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1、辽宁工程技术大学应用技术学院毕业设计（论文）0 引言21世纪展现在人们面前的是一个高科技，信息化和高速发展的时代，自动变速器作为一项新技术在汽车得到了广泛的应用，特别是大排量，高档次的高级轿车装备自动变速器的比例相当高，随着我国改革开放的日益发展，人们生活水平的提高，现代汽车的普及化，家庭化趋势要求，人们更多的了解和熟悉汽车的基本知识，掌握汽车自动变速器的基本原理结构与维修方法。汽车自动变速器可以根据发动机负荷和车速等工况自动变换传动系统的传动比，以使汽车获得良好的动力性和燃油经济性，并且有效地减少发动机排放污染以及显著的提高车辆行驶安全性，乘坐舒适性和操纵轻便性。汽车自动变速器由液力变矩器，
2、行星齿轮机构，油泵，电子控制系统等组成。液力变矩器利用液力传动原理，将发动机输出的转矩传递给它的后方的行星齿轮机构。在传动过程中，它能自动的根据汽车行驶阻力，改变输出的转速和转矩，及具有无极变速器的功能，汽车在起步或换挡时，液力变矩器还可以切断或结合发动机动力，即起到自动离合的作用。本论文介绍了自动变速器的结构原理及维修方法。1 概述电控自动变速器作为汽车底盘中最重要的电子控制总成之一，它由液力变矩器、辅助变速器与电子控制系统三大部分组成，其中电子控制系统是自动变速器的核心。随着电子控制技术的发展，电控自动变速器的发展朝着与发动机及底盘其他控制系统一体化的方向发展。1.1 电控自动变速器的特点
3、1自动变速器的优点（1）提高发动机和传动系的使用寿命。液力自动变速器通过液力变矩器将发动机和传动系“柔性”联结起来，能起到缓冲和过载保护的作用。（2）提高了行车安全性，降低了劳动强度。由于简化了驾驶操作，驾驶员可以更集中注意力观察和处理道路情况，掌握好行驶方向和车速。（3)提高了乘坐舒适性。自动变速器把发动机的转速控制在一定范围内，避免急剧变化，有利于降低发动机的震动和噪声，同时能实现自动平顺地换挡，因此可提高汽车行驶的平顺性，即乘坐舒适性。（4）改善了汽车的动力性。由于液力变矩器的性能以及自动变速器能实现自动换挡，在自动换挡的过程中功率传递不中断，从而使汽车起步加速性大大提高以及发动机的功率
4、得以充分利用。（5）操作简便省力。取消了离合器和变速杆，使驾驶操作大大简化。自动变速器设置了自动换挡区选择手柄，当选定某1挡区位置后，在行驶中，驾驶员只需控制好油门即可。（6）可减少汽车排放污染。自动变速器在形式换挡过程中能把发动机的转速限制在较小的范围内工作，不需要频繁变换油门开度大小，从而使发动机的排放污染大大减小。1.2 自动变速器的类型1从控制方式上看按控制方式的不同，自动变速器可分为液力控制自动变速器和电子控制自动变速器两种。2从齿轮变速器的类型看按齿轮变速器类型的不同，自动变速器可分为行星齿轮式自动变速器和平行轴式自动变速器两种:行星齿轮式自动变速器结构紧凑，能获得较大的传动比，为
5、绝大多数桥车采用;平行轴式自动变速器体积较大，最大传动比较小，只有少数几种车型使用(如本田ACCORD桥车)。3从驱动方式上看按驭动方式的不同，自动变速器可分为后驭动自动变速器和前驭动自动变速器。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、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。前驱动自动变速器在自动变速器的壳体内还装有主减速器和差速器。纵置发动机前驱动变速器的结构和布置与后驱动自动变速器基本相同横置发动机前驱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，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
6、入轴布置在上方，输出轴布置在下方，减少了变速器总体的轴向尺寸，但增加了变速器的高度。4根据前进挡的挡位数不同来分自动变速器按前进挡的挡位数不同，可分为2个前进挡、3个前进挡、4个前进挡、5个前进挡。新型轿车装用的自动变速器基本上是4个前进挡，即设有超速挡。目前已经开发出装有5个前进挡自动变速器的轿车。2 自动变速器结构组成和基本原理2.1 自动变速器基本结构组成自动变速器主要由液力变矩器、控制系统、行星齿轮机构、油泵等几个部分组成。 图2-1 1液力变矩器；2锁止离合器；3输入轴；4行星齿轮机构5控制装置6输出轴7壳体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
7、采用手动变速器汽车中的离合器相似。可在一定范围内实现减速、增矩。2控制系统新型汽车自动变速器的控制系统有液压式控制系统和电液式控制系统两种。液压式控制系统包括由许多控制i阅组成的i阅体，总成及液压管路。电液式控制系统除了阀体总成及液压管路之外，还包括微机、传感器、执行器及控制电路等。此外，在自动变速器的外部还设有一个自动变速器的散热器，用于散发自动变速器油在工作过程中产生的热量。3行星齿轮机构行星齿轮机构包括行星齿轮组和换挡执行机构。换挡执行机构可以使行星齿轮组处于不同的啮合状态，以实现不同的传动比。4油泵通常安装在液力变矩器之后，由飞轮通过液力变矩器壳直接驭动，为液力变矩器、控制系统及换挡执
8、行机构的工作提供一定压力的自动变速器油。2.2 传统液力控制自动变速器与电控式液力变速器1传统液力控制自动变速器传统液力控制自动变速器根据汽车的行驶速度和节气门开度变化，自动变换挡位。其换挡控制方式是通过机械方式将车速和节气门开度信号转成控制油压，并将该油压加到换挡阀的两端，以控制换挡阀的位置，从而改变换挡执行元件(离合器和制动器)的油路。这样，工作液压油进入相应的执行元件，使离合器结合或分离，制动器制动或松开，控制行星齿轮变速器的升挡或降挡，从而实现自动变速。2电控式液力自动变速器电控液力自动变速器是在液力控制自动变速器的基础上增设电子控制系统而形成的，通过传感器和开关监测汽车和发动机的运行
9、状态，接受驾驶员的指令，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等参数转变为电信号，并输入电子控制信号;换挡电磁阀和油压电磁阀再将ECU发出的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，控制换挡执行机构动作，从而实现自动换挡，如图2-2所示图2-22.3 液力变矩器液力变矩器位于发动机和机械变速器之间，以自动变速器油（ATF）为工作介质，起传递转矩、无级变速、放大转矩、自动离合、驱动油泵等作用。2.3.1液力变矩器的结构组成典型的液力变矩器是由泵轮、涡轮和导轮组成，如图2-3所示，是由铝合金精密铸造或用钢板总压而成，在它们的环状壳体中径向排列着许多
10、叶片。1泵轮泵轮是液力变矩器的输入元件，位于液力变矩器后端，与变矩器壳体刚性连接。变矩器壳体总成用螺栓固定发动机曲轴后端，随发动机曲轴一起旋转。2涡轮 涡轮是液力变矩器的输出元件，它通过花键孔与行星齿轮系统的输入轴相连。涡轮位于泵轮前方，其叶片面向泵轮叶片。3导轮 导轮位于涡轮和泵轮之间，是液力变矩器的反应元件，通过单向离合器单方向固定在导轮轴或导轮套管上。泵轮、涡轮和导轮装配好后，会形成断面为循环圆的环状体，在环形内腔中充满液图2-3 液力变矩器2.3.2液力变矩器的工作原理1动力的传递。液力变矩器工作时，壳体内充满ATF，发动机带动壳体旋转，壳体带动泵轮旋转，泵轮的叶片将ATF带动起来，并
11、冲击到涡轮的叶片，如果作用在涡轮叶片上的冲击力大于作用在涡轮上的阻力，涡轮将开始转动，并使机械变速器的输入周一起转动。由涡轮叶片流出的ATF经过导轮后再流回到泵轮，形成如图所示的循环流动。具体来说，上述ATF的流动是两种运动的和运动，当液力变矩器工作，泵轮旋转时，泵轮叶片带动ATF也旋转起来，形成绕着泵轮轴线做圆周运动，同样随着涡轮的旋转，ATF也绕着涡轮轴线做圆周运动。旋转起来的ATF在离心力的作用下，从内缘流向外缘。当泵轮转速大于涡轮时，泵轮叶片外缘的液压大于涡轮外缘的液压，因此，ATF在做圆周运动的同时，在上述压差的作用下由泵轮流向涡轮，再流向导轮，最后返回泵轮，形成在液力变矩器环形腔内
12、的循环运动。液力变矩器要想能够传递转矩，必须要有ATF冲击到涡轮的叶片，即泵轮与涡轮之间一定要有转速差。图2-4 ATF液力变矩器中的流动1泵轮；2导轮；3涡轮；4油流2转矩的放大。在泵轮与涡轮的转速差较大的情况下，由涡轮甩出的ATF以逆时针方向冲击导轮叶片，此时导轮是固定不动的，因为导轮上装有单向离合器，它可以防止导轮逆时针转动，导轮的叶片形状使得ATF改变为顺时针方向流回泵轮，即与泵轮的旋转方向相同，泵轮将来自发动机和从涡轮回流的能量一起传递给涡轮，使涡轮输出转矩增大。液力变矩器的转矩放大倍数一般为2.2左右。3无极变速。液力变矩器的变矩特性只有在泵轮与涡轮相差较大的情况下才成立，随着涡轮
13、转速的逐渐提高，涡轮输出的转矩逐渐下降，而且这种变化是连续的，同样，如果涡轮上的负荷增加了，涡轮的转速要下降，而涡轮输出的转矩增加正好适应负荷的增加。2.4 齿轮变速传动系统在液力自动变速器中，齿轮变速传动装置有两种类型，即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。目前自动变速器中的行星齿轮变速器大多为三自由度结构，主要有辛普森式、拉维那式。2.4.1辛普森式行星齿轮变速传动系统这是以发明者Simpson工程师命名的结构，其结构特点是由两个完全相同齿轮参数的行星排组成。如图2-5所示。辛普森机构的结构特点：前后两个行星排的齿轮参数完全相同，前后两个太
14、阳轮连成一体，即公用太阳轮。称为前后太阳轮组件，前行星架与后齿圈相连并作为输出轴，前齿圈和太阳轮通常作为输入轴。图2-5 辛普森3挡行星齿轮变速器为了提高换挡品质，如图所示中由2挡换3挡时，释放制动器B1与接合离合器C1的交换应及时，否则C1接合过早，使各元件间会产生运动干涉，B1释放太快，则使发动机出现空转，轰响，且使换挡冲击增加。为此，在B1与太阳轮元件之间又串联了一个单项离合器F2，可使换挡平顺，但为了在需要时2挡能产生发动机制动，又增设了制动器B3，这样使结构更为复杂。为进一步提高燃油经济性和降低噪声，车辆向多挡化发展，4挡自动变速器已成为轿车的标准配备，除其前后行星排用一个辅助构件相
15、连外，其他行星排完全独立，形成具有5个独立元件（上述为4个独立元件）的辛普森机构，故可用增加一个执行机构的办法（离合器或制动器）即实现4挡，如图1-6所示图2-6 4挡辛普森结构2.4.2拉维娜式行星齿轮变速传动系统拉维娜式行星齿轮机构是由一个单行星排与一个双行星排组合而成的复合式行星机构，共用一行星架、长行星轮和齿圈，所以它只有四个独立元件。拉维娜行星齿轮结构特点：两行星排共用行星架和齿圈；小太阳轮、短行星轮、长行星轮、行星架及齿圈组成双行星轮轮系行星排；有四个独立元件，两套行星轮互相啮合。图2-7 拉维娜4挡行星齿轮机构结构2.5 电子控制系统电子控制自动变速器采用电液式控制系统，即电控液
16、压操纵系统。电液式控制系统的核心是电子控制系统，电子控制系统由信号输入装置（传感器、控制开关）、电子控制器（ECU）和执行机构三部分组成。传感器将汽车及发动机的各种运动参数转变为电信号、ECU根据这些电信号，按照设定的控制程序发出控制信号，通过各种电磁阀（换挡电磁阀、油压电磁阀）来操控阀体总成中各个控制阀的工作，以完成各种控制任务。图2-8电子控制系统组成框图ECU实质上是向换挡执行机构发出换挡指令的发生器。他接收来自车速油门、加速度及换挡选择机构所传来的信号，进行比较和处理，并按预定的规律选择挡位和换挡时刻，及时发出相应的换挡指令至换挡执行机构，ECU的功能包括：控制换挡时刻，控制超速行驶，
17、控制闭锁离合器、控制换挡品质，故障诊断与失效保护等功能。2.5.1传感器与控制开关1节气门位置传感器（TPS）(1)功用节气门位置传感器安装在节气门体上，用于检测节气门开度的大小，并将数据传送给电脑，电脑根据此信号判断发动机负荷，从而控制自动变速器的换档、调节主油压和对锁止离合器控制。节气门位置信号相当于液控自动变速器中的节气门油压。(2)结构、原理一般是采用线性输出型节气门位置传感器，也称可变电阻式传感器，其结构、原理如图5-1所示，实际上是一个滑动变阻器，E是搭铁端子，IDL是怠速端子，VTA是节气门开度信号端子，VC是ECU供电端子，电脑提供恒定5V电压。当节气门开度增加，节气门开度信号
18、触点逆时针转动，VTA端子输出电压也线形增大。如图5-2所示，VTA端子输出电压与节气门开度成正比。当怠速时，怠速开关闭合，IDL端子电压为0V。图2-9 节气门位置传感器的结构、原理a) 原理图 b) 结构图1-怠速信号触点 2-电阻器 3-节气门开度信号触点 4-绝缘体图2-10 VTA端子输出电压与节气门开度的关系由于滑动电阻中间部分容易磨损，使其阻值无法正确反应节气门开度，测量电阻时欧姆表会产生波动，同时输出电压也会过高或过低。当输出电压高时，会导致升档滞后、不能升入超速档；同时会导致主油压过高，出现换档冲击。当输出电压低时，会导致升档提前，汽车行驶动力不足；同时会导致主油压过低，使离
19、合器、制动器打滑。2车速传感器（VSS）(1)功用车速传感器用于检测自动变速器输出轴转速，自动变速器ECU根据车速传感器输入的信号计算出车速，并以此信号控制自动变速器的换档和锁止离合器的锁止。(2)类型常见的车速传感器有电磁式、舌簧开关式、光电式三种形式。一般自动变速器装有两个车速传感器，分为1号和2号传感器。2号车速传感器一般为电磁式的，它装在变速器输出轴附近的壳体上，为主车速传感器，1号车速传感器一般为舌簧开关式的，为副车速传感器，它装在车速表的转子附近，负责车速的传输，它同时也是2号车速传感器的备用件，当2号车速传感器失效后，由1号车速传感器代替工作。下面以常见的电磁式车速传感器为例介绍
20、其结构、原理(3)电磁式车速传感器的结构、原理如图5-3所示，电磁式车速传感器主要由永久磁铁、电磁感应线圈、转子等组成。转子一般安装在变速器输出轴上，永久磁铁和电磁感应线圈安装在变速器壳体上，如图5-3c)所示。当输出轴转动，转子也转动，转子与传感器之间的空气间隙发生周期性变化，使电磁感应线圈中磁通量也发生变化，从而产生交流感应电压，如图5-3b)所示，并输送给电脑。交流感应电压随着车速（输出轴转速）具有两个响应特性，一是随着车速的增加，交流感应电压增高；二是随着车速的增加，交流感应电压脉冲频率也增加。电脑是根据交流感应电压脉冲频率大小计算车速，并以此控制自动变速器的换档。车速传感器信号相当于
21、液控自动变速器中的速控油压，电控自动变速器没有速控阀。图2-11 电磁式车速传感器的结构、原理3输入轴转速传感器对于轿车自动变速器，一般在机械变速器输入轴附近的壳体上装有检测输入轴转速的输入轴转速传感器。该传感器一般也是采用电磁式，其结构、原理及检测与车速传感器一样。自动变速器ECU根据输入轴转速传感器的信号可以更精确地控制换档。另外，ECU还可以把该信号与发动机转速信号进行比较，计算出变矩器的转速比，使主油压和锁止离合器的控制得到优化，以改善换档、提高行驶性能。4水温传感器(1)功用水温传感器的信号不仅用于发动机的控制，还用于自动变速器的控制。如图5-4所示，当发动机冷却液温度低于设定温度（
22、如60），发动机ECU会发送一个信号给自动变速器ECU的OD1端子，以防止自动变速器换入超速档，同时锁止离合器也不能工作。当发动机冷却液温度过高时，自动变速器ECU会让锁止离合器工作以帮助发动机降低冷却液的温度，防止变速器过热。如果水温传感器故障，发动机ECU会自动将冷却液温度设定为80，以便发动机和自动变速器可以工作。(2)结构、原理水温传感器一般都是一个负温度系数的热敏电阻，即温度升高，电阻下降。如图5-4所示，发动机ECU在THW端子接收到一个与冷却液温度成正比的电压，从而得到冷却液温度信号。图2-12 水温传感器线路图5模式选择开关（1）功用模式选择开关是供驾驶员选择所需要的行驶或换档
23、模式的开关。大部分车型都具有常规模式（N或NORM）和动力模式（P或PWR），有些车型还有经济模式（E或ECO）。自动变速器ECU根据所选择的行驶模式执行不同的换档程序，控制换档和锁止正时。如选择动力模式，自动变速器会推迟升档，以提高动力性，而选择经济模式，自动变速器会提前升档，以提高经济性，常规模式介于二者之间。（2）结构、原理如图5-5所示为常见的具有常规和动力两种模式的模式选择开关线路图，当开关接通NORM（常规模式），仪表盘上NORM指示灯点亮，同时自动变速器ECU的PWR端子的电压为0V，ECU从而知道选择了常规模式。当开关接通PWR（动力模式），仪表盘上PWR指示灯点亮，同时自动变
24、速器ECU的PWR端子的电压为12V，ECU从而知道选择了动力模式。图2-13 模式选择开关线路图6空档起动开关（1）功用空档起动开关有两个功用，一是给自动变速器ECU提供档位信息，二是保证只有选档杆置于P或N位才能起动发动机。（2）结构、原理如图5-6所示，当选档杆置于不同的档位时，仪表盘上相应的档位指示灯会点亮。当ECU的端子N、2或L与端子E接通时，ECU便分别确定变速器位于N、2或L位；否则，ECU便确定变速器位于D位。只有当选档杆置于P或N位时，端子B与NB接通，才能给起动机通电，使发动机起动。图2-14 空档起动开关线路图7OD开关(1)功用OD开关（超速档开关）一般安装在选档杆上
25、，由驾驶员操作控制，可以使自动变速器有或没有超速档。(2)原理如图5-7所示，当按下OD开关（ON），OD开关的触点实际为断开，此时ECU的OD2端子的电压为12V，自动变速器可以升至超速档，且OD OFF指示灯不亮。图2-15 OD开关ON的线路图如图5-8所示，当再次按下OD开关，OD开关会弹起（OFF），OD开关的触点实际为闭合，此时ECU的OD2端子的电压为0V，自动变速器不能升至超速档，且OD OFF指示灯点亮。图2-16 OD开关OFF的线路图8制动灯开关（1)功用自动变速器ECU通过制动灯开关检测是否踩下制动踏板，如果踩下制动踏板，ECU会取消锁止离合器的工作。（2）原理如图5-
26、9所示，制动灯开关安装在制动踏板支架上。当踩下制动踏板，开关接通，ECU的STP端子电压为12V；当松开制动踏板，开关断开，STP端子电压为0V。ECU根据STP端子的电压变化了解制动踏板的工作情况。图2-17 制动灯开关线路图2.5.2 执行器根据工作方式不同，执行电磁阀分为开关式电磁阀和脉冲式电磁阀两大类。（1）开关式电磁阀开关式电磁阀由电磁线圈、衔铁、阀芯和回位弹簧组成，当线圈不通电时，阀芯被油压推开，球阀在油压作用下关闭泄油孔，打开进油孔，是主油路压力油进入控制油道如图所示，当线圈通电时，电磁力使阀芯下移，推动球阀关闭进油孔，打开泄油孔，控制油道内的压力油由泄油孔泄压。开关式电磁阀的作
27、用是开启和关闭自动变速器油路，可用于控制换挡阀及液力变矩器的闭合。（2）脉冲式电磁阀脉冲式电磁阀的结构与开关式电磁阀基本相似，也是由电磁线圈、衔铁、阀芯等组成，如图所示，其作用是控制油路中油压的大小。与开关式电磁阀不用之处在于，控制脉冲式电磁阀不同之处在于，控制脉冲式电磁阀的工作的电信号不是恒定不变的电压信号，电磁阀在脉冲电信号的作用下不断反复地开启和关闭泄油孔，ECU通过改变脉冲的宽度，即占空比，来改变电磁阀开启和关闭的时间比例，而达到控制油路压力的目的。占空比越大经电磁阀写出的压力油就越多，油路压力就越低，反之，占空比越小，油路压力据越高。脉冲式电磁阀一般安装在主油路或蓄能器背压油路中，通
28、过ECU控制，在自动变速器自动升挡及降挡瞬间，或者在闭锁离合器结合及分离动作开始时使油压下降，以减少换挡和接合与分离冲击，使车辆行驶更平稳。2.5.3 电子控制单元1控制换挡时刻换挡控制即控制自动变速器的换挡时刻，也就是在汽车达到某一车速时，让自动变速器升挡或降挡。不同换挡模式下的换挡规律是不一样的，常见的换挡模式大致有以下几种：(1)经济模式。该模式以汽车获得最佳燃油经济性为目标设计换挡规律。当自动变速器在经济模式下工作时，其换挡规律使汽车在行驶过程中，发动机经常在经济转速范围内运行，从而降低了燃油消耗。(2)动力模式。该模式以汽车获得最大动力性为目标设计换挡规律。当自动变速器在动力模式下工
29、作时，其换挡规律使汽车在行驶过程中，发动机经常处于大转矩、大功率范围内运行，从而提高了汽车的动力性能。(3)普通模式。该模式的换挡规律介于经济模式和动力模式之间，它使汽车既保证了一定的动力性又有较好的燃油经济性。(4)手动模式。该模式让驾驶员可在各挡位之间以手动方式选择合适的挡位，使汽车像装了手动变速器一样行驶，而又不必像手动变速器那样换挡时必须踩离合器踏板。(5)雪地模式。适用于在雪地上行驶的方式，在起步时，自动变速器会自动选择2挡起步，当操纵手柄至于2位时，自动变速器保持在2挡工作，而操纵手柄置于1位时，自动变速器保持在1挡工作，如初始位置在2挡的话，则当车速降至1挡后，不在升挡。2后坐控
30、制此项功能是指在由N工况变为D工况时，自动变速器并非由空挡直接变为1挡，而是先升至2挡，然后再降到1挡，从而减小车辆的后坐。3超速行驶控制只有当换挡手柄位于D位且超速开关打开时，变速器才能升入超速挡。4控制闭锁离合器ECU内储存有不同行驶模式下控制闭锁离合器工作的程序，根据车速传感器和节气门位置传感器等发出的信号，ECU可以控制闭锁电磁阀的开和关，从而控制闭锁离合器的接合和分离。5控制换挡品质换挡品质是指换挡过程的平顺性和零部件负载两方面。由于换挡执行机构不可能按理想要求同时交替转换（如制动器分离和离合器结合），发动机等部件在换挡过程中由于惯性会形成冲击，执行机构中摩擦转矩的动态摩擦因数及油压
31、波动也伴随转矩扰动，因此换挡过程中不可避免会产生冲击。为此使其输出轴转矩扰动下降到人们能接受的程度。（1）执行机构外部控制 缓冲控制使换档接合柔和，如蓄能器、缓冲阀、节流阀等；定时控制使换挡摩擦元件分、合交替定时合理，如定时阀、干预换挡定时阀等；换挡执行机构压力控制，如根据发动机负荷、车速、挡位、摩擦因数、液力变矩器速比及油温等参数，通过ECU控制比例电磁阀或高速电磁阀快速、精确自动按需调节压力。一般各接合元件设置独立的蓄能器，满足各挡位下执行机构离合器或制动器工作压力不同的要求。（2）执行机构的自身改进 如采用单向离合器、液力变矩器换挡时解锁，完成后再闭锁；采用分阶段作用液压缸等，改善换挡品
32、质。在电控自动变速器中，采用软件技术不仅可取代或简化前述机构，而且使缩短换挡时间与提高换挡品质达到最佳。（3）电液反馈控制 应用现代控制理论，对挡位离合器（制动器）油压实行电液反馈闭环控制，可以使其接合压力平缓地按最佳规律增长，实现平稳转速。（4）动力源控制因汽车惯量大，在换挡中可控制的主要是发动机转矩和转速，使其们组提高换挡品质的需要。采用动力传动系统综合控制方法，通过自动变速器与发动机ECU之间的通信，用换挡时发动机减少喷油、点火之后等方法降低转矩，效果最佳。3 微机控制自动变速器检测与诊断3.1 微机控制自动变速器故障检测与诊断程序3.1.1微机控制自动变速器故障检测与诊断程序一般情况下
33、，自动变速器的诊断过程按照由简单到复杂的程序，一步一步地进行，自动变速器的故障和诊断程序可按如下来进行。(1)向用户询问向用户询问内容包括：故障产生时间，症状，情况，条件，如何发生，是否已检修过以及动过什么部位等。有时用户不一定能说清楚，需要邀请他们一起在适当的路段上进行实际的行车观察，在行车观察中再次提出询问，作为验证和补充用户的叙述。若车况或路况不允许进行行车观察，只好做一些初步的外观检查，同时提出有关的查询问题，应当注意到，有些用户限于技术水平或者叙述能力，所回答的内容只能作为诊断故障的参考。(2)初步检查初步检查的目的是确定自动变速器是否在正常前提条件下进行工作，通过初步检查往往能很快
34、找出故障的部位和原因。初步检查的内容主要包括自动变速器油的检查和更换，节气门连杆机构和手控连杆机构的检查与调整，变速器制动器间隙的调整，发动机怠速检查和调整，节气门全开检查和变速器漏油检查。(3)故障自诊断测试如果电子控制自动变速器在进行初步检修后仍存在故障，可通过电子控制单元（ECU）自诊断系统进行故障自诊断测试，调出故障代码，帮助寻找故障发生部位，排除故障以后要记住清除故障代码，不同公司生产的不同车型，其故障自诊断方法不尽相同。(4)手动换挡测试进行手动换挡测试的目的是判断出故障是出自电子控制系统还是出自机械系统（包括齿轮变速传动系统和液压控制系统）。(5)机械系统的测试机械系统的测试包括
35、失速试验，时滞试验，液压试验和道路试验等几项内容，因厂家不同内容又有一定的差异。通过这几项试验，可以准确的判断出自动变速器机械系统的故障发生部位。（6）电子控制系统 电子控制系统测试主要是根据系统电路图检查线束导线以及各插接件是否有断路，短路，搭铁和接触不良的故障，检测各种传感器，执行器是否损坏和失效。（7）按故障诊断表检测当按前述诊断步骤未发现异常，或者根据前述几个诊断步骤的结果很难准确判断具体的故障部位时，则为疑难故障的诊断，一般可根据厂家提供的故障诊断表采取逐项排除法查找出故障部位。3.2 电控自动变速器的基本检查与维护3.2.1自动变速器油面高度检查在做任何自动变速器检测或故障诊断前，
36、要首先进行油面高度检查。其方法如下：（1）将汽车停放在水平地面上，并拉紧手制动，让发动机怠速运转(至少1 min)。（2）踩住制动踏板，将换档操纵手柄拨至倒档(R位)、前进档(D位)、前进低档(S、L或2、1位)等位置，并在每个档位上停留数秒，使液力变矩器和所有换档执行元件中都充满自动变速器油。最后将操纵手柄拨至停车档(P位)位置。（3）从加油管内拔出油尺，擦净后插入加油管内再拔出，检查油尺上的油面高度。如果自动变速器处于冷态(即冷车刚刚起动，自动变速器油的温度较低，为室温或低于25 )，油面高度应在油尺刻线的下限附近；如果自动变速器处于热态(如低速行驶5 min以上，自动变速器油温度已达70
37、 80 )，油面高度应在油尺刻线的上限附近。若油面过低，应向加油管中补充自动变速器油，直至油面高度符合标准为止。继续运转发动机，检查自动变速器油底壳、油管接头等处有无漏油。如有漏油，应立即予以修复。3.2.2 自动变速器油品质检查自动变速器油的状态是自动变速器工作状态的集中反映，故应经常观察自动变速器油的颜色和气味的变化，并据此判断自动变速器油品质好坏和能否继续使用。在检查自动变速器油时，从油尺上嗅一嗅油液的气味，用手指蘸少许油液并在手指间互相摩擦看是否有渣粒。自动变速器油的状态与常见故障原因如下列所列油液状态原因及处理方法颜色透明、呈粉红色正常颜色发白、浑浊1.水分已进入油中，应检查密封件，
38、特别是处于散热器；2.下水室内的油却器是否锈蚀腐烂黑色、发稠油尺上粘有胶质油膏1.变速器油温过高变成深褐色、棕色1.油液使用时间过长，应及时更换；2.长期高负荷运转，或某些不见打滑、损坏，引起变速器过热有金色屑或黑色颗粒离合器片、制动带、单向离合器磨损严重油液有烧焦味1油温过高，油面过低；2.油冷却器、滤清器或油管堵塞油液从加油管溢出1.油面过高；2.通气塞脏污、堵塞，需清洁、通气3.2.3液压控制系统漏油检查液压控制系统的各连接处都有油封和密封垫，这些部位是经常发生漏油的地方。液压控制系统漏油会引起油路压力下降及油位下降(是换档打滑和延迟的常见原因)。3.3 自动变速器基本检测实验3.3.1
39、 微机控制自动变速器的手动换档试验为确定故障存在部位，区分故障是机械系统、液压控制系统还是微机控制系统引起的，应当进行手动换档试验，这是在读取故障代码和完成基础检验之后首先要进行的试验项目。所谓手动换档试验就是将微机控制自动变速器的所有换档电磁阀的线束插头全部脱开由测试人员手动进行各档位的试验，此时ECU不能通过换档电磁阀来控制换档，自动变速器的档位取决于换档操纵手柄的位置。不同车型的微机控制自动变速器，在脱开换档电磁阀线束插头后，档位和换档操纵手柄的关系都不完全相同。手动换档试验的步骤如下：(1)脱开微机控制自动变速器的所有换档电磁阀线束插头。(2)起动发动机，将换档操纵手柄拨至不同位置，然
40、后做道路试验(也可以将驱动轮悬空进行台架试验)。(3)观察发动机转速和车速的对应关系，以判断自动变速器所处的档位。不同档位时.动机转速和车速的关系可以参考下表所示。由于液力变矩器的减速作用与传递的转矩有关，因此下表所示中的车速只能作为参考，实际车速将随着行驶中节气门开度的不同而产生一定的变化。挡位发动机转速/rmin-1车速/kmh-11挡200018222挡200034383挡20005055超速挡20007075(4)若换档操纵手柄位于不同位置时自动变速器所处的档位与规定档位相同，则说明微机控制自动变速器的阀板及换档执行元件基本上工作正常。否则说明阀板或换档执行元件有故障。(5)试验结束后
41、，接上所有换档电磁阀的线束插头。(6)清除ECU中的故障代码，防止因脱开换档电磁阀线束插头而产生的故障代码储存在ECU中影响故障自诊断系统的工作。若每一档动作都正常，则说明故障出在微机控制系统；若有某一档动作异常，则说明故障是机械或液压部分引起的，应进行机械试验。3.3.2 机械试验.微机控制自动变速器的机械试验内容包括液压试验、失速试验、时间滞后(时滞)试验、液力变矩器试验和道路试验等。机械试验是在进行基础检验、手动换档试验后确认是机械系统和液压控制系统故障后进行的试验，目的是区分故障是机械系统引起的，还是液压系统引起的，并同时诊断出故障的具体部位。下面分别叙述机械试验中5个试验项目的作用、
42、试验方法和试验结果分析。1液压试验1）主油路油压测试方法测试主油路油压时，应分别测出前进档和倒档的主油路油压。(1)前进档主油路油压测试方法拆下自动变速器壳体上的主油路测压孔或前进档油路测压孔螺塞，接上油压表；起动发动机，将换档操纵手柄拨至前进档(D)位置；读出发动机怠速运转时的油压，该油压即为怠速工况下的前进档主油路油压；用左脚踩紧制动踏板，同时用右脚将加速踏板完全踩下，在失速工况下读取油压，该油压即为失速工况下的前进档主油路油压；将换档操纵手柄拨至空档(N)或停车档(P)位置，让发动机怠速运转1 min以上将换档操纵手柄拨至各个前进低档(S、L或2、1)位置，重复上述ce的步骤，读出各个前
43、进低档在怠速工况和失速工况下的主油路油压。(2)倒档主油路油压测试方法拆下自动变速器壳体上的主油路测压孔或倒档油路测压孔螺塞，接上油压表；起动发动机，将换档操纵手柄拨至倒档(R)位置；在发动机怠速运转工况下读取油压，该油压即为怠速工况下的倒档主油路油压；用左脚踩住制动踏板，同时用右脚将加速踏板完全踩下，在发动机失速工况下读取油压，该油压即为失速工况下的倒档主油路油压；将换档操纵手柄拨至空档(N)位置，让发动机怠速运转1 min。将测得的主油路油压与标准值进行比较。不同车型自动变速器的主油路油压不完全相同。2失速试验 1)失速试验方法和步骤(1)将汽车停放在宽阔的水平地面上，前后车轮用三角木块塞
44、住；(2)用手制动器或脚制动器把车辆刹死；(3)检查自动变速器的油温，应该在50 80 ，油面高度应该正常(冷车应在试验前使其升温)；(4)起动发动机，将换档操纵手柄拨入前进档(D)位置；(5)在左脚踩紧制动踏板的同时，用右脚将加速踏板踩到底，在发动机转速不再升高时，迅速读取此时的发动机转速，立即松开加速踏板；(6)将换档操纵手柄拨入停车档(P)或空档(N)位置，让发动机怠速运转1 min，以防止油温过高而变质； (7)将换档操纵手柄拨入其他档位(R、S、L或2、1)，做同样的试验。由于在失速工况下，发动机的动力全部消耗在液力变矩器内自动变速器油的内部摩擦损耗上，油温会急剧上升，因此在失速试验
45、中，从加速踏板踩下到松开的整个过程的时间不得超过5 s，试验次数不得多于3次，否则会使自动变速器油因温度过高而变质，甚至损坏密封圈等零件。在一个档位的试验完成之后，不要立即进行下一个档位的试验，要等油温下降之后再进行。试验结束后不要立即熄灭发动机，应将换档操纵手柄拨入空档(N)或停车档(P)位置，让发动机怠速运转数分钟，以便让自动变速器油温度降至正常。如果在试验中发现驱动轮因制力不足而转动，应立即松开加速踏板，停止试验。 不同车型的自动变速器都有其失速转速标准值。大部分自动变速器的失速转速标准值为2 300 r/min左右。若失速转速与标准值相符，说明自动变速器的油泵、主油路油压及各个换档执行
46、元件的工作基本正常；若失速转速高于标准值，说明主油路油压过低或换档执行元件打滑；若失速转速低于标准值，则可能是发动机动力不足或液力变矩器有故障。例如当液力变矩器中的导轮单向超越离合器打滑时，液力变矩器在液力偶合的工况下工作，其变矩比下降，从而使发动机的负荷增大，转速下降。不同档位失速转速不正常的原因如下表所列换挡操纵手柄位置失速转速故障原因所有位置过高主油路油压过低前进挡和倒挡的换挡执行元件打滑低挡及倒挡制动器打滑过低发动机动力不足液力变矩器导轮单向超越离合器打滑仅在D位过高前进挡油路油压过低前进离合器打滑仅在R位过高倒挡油路油压过低倒挡及高挡离合器打滑3时滞试验在发动机怠速运转时将换档操纵手
47、柄从空档(N)位置拨至前进档(D)或倒档(R)位置后，需要有一段短暂时间的迟滞或延时才能使自动变速器完成档位的结合(此时汽车会产生一个轻微的振动)，这一短暂的时间称为自动变速器换档的迟滞时间。时滞试验就是测出自动变速器的迟滞时间，根据迟滞时间的长短来判断主油路油压及换档执行元件的工作是否正常。迟滞时间的大小取决于自动变速器油路油压、油路密封情况以及离合器和制动器的磨损情况。时滞试验的步骤和试验方法如下。(1)让汽车行驶，使发动机和自动变速器达到正常工作温度。(2)将汽车停放在水平地面上，拉紧手制动。(3)检查发动机怠速。如不正常，应按标准予以调整。(4)将自动变速器换档操纵手柄从空档(N)位置拨至前进档(D)位置，用秒表测量从拨动换档操纵手柄开始到感觉到汽车振动为止所需的时间，称为ND迟滞时间。(5)将换档操纵手柄拨至空档(N)位置，让发动机怠速运转1
