汽车自动变速器原理与维修ppt课件.ppt

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1、汽车自动变速器原理与维修,模块一 自动变速器概述,1.1 认识自动变速器1.1.1 自动变速器的优点自动变速器与传统手动变速器相比具有以下优点：自动变速器可消除职业和非职业驾驶员操作技能上的差异。 电子控制技术的快速发展，促使自动变速器燃油经济性明显改善。 减轻驾驶员操作时的劳动强度，提高行驶安全性。 自动变速器可以降低发动机排放的污染。,1.1.2 自动变速器的应用 自动变速器在国产轿车上的应用如图1-1所示,图1-1 自动变速器在国产轿车上的应用,三、自动变速器的发展的历程,1926年别克汽车第一次将液力偶合器和手动变速器装在一起。尽管不是自动变速器，但偶合器的优点已经显出来。变速器在前进

2、档上，发动机也可以怠速运转。1940年美国奥兹莫比尔汽车上装上了第一台现代意义的自动变速器。这是一种槽置式的串联式行星齿轮机构的液压控制变速器，20世纪50年代起美国三大汽车公司都已经开始批量生产自动变速器。 1968年法国雷诺第一次在自动变速器上使用了电器元件。1982年丰田公司生产出第一台由微机控制的电控自动变速器，它家就是装配在四缸佳美上的A140E自动变速器。1984年美国奥兹莫尔汽车上装上了THM440T4美国的第一台电子控制的自动变速器，到20世纪80年代末美国三大公司都分别推出了两种以上的电子控制自动变速器。1992年以前生产的电子控制自动变速器的执行器电磁阀最多的也只有两个，一

3、个负责变矩器锁止，一个负责D位上四挡的升降，在这一阶段电子控制还处于辅助阶段。 1992年至1994年是电子控制变速器飞速发展的阶段。电磁阀特别是换挡电磁阀数量的增加，使得换挡电磁阀已经完全取消了节气门油压和速度油压对D位升挡的控制。经济模式、运动模式、雪地驾驶模式这些控制模式的出现使汽车的驾驶随心所欲。,四、自动变速器的发展趋势,自动变速器装置均出现了电子化的趋势： (1) 电子控制全域锁止离合器 (2) 适合于整车驱动系统的电子控制智能型自动变速器：智能型的电子控制自动变速器的电子系统可以在汽车行驶过程中，对汽车的运行参数进行控制，合理地选择换档点，而且在换档过程中对恶化的参数进行修正。如

4、：摩擦片的摩擦系数、油的粘度、车辆的负荷变化等。同时具有自动诊断系统，可以将汽车运行中的故障记录下来，便于维护。日本丰田凌志牌高级轿车应用了智能型发动机一变速器综合控制系统。该系统利用计算机控制系统进行综合控制。在变速时，使发动机扭矩临时降低，与此同时，控制离合器油压，使变速平稳。在离合器油压控制中，检测与预计最优化值的偏差，并利用新开发的线性电磁阀进行修正反馈控制。 (3) 电子控制无级变速器(ECVT) (4) 自动预选式换档系统：近来采埃孚公司又开发了一种自动预选式换档系统，它可以使驾驶员体会到驾驶车辆的快感，又不需要紧张费力的操作。这种自动预选式换档装置，是全自动换档系统的基础，它的性

5、能包括：电子控制自动选档，换档时刻由驾驶员确定：驾驶员不需要手操作换档。主动和被动保护装置；诊断屏幕实现系统监督。 （5）小型化：减轻重量、缩短动力传递路线，能使汽车节油，自动变速器的小型化正起着这种作用。,典型自动变速器的结构如图1-2所示。,图1-2 典型自动变速器的结构,1.1.3 自动变速器的类型与分类,一、自动变速器的类型1.液力传动AT：应用较多2.液压传动AT：油泵产生有油压 液压马达 驱动车轮3.电力传动AT：发动机发电 电动机 驱动车轮4.有级式机械传动AT（AMT）： 自动离合器、齿轮式机械变速器、电子控制系统、能够自动变速，且传动效率高、价格低，应用不普遍，但潜在意义大。

6、5.无级式机械传动AT（CVT）： 实现传动比的连续变化，节油、操纵简便、行使舒适； Audi A6、Honda Fit上采用。,二、自动变速器的分类1、按汽车驱动方式分：后驱自动变速器、前驱动自动变速器（驱动轿），其外形特点及车上布局如图1-31-7所示。,图1-3 前驱自动变速器外形特点,图1-4 奥迪A3前轮驱动的自动变速器布置形式和安装位置,图1-5 后驱自动变速器外形特点,图1-6 宝马750i后轮驱动的自动变速器布置形式和安装位置,图1-7 沃尔沃S80四轮驱动的自动变速器布置形式和安装位置,2、按前进档位数分：3速、4速、5速、6速等（例如：宝马7系或奥迪A8装配的ZF产的ZF6

7、H26） 3、按传动机构的类型分：行星齿轮式，平行轴式。 4、变矩器类型分：有锁止离合器、无锁止离合器 （单级三元件综合式液力变扭器 ） 5、按控制方式分：液控式，电控式（手自一体）。 6、按变速方式分：有级变速器、无级变速器。,1.1.4 自动变速器的控制原理,汽车自动变速器过去采用的是液压换挡控制方式，现在已经淘汰不用。1998年以后采用的电控液压复合控制方式现在已成为换挡控制方式的主流。所谓电控液动控制方式，指的是利用小能量、小流量的电磁阀，控制大流量、大能量的液压滑阀，使各档的制动器B和离合器C转换，完成齿轮改组换挡任务，即“液压继动”控制。电控液动自动变速器原理如图1-8所示。,图1

8、-8 电控液动自动变速器原理图,模块二 自动变速器的使用与保养,2.1自动变速器的型号一种自动变速器可能被用在多个公司的不同款式的汽车上，而同一种车型根据其使用的地区和用途不同，也可能装备不同型号的自动变速器。如果对自动变速器的型号不了解，在维修中就会对故障分析、资料查找、零配件的采购造成困难。目前有很多维修人员对自动变速器的型号不够熟悉、不够重视，以至于在维修中出现了很多问题。在进行任何维修工作前，都应先确认所维修的自动变速器型号，以便于查询到正确的维修数据，保证正确的诊断和维修、拆卸和安装工序，使用正确的零部件。一种型号的变速器，可能供多种型号的汽车使用。不同车型上所用的自动变速器基本结构

9、相同，但可能在装配孔、离合器和制动器片数量等方面稍有差别，维修数据和零部件可以参照使用。下面介绍一下自动变速器的型号含义，然后对目前常见自动变速器的主要识别方法进行简要介绍。识别变速器型号的常用方法有根据标牌确定或根据车型确定两种。,一、根据标牌确定变速器型号,确定变速器型号最常用的方法是根据变速器标牌来识别。标牌上通常标有变速器代码、生产日期、制造厂商等信息。图2-1所示为上海别克轿车使用的自动变速驱动桥标牌。,图2-1 4T65E变速驱动桥金属标牌（儒略日期为天文计算用的计时制度）,标牌位于变速驱动桥后部，其上面标出了变速驱动桥代码、日期、年型和制造厂商等信息。图2-2所示为ZF4HP-1

10、8变速驱动桥标牌。,图2-2 ZF4HP-18变速驱动桥标牌,二、根据车型确定变速器,利用相关资料中提供的车型与变速器型号对照表查找并准确判断变速器型号。1丰田A-140E 第一个字母A自动变速器。 第一位数字：1、2、5表示前轮驱动，3、4表示后轮驱动。 第二位数字：3一三速前进档；4一四速前进档。 第三位数字：0一产品序列。 最后一个字母：E一电子控制变速器；H一四轮驱动。2通用4L80-E 第一个数字：4一四速前进档。 第一个字母：L一纵向安装(后轮驱动、四轮驱动)；T一横向安装(前轮驱动)。 字母后的数字：80一产品系列。 最后一个字母：E一电子控制变速器。,3宝马4HP24EH 第一

11、组数字：4一四速前进档。 第一个字母：H一液压类型变速器。 第二个字母：P一齿轮类型，6P是行星类齿轮。 第二组数字：20或24一额定转矩(变速器)。 末字母：E一电控类变速器。 末字母：EH一电控一液压类型变速器。 4三菱和现代共用的自动变速器 日本三菱汽车公司自动变速器的主导产品是F4A33、W4A32和W4A33，这三个型号的自动变速器在结构上是完全一样的，只是在驱动方式上不一样。F4A33是前轮驱动，而W4A32和W4A33是四轮驱动。韩国现代公司使用KMl75、KMl76和KMl77型自动变速器，实际上就是三菱汽车公司上述三种自动变速器变更了一下型号，其结构是完全一样的。三菱汽车公司

12、的这些自动变速器同样还适应于美国克莱斯勒公司的某些车型上。,二、根据车型确定变速器,2.2自动变速器各档位标识及使用,如图2-3所示，自动变速器操纵机构包括：1-操纵手柄、2-档位（一般设有P、R、N、D、S、L各档位）、3-超速档开关或保持开关、4-锁止按钮,图2-3 变速档位,自动变速器操纵手柄的档位 ：P档（停车档）：变速器输入轴与输出轴分离，其输出轴被锁止机构锁住，汽车不能移动；应特别注意，汽车在运动中不能挂入P档，若误操作会损坏机件，故特设有锁止按钮，驾驶人员应在汽车停稳后，按下锁止按钮4后方可挂入P档；R档（倒车档）：变速器输入轴与输出轴旋向相反，是倒车专用档；挂倒档也需在汽车停稳

13、后，按下锁止按钮方可挂入；、N档（空档）：变速器输入、输出轴脱离联系，变速器齿轮可自由转动，并且输入轴及输出轴均可自由转动，对汽车无锁止功能；D档（前进档）：在通常情况下运行均使用D档，变速器可根据汽车工况自动加、减档位；对4档车，3档为直接档，4档为超速档，在不需要高速行驶的路段，可通过超速档开关限制变速器自动升入超速档；S档（前进低速2档）：汽车在直接档及其以下各档行驶，并且发动机在较高转速下工作，以充分发挥汽车的动力性；该档适于爬长坡或在较为恶劣的路况行驶，在该档下，发动机对汽车有制动作用；L档（前进低速1档）：汽车只在低于直接档的各档位行驶；该档适于陡坡及极端恶劣的路段行驶，发动机可产

14、生较大的牵引力及制动力，对车辆有较强的控制能力；,2.3自动变速器的保养,自动变速器的广泛应用，使汽车的动力性、经济性、排放性都得到了不同程度的提高，但自动变速器易出现故障且不易检修。除少数（2030%）的故障为自然损坏外，而大部分（7080%）的故障是保养、维护不当造成的。自动变速器的日常维护和保养主要有：变速器油的检查、更换、各元件的间隙调整、手动连杆机构的检查与调整等。,2.3.1检查、更换变速器油,变速器油是变速器工作的根本，变速器在工作过程中许多的故障是由于油布符合标准造成的，其检测有油位和油质两个方面。一、油位的检查 1、油位的高低对变速器的影响正常油位：当液力变矩器及各控制油缸充

15、满油液后，油底壳内的工作液液面高度应低于各旋转件的最低位，但要高于阀体的上部。1）若油位过低，空气渗入油液后正常的油位液压控制阀的油压会降低，使各阀和执行元件工作不正常，同时各离合器、制动器打滑，摩擦片加速磨损。工作液加速氧化，品质恶化同时由于各运动件不能充分润滑会发热而造成元件卡滞。2）油位过高：各旋转元件都侵泡在油液中，使油液被搅动，产生气泡，导致油压下降产生与油位低时的问题，因各阀体都泡在油中，及各离合器，制动器的泄油口堵塞造成泄油不畅。液面过高会使变速器内部压力过高，高速时加油管处向外窜油，严重时会引起火灾。,2.3.1检查、更换变速器油,2、影响油液液面高度的因素：1）工作液温度：油

16、温高时，工作液膨胀液面升高。油温低时，工作液收缩液面降低，则变速器液面高度的检查要在正常油温下进行。 2）变速器的工作状况：变速器工作时，各执行元件，油道、油腔中充满油液，油位下降。发动机熄火，变速器停止工作，部分油液回流油底壳内液面升高，则液面高度的检查应在工作的时候进行。3、液面高度的检查方法：1）预热自动变速器至正常工作温度（7080C）。2）将换档杆在所有位置上都停留片刻汽车运行一会，让变矩器各执行元件及油道中都充满工作液。3）将汽车停在水平路面上，保持怠速运转。4）换档杆位于P位，从加油管内拔出油尺检查液面高度。油尺为双刻度线的，液面应在两刻线之间；油尺为三刻度线或四刻度线的，热车时

17、液面应在“HOT”范围内；冷车时液面应在“COOL”范围内。,2.3.1检查、更换变速器油,图2-5 自动变速器油尺a)双刻度线 b)三刻度线 c)四刻度线,2.3.1检查、更换变速器油,（2）利用溢油管检查液面高度： 大众、奥迪01N、01M、01P、01V、001型变速器检查液面时要求油温在3545之间；丰田后驱变速器要求在90105时检查。 检查时要将检查孔堵塞拧下，从密封堵塞加油，使油液液面高过溢流管即可，如图2-6所示。,图2-6 自动变速器油底壳上的溢流管1-检测孔螺塞 2-溢流管3-密封螺塞 4-密封盖,二、变速器油质的检查,判断油液品质可从颜色、气味和是否含有杂质等方面入手。现

18、在工作液正常的颜色是鲜红色、清澈透明大众车系的工作液呈淡黄色。如果颜色不正常，则为工作液变质，故障原因如下： 1呈暗红色或褐色为变速器过热或未按期换油。2颜色清淡，有许多气泡为油面过高或内部密封不严，进油道渗入空气。3颜色呈粉红色或白色为油中有水，表明发动机的冷却器出现泄漏。4油中有黑色杂质，烧焦味为执行元件打滑或自动变速器过热，B、C摩擦片烧蚀脱落。5油中有红色粉末为弹簧、轴承等磨损氧化铁。6油中有银白色粉末为制动毂、活塞磨损。 (7) 油中有清漆味为油液氧化或变质。,三、更换变速器油,1、工作液的更换周期 工作液的有效使用寿命与工作温度及最高车速有关，车速越低换油间隔里程越长。主要有360

19、00车速300h以上、48000车速160h以上、96000车速160h以下三种。新车20000或六个月更换一次。不同类型的自动变速器对换油间隔里程有不同要求。我国规定使用国产油的自动变速器的换油间隔里程为800010000km。使用进口油的自动变速器间隔里程要长得多，通常为16000km。,三、更换变速器油,工作液更换分：人工更换和仪器更换两种。在常规保养时可以采用人工更换，方法如下：1) 预热自动变速器使工作液达到正常温度7080。 2）发动机熄火，拧下变速器油底壳的放油螺栓，将变速器油放干净。若没有放油螺塞，先卸下绝大部分油底壳固定螺栓，留下相邻两个角上的螺栓，只将它们旋出两圈。以上述螺

20、栓为饺点，略微使油底壳倾斜，让油液从中流出。逐渐放松这两个螺栓，加大油底壳倾斜角度，排除更多油液。当油底壳倾斜角度超过40时，先卸下这两个固定螺栓，再卸下油底壳。3）拆下油底壳和进油滤网进行清洗，同时对油底壳上面的杂质进行分析。油底壳与变速器的接合部位已经翘曲，将其修理平整。4）更换新的油底壳密封圈，将清洗后的滤网和油底壳安装到变速器上，有的变速器在油底壳内放有磁铁，安装时一定不能丢失，清洗后应放回原处。装好放油螺栓并拧紧。注意螺栓不能拧的太紧。5）启动发动机怠速运转，从加油口加入定量的标准型号的工作液，一般为4L。6）使汽车运行，变速器在各档位都行驶一段时间预热变速器工作液，检查并调整液面高

21、度，使其达到标准。7）若油液过脏应先进行清洗后再加油并调整。,2.3.2检查、调整机械式节气门连杆机构,图2-7 节气门连杆机构1-节气门 2-加速踏板 3-节气门阀 4-凸轮摆杆 5-节气门连杆,2.3.2检查、调整机械式节气门连杆机构,变速器节气门阀有两种：机械式和真空式，其连杆机构的检查内容和调整方法各不相同。机械式节气门阀，主要调整节气门拉线（索）的长度，拉线太松会导致节气门油压低，换挡提前，换挡迟滞时间过长，造成发动机功率的消耗。拉线太紧会导致节气门油压高，换挡延迟，产生换挡冲击。所以，节气门拉线长度必须调整到合适值。真空式节气门阀，需要检查真空调节器。如果真空调节器出现漏气，作用在

22、调节器膜片上的真空度与发动机进气管的实际真空度不相符存在误差，造成换挡不正时，影响换挡品质。电控自动变速器利用节气门位置传感器代替节气门阀。它不仅可以提供更精确的节气门开度信号，而且不易发生故障。一旦出现问题，要对电路和传感器进行检查。,一、检查和调整机械式节气门连杆机构,检查节气门连杆机构时，应关闭发动机，步骤如下：1）检查节气门是否处于关闭状态。连杆机构之间应当没有传动间隙。2）将节气门转至全开位置，观察连杆机构是否协调。3）在节气门全开的情况下，检查是否能拉动连杆机构。正常情况下，应能拉动一小段距离。节气门连杆机构发动机熄火时正常工作。启动发动机，连杆机构的工作很不稳定。这种情况，需要在

23、发动机正常运转时检查。此时应停车制动，将换挡杆推至空挡，观察连杆机构的动作是否正常。若上述检查，发现节气门连杆机构过松或过紧，要按照规定的调整方法进行调整。,一、检查和调整机械式节气门连杆机构,1）利用调整螺母调整 节气门连杆机构可通过调整螺母对拉线长度进行调节（见图2-9）。,1-节气门拉索 2-调整螺母 3-节气门拉索套 4-拉索限位块图2-9 通过调整螺母对拉线长度进行调节,一、检查和调整机械式节气门连杆机构,2）通过簧锁进行调整 带有簧锁的节气门连杆机构进行调整的过程如图2-10所示。,1-簧锁 2-节气门 3-摆片4-簧锁图2-10 通过簧锁进行调整,一、检查和调整机械式节气门连杆机

24、构,3)节气门连杆机构的自调（如图2-11所示）节气门连杆机构利用调整装置进行调整的过程。,1-锁止舌片 2-发动机节气门 3-摆片 4-连杆 5-可调杆 6-挡块图2-11 节气门连杆机构的自调,二、检查和调整真空调节器,真空调节器的故障有真空管漏气、膜片漏气和弹簧预紧力不当等。1、检查真空管路 真空管路的真空度是否准确，直接影响换挡阀系统的工作。因此，要检查真空管路。1）用三角接头连接真空压力计和真空软管（见图2-12）,1-真空压力计 2-三通接头 3-真空软管 4-真空调节器图2-12 连接真空压力计和真空软管,二、检查和调整真空调节器,2）启动发动机怠速运转，将换档手柄拨至P位。 3

25、）踩下加速踏板，然后放松。真空压力计在节气门完全关闭时，真空度能否达到50.867.7kpa。若能达到，说明真空管路没问题；反之，为管路漏气。当被测车辆位于海拔1524m以上时，真空度允许下降到33.950.8kpa。2、检查真空调节器膜片 膜片的检查有两个方法。第一种方法：将真空软管从真空调节器上卸下来，看管壁上是否沾有变速器油液，可用白色棉布擦拭软管内壁，作出明确判断。第二种方法：用真空泵连接到真空软管上（见图2-13），将软管真空度抽至67.7kpa。在30s之内真空泵指示表的指针应能保持不动，说明膜片没有漏气。如果发现膜片漏气，必须更换新的调节器。,二、检查和调整真空调节器,图2-13

26、真空泵连接到真空软管,二、检查和调整真空调节器,3、调节弹簧预紧力 真空调节器弹簧预紧力的大小决定换挡时间和换挡品质。弹簧预紧力可以通过调整螺钉或调整销进行调整。如果判断出是真空调节器有故障，应将真空调节器从变速器上拆下来进行台架试验。真空调节器必须使用专用扳手拆卸，拆卸时不要丢失零件，拆卸过程中，变速器油会溢出变速器，要准备好接油盘。 发动机控制系统中设EGR阀的自动变速器，在检查节气门连杆机构时还要检查EGR阀的工作情况。,三、检查、调整手控连杆机构,选档手柄位于不同位置时，手动阀通过控制液压系统的工作油路，使自动变速器处于不同的工作档位。如图2-14所示，选档操纵手柄与控制阀体总成之间的

27、机械装置是手控连杆机构，使手动阀的位置与操纵手柄的位置保持一致（即同步）。,1-换挡操纵手柄 2-手柄限位装置 3-摇臂 4、6-固定夹 5-连杆机构 图2-14 手控连杆机构,三、检查、调整手控连杆机构,1、检查和调整的部位是手控连杆机构位于变速器壳体外的部分，调整步骤是： 1）用千斤顶或起重机将车辆顶起。选档手柄推至P位，转动驱动轴，若驱动轴无法转动，说明手控连杆机构工作可靠。若驱动轴可以被转动，表明手控连杆机构需要进行调整。2）找到手控连杆机构调整部位，将其放松。可调部位有连杆上的切槽，托架和可调螺纹杆总成。3）调整手控连杆机构，然后将调整部位拧紧。重复步骤1，检查驱动轴是否已锁止可靠。

28、同时还应检查空挡启动开关，步骤如下：采取可靠的行车制动。将选档手柄推至各个位置，启动发动机。若发动机只在N位或P位才能启动，说明空挡启动开关工作正常。否则需进行下一步检查。,三、检查、调整手控连杆机构,2、检查空挡启动开关1）检查安装于变速器内的空挡启动开关，此开关由手动阀活塞杆控制，反应了N位时活塞的相应位置。若此开关工作不正常说明手控连杆机构需要调整。2）检查位于变速器壳体外的空挡启动开关，手控连杆机构或选档操纵手柄上的空挡启动开关需要单独调整。,1-手控连杆 2-锁紧螺母 3-空当启动开关 图2-15 位于手控连杆机构的空挡启动开关,三、检查、调整手控连杆机构,3、换挡杆位置的检查和调整

29、将换挡杆从“P”位置依次一个一个地拨到其他各位置，检查换挡杆拨动是否平顺，能否到达正确的位置和定位的感觉，检查仪表指示灯能否正确指示各挡位置。如若否，应进行调整。调整方法如下：1）松开换挡杆与连接杆的螺母。2）将控制轴杆向后推足，使其处于“P”挡位。3）将控制轴杆退回两个槽口至“N”挡位。4）置换挡杆于空挡“N”位。5）在将换挡拨板轻轻地朝倒挡“R”位推动的同时，将连接杆螺钉固定。6）启动发动机，确认换挡杆自“N”挡换到“D”挡位时，车辆向前移动，而换到“R”挡位时，车辆后退。,四、制动器的调整,自动变速器液压执行元件的制动器主要为外束型鼓式。与车轮制动器一样，不制动时，制动带与制动鼓之间存在

30、一定的间隙（制动间隙）。制动间隙过大会造成制动器打滑，而间隙过小又会使制动鼓转动发卡，引起摩擦副严重磨损。为了确保制动器接合柔和，制动间隙必须保持在规定范围内。 制动间隙的调整有内部调整和外部调整两种方式，先将制动带支座上的调整螺钉旋入，完全消除制动间隙，再将其旋出若干圈，使制动间隙调整到规定范围内部调整：（如图2-16）,四、制动器的调整,1-定力矩扭力扳手 2-量块 3-调整螺钉 4-制动器伺服装置图2-16制动间隙的内部调整,四、制动器的调整,1）拆下油底壳。制动间隙内部调整通常在更换变速器油时进行。2）用定力矩扳手将调整螺钉拧到底（通常为3圈），再反向旋出若干圈（通常为2.5圈）即可。

31、2、外部调整1）拆下制动器伺服装置外盖，露出锁紧螺母。2）用套筒扳手把锁紧螺母松开，同时夹紧油缸活塞，使其不能转动。3）用定力矩扳手拧紧调整螺钉（10N.m），再旋出。该步骤应反复进行两次，使制动带与制动鼓充分贴合。4）将调整螺钉拧到底（5N.m)，然后旋出3.5圈。将锁紧螺母拧紧（1520N.m）。锁紧螺母内有橡胶密封圈，应更新。5）安装制动伺服装置。,五、检查发动机怠速,发动机的怠速转速各不相同。怠速过高，会造成换挡冲击，汽车前进档运行时，车辆出现“蠕动”现象；怠速过低，选档手柄从N位换到其它位置时，车身将产生振动，造成发动机熄火。因此必须检查发动机怠速是否正常。一般轿车的怠速正常范围为6

32、50750r/min，若怠速不正常，应调整。,模块三 自动变速器之液力变矩器,3.1液力耦合器一、液力偶合器的结构、组成：包括主动的泵轮、从动的涡轮和工作介质ATF油。液力耦合器结构如图3-1所示。,图3-1 液力耦合器的结构和组成,二、液力耦合器的工作原理液力耦合器的工作原理一般我们可以用两台风扇来形象的说明其工作原理，如图3-2所示。,图3-2 液力耦合器传力过程形象说明,两个风扇对着放置，一台通电转动，一台不通电，这时候通电风扇转动产生气流将会带动不通电的风扇，如果给其添加一个管道，就和液力耦合器的道理一样了。尽管这种耦合的效率不高，但事实证明，两个相互间没有刚性连接的叶轮，同样可以进行

33、能量的传递。液力耦合器中的泵轮相当于通电的风扇，涡轮相当于不通电的风扇，液力耦合器的工作介质是ATF油，在这里相当于风扇之间的空气。 当发动机运转时，曲轴带动液力耦合器的壳体一起转动，泵轮叶片内的液压油在泵轮的带动之下也一起旋转，在离心力的作用下，液压油会沿着叶片的内缘流向外缘，从外缘甩出以后砸向涡轮的叶片，进而带动涡轮旋转。冲向涡轮的ATF油沿着涡轮的叶片向内缘流动，ATF便又回到了耦合器的旋转轴心位置，接着再次被甩向外缘，如此循环流动。 液力耦合器工作过程中，其中的液体存在两种运动：一是液体随液力耦合器旋转轴线的圆周运动，称为“环流”。二是液体由泵轮摔向涡轮的旋转运动，称为“涡流”。两种旋

34、转运动的合成如图3-3所示。,图3-3 两种旋转运动的组合,3.2液力变矩器,一、液力变矩器的作用1）成倍增长发动机产生的转矩。2）起到自动离合器的作用，传送或断开发动机至变速器的转矩。3）缓冲发动机及传动系的扭转振动。4）起到飞轮的作用，使发动机转动平稳。5）驱动液压控制系统的液压泵。,二、液力变矩器的结构 液力变矩器安装在变速器齿轮的输入端，通过驱动器盘固定在发动机的后端。其连接关系如图3-4所示。,图3-4 液力变矩器的连接关系,其内部结构主要包括：泵轮、涡轮和导轮三个基本元件以及单向离合器、锁止离合器和壳体组成。如图3-5所示。,图3-5 液力变矩器的结构,三、泵轮、涡轮与导轮的结构特

35、点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。由于导轮和单向离合器的作用，液力变矩器的泵轮和涡轮转速差较大时可以起到增扭作用，转速差较小时可以起到耦合的作用，这一点是与耦合器最大的不同。其导轮可以产生反力，道理如图3-6形象说明。,图3-6 导轮改变油流方向产增扭的反力的过程,泵轮与变扭器壳体连成一体，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扭器壳体与曲轴后端的驱动盘相连接为变扭器的主

36、动元件。如图3-7所示。,图3-7所示 泵轮的结构,同泵轮一样，涡轮内部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方向相反涡轮叶片与泵轮叶片相对安置，中间有34的间隙涡轮通过其中心花键与变速器输入轴相连为变扭器的从动元件。如图3-8所示。,图3-8所示 涡轮的结构,导轮位于泵轮和涡轮之间，通过单向离合器安装在与油泵连接在一起的导轮轴上，油泵则安装在变速器壳体上导轮也是由许多扭曲叶片组成。如图3-9所示。,图3-9 导轮的结构,单向离合器用于当方向锁住导轮，另导轮顺转逆不转（本田雅阁相反），其结构和原理如图3-10所示。,单向离合器外圈转动,楔形块锁止,图3-10 单向离合器的结构,液力

37、变矩器的性能,1.失速点是指涡轮停转（转速比为零）时的泵轮状态。液力变矩器的最大转矩比就在失速点，转矩比通常在1.72.5之间。尽管采用带液力变矩器的自动变速器有优点，但是液力变矩器的效率不是很高，特别是在失速转速时，由于工作液发热输入液力变矩器的全部发动机转矩完全损失，而没有转矩输入到变速器。从失速转速到转入偶合器工作，液力变矩器的效率提高到接近90。,液力变矩器的性能,2.耦合点 耦合点是指当转速比达到某一规定值时，涡流变得最小，而转矩比几乎为1:1。换言之，液力变矩器在耦合点工作时，开始起液力耦合器的作用，以防止转矩比降至1以下。,五、锁止离合器,1.作用：为防止液力变矩器在耦合区出现能

38、量损失现象、降低油耗，当车速在大约60km/h或以上时，锁止离合器通过机械机构将发动机与变速器输入轴直接联结。这样，发动机产生的动力几乎100%地传送至变速器。 2.结构：锁止离合器装在涡轮毂上涡轮的前端，减振弹簧在离合器接合时吸收扭力，防止产生振动。如图3-11所示。,五、锁止离合器,图3-11 锁止离合器的结构,五、锁止离合器,3.工作过程：锁止离合器起动后随同泵轮及涡轮一起转动，锁止离合器的接合及分离由液力变矩器的液压油流向决定。 1）离合器分离：当车辆低速行驶时，液力变矩器液体流至锁止离合器的前端。此时锁止离合器前端及后端的压力相等，使锁止离合器脱开。如图3-12所示。,五、锁止离合器

39、,图3-12锁止离合器分离时的状态及动力路线,五、锁止离合器,2）离合器接合：当车辆以中速至高速（通常50km/h以上）行驶时，加压液体流至锁止离合器的后端。此时锁止活塞挤压液力变矩器壳体，从而使锁止离合器与前盖接合并一起转动。如图3-13所示。,五、锁止离合器,图3-13锁止离合器结合时的状态及动力路线,液力变矩器的检查,3.3 液力变矩器的检查 液力变矩器损坏的常见原因有3个：一是检查油面不及时，液力变矩器因ATF泄漏、蒸发而长时间缺油运转，以致因“热负荷”加大，油质变坏而损坏；二是更换ATF不及时，液力变矩器因油质变坏（磨料微粒污染和ATF高温氧化、结胶）而损坏；三是液力变矩器因使用了非

40、规定牌号的ATF或劣质ATF而损坏。应该说明：多数ATF的更换周期为4万km5万km，换油时有1413的ATF残存于液力变矩器中（个别车例外），残存ATF中的杂质和磨料微粒往往是液力变矩器损坏的主要原因。,液力变矩器的检查,一、单向离合器的检修现象：车辆加速起步无力，不踩加速踏板车辆不走，但车辆行驶起来之后换挡正常，发动机功率正常，失速转速比正常值低400800rpm。检查：用专用工具插入油泵驱动毂和单向离合器外座圈的槽口中。然后用手指压住单向离合器的内座圈并转动它。检查是否顺时针转动平稳而逆时针方向锁止。如图3-14所示。,液力变矩器的检查,图3-14 单向离合器的检查,液力变矩器的检查,二

41、、失速实验 a. 发动机起动运转到正常工作温度； b. 拉起驻车制动手柄，左脚踩下制动踏板； c. 将换挡杆置于D或R位； d. 右脚将加速踏板迅速踩到底，在5s内读出发动机转速，此转速为失速转速。一般为21002300rpm。思考：为什么单向离合器损坏会导致失速转速低？,液力变矩器的检查,三、 锁止离合器 不锁止： a. 现象：油耗增加，高速不快 。 b. 原因： 控制系统： 电路：信号、ECU、电磁阀 阀体：柱塞卡住、阀体装配 TCC（更换） 常锁止： a. 现象：发动机怠速正常，但选档杆置于动力档后发动机熄火。 b. 检修：拆检,液力变矩器的检查,四、液力变矩器后端轴套圆周跳动检测和发动

42、机驱动盘断面跳动检测，如图3-15所示。检测结果应符合相关技术要求。,图3-15变矩器后端轴套圆周跳动检测和发动机驱动盘断面跳动检测,五、其它检修项目,外观检查：检查液力变矩器的外部目视检查液力变矩器的外部有无损坏和裂纹，油泵驱动毂外径有无磨损、缺口有无损伤。如有异常应更换液力变矩器。 液力变矩器的清洗：当自动变速器曾有过热现象或ATF被污染后，应该清洗液力变矩器。清洗液力变矩器可以采用专用的冲洗机进行，如图3-18所示。也可以手工清洗，方法是加入干净的ATF，用力摇晃、振荡液力变矩器，然后排净油液，反复进行这样的操作，直到排出的油液干净为止。,五、其它检修项目,图3-16 液力变矩器的清洗,

43、六、液力变矩器的装配,装配：更换液力变矩器时，一定要保证变矩器与变速器装配到位。方法是： 当液力变矩器与变速器一起从车上拆下时，在移去变矩器之前，要检查变矩器在变速器前壳内的安装深度。如果测得的深度小于标准值，说明变矩器未安装到位，其后端的轴套上的缺口未插入油泵驱动齿轮中间的凸块内。对此，应取出变矩器，让变矩器后端轴套上的缺口与油泵驱动齿轮中间的凸块对准后装入，否则，在装上汽车时会压坏自动变速器的油泵齿轮。（要求操作零失误）如图3-17所示。,六、液力变矩器的装配,图3-17 变矩器拆卸前安装深度的测量,注意：再拆卸自动变速器时，如果有可能，尽量保证变矩器与油泵的啮合关系，以免给安装造成困难。

44、,模块四 自动变速器之齿轮传动机构,液力变矩器虽然能在一定的范围内自动、无级的改变传动比，但是液力变矩器存在变矩能力与效率之间的矛盾，其转矩比在1:3的范围内，难以满足汽车使用要求，所以今天汽车上广泛采用的是液力变矩器与齿轮式变速器组成的液力机械变速器。液力变矩器使汽车起步平稳，减缓冲击；齿轮变速器即可以实现变速，又可使转矩再增大34倍。齿轮变速器由齿轮传动机构和换挡执行机构两部分组成。齿轮传动机构的作用是改变传动比和传动方向，即构成不同的档位；换挡执行机构的作用是实现档位的变换。与液力变矩器配合使用的齿轮变速器有定轴齿轮式和行星齿轮式。定轴齿轮式变速器体积较大，变速比小，只有本田等少数车型采

45、用。,4.1 简单的行星齿轮机构的特点,4.1.1行星齿轮机构机构传动的基本原理 自动变速器的变速机构建立在齿轮传动原理基础上，它包括齿轮和轴以及为变速器提供各种传动比的变速执行元件多片离合器。制动箍带和伺服油缸、单向离合器等部件。行星齿轮机构在绝大多数的自动变速器中被广泛使用，但日本本田公司的变速机构采用平行轴斜齿轮布置。变速机构可以提供不同的传动比，在整个驱动范围内，为汽车的动力性和经济性的提高创造了条件。齿轮传动的变速器的传动比都是有级的，传动比可以由驾驶员手动选择或由液压控制系统通过变速执行元件的作用和释放自动选择。简单（单排）的行星齿轮机构是变速机构的基础，通常自动变速器的变速机构都

46、由两排或三排以上行星齿轮机构组成。简单行星齿轮机构包括一个太阳轮、若干个行星齿轮和一个齿轮圈，其中行星齿轮由行星架的固定轴支承，允许行星轮在支承轴上转动。行星齿轮和相邻的太阳轮、齿圈总是处于常啮合状态，通常都采用斜齿轮以提高工作的平稳性（如图4-2所示）。,4.1 简单的行星齿轮机构的特点,图4-2 行星齿轮机构,4.1 简单的行星齿轮机构的特点,简单的行星齿轮机构中，位于行星齿轮机构中心的是太阳轮，太阳轮和行星轮常啮合，两个外齿轮啮合旋转方向相反。正如太阳位于太阳系的中心一样，太阳轮也因其位置而得名。行星轮除了可以绕行星架支承轴旋转外，在有些工况下，还会在行星架的带动下，围绕太阳轮的中心轴线

47、旋转，这就像地球的自转和绕着太阳的公转一样，当出现这种情况时，就称为行星齿轮机构作用的传动方式。在整个行星齿轮机构中，如行星轮的自转存在，而行星架则固定不动，这种方式类似平行轴式的传动称为定轴传动。齿圈是内齿轮，它和行星轮常啮合，是内齿和外齿轮啮合，两者间旋转方向相。行星齿轮的个数取决于变速器的设计负荷，通常有三个或四个，个数愈多承担负荷愈大。简单的行星齿轮机构通常称为三构件机构，三个构件分别指太阳轮、行星架和齿圈。这三构件如果要确定相互间的运动关系，一般情况下首先需要固定其中的一个构件，然后确定谁是主动件，并确定主动件的转速和旋转方向，结果被动件的转速、旋转方向就确定了。,4.1 简单的行星

48、齿轮机构的特点,4.1.2行星齿轮机构变速执行元件使传动比和旋转方向产生变化的元件称为变速执行元件，它们分别是多片离合器、制动箍带和伺服油缸、单向离合器。、制动箍带和伺服油缸行星齿轮机构中的三大构件，都允许自由旋转，但为了要实现某一档位的变换，需要把其中的一件加以固定，承担该任务的就是制动箍带和伺服油缸，两者是配套使用的，有时又称两者为制动器。图4-3所示反映了该装置的工作原理。,4.1 简单的行星齿轮机构的特点,1-轮毂旋转 2-制动带 3-轮毂 4-伺服油缸图4-3 制动带和伺服油缸,4.1 简单的行星齿轮机构的特点,制动带是一种围绕在制动鼓外面可收拢的制动组件。每个制动鼓与行星齿轮机构的

49、某一元件连成整体，锁止制动鼓就是固定行星齿轮机构的一个构件。制动带是衬有半金属或有机摩擦材料的简单挠性金属带。当伺服油缸给制动带作用力时，制动带箍紧制动鼓，行星齿轮机构某一构件的旋转也随之被固定。伺服油缸是制动带的施力装置，当液压作用在伺服活塞上时使活塞压缩回位弹簧而移动，并通过机械的联动装置作用在制动带上。为了释放制动带，作用在伺服活塞上的液压油通过控制阀改变液体的流动方向，和回油相通，伺服活塞在回位弹簧力的作用下回到初始位置，制动带释放。制动带的收拢作用力方向，可以设计成和制动鼓同一旋转方向，也可以设置成相反。假若作用力方向和制动鼓旋转同一方向，则制动鼓的旋转使制动带锁正力增大，好比车轮制

50、动器中的“领蹄”，而使伺服油缸作用油压减小。假若作用力和旋转方向相反，就好比是“从蹄”，锁止力减弱，则伺服油缸的作用力需要增大。,4.1 简单的行星齿轮机构的特点,现代轿车自动变速器采用单层式和双层式两种类型的制动带，见图4-4。表面展开是一完整带状形金属板材的制动带，称为单层制动带，目前大多采用这种结构。表面被分割成几个环圈，并且用搭切口使各环圈联动的制动带称为双层制动带，由于双层制动带更易变形，更易贴近制动鼓形状，使制动鼓锁止过程平稳柔和，因此在同样作用力下，可提供更大的锁紧力矩。通用公司的4T60E和4T65E自动变速器就采用双层制动带。,4.1 简单的行星齿轮机构的特点,图4-4 两种