汽车自动变速器课件

汽车自动变速器汽车自动变速器汽车自动变速器汽车自动变速器第一章概述第二章液力变矩器第三章齿轮变速器第四章液压控制装置第五章电子控制装置第六章AT的检验第七章AT的修理2021/2/42汽车自动变速器第一章概述第二章液力变矩器第三章齿轮变速器第四章液压控制装置第五章电子控制装置第六章AT的检验第七章AT的修理2021/2/42第一章概述一.自动变速器的特点：与手动变速器相比，自动变速器具有下列特点：优点：①自动变速，连续变扭，换档时动力不中断，②路况适应性，操纵方便，安全舒适，③动载荷小，机件寿命长。缺点：结构复杂，价格高，油耗高，维修难。2021/2/43第一章概述二.自动变速器的类型：按传动比变化方式分：1.有级式自动变速器：又称电控机构式自动变速器AMT。2.无级式自动变速器：如液力式.电力式，金属带式CVT。3.综合式自动变速器：一般指液力机械式自动变速器AT。2021/2/44第一章概述三.AT的组成：1液力变矩器2齿轮变速器3液压控制装置4电子控制装置5壳体如图2021/2/45四.AT的类型：

（一）按变速器内部结构的不同可分为：

（1）后驱动型AT：用于FR车辆，输入轴与输出轴同轴线，长度尺寸较长。2021/2/46四.AT的类型：

（2）前驱动型AT：也称自动驱动桥，用于FF车辆，内部还装有主减速器与差速器，输入轴与输出轴呈前后平行布置，横向尺寸较宽，长度尺寸较短。2021/2/47四.AT的类型：

（二）按变速器内部所采用齿轮形式的不同可分为：

（1）普通齿轮

又称固定轴式。

（2）行星齿轮

又称旋转轴式。2021/2/48四.AT的类型：

（三）按变速器换档控制方式的不同可分为：

（1）液压控制式（液压式）

将决定变速器档位的汽车运行参数转变成液压信号，利用液压控制原理实现对变速器档位的控制。

早期的车辆使用较多，常见型号有：

通用公司的4T60，4L60，

日产公司的RL4F03A，

丰田公司的A43D等。

2021/2/49四.AT的类型：

（2）电子液压控制式（电液式）

将决定变速器档位的汽车运行参数转变成电压信号，利用电子控制原理和液压控制原理实现对变速器档位的控制。

目前生产的车辆都装备这种变速器，常见型号有：通用公司的4T65E，丰田公司的A540E，日产公司的RE4F03A，现代公司的KM177，三菱公司的F4A33等。

2021/2/410四.AT的类型：

（四）按变速器前进档位数的不同可分为：

2档：如红旗CA770轿车；

3档：如雪佛莱子弹头的3T40型变速器；

（2档与3档的变速器已经越来越少）

4档：如别克轿车的4T65E型变速器；

（应用广泛，绝大多数变速器都是4档式）

5档：如德国ZF公司的5HP-18型变速器；

（新生产的豪华车开始采用5档式）

6档：正在样车试制中。2021/2/411四.AT的类型：

（五）按变速器功能的不同可分为：

（1）单纯自动式：只有一种功能，即按自动变档方式工作。

（大都数AT都采用这种）

（2）自动/手动一体式：既可以按自动变速方式运行，又可以以手动换档方式运行。

（常见车型有：宝马.奔驰.奥迪等）2021/2/412五.ＡＴ的正确使用

（一）档位的使用

在换档控制手柄的一侧有表示手柄位置的符号，如：PRNDSLPRND21PRND321PRND4D3212021/2/4131.档位的含义Ｐ：停车档位，手柄置于该位置时，可以启动发动机，但发动机运转时车辆不行驶，且车辆无法移动。Ｒ：倒车档位，发动机运转时，手柄置于此位置，车辆将向后行驶。Ｎ：空档位，手柄置于该位置时，可以启动发动机，发动机运转时车辆得不到驱动力，但车辆可以移动。2021/2/414Ｄ：前进档位，当发动机运转，手柄置于该位置时，AT将根据车辆行驶的状况自动地在1.2.3和O/D档之间变化。S：前进低档位，当发动机运转，手柄置于该位置时，AT将自动地在1和2档之间变换。L：前进低档位，当发动机运转，手柄置于该位置时，AT将只能以1档行驶。2021/2/4152.档位的区别一档的区别：Ｄ-1/S-1加速时，发动机的动力以一档传动比传递给驱动轮，减速时，车辆的阻力无法传递到发动机，发动机以怠速运转，即没有发动机制动。L-1无论加速还是减速，变速器始终以一档传动比工作，即具有发动机制动。

2.档位的区别：2021/2/416二档的区别：D-2：加速时以二档行驶，减速时以空档滑行，没有发动机制动。S-2：无论加速还是减速，变速器始终以二档传动比工作，即具有发动机制动。（二）自动传动液（ＡＴＦ油）的使用

１.作用

传能（液力变矩器的工作介质）控制（液压控制装置的工作介质）。

作为一种润滑油（润滑.密封.清洁.冷却）。

一般为红色，又称红油。2021/2/417２.要求

粘温性，抗泡沫性，氧化安定性等。

3.类型

Ｄ型：通用公司的标准，即DEXRON型，有D2D3

Ｆ型：福特公司的标准，现在改为MERCON型

2021/2/4184.油面高度的检查

检查方法：

车辆水平停放，

运转发动机使ATF油温达60℃以上，

发动机怠速运行，

将控制手柄在各档位稍许停留后放在P档位上，取出油标尺检查油平面的高度。

应落在“HOT”范围内。2021/2/419ATF油面高度对AT的影响：

油过多，旋转元件搅油，油泡沫化，液压下降，执行元件打滑，摩擦片烧毁。同时液压系统回油慢，影响换档质量。

油过少，行驶时油泵吸入空气，液压系统压力下降，执行元件打滑，摩擦片烧毁。

（三）控制开关的使用

1O/D开关（超速档开关）（OFF/ON）

一般AT的最高档为O/D档，即越速档，

O/D开关控制仪表上的O/DOFF指示灯，

当O/DOFF最灯亮时，AT的最高档为3档，

当O/DOFF灯灭时，AT可以以最高4档行驶。

2021/2/4202HOLD开关（保持开关）HOLD开关能够使变速器失去自动变速的功能，而得到手动换档的感觉，当HOLDON时，手柄置于D位，变速器只能以3档工作，手柄置于2位，变速器只能以2档工作，手柄置于L位，变速器只能以1档工作。3模式开关

换档模式又称换档规律，指在换档时，节气门开度与车速之间的关系。三种模式：动力，经济，一般

2021/2/421经济模式ECO：（换档车速低，经济性好）一般模式NORM：（兼顾经济与动力）动力模式PWR：（换档车速高，动力性好）一般车辆只取其中两种，如：ECO/PWR，ECO/NORM，NORM/PWR。（四）人为“干预”

提前升档（利用放松节气门踏板的方法升档）强制降档（利用加大节气门开度的方法减档）发动机制动：利用发动机的运转阻力使车辆减速。2021/2/422（五）注意事项

不能猛起步，防止执行元件过载打滑，

不能N滑行，防止各摩擦副润滑不良，

停车后才能进R位和P位，防止损坏倒档执行元件与停车锁止机构，

牵引时限速.限距离.限时间，防止内部元件磨损和损坏。

2021/2/423第二节液力变矩器一.作用1.自动分离与结合，传递并增大扭矩，2.缓冲发动机与传动系之间的冲击，3.起飞轮的作用，4.驱动AT液压系统的油泵。2021/2/424二.液力偶合器1.组成由泵轮与涡轮组成。2.原理：泵轮带动油液转的力矩MP，油液带动涡轮转的力矩MT，MP=MT

2021/2/4252021/2/4261.组成泵轮、涡轮、导轮2.原理泵轮带动油的力矩MP，油带动涡轮的力矩MT，导轮推动油的力矩MD

MP+MD=MT

三.液力变矩器2021/2/427三.液力变矩器2021/2/428三.液力变矩器3.类型单级双相三元件综合式单级：一个涡轮输出动力，双相：偶合与变矩器两种状态，三元件：泵轮、涡轮、导轮。2021/2/4292021/2/4304.工作原理导轮的作用是：增加涡轮的输出力矩2021/2/4315.工作状态：导轮不转时：变矩状态。导轮转动时：偶合状态。2021/2/432导轮通过单向离合器与轴套相连2021/2/4336.锁止离合器1）结构组成2021/2/4342）作用将泵轮与涡轮刚性连接，以提高传动效率。2021/2/4353）工作条件温度：ATF温度正常，达60度以上，速度：约68-70km/h，档位：3档或4档，(有些车1、2、3、4档)制动：无行车制动。2021/2/4361）基本概念：速比，变矩比，偶合状态，失速状态。2）特性曲线：7.液力变速器的工作特性2021/2/4378.ATF油的外循环2021/2/4381）故障现象动力不足，经济性差，无动力输出，异响。2）诊断方法9.故障分析2021/2/4392021/2/440汽车自动变速器

第三节齿轮变速器2021/2/441第三节齿轮变速器齿轮变速器=齿轮传动机构+换档执行机构齿轮传动机构：获得各档动力传递形式：固定轴式（如：本田雅阁）行星齿轮式（如丰田.奥迪等绝大多数AT）换档执行机构：改变齿轮机构中各元件的状态，获得档位之间的变化。形式：离合器，制动器，单向离合器。2021/2/442第三节齿轮变速器一.单排行星齿轮机构1.组成：太阳轮（斜齿，圆柱形，外齿轮）齿圈（斜齿，圆环形，内齿轮）行星齿轮架（带有若干个行星齿轮）2021/2/4432021/2/4442.特点：三元件同轴，行星齿轮既有公转又有自转，采用斜齿常啮合，结构紧凑，改变各元件的运动状态，可获得多个传动比。3.传动比太阳轮的齿数为Z1，齿圈的齿数为Z2，将行星齿轮架视作一个齿轮，则其齿数ZC=Z1+Z2，称作行星齿轮架的当量齿数。2021/2/445基本规则：行星齿轮机构的传动比与太阳轮齿数Z1.齿圈齿数Z2和行星齿轮架的当量齿数有关，而与行星齿轮的齿数无关。（1）齿圈固定，太阳轮带动行星齿轮架ZCi1=----->1(减速同向)Z1（2）齿圈固定，行星齿轮架带太阳轮Z1i2=-----<1（增速同向）ZC2021/2/446（3）太阳轮固定，齿圈带动行星齿轮架ZCi3=----->1(减速同向)Z2（4）太阳轮固定，行星齿轮架带动齿圈Z2i4=-----<1（增速同向）ZC2021/2/447（5）行星齿轮架固定，太阳轮带动齿圈Z2i5=----->1(减速反向)Z1（6）行星齿轮架固定，齿圈带动太阳轮Z1i6=-----<1（增速反向）Z22021/2/448（7）没有固定，二元件相连后带动另一个i7=1(直接传动)（8）没有固定，一个为主动，一个为从动i8=0（没有输出）

2021/2/449第三节齿轮变速器行星齿轮机构的传动规则：

行星齿轮架作从动件-----1档或2档二元件连接后带动另一个元件-----3档行星齿轮架作主动件-----O/D档行星齿轮架固定-----倒档。2021/2/4502021/2/451二.换档执行元件

1.离合器

（1）作用：传递.连接。

（2）类型：湿式多片式离合器。

（3）结构：

主动部分：离合器鼓.钢片等

从动部分：离合器毂.摩擦片等，

压紧机构：油缸.活塞等，

分离机构：回位弹簧等。2021/2/452二.换档执行元件

1.离合器2021/2/453二.换档执行元件

（4）工作原理：

(a)结合状态(b)分离状态

2021/2/454二.换档执行元件

（5）自由间隙

离合器的摩擦片与钢片之间间隙的积累

一般为0.5-2.0mm

根据不同的摩擦片数与钢片数，

间隙大小对结合过程的影响：

2021/2/455二.换档执行元件

（6）.回位弹簧形式

周布弹簧，中央弹簧，膜片弹簧等2021/2/456二.换档执行元件

（7）.活塞防松球

2021/2/457二.换档执行元件

2.制动器

作用：将行星齿轮机构中的某元件固定，

将其它执行元件的某部分固定。

类型：湿式多片式（与离合器相同）

带式。

带式结构：

旋转元件：制动鼓，

固定元件：制动带，

促动装置：油缸.活塞。2021/2/458二.换档执行元件

带式制动器工作原理

2021/2/4593.单向离合器：作用：单向连接或单向制动。

特点：只要改变传递方向就可以改变单向离合器的工作状态，不需要液压控制装置的控制。但有方向性，不能装反。类型：滚柱斜槽式.楔块式.棘轮棘爪。2021/2/4603.单向离合器：滚柱斜槽式2021/2/461楔块式2021/2/462棘轮棘爪2021/2/4632021/2/464三.三排四档行星齿轮变速器三个行星齿轮排加十个换档执行元件，可以得到四个前进档.一个倒档.一个空档。2021/2/465换档执行元件工作规律D-1/2-1档C0，F0，C1，F2（无发动机制动）L-1档C0，F0，C1，B3，F2（有）--------------------------------------------D-2档C0，F0，C1，B2，F1（无）2-2档C0，F0，C1，B1，B2，F1（有）--------------------------------------------D-3档C0，F0，C1，C2，B2（有）--------------------------------------------D-4档B0，C1，C2，B2（有）--------------------------------------------R-档C0，F0，C2，B3（有）2021/2/466换档执行元件名称

编号名称C0超速离合器B0超速制动器F0超速单向离合器C1前进离合器C2高倒档离合器B1二档强制制动器B2二档滑行制动器B3低倒档制动器F1二档滑行单向离合器F2一档单向离合器2021/2/4672021/2/468四.两排四档齿轮变速器两个行星齿轮排加八个换档执行元件，可以得到四个前进档.一个倒档.一个空档。2021/2/469四.两排四档齿轮变速器(AXODE)手柄位置工作档位CFCinCDBLBOBRFFFD

OD

1O

O

O

2OO

O

3

OO

O4

OO-

O

D1O

O

O

2OO

O

O

3OOO

OL1O

OO

O

RRO

OO

2021/2/470五.拉式行星齿轮变速器长短行星齿轮式，可以得到四个前进档.一个倒档.一个空档。(KM177)2021/2/471五.拉式行星齿轮变速器(KM177)手柄位置工作档位C1C2C3B1B2F1

D1O

O2O

O

3O

O

4

OO

21O

O2O

O

11O

OORR

O

O

2021/2/472五.拉式行星齿轮变速器长短行星齿轮式，可以得到四个前进档.一个倒档.一个空档。(4HP18)2021/2/473五.拉式行星齿轮变速器长短行星齿轮式，可以得到四个前进档.一个倒档.一个空档。(01F)2021/2/474五.拉式行星齿轮变速器长短行星齿轮式，可以得到四个前进档.一个倒档.一个空档。(01F)2021/2/475五.拉式行星齿轮变速器01F执行元件工作规律表档位B1B2C1C2C3FRX

X

1（X）

X

X2

XX

3

X

X

4

X

X

2021/2/476思考题1.AT由几个部分组成？2.液力变矩器的作用是什么？3.换档执行元件有几种型式？4.纯液压式AT的换档控制原理是什么？5.电液控制式AT的换档控制原理是什么？6.AT出现故障时如何牵引？7.AT各档位的含义是什么？8.如何测量ATF油的平面，ATF油的多少对AT有何影响？2021/2/4772021/2/478汽车自动变速器

第四节液压控制装置2021/2/479第四节液压控制装置一.作用：

（1）泵油并调节油路压力，（2）向换档执行元件提供压力油以控制档位变化，（3）控制液力变矩器的锁止及其ATF油的冷却，（4）控制各摩擦表面的润滑。

2021/2/480第四节液压控制装置二.组成：油泵、阀板总成、散热器、控制管路、ATF油滤清器。三.换档控制原理将节气门开度信号、车速信号、换档控制手柄的位置信号等转变成液压信号，利用液压传动原理，由液控装置向执行元件输送压力油，使其工作，以得到不同的档位。四.结构：

1.油泵：齿轮式叶片式转子式2021/2/481第四节液压控制装置齿轮式油泵2021/2/482第四节液压控制装置叶片式油泵2021/2/483第四节液压控制装置转子式油泵2021/2/4842.阀板总成：

阀板由很多液压阀组成，高度集成在一起，形成一个总成，对于纯液压控制式AT，根据阀所起作用的不同，可以将阀分为下列四类：

油压调节类

换档控制类

换档品质优化类

变矩器控制类

2021/2/485（1）油压调节类

这些阀能产生各种油压。

主要有主调阀、副调阀、减压阀、节气门阀、速控阀等。

主调阀：

将油泵产生的液压调节后形成主油路压力Pm，作为整个液压系统中各阀的基础液压，可通过主油路压力检测口测量Pm。

Pm的大小与控制手柄的位置、节气门的开度和车速有关。

发动机怠速，前进档位时：Pm=4-10kg/cm2，

倒档位时：Pm=6-15kg/cm2。2021/2/486主调阀2021/2/487（1）油压调节类

副调阀：

将主油路压力Pm调节为控制液力变矩器的液压Pt，同时保证齿轮变速器内部各摩擦点的润滑。

Pt的大小随车速和节气门开度的变化而改变。当发动机怠速运转，车辆低速行驶时，为防止功率损失，Pt=0.2kg/cm2，当高速、大负荷时，油压升高。

2021/2/488副调阀2021/2/489（1）油压调节类

减压阀：

对主油路卸压，防止油压过高，损坏液压装置和换档执行元件。

节气门阀：

产生与节气门开度相对应的油压，即节气门油压Pa，这是变速器控制换档的基本信号之一，由加速踏板通过拉线控制该阀的驱动凸轮，使阀移动工作。

2021/2/490节气门阀与减压阀2021/2/491（1）油压调节类

速控阀（调速器）：

产生与车辆行驶速度相对应的油压，即速控油压Pv，作为控制换档和控制液力变矩器锁止的基本信号之一。

2021/2/492速控阀2021/2/493速控阀2021/2/494（2）换档控制类

手动阀：

产生与换档控制手柄位置相对应的油路，将主油路液压通往其它阀或直接通往换档执行元件。2021/2/495（2）换档控制类

换档阀：

产生通往换档执行元件和其它换档阀的液压。

一般有1-2档换档阀、2-3档换档阀和3-4档换档阀三个。每个换档阀的两端同时受Pa与Pv两个液压的作用，当向上的力大于向下的力时，由低档升为高档，如1-2档换档阀。2021/2/496换档阀2021/2/497（2）换档控制类

换低档柱塞：

产生强制降档的油路，受节气门阀凸轮的控制。当节气门开度大于85%时，凸轮使换低档柱塞打开强制降档的油路，使换档阀向低档位移动。2021/2/498（3）换档品质优化类

蓄压器（储能减振器）：减缓换档执行元件油压上升的速度，以减小换档冲击。2021/2/499（3）换档品质优化类

单向阀：

改变油压上升和下降的速度，以改善换档品质。2021/2/4100（3）换档品质优化类

顺序阀：使双活塞换执行元件的小活塞先工作，大活塞后工作，以提高响应速度，同时减小换档冲击。2021/2/4101（4）变矩器控制类

锁止信号阀：

由速控液压驱动，产生锁止信号，将信号传递给锁止中断阀。

锁止中继阀：

由锁止液压信号驱动，改变液力变矩器中ATF油的流动方向，使锁止离合器结合。

2021/2/4102锁止信号阀与锁止中继阀：2021/2/4103（4）变矩器控制类

机油散热旁通阀：根据ATF油的温度调节通往散热器的流量。

2021/2/41043.散热器：使高温的ATF油散热，以维持油的正常工作温度。可以与水箱制成一个整体，也可以独立设置，装在水箱的附近。2021/2/4105一般由硬管、软管、壳体油路和空心轴等组成。硬管为金属管，用以连接壳体上的油路。软管为橡胶管，用以连接硬管油路。空心轴是离合器油路的重要组成部分，其上有许多密封圈。4.控制管路2021/2/4106五.油路图2021/2/41072021/2/4108思考题

1、液压系统有哪些阀组成？分别属于哪一类？2、主调阀的作用是什么？主油路的压力是多少？3、副调阀的作用是什么？4、蓄压器起什么作用，其好坏对变速器的性能有什么影响？5、影响换档时刻的阀有哪些？6、影响换档质量的阀有哪些？2021/2/41092021/2/4110汽车自动变速器

第五章电子控制装置2021/2/4111§1概述一.作用通过传感器检测车辆运行参数的信号，由电脑计算和断送后，向执行器发出控制指令，实现对自动变速器的各项控制。

二.组成

传感器，开关，ECU（PCM），执行器2021/2/4112§1概述1.传感器节气门位置传感器（TPS）—产生节气门开度的信号（影响换档时刻、主油路油压、畜压器油压和锁止时刻等）车速传感器（VSS）—产生车速信号（影响换档时刻和锁止等）输入转速传感器—产生涡轮转速信号（影响传动效率、锁止时刻、换档质量等）油温传感器—ATF油温度信号（影响换档时刻、油压和锁止时刻）

2021/2/4113§1概述2.开关（O/D、模式、制动、P/N、巡航、强制低档）3.执行器（换档电磁阀、PWM阀、TCC阀，继电器、灯）4.电脑控制核心（单独式、集中式）5.线束2021/2/4114§1概述三.工作原理把车速信号和节气门开度信号转变成电信号送进电脑，作为换档控制的基本信号，经过电脑的分析、计算、判断，向电磁阀发出指令，驱动电磁阀工作，实现换档、油压、锁止、平顺、冷却强度等的控制。

2021/2/4115三.工作原理2021/2/4116§2主要元件结构一.车速传感器1.电磁感应式2021/2/4117§2主要元件结构一.车速传感器2.霍尔式2021/2/4118§2主要元件结构二.节气门位