所以系统油压增大。2/6/2023117自动变速器3.手控阀功用：驾驶员通过手控阀实现油路的转换来改变自动变速器的工作范围。2/6/2023118自动变速器2)构造和工作原理手控制机构主要由选档手柄、自锁装置、手控制阀等组成。自锁齿板上的凹槽数与手柄的工作位置相对应。当手控阀在D位时，控制油压通向其它控制阀，变速器能自动换档；当手控阀在N位时，封闭油路。变速器处于空档。按控制油路数量的不同，手控阀分为两柱式和三柱式。两速式自动变速器采用两柱式，即能满足油路转换的需要。2/6/2023119自动变速器4.节气门阀1)作用它产生与节气门开度成正比的油压Pz，与速控油压Pv共同控制换档阀，实现自动换档。2)构造和工作原理节气门阀按操纵方式分为机械式和真空式两种。2/6/2023120自动变速器节气门阀利用节流原理(节流孔a和b的节流作用)，使Pz<PH。当手控制阀在空档时，节气门阀与主油路不通，节气门阀在弹簧力作用下处于极左端位置，Pz=0；当选档手柄在前进档D时，主油路油压PH经中心通孔传入右腔，右腔的有效圆环面积与Pz的乘积即为油液给节气门阀向右的推力F1，F1与左端弹簧力F关系式为：F1=F，节气门阀平衡不动：F1<F，节气门阀左移：F1>F，节气门阀右移：节气门开度加大，弹簧力也加大，输出油压Pz就相应地增大。(1)机械式。利用拉杆或拉索、凸轮、弹簧来操纵节气门阀，工作可靠。但应定期检查拉杆或拉索的松紧情况。2/6/2023121自动变速器(2)真空式。利用进气歧管真空度ΔPx，使阀产生位移，开闭进、排油口a和b。当节气门开度加大时，ΔPx变小，在弹簧力和波纹筒弹力的作用下，节气门阀向右移动，PZ加大；当节气门逐渐关小时,ΔPx变大，真空吸力使膜片和波纹筒向左移动，节气门阀随之向左移动，PZ减小。当节气门阀左侧各种力的合力与右侧的油液推力相等时，阀处于平衡状态。真空度ΔPx的大小受发动机进气系统密封性能的影响。2/6/2023122自动变速器5.速度控制阀1)作用产生与车速成正比的速控油压(Pv)，与节气门阀的油压(Pz)共同控制“换档阀”，实现自动换档。2)构造和工作原理速控阀装在输出轴上，利用滑阀的节流作用，产生速控油压(Pv)。多为两级式调速器(1)输出轴不旋转时．因无速控油压，重块和滑阀处于自由状态。2/6/2023123自动变速器(2)当输出轴旋转时，离心力使重块和滑阀一起向外移动，打开进油口a，关闭排油口b，使主抽路油压PH进入，产生速控油压Pv。滑阀的离心力F1弹簧力F液压力F2＝(B-A)Pv，滑阀的位置：F1+F=F2平衡状态；F1+F<F2滑阀向下移动，Pv减小；F1+

F>F2滑阀向上移动，Pv增大。2/6/2023124自动变速器(3)在低速区工作时，重块的离心力通过弹簧随时作用在滑阀上，加上滑阀本身的离心力作用，使滑阀迅速上移a口开大，b口关小，节流作用加大，Pv加大，当滑阀受力平衡时a口和b口的开度一定，Pv维持不变。当车速加大时，离心力加大，Pv又升高，滑阀又在新的位置维持新的平衡。此时，速控油压

Pv随车速的加大而迅速加大。2/6/2023125自动变速器(4)在高速区工作时，重块外移，带动导杆的法兰盘靠在外壳凸缘上，车速再升高，重块的离心力不再压缩弹簧，此时弹簧力较大。随车速的升高，依靠滑阀(小重块)的离心力而改变Pv，在高速区Pv的增大比低速区缓慢，这样可防止高速区频繁换档，保持车速的稳定性。2/6/2023126自动变速器6.1-2挡换挡阀

1-2挡换挡阀组成：

1-2挡换挡阀主要有低-倒挡柱塞、弹簧、1-2挡换挡阀阀芯、柱塞等组成。2/6/2023127自动变速器1-2挡换挡阀的原理：

阀芯受到向下的力有节气门阀输出的节气门油压力、弹簧产生向下的弹力；阀芯受到向上的力有速控阀输出的速控油压力，当节气门开度大，车速低时，节气门阀输出的节气门油压力及弹簧弹力大于速控阀输出的速控油压力，阀芯下移，切断手控阀与制动器B2之间的油路，此时变速器处于1挡；当节气门开度小，车速高时，节气门阀输出的节气门油压力及弹簧弹力小于速控阀输出的速控油压力阀芯上移，接通手控阀与制动器B2之间的油路，制动器B2工作，此时变速器处于2挡。

2/6/2023128自动变速器当选挡手柄位于R和L位置时时，阀芯上腔又加一个控制油压，阀芯向下的油压力大于向上的油压力，则阀芯不能上移，同时接通了通向制动器B3的油路。动画502/6/2023129自动变速器6.2-3挡换挡阀

2/6/2023130自动变速器工作原理

阀芯受到向下的力有来自节气门阀的节气门油压力和弹簧弹力，向上的力有从速控阀来的速控油压力，当节气门开度大，车速低时，节气门油压力及弹簧弹力大于速控油压力时，阀芯下移，切断了通向离合器C2的油路，此时变速器具有2挡。

当节气门开度小，车速高时，节气门油压力及弹簧弹力小于速控油压力阀芯上移，接通来自1-2挡换挡阀与离合器C2之间的油路，离合器C2工作，此时变速器具有3挡。

2/6/2023131自动变速器当挂倒挡时，来自手控阀R位置的油压将通过换挡阀进入离合器C2，离合器C2工作。

当选挡手柄位于2位置时，来自３－２挡顺序阀的油压将作用在阀芯上，使阀芯受到向下的油压力大于向上的油压力，阀芯不能上移，使变速器最高只有2挡，不能挂上3挡。另一路则到中间调节阀，当车速较高时，可通过１－２挡换挡阀进入制动器B1。动画51

2/6/2023132自动变速器7.强制低档阀强制低档阀是一个油路转换阀，通过加大换档阀左端的控制油压，快速换入低速档，如节气门迅速打开时，节气门阀油压也急剧升高，并且被输送到强制低档阀，这时迫使强制低档阀打开出口，使主油路油压作用到换档阀上，此时换档阀的弹簧弹力F、强制低档阀附加油压P’和节气门阀油压PZ共同作用在换档阀的一侧，使其移动到降档位置，实现强制快速换档。

2/6/2023133自动变速器电控变速器常用由加速踏板联动装置上的开关操纵电磁阀实现强制降档。当节气门开度增大时．由开关打开电磁阀，增大节气门阀油压而迫使立即降档。及时增大牵引力，改善使用性能，在短暂时间内起强烈的加速作用。该阀由加速踏板控制。控制方式有两种：机械式（a）和电磁阀式（b）。两者都是利用加速踏板来控制一条油路，对换档阀的左端施加一个附加油压，强制使换档阀右移，换入低速档。2/6/2023134自动变速器8.蓄压器蓄压器主要用于缓冲换档时油压的冲击。由于液力油的油压始终作用于蓄压器的反压力侧，其压力和弹簧张力一起，将活塞向下推动。当液力油的油压作用于操作一侧时，活塞将克服另一侧压力和弹簧张力，缓慢地向上移动，消耗一定能量减少换档冲击。每个前进档都有一个相应的蓄压器，换档执行元件按先快后慢的过程进行，从而减小了换档冲击。D背压，节气门开度较大时，降低减振能力，加快换档过程，防止打滑。2/6/2023135自动变速器三、电控系统主要零