汽车底盘构造与维修 第5章

(汽车运用与维修专业)

汽车底盘构造

与维修

孔令来

主编

机械工业出版社CHINAMACHINEPRESS1概述2传动系概述3离合器

4手动变速器5自动变速器6万向驱动装置7驱动桥8汽车行驶系9悬架10汽车转向系11汽车制动系12汽车防滑控制系统目录概述液力变矩器

行星齿轮机构

自动变速器的控制系统

自动变速器的拆装

自动变速器的使用与故障检修123456第五章自动变速器1）自动变速器的发展、应用、分类、功用、组成及优缺点2）液力偶合器和液力变矩器的结构、工作原理和特性3）行星齿轮系统的构造、工作原理、传动比的计算4）辛普森和拉维奈尔赫式行星齿轮变速器的结构特点及工作原理学习目标5）自动变速器中的离合器、制动器和单向离合器的结构及工作原理6)自动变速器中液控液压式、电控液压式两种控制系统的组成和各组成部分的构造与工作原理7)掌握自动变速器的拆装顺序和各部件的拆装方法8)自动变速器的使用、检查和排除常见故障的方法学习目标一、自动变速器的发展及应用以往汽车速度控制均采用机械式变速器，驾驶员通过操纵变速杆使变速器中的齿轮进行不同的组合，以增大或减小发动机产生的转矩，从而适应各种行驶条件的需要。

在换档时，驾驶员除了操纵变速杆外，还要交替踩离合器踏板和加速踏板，一旦路况复杂，驾驶员极易疲劳或发动机熄火。第一节

概述自动变速器优点：实现自动变速和连续变矩，换档时不中断动力传动，并具有操作轻便、换档平稳、过载保护，降低驾驶员劳动强度，提高了汽车的安全性和机动性。20世纪60年代后期，在美国生产的小轿车上，自动变速器基本取代了手动变速器。50年代末，日本从西方引进并研制自动变速器，很快就批量生产，其发展势头迅猛异常。近20年来美国、法国、意大利、德国和日本等国家都已建成了一批自动变速器生产厂家，其中比较著名的有:美国的Allison、英国的Borg-Warner、德国的ZF、意大利Fiat的和日本的TOYOTA等。近十年来，随着电子技术和电子计算机技术的迅速发展，由微型计算机控制的液力自动变速器已普遍推广。

它使液力自动变速器按照最低油耗及最佳换档理论进行自动换档，使汽车液力自动变速器的各项性能指标均达到最佳综合优化水准。在我国，汽车上应用液力传动装置始于20世纪60年代，当时成功地研制了红旗牌高级轿车液力自动变速器，并小批量生产。

近几年来，许多国产新型轿车都采用了自动变速器，如上海别克、帕萨特、广州雅阁、一汽捷达和神龙富康等。

自动变速器正在汽车工业的发展中扮演着越来越重要的角色。

自动变速器因驱动方式、档位数、变速齿轮结构形式、变矩器的结构及换档控制形式的不同，而有不同的分类。二、自动变速器的分类变速器换档操作的自动化程度半自动式全自动式自动换档控制方式液控式

(液力式)电控式

(电液式)汽车驱动方式自动

变速器自动变速驱动桥齿轮变速机构行星

齿轮式定轴

齿轮式变矩器类型有锁止离合器无锁止离合器前进档位2档3档4档5档动力传递方式液力式气压式电磁式机械式全自动变速器：汽车行驶中离合器操作和换档操作均实现自动化半自动变速器：其中之一未实现自动化液控式自动变速器：由液力变矩器与带有换档执行元件的辅助变速器装置组合而成，并通过控制装置使换档执行元件工作。电控式自动变速器：根据发动机转速、节气门开度和档位开关等电信号，由电控单元ECU(或动力控制模块PCM)通过电磁阀控制液压系统的工作，从而确定最佳的换档时机与换档档位。自动变速器：适用于前置发动机、后轮驱动的车辆自动变速驱动桥：适用于前置发动机、前轮驱动的车辆行星齿轮式机构：目前，日产、丰田及绝大多数欧美汽车自动变速器均采用定轴齿轮式变速机构：本田汽车公司生产的雅阁(ACCORD)、里程(LEGEND)和市民(CIVIC)系列轿车采用自动变速器的结构

1—发动机2—主减速器和差速器3—传动轴4—自动变速器1—发动机2—前驱动轴3—自动变速驱动桥

自动变速驱动桥的结构

1.功用三、自动变速器的功用和组成根据发动机负荷和车速等情况自动变换传动比，使汽车获得良好的动力性和燃料经济性，并可以减少发动机排气污染。易于操作，可大大提高汽车行驶的安全性。2.组成电子控制液力自动变速器由液力变矩器、齿轮变速器、油泵、液压控制系统、电子控制系统、油冷却系统等几部分组成(1)液力变矩器液力变矩器位于自动变速器的最前端，它通过螺栓与发动机的飞轮相连，利用液力传动的原理，将发动机的动力传给自动变速器的齿轮变速器。此外，它还具有一定的自动变速和自动变矩功能。(2)齿轮变速器自动变速器的主要组成部分，它包括齿轮变速机构和换档执行机构。

齿轮变速机构可以使变速器实现不同的传动比，使之处于不同的档位。

大部分汽车的齿轮变速机构有3~4个前进档和1个倒档，这些档位与液力变矩器配合，就可获得由起步到最高车速的整个范围内的自动变速。换档执行机构有离合器、制动器和单向离合器，可以固定、接合、分离或放松行星齿轮系统的齿圈、行星架和太阳轮，从而进行自动控制，实现各档的传动。(3)油泵油泵通常安装在液力变矩器后面，由飞轮通过液力变矩器壳直接驱动，为液力变矩器、液压控制系统、换档执行元件提供一定压力的液压油。(4)液压控制系统包括由许多控制阀组成的阀板总成和液压管路，阀板总成通常安装在齿轮变速器下方的油底壳内。

驾驶员通过自动变速器的选档杆改变阀板内手控阀的位置，液压控制系统接受节气门开度和车速信号，利用液压自动控制原理，按照一定的规律控制齿轮变速器中换档执行元件的工作，实现自动换档。(5)电子控制系统比液压式自动变速器更加先进。

除了阀板及液压管路之外，还包括电脑、传感器、执行器及控制电路等。

传感器将发动机和汽车的工作参数转变为电信号，然后送给自动变速器的电脑，电脑接收到这些信号后，根据既定的换档规律向换档电磁阀和油压电磁阀发出指令，使它们动作。这样，阀板中的各种阀就使换档执行元件动作，从而实现自动变速。(6)冷却系统在自动变速器的外部还设有一个液压油散热器(有的装在水箱处，有的装在自动变速器上)，通过管路与阀板连接，用于散发自动变速器内液压油在工作中产生的热量。

1.自动变速器的优点1)操作简单、省力。2)行车安全性得到提高。3)行驶平稳性和乘坐舒适性好。4)机件的使用寿命长。5)改善了车辆动力性能。6)改善了车辆的通过性。7)减轻了空气污染。四、自动变速器的优缺点2.自动变速器的缺点1)结构比较复杂、制造精度要求较高、重量也有增加，因此其成本较高，试制费用较大。2)传动效率低(主要由液力传动所造成)。一般液力传动效率最高可达82%~86%，比机械传动效率低8%~12%。3)由于结构复杂，其使用、修理、故障分析与处理等要求有较高的技术水平。概述液力变矩器

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自动变速器的使用与故障检修123456第五章自动变速器一、液力偶合器1.构造液力传动装置。

若忽略其机械损失，则输出转矩与输入转矩相等。第二节液力变矩器a)结构示意图b)主要零件结构图1—发动机曲轴2—偶合器外壳3—泵轮4—涡轮5—输出轴6—挡板7—轴承8—油封9—输出轴凸缘盘一、液力偶合器结构：

主要由泵轮3和涡轮4两个工作轮组成，这两个工作轮是能量转换和动力传递的基本元件。

泵轮3和涡轮4：

具有相同内外径，都安装有径向排列的叶片。

相对安装，两者的端面留有3~4mm的间隙。

装合后为一整体，其轴线断面一般为圆形，内腔有工作液。一、液力偶合器2.工作原理当工作轮旋转时，液力偶合器中的工作液被叶片带动一起旋转。

在离心力的作用下，工作液从叶片内缘向外缘流动，其外缘压力最高，内缘压力最低。

由于泵轮3与涡轮4的半径是相等的，当泵轮3的转速大于涡轮4的转速时，泵轮叶片外缘的压力大于涡轮叶片外缘的压力。一、液力偶合器工作液不仅随着工作轮绕发动机曲轴1和输出轴5的轴线做圆周运动，并且在上述压力差的作用下，沿循环圆依箭头所示方向作循环流动，形成一个首尾相连的环形螺旋线。一、液力偶合器传动过程:

泵轮接受发动机传来的机械能传给工作液，使其动能提高，再由工作液将动能传给涡轮。

实现传动的必要条件：

工作液在泵轮与涡轮之间有循环的流动，而这种循环流动的产生是由于两个工作轮转速不相等(离心力也就不相等)，使两轮叶片的外缘处产生液压差所致。

偶合器正常工作时，泵轮3的转速大于涡轮4的转速;若两工作轮的转速相等，偶合器不起传动作用。一、液力偶合器汽车起步时，起动发动机驱动泵轮旋转，而与整车牵连着的涡轮仍处于静止状态，工作液则立即产生绕工作轮轴线的圆周运动和循环流动。

当液流冲到涡轮叶片上时，对涡轮叶片造成一个冲击力，使涡轮受到一个绕其轴线作用的力矩，使涡轮产生与泵轮同向旋转的趋势。

发动机转速越大，其作用力矩也越大，当大于汽车起步阻力时，汽车将起步，随着发动机转速的继续提高，涡轮连同汽车也不断加速。一、液力偶合器5-1液力偶合器工作原理缺点：

只能传递转矩，而不能改变转矩的大小，必须有变速机构与其配合使用。

不能使发动机与传动系统彻底分离，用于普通齿轮式变速器时还必须加装离合器，使得传动系结构更为复杂。

液力偶合器在汽车上已基本不使用了。

一、液力偶合器1.液力变矩器的结构相比液力偶合器：

液力变矩器在泵轮和涡轮之间加了个导轮。

1—涡轮2—导轮3—泵轮二、液力变矩器1—凸缘2—曲轴3—单向离合器4—涡轮5—变矩器壳6—泵轮7—导轮8—变速器输入轴9—变速器壳液力变矩器安装位置安装：

泵轮6与变矩器壳5连成一体，用螺栓固定在发动机曲轴后端的凸缘1上(或飞轮上)。

涡轮4通过花键与变速器输入轴8相连。

导轮7则通过导轮轴与变速器的固定壳体相连，导轮和导轮轴之间装有单向离合器3。

所有的工作轮在装配后，形成断面为循环圆的环状体。二、液力变矩器2.液力变矩器的工作原理泵轮：将发动机的机械能转变为自动变速器油的动能。涡轮：将自动变速器油的动能转变为涡轮轴上的机械能。导轮：改变自动变速器油的流动方向，进而起到变矩的作用。二、液力变矩器液力偶合器内自动变速器油的流动方向当从泵轮传向涡轮的油液再回到泵轮时，其作用方向与泵轮转动方向相反，有阻止泵轮正常运转的倾向，即泵轮的运动受到了涡轮回油阻碍。

这是液力偶合器的缺点，也是液力偶合器无法增大转矩的原因。B—泵轮W—涡轮D—导轮液力变矩器中油液流动的方向自动变速器油从涡轮流入导轮后，由于导轮轴上装有单向离合器，使得导轮在受到来自涡轮的油液冲击时，能保持锁止不动，改变经过它的油流动方向，进而达到增加扭矩的作用。这也是液力变矩器可以增大扭矩的原理。以上的油流方向都是在泵轮已经转动而涡轮还没有转动时(即汽车还未起步)的情况，如果涡轮开始转动后(即汽车起动后)，情况将有所改变。

由于涡轮开始转动，使得从涡轮流入导轮的油流方向有所改变。

二、液力变矩器在涡轮转动产生的离心力作用下，油流不再直接流向导轮，而是越过导轮流回泵轮。

流回泵轮的油流方向不再与泵轮转动方向相同，因而失去了加强泵轮转矩的作用，此时液力变矩器又变成液力偶合器，不再具有增扭的作用。二、液力变矩器涡轮转速继续增加，使得从涡轮进入导轮的油冲击到了导轮的叶片背面，此时，单向离合器开始分离，进而使导轮开始与涡轮和泵轮以相同方向转动。二、液力变矩器综上所述，液力变矩器的变矩效率是随涡轮转速的变化而变化的。1)涡轮转速为零时，变矩器输出转矩最大，约为发动机输出转矩的2.6倍。2)当涡轮转速从零开始逐渐增大时，液力变矩器的输出转矩逐渐减少。二、液力变矩器5-2液力变矩器工作原理3)当涡轮转速达到一定值时，涡轮出油不再流向导轮，而是直接流向导轮出口处，此时液力变矩器变为液力偶合器。4)当涡轮转速进一步提高时，涡轮出口油液开始冲击导轮叶片的背面，此时液力变矩器的输出转矩开始小于输入转矩。5)当涡轮转速与泵轮相同时，液力变矩器已经没有了环流运动，液力变矩器将失去传递动力的功能。二、液力变矩器3.有关液力变矩器的概念(1)液力变矩器的转矩比(t)

a)转矩比变化规律b)效率变化规律二、液力变矩器二、液力变矩器转矩比：输出转矩与输入转矩之比，速比：涡轮转速与泵轮转速之比。失速点：当涡轮转速为零时，此时变矩器输出转矩最大。一般在1.7~2.6之间。变矩区：随着涡轮转速的升高，速比增大，转矩比减小。偶合区：当速比升为0.85时，转矩比为1，即输入转矩等于输出转矩。此时液力变矩器开始从变矩区进入偶合区(2)液力变矩器效率(η)当速比为零时(失速点)，泵轮旋转而涡轮不转，最大转矩传递到涡轮，但因涡轮没有转，故效率为零。

当涡轮开始转动后，涡轮转矩成正比上升，效率上升，在偶合点稍前一点时达到最大值，然后开始下降(因为部分油流开始冲击导轮叶片的背面)。导轮开始旋转后，可以防止效率进一步下降。

液力变矩器开始变为偶合器，因为转矩比约为1，在偶合区内效率与速比成正比例直线上升。二、液力变矩器当效率接近到100%(还不到100%)时，涡轮与泵轮的转速几乎相等，液力变矩器中的环流停止，此时无法传递动力。

另外由于自动变速器油的升温，消耗了动能，因此液力变矩器效率无法达到100%，正常约为95%。二、液力变矩器(3)带锁止离合器的液力变矩器由于泵轮与涡轮之间的转速差最少为4%~5%，相当于泵轮与涡轮之间存在有滑移现象，因而无法达到100%的效率，所以采用带锁止离合器的液力变矩器可以解决泵轮与涡轮的转速差问题，进而提高液力变矩器的效率，使其达到100%。二、液力变矩器结构：

锁止离合器的主动部分是传力盘8和操纵油缸活塞(压盘)6，它们与泵轮11一起旋转。

从动部分是装在涡轮轮毂14花键上的离合器从动盘7。

二、液力变矩器压力油经油道5进入后，推动活塞右移，压紧从动盘(即锁止离合器接合)，于是泵轮与涡轮接合成一体旋转，变矩器不起作用。

当撤除油压时，二者分离，变矩器恢复正常工作。二、液力变矩器当汽车起步或在坏路面上行驶时，可将锁止离合器分离，使变矩器起作用，以充分发挥液力传动自动适应行驶阻力剧烈变化的优点。

当汽车在良好路面上行驶时，应接合锁止离合器，使变矩器的输入轴和输出轴成为刚性连接(即转为直接机械传动)。此时，变矩器效率η=1，这就提高了汽车行驶速度和燃油经济性，同时还使得油温不再升高。二、液力变矩器概述液力变矩器

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自动变速器的使用与故障检修123456第五章自动变速器变矩器虽能传递和增大发动机转矩，但变矩比不大，变速范围不宽。为进一步增大转矩，扩大变速范围，变矩器后还要再加装一个齿轮变速装置——机械变速器。在液力自动变速器中，齿轮变速装置有两种类型:

平行轴式齿轮变速机构和行星齿轮变速机构。

目前绝大多数轿车的自动变速器采用行星齿轮机构。

第三节行星齿轮机构1.行星齿轮机构和类型(1)行星齿轮机构行星齿轮机构有很多类型，其中最简单的行星齿轮机构是由1个太阳轮、1个齿圈、1个行星架和支承在行星架上的4个行星齿轮组成的(称为单个行星排)。一、行星齿轮机构与工作原理一、行星齿轮机构与工作原理太阳轮、齿圈及行星架有一个共同的固定轴线，行星齿轮支承在固定于行星架的行星齿轮轴上，并同时与太阳轮和齿圈啮合。

当行星齿轮机构运转时，空套在行星架行星齿轮轴上的几个行星齿轮可以绕自己的轴线进行自转，同时又可以随着行星架一起绕着太阳轮公转。

在行星排中，具有固定轴线的太阳轮、齿圈和行星架称为行星排的3个基本独立元件。一、行星齿轮机构与工作原理(2)行星齿轮机构的类型行星齿轮机构可以按不同的方式进行分类。1)按齿轮的排数不同，行星齿轮机构可以分为:

单排行星齿轮机构和双排行星齿轮机构一、行星齿轮机构与工作原理a)单排行星齿轮机构b)双排行星齿轮机构1—行星齿轮2—行星架3—齿圈4—太阳轮5—前齿圈6—前行星轮7—前后太阳轮8—前行星轮架后齿圈组件9—后排行星齿轮10—后齿圈一、行星齿轮机构与工作原理a)b)单行星齿轮式c)双行星齿轮式1—行星齿轮2—行星架3—齿圈4—太阳轮5—前齿圈6—前行星轮7—前后太阳轮8—前行星轮架后齿圈组件9—后排行星齿轮10—后齿圈11—内行星齿轮12—外行星齿轮2)按太阳轮和齿圈之间的行星齿轮组数：

单行星齿轮式和双行星齿轮式一、行星齿轮机构与工作原理双行星齿轮机构在太阳轮和齿圈之间有两组互相啮合的行星齿轮，其中外面一组行星齿轮和齿圈啮合，里面一组行星齿轮和太阳轮啮合。

与单行星齿轮机构在其他条件相同的情况下相比，双行星齿轮机构的齿圈可以得到反向传动。一、行星齿轮机构与工作原理行星齿轮机构优点：

由于有多个行星齿轮同时传递动力，而且常采用内啮合方式，充分利用了齿圈内部的空间。

在传递同样功率的条件下，可以大大减小变速机构的尺寸和重量，并可实现同向、同轴减速传动。

由于双行星齿轮机构采用常啮合传动，动力不间断，加速性好，工作也更可靠。一、行星齿轮机构与工作原理2.行星齿轮机构的变速原理将单排行星齿轮机构中的太阳轮、齿圈和行星架这3个基本元件任选两个，分别作为主动件和从动件，而使另一个固定不动或转速为某一定值时，整个轮系即以一定的传动比传递动力。一、行星齿轮机构与工作原理(1)各种行星齿轮机构传动比的计算原理

在单排行星齿轮机构中，行星齿轮只起惰轮的作用。

单排行星齿轮机构的传动比取决于太阳轮齿数z1和齿圈齿数z2，与行星齿轮的齿数无关。

根据分析推导得出，单排行星齿轮的运动特性方程为n1+αn2-(1+α)n3=0式中，n1为太阳轮转速;n2为齿圈转速;n3为行星架转速;α为z2/z1，z2为齿圈齿数，z1为太阳轮齿数。一、行星齿轮机构与工作原理

一、行星齿轮机构与工作原理

一、行星齿轮机构与工作原理

一、行星齿轮机构与工作原理

一、行星齿轮机构与工作原理5)若3个基本元件都没有被固定，各个基本元件都可以自由转动，则此时该机构具有两个自由度，因此不论以哪两个基本元件为输入件、输出件，都不能获得动力传递，即此时该机构失去传动作用而处于空档状态。一、行星齿轮机构与工作原理6)若将任意两个基本元件互相连接起来，则由行星排的运动方程可知，第三个基本元件的转速必与前两个基本元件的转速相同，即3个基本元件将以同样的转速一同旋转。

此时不论以哪两个基本元件为输入件、输出件，其传动比都是1，相当于直接档。一、行星齿轮机构与工作原理5-3行星齿轮工作原理

行星齿轮机构的工作情况

状态档位固定部件输入部件输出部件旋转方向1降速档齿圈太阳轮行星架相同方向2超速档齿圈行星架太阳轮相同方向3降速档太阳轮齿圈行星架相同方向4超速档太阳轮行星架齿圈相同方向5倒档位（降速）行星架太阳轮齿圈相反方向6倒档位（超速）行星架齿圈太阳轮相反方向7直接档没有任意两个第三元件同向同速8空档位没有不定不定不转动

多行星排齿轮机构：

仅靠单排行星齿轮机构是不能满足汽车在不同运行工况下对传动比的要求的，用于汽车自动变速器的行星齿轮机构通常是由2~3个单排行星齿轮机构组成的，通常可以有3~4个不同传动比的前进档和1个倒档。当所有的基本元件都没有被固定时，即可得到空档。

只要该机构经约束后的自由度为1，其传动比都可以通过解由各个单排行星齿轮机构的运动特性方程组成的联立方程组来得到。一、行星齿轮机构与工作原理两个以上的行星排进行组合，选取不同的基本元件作为输入或输出，以及采取执行元件不同的工作方式，可得到不同类型的行星齿轮变速器。

但考虑到效率的高低、行星齿轮的复杂程度，真正能用于汽车自动变速器的行星齿轮变速器就不多了。

目前常用于轿车自动变速器的两种行星齿轮变速器有:

辛普森(Simpon)式行星齿轮变速器；

拉维奈尔赫(Ravigneaux)式行星齿轮变速器。

一、行星齿轮机构与工作原理辛普森式行星齿轮变速器从20世纪70年代开始，被通用、福特、克莱斯勒、丰田、日产等多家公司应用于汽车自动变速器上。二、辛普森式行星齿轮变速器1.结构组成：辛普森行星齿轮机构及相应的换档执行元件

辛普森行星齿轮机构：

共用一个太阳轮的两组行星齿轮、两个行星架和两个内齿圈，

四个独立元件：前排齿圈、前、后太阳轮组件、后排行星架、前行星架和后齿圈二、辛普森式行星齿轮变速器辛普森行星轮系1—前齿圈2—前、后太阳轮组件3—前行星齿轮4—后排行星齿轮5—后排行星架6—前行星架和后齿圈组件

二、辛普森式行星齿轮变速器1—输入轴2—Ⅰ号离合器3—Ⅰ号制动器4、10—公共太阳轮5—后排行星齿轮架6—Ⅱ号制动器7—单向离合器8—输出轴停车齿轮9—后排内齿圈11—前排内齿圈12—前排行星齿轮架13—Ⅱ号离合器辛普森行星齿轮变速器的结构简图单向离合器F1与制动器B2并联，F1的作用是单向锁定后排行星齿轮架。用F1锁定后排行星齿轮架与制动器B2锁定后排行星齿轮架的区别在于F1是单向锁定。

此时自动变速器只能由输入轴带动输出轴转动，当底盘转速高于发动机转速时，自动变速器的输出轴与输入轴自动分离，这样发动机对车轮不产生制动作用。用B2锁定后排行星齿轮架时，发动机可以起到1档制动作用。因此，当自动变速器变速杆置于前进档D档时(即D1)，1档没有制动效果。当变速杆置于1档时(即11)，就有制动效果了。停车锁P是在变速杆置于停车档P档时，锁定输出轴，起到停车制动器的作用。档位C1C2B1B2F1P停车档P

●倒档R●

●

空档N

前进档D1

●

●

D2

●●

D3●●

2档

●●

1档12

●●

11

●

●

注:●为接合、制动或锁止。各档位时离合器和制动器的工作情况2.工作原理(1)空档N空档时所有执行元件均不动作，输入轴空转。(2)停车档P档位处于停车档时，停车锁与输出轴上停车齿轮锁合，输出轴被固定，其他执行元件不动作，输入轴空转。二、辛普森式行星齿轮变速器(3)1档1档有两种状况：

一种是变速杆处在前进档D位置时的1档D1;

另一种是变速杆在1档位置时的1档11。

这两种状况的不同点仅在于后排行星齿轮架由哪个执行元件来锁定。

由单向离合器F1锁定时为D1，此时动力只能单向传输，即由输入轴传向输出轴。二、辛普森式行星齿轮变速器

二、辛普森式行星齿轮变速器

二、辛普森式行星齿轮变速器(5)3档3档时离合器C1、C2都接合，输入轴与前排内齿圈和公共太阳轮连接在一起，前排行星齿轮组形成直接档传递动力。3档的传动比为:i3=1二、辛普森式行星齿轮变速器(6)倒档倒档时离合器C1接合，输入轴连接在公共太阳轮上，制动器B2动作，后排行星齿轮架被锁定。

动力由输入轴通过公共太阳轮、后排行星齿轮、后排内齿圈传递到输出轴。倒档的传动比为:iR=-α

二、辛普森式行星齿轮变速器拉维奈尔赫式行星齿轮变速器采用的是拉维奈尔赫式行星齿轮机构。

三、拉维奈尔赫式行星齿轮变速器结构：一大一小两个太阳轮、三个长行星齿轮、三个短行星组成，两组行星齿轮共用一个行星架和一个齿圈。

2个行星排共用一个齿圈和一个行星架，因此它只有4个独立元件，即前太阳轮、后太阳轮、公共行星架和公共内齿圈。三、拉维奈尔赫式行星齿轮变速器特点：

结构简单、尺寸小、传动比变化范围大、灵活多变，

可以组成有3个前进档或4个前进档的齿轮变速器。

自20世纪70年代开始，它应用于许多轿车自动变速器，特别是前轮驱动式轿车的自动变速器，如奥迪、大众、福特、马自达等车型的自动变速器。三、拉维奈尔赫式行星齿轮变速器1.三档拉维奈尔赫式行星齿轮变速器的结构在三档拉维奈尔赫式行星齿轮机构中设置有7个换档元件(3个离合器、2个制动器

和2个单向超越离合器)，可使其成为一个具有3个前进档和1个倒档的3档行星齿轮变速器。

采用这种变速器的有福特汽车公司生产的FORDFMX自动变速器等。三、拉维奈尔赫式行星齿轮变速器拉维奈尔赫式3档行星齿轮变速器1—输入轴2—离合器C2

3—制动器B1

4—单向离合器F1

5—制动器B2

6—长行星齿轮7—短行星齿轮8—公共行星架9—输出轴10—公共内齿圈11—后太阳轮12—前太阳轮13—单向离合器F2

14—离合器C3

15—离合器C1前行星排：前太阳轮、长行星齿轮、行星架和齿圈组成一个单行星齿轮式行星排

后排行星排：后太阳轮、短行星齿轮、长行星齿轮、行星架和齿圈组成一个双行星齿轮式行星排。三、拉维奈尔赫式行星齿轮变速器在7个换档执行元件中：离合器C1与单向离合器F2用于联接输入轴和后太阳轮;离合器C3单独联接输入轴和后太阳轮;离合器C2用于联接输入轴和前太阳轮;制动器B1用于固定前排太阳轮;制动器B2用于固定公共行星架;单向离合器F1逆时针方向对公共行星架有锁止作用，并只在1档工作;单向离合器F2逆时针方向锁止，动力只能单向传递。2.三档拉维奈尔赫式行星齿轮变速器的工作原理

各档位离合器和制动器的工作情况

注:●为接合、制动或锁止。三、拉维奈尔赫式行星齿轮变速器操纵手柄位置档位换档执行元件C1C2C3B1B2F1F2DD1档●

●●D2档●

●

●D3档●●

●R倒档

●

●

S、L或2、11档

●

●

2档

●●

(1)空档空档时所有执行元件均不工作，输入轴空转。三、拉维奈尔赫式行星齿轮变速器(2)D1档D1档时，离合器C1接合，单向离合器F1、F2工作，输入轴经离合器C1和单向离合器F2与后排太阳轮连接，使后太阳轮朝顺时针方向传动，并通过短行星齿轮和长行星齿轮带动公共内齿圈顺时针方向旋转。三、拉维奈尔赫式行星齿轮变速器长行星齿轮在带动公共内齿圈朝顺时针方向转动时，对公共行星齿轮架产生一个逆时针方向的力矩，而公共行星架在单向离合器F1逆时针方向的锁止作用下锁定不动，从而使发动机动力经输入轴、后排太阳轮、短行星齿轮、长行星齿轮传给公共内齿圈和输出轴。三、拉维奈尔赫式行星齿轮变速器

三、拉维奈尔赫式行星齿轮变速器(3)1档1档时，离合器C3接合，制动器B2工作，动力可以双向传递，因而发动机可以对车轮产生制动效能，

1档的传动比同D1档的传动比。三、拉维奈尔赫式行星齿轮变速器(4)D2档D2档时，离合器C1、单向离合器F2和制动器B1一起工作。发动机动力经输入轴和离合器C1、单向离合器F2传至后太阳轮，使后太阳轮朝顺时针方向转动，并通过短行星齿轮带动长行星齿轮朝顺时针方向转动。三、拉维奈尔赫式行星齿轮变速器

三、拉维奈尔赫式行星齿轮变速器(5)2档2档时，离合器C3接合、制动器B1动作。

动力可以双向传递，

2档的传动比同D2档的传动比。三、拉维奈尔赫式行星齿轮变速器(6)D3档D3档时，离合器C1和C2同时接合，单向离合器F2工作，使输入轴同时和前、后太阳轮连接。

由于前、后太阳轮成为一个整体，两者以相同的转速随输入轴传动，因此短行星齿轮和长行星齿轮不能自转，只能同前、后太阳轮一起作公转。三、拉维奈尔赫式行星齿轮变速器同时带动公共行星架以相同的转速随前、后太阳轮转动，从而导致公共内齿圈及前、后太阳轮等所有元件作为一个整体一同转动。

发动机动力由前、后排太阳轮经后排行星齿轮传至公共内齿圈，此时传动比等于1，因此3档是直接档。三、拉维奈尔赫式行星齿轮变速器D1档、D2档和D3档时，F2都参加了工作，而F2是单向离合器，起的作用就是单向锁定，所以自动变速器在这三个档位工作时，只能由输入轴带动输出轴转动，即当底盘转速高于发动机转速时，自动变速器的输出轴与输入轴自动分离，这样发动机对车轮不产生制动作用。三、拉维奈尔赫式行星齿轮变速器(7)倒档倒档时，离合器C2接合，使输入轴同前太阳轮连接，同时制动器B2产生制动，将公共行星架锁定。发动机动力经输入轴传给前太阳轮，使前太阳轮朝顺时针方向转动，并带动长行星齿轮朝逆时针方向转动。

三、拉维奈尔赫式行星齿轮变速器

三、拉维奈尔赫式行星齿轮变速器自动变速器换档执行机构与普通手动变速器换挡执行元件不同，自动变速器的离合器、制动器、单向离合器代替了普通手动变速器中的同步器，而且完全由电液系统实现自动控制。四、自动变速器换档执行元件1.离合器(1)离合器的作用离合器有两个作用:1)连接作用。将行星齿轮机构中某一元件与输入部分相连，使该元件成为主动元件。2)连锁作用。将行星齿轮机构中任意二元件连锁为一体，使三个元件具有相同的转速。这时行星齿轮机构作为一个整体，实现直接传动。四、自动变速器换档执行元件(2)离合器的组成离合器由摩擦片、压板、活塞、离合器鼓和缸体、密封圈、碟形弹簧和挡圈组成。四、自动变速器换档执行元件(3)离合器的工作原理离合器在工作时分两个过程:1)接合过程。

当需要某一离合器接合工作时，自动变速器液压控制系统将液压油通过离合器鼓的进油道送到活塞后方，给活塞施以压力，同时压力油将止回阀关闭，活塞受力后克服回位弹簧的弹力，逐渐将压板与摩擦片压紧产生摩擦力。

离合器的接合过程要求平稳、柔和。四、自动变速器换档执行元件2)分离过程。

当离合器分离时，缸体内主要油压由原油道泄出，同时止回阀打开，

帮助泄出残余油液，活塞在回位弹簧的作用下迅速回位，离合器摩擦片与压板分离。

离合器的分离过程要求迅速、彻底。四、自动变速器换档执行元件5-4离合器的工作原理2.制动器(1)制动器的作用作用：将行星齿轮机构中某一元件与变速器壳相连，使该元件受约束而固定。

制动器有盘式制动器和带式制动器。

盘式制动器连接运动元件与变速器壳体，而离合器连接的是两个运动件。四、自动变速器换档执行元件(2)带式制动器的组成和工作原理主要组成部件：

制动带、液压缸和推杆等，制动鼓通常就是离合器的外壳。

当压力油从活塞右端进入时，作用在活塞上的油压克服弹簧力及活塞左端的残余油压，活塞被推向左端，通过推杆使制动带抱紧离合器的外壳，起制动作用。

当需要解除制动时，压力油从活塞左端进入，而活塞的右端卸压，活塞在油压和弹簧力作用下迅速右移，制动带释放。四、自动变速器换档执行元件1—变速器壳体2—制动带3—制动鼓4—回位弹簧5—活塞6—液压缸施压腔7—液压缸端盖8—液压缸释放腔9—推杆10—调整螺钉

带式制动器3.单向离合器(1)单向离合器的作用和种类限制一些运动元件只能作单方向的转动，

限制两个元件在某一方向自由转动，在相反的方向相互制约。

分类：滚柱式、楔块式。四、自动变速器换档执行元件(2)滚柱式单向离合器的组成和工作原理外圈、内圈、弹簧和滚柱。外圈内表面制有若干偏心的弧形滚道。由光滑的内圈和外圈构成的滚子滚道宽度不均匀。在弹簧的作用下，滚子处于滚道的小端。若外圈固定，则内圈能沿顺时针方向旋转，带动滚子压缩弹簧，使滚子进入滚道大端。反之，若内圈沿逆时针方向转动，滚子被带回滚道小端，内圈卡住不能转动，单向离合器锁止。同理，若内圈固定则外圈逆时针转动时自由，顺时针转动时锁止。(3)楔块式单向离合器的组成和工作原理楔块、内圈和外圈单向离合器内外圈之间所形成的滚道宽度均匀，其间设有若干沿圆周均匀布置的楔块。楔块的两端呈圆弧形，其弯曲方向互相偏置不对称。楔块的长度大于滚道的宽度，楔块之间由保持弹簧牵制，保持弹簧有稳定楔块工作位置的作用。单向离合器的内圈与固定件连接，外圈与旋转件连接并可与旋转件一同转动。

当单向离合器的外圈逆时针方向转动时，在内圈不动的情况下，外圈将推动楔块的顶端。

因C<B，故楔块倾倒，外圈可以转动。四、自动变速器换档执行元件自由状态1—楔块2—外圈3—内圈4—保持弹簧当单向离合器的外圈顺时针方向转动时，在内圈固定不动的情况下，摩擦力将促使楔块保持直立。

因A>B，故楔块阻止外圈，使其不能转动。四、自动变速器换档执行元件锁止状态概述液力变矩器

行星齿轮机构

自动变速器的控制系统

自动变速器的拆装

自动变速器的使用与故障检修123456第五章自动变速器组成：动力源、执行机构和控制机构

前两部分均为液压式

整个操纵系统：液控液压式、电控液压式和电子控制式。

第四节自动变速器的控制系统一、液控液压式控制系统1.液压控制系统的组成(1)供油系统油泵、滤油器、油底壳、工作液、冷却器和单向阀(2)执行机构换档离合器和制动器一、液控液压式控制系统(3)控制机构主油路系统、换档信号系统、换档阀系统、缓冲安全系统和滤清冷却系统。一、液控液压式控制系统主油路系统：主油路调压阀换档信号系统：节气门阀和调速阀换档阀系统：换档阀、手控制阀、强制低档阀;缓冲安全系统：缓冲阀、低档限流阀、单向阀;滤清系统：冷却器和滤清器2.各组成部分的构造与原理(1)液压油泵作用：

向控制机构、执行机构供应液压油，实现换档；

向液力变矩器供应工作油，

向行星齿轮机构供应润滑油。一、液控液压式控制系统油泵的使用条件是:

常用压力0.5~1MPa，

最大使用压力1.5~2MPa，

转速为1000r/min时排量约为10~15L/min，

使用转速约为500~6000r/min。

该油泵为小型泵，

适合于较高转速而易于制造的定量齿轮泵。一、液控液压式控制系统变量叶片泵1—泵壳2—反馈油道3—销轴4—出油口5—泄油口6—回位弹簧7—滤网8—进油口9—叶片10—转子11—定子

一、液控液压式控制系统内啮合式齿轮泵1—月牙形隔板2—内齿轮3—小齿轮

4—压油腔

5—出油腔

6—吸油路

7—进油路

一、液控液压式控制系统摆线转子泵1—驱动轴

2—内转子

3—外转子

4—泵壳

5—进油腔6—出油腔

e—偏心距

一、液控液压式控制系统(2)调速阀作用：

产生与车速成正比的油压，与节气门阀产生的油压共同控制换档，实现自动换档。

安装：

变速器的输出轴上，利用节流原理，产生速控油压(即车速信号)。

作用原理：

利用随转速变化的离心力来代替滑阀的弹簧力，来获得与输出轴的转速相对应的节流压力。一、液控液压式控制系统双级式调速器：

包含有两个重块，利用大小两个重块离心力的不同，使油压变化有一个转折点，以提高其在低车速时的换档性能。一、液控液压式控制系统1—泄油口2—离心锤Ⅱ3—离心锤Ⅰ4—挡块一、液控液压式控制系统双级调速阀的工作原理：在回转轴的一侧布置滑阀，而另一侧用杆将两者连接起来。最初离心锤Ⅰ和离心锤Ⅱ一起动作，转速升高到离心锤Ⅰ碰上挡块之前为低速段，仅离心锤Ⅱ起作用时为高速段。(3)节气门阀利用节流原理，

获得与节气门开度成正比的油压pz，与速控油压pv一起共同控制换档阀，实现自动换档。一、液控液压式控制系统机械式节气门阀:

用钢丝将加速踏板和节气门阀机械地连接在一起。

当踩下加速踏板时，通过钢丝带动凸轮转动，推动弹簧座移动，增减弹簧力。一、液控液压式控制系统机械式节气门阀的工作原理

1—凸轮2—弹簧座3—弹簧4—滑阀5—阀体6—膜片7—波纹筒

8—调压钉a—进油孔b—排油孔c—旁孔

一、液控液压式控制系统一、液控液压式控制系统当手控阀在N档时，节气门阀与主油路不通，滑阀在弹簧的作用下处于最右端位置。当手控制阀在D档时，主油路压力油经通道a和滑阀的中心油道进入节气门阀右腔，因滑阀左右端的面积差，使滑阀压缩弹簧而向左移动。滑阀右端受油压pz作用，左面受弹簧力F作用。在某一节气门开度时，其关系如下:当pz=F时，滑阀处于平衡保位状态。当pz<F时，滑阀右移，pz增大，直至新的平衡。当pz>F时，滑阀左移，pz减小，直至新的平衡。一、液控液压式控制系统节气门开度加大，则弹簧力F加大，输出的油压pz也随之增大直至与之平衡而处于保位状态。

这是由于输出油压的高低取决于进、排油口a、b的通道面积，而通道面积由滑阀的位置来决定。

同调速阀一样，还是利用弹簧力与输出油压的对立统一，不断使滑阀处于平衡保位状态。一、液控液压式控制系统真空式的节气门阀：

为了更确切地由发动机工况和车速控制换档时刻

有的汽车上利用发动机进气管的真空度来操纵节气门阀。

一、液控液压式控制系统真空式节气门阀的工作原理1—凸轮2—弹簧座3—弹簧4—滑阀5—阀体6—膜片7—波纹筒

8—调压钉a—进油孔b—排油孔c—旁孔

一、液控液压式控制系统膜片1左侧为负压室，右室通大气，借助于拉杆与滑阀相连，利用进气管的真空度Δpx来操纵滑阀。

Δpx的大小使波纹筒的长度发生变化，滑阀产生位移，开闭进、排油口，从而产生随节气门开度变化而变化的节气门控制油压。

一、液控液压式控制系统(4)手控制阀用钢丝等直接与驾驶室内的变速杆相连。

根据其控制的油路数量：两柱式和三柱式

一、液控液压式控制系统两速式：两柱式手控制阀，通过人工使滑阀左、右位移(推、拉)，并有定位件来保证，以实现油路的转换。一、液控液压式控制系统手控制阀的作用是:1)连通自动换档阀和执行元件(离合器和制动器)，根据驾驶员的意图使滑阀位移，改变控制系统的油路和油压(换档阀内和主油路)或直接将油压送入执行元件(如R档制动器)，实现前进档D、倒档R、空档N、最低档L的油路转换。2)在其一端设有总排油口L，通过它排掉管路中不使用的压力油(两速式以上的还包括换档阀内的压力油)。一、液控液压式控制系统(5)换档阀即自动式滑阀，

多利用液压和弹簧式，即利用滑阀两端液压的升降和弹簧力抗衡，不平衡就位移，平衡就保位的原理。一、液控液压式控制系统滑阀的左端为节气门阀的油压pz，右端为速控阀的油压pv，附加弹簧力F加在pz端，这是滑阀双向位移控制的规律。一、液控液压式控制系统平衡式为:pz+F>pv，滑阀右移，用于低档、坏路的情况下。pz+F<pv，滑阀左移，用于高档、好路的情况下。pz+F=pv，滑阀处于平衡保位状态，汽车等速行驶。一、液控液压式控制系统平衡式中附加弹簧力F，使两端的压力差显著加大，

好处:

1)车速低时，在阻力无常时，可阻止频繁的换档，以保持稳定的车速。2)升档点与降档点所对应的车速不一样，降档的车速低，升档的车速高，此即所谓“迟滞值”。避免频繁换档，减轻了离合器和制动器的打滑和磨损。一、液控液压式控制系统3)滑阀的左端，如果再加上一个“附加油压”，能更快地破坏它的平衡状态，使得滑阀快速的右移，换入低速档(如强制低档和L档的转换和保位)，这是自动变速器换档性能的必备条件。一、液控液压式控制系统离合器和制动器的油路转换，存在着充油和排油的过程。

实际的换档阀都必须采用加隔墙的三柱式滑阀，才能实现充油和排油的完整过程一、液控液压式控制系统一、液控液压式控制系统换档阀在节气门阀油压pz和速控阀油压pv共同控制下，自动产生位移，实现离合器和制动器的油路转换(充油和排油)。

两速式自动变速器需用一个换档阀实现高档与低档的转换，四速式自动变速器需用三个换档阀，即:Ⅰ←→Ⅱ，Ⅱ←→Ⅲ，Ⅲ←→Ⅳ一、液控液压式控制系统(6)强制低档阀(Power阀)强制低档阀也是一个油路转换阀，通过它改变换档阀中的控制油压(pz)，快速换入低速档，及时增大牵引力，改善使用性能，在短暂时间内能起强烈的加速作用。一、液控液压式控制系统该阀的控制方式有两种形式:机械式、电磁式。

都是利用加速踏板(或Power按钮)来控制一条pH油路，对阀的pz端施加一附加油压，强制使换档阀右移，换入低速档。一、液控液压式控制系统(7)主油路调压阀作用：利用弹簧与滑阀的配合，使主油路的油压稳定，并控制在一定的范围内。主油路油压PH是控制系统最基本、最重要的压力源，其压力的大小取决于弹簧的预紧力，可在体外进行调节，也可拆下油底壳进行调节(因机型而异)。一、液控液压式控制系统滑阀多采用阶梯式。

可用来接受多路油压的变化，使主油路油压调节得更灵敏、及时、合理，以满足各工况需要。一、液控液压式控制系统一、液控液压式控制系统工作原理:因为B面大于A面，产生下压力F1，F2为弹簧力。

当F1<F2时，排油孔关，不泄油;

当F1>F2时，排油孔开，泄油。

保证了油压的稳定。一、液控液压式控制系统在滑阀的上下两端通过手控制阀可分别施加两个独立的外来油压。当外力暂时升高或降低时，可用来调节主油路油压的高低，以满足工况的要求。如:当加上外压力D时，主油路油压下降，即手控制阀挂入D档。当加上外压力R时，主油路油压升高，即手控制阀挂入R档。一、液控液压式控制系统一、液控液压式控制系统控制阀还包括：锁止信号阀及锁止继动阀，用于控制液力变矩器中的锁止离合器;缓冲阀和低档限流阀，用以控制直接档离合器的接合和分离以及低档制动器的箍紧、放松的速度，以保证换档平顺，从而防止在换档过程中车速发生突然变化而影响汽车的舒适性;单向阀和节流孔，用以保证换档的可靠性和平顺性。3.自动变速器自动换档过程分析(1)自动变速器的档位选档手柄的位置只是表明前进档还是倒车档，不等于档位的多少。

轿车的前进档多为3~5个传动比。

一、液控液压式控制系统手柄的位置分为:

P、R、N、D、S、L

P、R、N、D、2、L

P、R、N、D、L一、液控液压式控制系统P档——驻车档，机械锁止输出端，停车用，发动机可以起动和运转。R档——倒车档，汽车倒车时选用。N档——空档，发动机起动时选用。D档——前进档，一般在汽车前进时选用。L档——低速档，锁止在最低档D1上，多用于坏路、上坡、下坡制动，不能升降档位。S档——经济档，锁止在D2档上不能升降。2档——2速档，只能在Ⅰ、Ⅱ档间升降。O/D档——超速档，单独用电磁阀来控制。一、液控液压式控制系统(2)换档过程工作原理分析1)手柄在N位时，离合器与制动器油缸中的油液均与排油口相通，控制油路中无油压，通往R档的油路被切断。2)手柄在R位时，主油路油压pH直接经手控制阀进入倒档油缸，不经过自动换档阀。一、液控液压式控制系统3)手柄在D位时，无速控油压pv，自动换档阀必然在1档位置，控制油路中的直接档离合器排油分离，低档制动器充油而制动，形成1档。①当汽车起步车速不高时，速控油压pv低，节气门油压pz高，则pz+F>pv，换档阀维持在1档位置。一、液控液压式控制系统②当车速进一步增高时，速控油压pv加大，pz+F<pv时，换档阀左移，低档制动器油缸排油，直接档离合器充油，换入直接档(高速档)。

如果行驶中，阻力加大，车速下降，pz+F>pv时，换档阀右移，直接档离合器排油，低档制动器油缸充油，又自动换入低速档。一、液控液压式控制系统③强制性换入低速档时，当以直接档行驶时，由于道路阻力的影响，车速较低(一般低于70~80km/h)时，可将加速踏板踩到底，在极短的时间内，强制换入低速档，使牵引力增加，以提高车速或满足短时间内超越障碍的需要。一、液控液压式控制系统此时，强制低档阀使主油路的油压pH附加在pz端，即pz+F+p附>pv，而换入低速档(由于油路中有节流孔，使p附<pH。当由于牵引力的加大，车速再度提高时，速控油压升高，可开一点节气门踏板，取消附加油压，当pz+F<pv时，又自动升入高速档。一、液控液压式控制系统4)L档实际为1档的锁止档，它接通了主油路通住换档阀pz端的油道，此时换档阀左端的油压又加了一个pL，使得pz+F+pL>pv，失去了升档的能力(附加油压是经单向阀和节流孔进入pz端的，所以pL<pH)。

这个关系是不能改变的，这也是将弹簧力F加在pz端的原因之一。

如手控阀再回到D档，附加油压pL消失，又能自动升降换档。一、液控液压式控制系统对最低档的锁止有两个理由:

其一是能防止上长坡时“循环跳档”。指在D档位置时，坡道阻力加大，车速即降低，速控油压pv减小，自动换入1档。当牵引力加大，车速升高时，又自动换入2档。

会加大离合器和制动器的磨损。一、液控液压式控制系统其二是下长坡时，多利用发动机制动，以减小行车制动器的磨损。只有锁在低速档时，才能有好的制动效果。

否则，因节气门已关闭，pz极小，但pv极高，自动换档阀不可能保持在低速档上。一、液控液压式控制系统5)四速式自动变速器的第四档为“超速档”，对于带有超速档的自动变速器，换档的动作需要用专门的电磁阀和单独的O/D档开关来控制。

一、液控液压式控制系统一、液控液压式控制系统工作原理:

当油温在70°C以上时，电磁阀才能接通，开启后排掉第三档换档阀左端的锁止油压，超速档的速控油压pv才能使换档阀位移，换入超速档。

此时直接档离合器排油，超速档制动器充油。一、液控液压式控制系统O/D档开关一般设在手柄上或其附近。

超速档的使用时机是有条件的，一般是在好路、手柄在D档、节气门开度在85%以上、车速在60km/h以上时使用。

使用超速档会使发动机磨损减小、油耗降低。一、液控液压式控制系统5-5自动变速器液压控制系统视频传统的液力变速器的自动控制：

利用机械式节气门阀产生的油压和离心式速控阀产生的油压的升降和弹簧力抗衡，不平衡就位移，平衡就保位的原理来实现自动换档的。二、电控自动变速器的控制系统电控自动变速器(EAT)一般采用电控液压控制方式，是利用传感器、控制器(ECU)及电磁阀等先进手段完成换档任务的。电子控制系统是由电子控制单元(ECU)、传感器、控制开关和执行器等组成的。二、电控自动变速器的控制系统电子控制系统的组成1—发动机电控单元2—档位开关

3—液压油温度传感器4—车速传感器

5—输入轴转速传感器

6—电磁阀

7—档位指示灯

8—模式开关

9—节气门位置传感器10—故障检测插座11—发动机转速传感器12—电子控制单元(ECU)1.信号的产生信号是信息转换装置产生的，

信息转换装置主要包括各种传感器，

作用是感测对变速产生影响的汽车、发动机在不同工况下的各种相关信息，并将得到的信息转换为计算机能够接受的电信号，为计算机工作提供可靠、真实的信息。输入信息是控制系统工作的关键，这些信息包括:

节气门开度、汽车行驶速度、发动机冷却液温度、发动机转速、变速器油温、档位、进气管真空度、制动、加速等。

自动变速器常用的传感器是节气门位置传感器、车速传感器及液压油温传感器和一些开关信号等。(1)节气门位置传感器节气门位置传感器可将测得的节气门开度变化转换成电信号输入给ECU，以作为控制自动变速器换档的依据。节气门位置传感器的类型较多，装有自动变速器的汽车发动机的节气门传感器通常是

采用线性可变电阻型的传感器。

线性可变电阻型传感器是由一个线性电位计和一个怠速开关组成的节气门轴转动时，使两个滑动触点1和2改变位置。节气门关闭时，怠速开关接通;节气门开启时，怠速开关断开。节气门(滑动触点2)处于不同位置时，电位计具有不同的电阻。因此，节气门开度的变化被转换成电阻或电压信号输送给ECU。ECU根据不同行驶条件，按照设定的换档程序对这些信号进行处理，判断是否发出进行换档的指令。(2)车速传感器安装在自动变速器输出轴附近，

测量输出轴转速，

电磁感应式a)车速传感器的安装位置b)工作原理示意图1—输出轴2—停车锁止齿轮3—感应线圈4—永久磁铁5—车速传感器6—电子控制单元(ECU)车速传感器由永久磁铁4和感应线圈3组成，安装在变速器的壳体上，且与安装在变速器输出轴1上的停车锁止齿轮2(或感应转子)相对。当输出轴转动时，停车锁止齿轮2切割感应线圈的磁力线，使磁通量发生变化，从而产生交流感应电压。车速越高，输出轴的转速也越高，感应电压的脉冲频率也越大。ECU根据感应电压脉冲频率的大小可计算出车速。(3)液压油温度传感器液压油温度传感器是一个具有负温度系数的可变电阻。

当液压油温度变化时，电阻发生变化，产生的电信号发生变化，电子控制单元根据变化的电信号可测出液压油的温度。液压油温度传感器a)安装位置b)电阻变化曲线图1—阀板2—液压油温度传感器(4)控制开关控制开关包括:1)空档起动开关。

用以保证只有变速手柄位于“P”或“N”档位置时发动机才能起动，防止发动机在驱动档位时起动。

是一个与变速手柄连接的电器开关，当变速手柄置于不同档位时，空档起动开关便接通相关电路，ECU便根据接通电路的信号，控制变速器进行自动换档。2)自动跳合(又称降档)开关。

用来检测加速踏板踩下是否超过节气门全开位置。当节气门全开位置时，自动跳合开关便接通，并将电信号输送给电控单元(ECU)。

ECU按设定的换档程序控制换档，并使变速器自动降低一档，以提高汽车的加速性能。3)制动灯开关。

用来判断汽车是否实施制动。

一旦踩下制动踏板，制动灯电路接通，同时将信号输给ECU，使ECU解除锁止离合器的接合，防止突然制动时发动机熄火。4)超速档开关。

当超速档开关打开后，超速档控制电路被接通，此时若变速操纵手柄位于“D”档位时，自动变速器可随着车速的升高而升档，直到升入最高档(即超速档)。

若关闭此开关后，超速档控制电路被切断，仪表盘上的“O/DOFF”指示灯发亮，此时随着车速的升高而升档时，自动变速器最高只能升入超速档的前一位，而不能升入超速档。5)模式开关。

模式开关可以用来选择自动变速器的控制模式，以满足汽车在各种行驶条件下的使用要求。

控制模式主要是指自动变速器的换档规律，它一般有经济模式、动力(功率)模式和正常(标准)模式。以汽车获得最佳燃油经济性为目标来设计自动变速器换档规律的控制模式，称为经济模式。以汽车获得最高动力性为目标来设计自动变速器换档规律的控制模式，称为动力模式。设计的换档规律介于经济模式和动力模式之间的控制模式，称为正常模式。5)模式开关。

用来选择自动变速器的控制模式，以满足汽车在各种行驶条件下的使用要求。

控制模式主要是指自动变速器的换档规律，它一般有：

经济模式、动力(功率)模式和正常(标准)模式。以汽车获得最佳燃油经济性为目标来设计自动变速器换档规律的控制模式，称为经济模式。以汽车获得最高动力性为目标来设计自动变速器换档规律的控制模式，称为动力模式。设计的换档规律介于经济模式和动力模式之间的控制模式，称为正常模式。一般汽车的自动变速器常采用经济模式和正常模式。

在设计时常将汽车的某些档位(如3、4档)的换档点的车速设计成动力模式大于正常模式。这样，可以充分发挥汽车的动力性能，有利于超车。

例如，丰田A341型自动变速器在节气门全开，按正常模式运行时，在车速达到163~173km/h时，即可从3档升入4档。也就是说，按动力模式运行的汽车自动变速器在达到正常模式的换档车速时暂不升档，而仍以原来的低档位运行，此时汽车能获得比较大的驱动力。

而后在此基础上，再提高车速(提高发动机转速)，自动变速器才能从3档升到4档，有利于超车。如果所遇行驶阻力变大使车速降低时，采用动力模式运行的汽车自动变速器在较高车速时就降到低档。

例如丰田A341型自动变速器在节气门全开时，以动力模式运行的自动变速器在车速为156~166km/h时，就从4档降到3档，而按正常模式运行时，其车速为118~127km/h时，才从4档降到3档。

这样使汽车获得较大的驱动力，有利于汽车维持较高的速度行驶。一般来讲，在山区行驶或拖挂时，自动变速器采用动力模式运行比较有利，而在其他情况下采用正常模式或经济模式有利于汽车的燃油经济性。2.信号的处理电子控制单元(ECU)根据传感器传来的电信号(车速和发动机负荷等参数转变的电信号)，按照设定的换档程序对这些信号进行比较计算，作出是否需要换档的判断。

当需要换档时通过电磁阀操纵液压的换档阀去控制执行装置(换档离合器和换档制动器等)的油路，实现换档。3.指令的执行执行器接到电子控制单元的指令后，会按照换档程序中的要求执行换档任务。执行器是指电子控制系统中的各种电磁阀。常用的电磁阀有开关电磁阀和脉冲线性式电磁阀两种。(1)开关式电磁阀

用来控制换档阀和变矩器锁止离合器油路的开启或关闭。