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自动变速器检修论文

第1章：

绪论

1.1汽车自动变速器的发展历程

汽车自动变速器随着车辆技术及相关技术的发展而产生，纵观汽车自动变速器的发展历史，大体可以分为四个阶段：

自动变速器前期、液力自动变速阶段、电控自动变速阶段和智能变速阶段。

1.1.1自动变速器前期

1904年出现了离合器制动器等摩擦元件操纵变速的行星齿轮机构，该机构首先应用于英国WilsonPicher汽车上。

1907年福特汽车大量使用行星齿轮变速器，它的出现实现了不切断动力进行的“动力换挡”，并避免了固定轴式变速器中的“同步问题”。

而液力耦合器的出现为自动操纵的实现提供了可能，1938—1941年美国GM和Chrysler公司采用了液力耦合器代替离合器，省去了驾驶时的离合器踏板操作。

随后出现了液力变速器的前身，开始了车速和油门两个参数信号，用液压逻辑油路控制的夜里自动变速器时代。

1.1.2液力自动变速器阶段

该阶段以1939年的通用Oldsmobile车上的Hydromantic开始，以液力自动变速器的普遍应用和迅速推广为特征。

这个阶段的液力自动变速器和行星齿轮变速器组成，控制系统是通过液压系统来实现的，控制信号的产生，主要是通过反映油门开度大小的节气门阀和反映车速高低的速控阀来实现，其控制系统是由若干个复杂的液压阀和油路构成的逻辑控制系统，按照设定的换挡规律，控制换挡执行机构的动作，从而实现自动换挡。

代表性的产品有：

丰田A40系列自动变速器、通用的4T60E、EF\CHPE9等系列产品。

但液压系统的控制精度较低，难以适应车辆行驶状况的变化，无法按使用者愿望实现精确的换挡品质控制。

1.1.3电控自动变速阶段

1969年法国的雷诺R16TA轿车首先使用了电子控制自动变速器，与全液压的区别在于自动换挡的控制装置是由电脑来实现的，但当时电子技术不成熟，应用范围较窄，到20世纪80年代末，电子控制逐步实用化，越来越多的自动变速器采用了电子控制。

自动变速器的控制系统包括电控和液控两部分。

电控系统有电脑，各种传感器、电磁阀及控制电路等组成。

它将控制换挡的参数（如车速和油门开度等）通过传感器传换成电信号输送给电脑，电脑通过处理换挡的信号作用于换挡电磁阀。

从而利用液压换挡执行机构实现自动换挡。

由于电脑能储存和处理多种换挡规律，在改善换挡品质方面有明显的优越性，并且整车的其他控制系统的兼容信号，最终可以实现车辆电子控制系统一体化。

1.1.4智能自动变速阶段

随着车辆技术和自动变速技术的发展，人们不再满足于简单的功能实现，车辆自动变速即将进入智能化阶段，控制策略的不断改进成为车辆自动变速技术的特点。

德国的宝马公司从1992年起，陆续推出了四档和五档自动变速器的自适应控制系统，能够自动识别驾驶员的类型，环境条件和行驶状况，并对换挡规律做出适当调整。

尼桑的E4N71B自动变速器采用模糊推理对高速公路坡道进行识别，采取禁止升档的措施消除循环换挡，三菱新型四档自动变速器，将各种输入信息和驾驶员的换挡通过神经网络建立联系，利用神经网络的学习功能，使车辆能够按照驾驶员的意图自动换挡。

我国利用液力传动始于五十年代，自行研制出了内燃机车和红旗CA770三排座高级轿车的液力传动系统，随后液力传动在我国获得了一定的发展，此外，部分军用车辆上使用了液力自动变速器，但发展速度要落后与发达国家。

表1-1自动变速器的发展状况

时间

发展状况

1939

动力分配型子自动变速器（通用）

1950

装有液力变矩器的3速自动变速器（福特）

1958

交待式无级变速器（CVT）（沃尔沃）

1961

装有业力耦合器的4速自动变速器（奔驰）

1965

前驱动横置行星齿轮4速自动变速器

1969

开发电子控制变速点的自动变速器（雷诺）

1974

大众提亚克赛3速自动变速器（德国大众）

1977

装有超速挡的电子控制4速自动变速器（丰田）

1979

平行轴3速自动变速器（丰田）

1981

双列行星齿轮4速自动变速器（通用）

1982

全档位锁止机构的自动变速器（日产）

1983

带电子控制阻尼减震器锁止机构的自动变速器（通用）

1987

金属带无级变速器（富士重工）

1989

5速自动变速器

1992

电子辅助控制自动变速器

1995

全电子控制自动变速器

图1-1LANDCRUISER自动变速器操纵系统

第2章：

变速器的构造原理

2.1自动变速器的分类

不同车型所装用的自动变速器在型式、结构上往往有很大的差异，常见的分类方法和类型如下：

2.1.1按变速方式分类

汽车自动变速器按变速方式的不同，可分为有级变速器和无级变速器两种

有级变速器是具有有限几个定值传动比（一般有3~5个前进挡和一个倒挡）的变速器。

无级变速器是能使传动比在一定范围内连续变化的变速器，无级变速器目前在汽车上应用较少。

2.1.2按汽车驱动方式分类

自动变速器按照汽车驱动方式的不同，可分为后驱动自动变速器和前驱动自动变速器两种。

这两种自动变速器在结构和布置上有很大的不同。

这两种自动变速器在结构和布置上有很大的不同.后驱动自动变速器的变矩器和齿轮变速器的输入轴及输出轴在同一轴线上,因此轴向尺寸较大;阀板总成则布置在齿轮变速器下方的油底壳内.前驱动自动变速器除了具有与后驱动自动变速器相同的组成部分外,在自动变速器的壳体内还装有差速器.前驱动汽车的发动机有纵置和横置两种.纵置发动机的前驱动自动变器的结构和布置与后驱动自动变速器基本相同,只是在后端增加了一个差速器.横置发动机的前驱动自动变速器出于汽车横向尺寸的限制,要求有较小的轴向尺寸,因此通常将输入轴和输出轴设计成两个轴线的方式,变矩器和齿轮变速器输入轴布置在上方,输出轴则布置在下方.这样的布置减少了变速器总体的轴向尺寸,但增加了变速器的高度,因此常将阀板总成布置在变速器的侧面或上方,以保证汽车有足够的最小离地间隙

后驱动自动变速器的变矩器和齿轮变速器的输入轴及输出轴在同一轴线上，发动机的动力经变矩器、自动变速器、传动轴、后驱动桥的主减速器、差速器和半轴传给左右两个后轮。

这种发动机前置，后轮驱动的布置型式，其发动机和自动变速器都是纵置的，因此轴向尺寸较大，在小型客车上布置比较困难。

后驱动自动变速器的阀板总成一般布置在齿轮变速器下方的油底壳内。

前驱动自动变速器除了具有与后驱动自动变速器相同的组成部分外，在自动变速器的壳体内还装有差速器。

前驱动汽车的发动机有纵置和横置两种。

纵置发动机的前驱动自动变速器的结构和布置与后驱动自动变速器基本相同，只是在后端增加了一个差速器。

横置发动机前驱动自动变速器由于汽车横向尺寸的限制，要求有较小的轴向尺寸，因此通常将输入轴和输出轴设计成两个轴线的方式；变矩器和齿轮变速器输入轴布置在上方，输出轴布置在下方。

这样的布置减少了变速器总体的轴向尺寸，但增加了变速器的高度，因此常将阀板总成布置在变速器的侧面或上方，以保证汽车有足够的最小离地间隙。

图2-1前驱动自动变速器

2.1.3按自动变速器前进挡的挡位数不同分类

自动变速器按前进挡的档位数不同，可分为2个前进挡、3个前进挡、4个前进挡三种。

早期的自动变速器通常为2个前进挡或3个前进挡。

这两种自动变速器都没有超速挡，其最高挡为直接挡。

新型轿车装用的自动变速器基本上都是4个前进挡，即设有超速挡。

这种设计虽然使自动变速器的构造更加复杂，但由于设有超速挡，大大改善了汽车的燃油经济性。

2.1.4按齿轮变速器的类型分类

自动变速器按齿轮变速器的类型不同，可分为普通齿轮式和行星齿轮式两种。

普通齿轮式自动变速器体积较大，最大传动比较小，使用较少。

行星齿轮式自动变速器结构紧凑，能获得较大的传动比，为绝大多数轿车采用。

2.1.5按变矩器的类型分类

轿车自动变速器基本上都是采用结构简单的单级三元件综合式液力变矩器。

这种变矩器又分为有锁止离合器和无锁止离合器两种。

早期的变矩器中没有锁止离合器，在任何工况下都是以液力的方式传递发动机动力，因此传动效率较低。

新型轿车自动变速器大都采用带锁止离合器的变矩器，这样当汽车达到一定车速时，控制系统使锁止离合器结合，液力变矩器输入部分和输出部分连成一体，发动机动力以机械传递的方式直接传入齿轮变速器，从而提高了传动效率，降低了汽车的燃油消耗量。

2.1.6按控制方式分类

自动变速器按控制方式不同，可分为液力控制自动变速器和电子控制自动变速器两种。

液力控制自动变速器是通过机械的手段，将汽车行驶时的车速及节气门开度两个参数转变为液压控制信号；阀板中的各个控制阀根据这些液压控制信号的大小，按照设定的换挡规律，通过控制换挡执行机构动作，实现自动换挡，现在使用较少。

电子控制自动变速器是通过各种传感器，将发动机转速、节气门开度、车速、发动机水温、自动变速器液压油温度等参数转变为电信号，并输入电脑；电脑根据这些电信号，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电脑的电子控制信号转变为液压控制信号，阀板中的各个控制阀根据这些液压控制信号，控制换挡执行机构的动作，从而实现自动换挡。

2.2自动变速器的基本结构组成

2.2.1自动变速器的各个档位的作用和使用方法

P停车挡：

只有在车辆完全停稳时，才可挂入该挡，挂入该挡后，驱动车轮被机械装置锁止而使车轮无法转动。

若想将排挡杆移出该位置，须踏下制动踏板并按下排挡杆手柄上的锁止按钮。

R倒车档：

只有当车辆静止且发动机怠速运转时，才可挂人倒车挡，按下排挡杆手柄按钮，即可将排挡杆移入或移出倒车挡。

在车辆前行时，不要误将排挡杆挂入R挡，特别是在变速器处于应急状态时，千万不能在前行中挂人R挡，那样会使自动变速器严重损坏。

N空挡：

在点火开关打开状态下，车辆静止或车速低于5Km/h时，挂入该挡，排挡杆会被锁止电磁铁锁止。

若想移出该挡，需踏下制动踏板，同时按下手柄按钮，在车速高于5Km/h时，只需按下手柄按钮即可将排挡杆移入或移出N挡。

D驱动档：

一般情况下可选用此挡，在D挡位置，变速器控制单元根据车速及发动机负荷等参数，控制变速器在1-4挡中自由切换。

3坡路档：

在有坡度的路面上行驶时可挂入该挡，此时变速器会在1-3挡中自动换挡，但不会换入4挡，这样，在下坡时提高了发动机的制动效果。

2长坡档：

遇到较长距离的坡路时选用此挡，控制单元根据行驶速度及节气门的开度变化，控制车辆在1、2挡中自动换挡，这样一方面避免了挂入不必要的高速挡，另一方面在下坡时可更好的利用发动机的制动效果。

1陡坡档：

在上下非常陡峭的坡路时选用此挡，挂入1挡后，汽车总处于1挡行驶状态，而不会换人其他3个前进挡位，这样一方面可以保证在爬坡时有足够的动力，另一方面在下坡时可最大限度地利用发动机的制动效果。

2.2.2自动变速器的基本组成

自动变速器的厂牌型号有很多，外部形状与内部结构也有所不同，但他们的组成基本相同，都是由液力变矩器和齿轮式自动变速器组合起来的。

常见的组成部分有液力变矩器、行星齿轮机构、离合器、制动器、油泵、滤清器、管道、控制阀体、速度调压器等。

按照这些部件的功能，可将它们分为液力变矩器、变速器齿轮机构、供油系统、自动换挡控制系统和换挡操纵机构五大部分。

图2-2自动变速器外观

（1）液力变矩器

液力变矩器位于自动变速器的最前端安装在发动机的飞轮上，其作用与采用手动变速器的汽车中的离合器相似。

他利用油液循环流动过程中动能的变化将发动机的动力传递自动变速器的输入轴，并能根据汽车行驶阻力的变化，在一定范围内自动地、无极地改变传动比和扭矩比，具有一定的减速增矩功能。

（2）变速齿轮机构

自动变速器中的变速齿轮机构形式有普通齿轮式和行星齿轮式两种。

采用普通齿轮式的变速器，由于尺寸较大，最大传动比较小，只有少数车型使用。

目前绝大多数轿车采用的是行星齿轮式。

行星齿轮机构是自动变速器的重要组成部分之一，主要由太阳轮、内齿圈