自动变速器教案

任务8自动变速器的电路分析与检测

自动变速器（英语：AutomaticTransmission,简称：AT）,亦称

自动变速箱，台湾称为自排变速箱，香港称为自动波，通常来说是一

种可以在车辆行驶过程中自动改变齿轮传动比的汽车变速器，从而使

驾驶员不必手动换档，也用于大型设备铁路机车。自1950年代以来,

绝大部分在美国销售的汽车都是采用自动变速器的，但在欧洲和其他

地区却并非如此。自动变速器，特别是早期产品，往往降低了燃油效

率和功率。

一、汽车自动变速器的类型

1、液力自动变速器（AT）

2、机械无级自动变速器（CVT）

3、电控机械自动变速器（AMT）

4、双离合器自动变速器

目前轿车普遍使用的是AT,AT几乎成为自动变速器的代名词。

AT是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力传

递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。其中液力变扭器是AT最重要的

部件，它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成，兼有传速扭矩和离合的作

用。

二、自动变速器挡位

一般来说，自动变速器的挡位分为P、R、N、D、2、1或L等。

P(Parking)：用作停车之用，它是利用机械装置去锁紧汽车的转

动部分，使汽车不能移动。当汽车需要在一固定位置上停留一段较长

时间，或在停车之后离开车辆前，应该拉好手制动及将拨杆推进“P”

的位置上。要注意的是：车辆一定要在完全停止时才可使用P挡，要

不然自动变速器机械部分会受到损坏。另外，自动变速轿车一［装置空

挡启动开关，使得汽车只能在“P”或“N”挡才能启动发动机，以避

免在其他挡位上误启动时使汽车突然前窜。

R(Reverse)：倒挡，车辆倒后之用。通常要按下拨杆上的保险按

钮，才可将拨杆移至“r”挡。要注意的是：当车辆尚未完全停定时,

绝对不可以强行转至“r”挡，否则变速器会受到严重损坏。

N(Neutral)：空挡。将拨杆置于“N”挡上，发动机与变速器之间

的动力已经切断分离。如短暂停留可将拨杆置于此挡并拉出手制动杆,

右脚可移离刹车踏板稍作休息。

D(Drive)：前进挡，用在一般道路行驶。由于各国车型有不同的

设计，所以“D”挡一般包括从1挡至高挡或者2挡至高挡，并会因车

速及负荷的变化而自动换挡。将拨杆放置在“D”挡上，驾车者控制车

速快慢只要控制好油门踏板就可以了。

2(SecondGear)：2挡为前进挡，但变速器只能在1挡、2挡之间

变换，不会跳到3挡和4挡。将拨杆放置在2挡位，汽车会由1挡起

步，当速度增加时会自动转1挡。2挡可以用作上、下斜坡之用，此

挡段的好处是当上斜或落斜时,车辆会稳定地保持在1挡或2挡位置,

不会因上斜的负荷或车速的不平衡、令变速器不停地转挡。在落斜坡

时，利用发动机低转速的阻力作制动，也不会令车子越行越快。

1(FirstGear)：1挡也是前进挡，但变速器只能在1挡内工作。

不能变换到其他挡位。它用在严重交通堵塞的情况和斜度较大的斜坡

上最能发挥功用。上斜坡或下斜坡时，可充分利用汽车发动机的扭力。

三、自动变速器得到维护

1、经常检查自动变速器油

自动变速器对油液的要求极其严格，它要求油液不仅有润滑、清

洗、冷却作用，还应具有传递扭矩和传递液压以控制离合器、制动器

的工作性能，所以自动变速器油是一种特殊的高级润滑油，通常称之

为为TF”，其型号有很多种,国内常见的有Ford标准F型和GM标准

DEXR0NII型，使用时切记要认清。“ATF”型号不同，其摩擦系数就

不一样。若该使用DEXR0NII型而错用为F型，则会使自动变速器发生

换挡冲击和制动器、离合器突然啮合的现象。F型错用为DEXRONII型

则会引起自动变速器内离合器、制动器打滑，加速摩擦片早期磨损。

另外，自动变速器油量的检查也很重要，自动变速器的生产厂家

不同，工作液的检查条件也就不同。检查时一般都要求在变速器热态

（油温50℃—80℃）时将汽车停放在水平路面上，发动机怠速运转（主

更车规定发动机熄火），选挡杆放在P位（H产车允许放在N位），

此时抽出油尺擦净后重新插入再拔出检查，油面应达到油尺上规定的

上限刻度附近为准。

油质的检查，一般使用和维护人员因无检测设备，只能从外观上

判断，可用手指捻一捻，感觉一下粘度，用鼻子闻一闻气味如何，若

已变色或有烧焦的气味，则应更换新油。

2、自动变速器油的更换

多数自动变速器要求定期换油，换油周期一般为2-4万公里。放

油前，应将变速器预热到工作温度，以便降低油的粘度，确保油内杂

质和沉淀物随油一起排出。在预热和加油过程中，汽车应停放在水平

地面，并拉紧手制动。

放完油后，视情况拆下机油盘，彻底清洗机油盘和过滤器滤网，

然后再将机油盘装好。加油时，先从加油口注入工作液达到规定的标

准，起动发动机，在发动机怠速运转的情况下，移动选挡杆经所有的

挡位后回到P位，这样可使变速器迅速地热起，然后再加油。

3、检查手动选挡机构

手动选挡机构从选挡杆到手动阀是通过连杆或拉线连接起来的，

均有调整部位。手动手柄的位置应与自动变速器内的理簧卡片位置一

一对应，若不对应则需调整。手动选挡机构的调整往往被忽视，有时

自动变速器修理结束后，由于没有调整选挡机构，最后导致换挡冲击

力过大，甚至会造成事故。

4、制动带的调整

自动变速器的制动带为可调结构的均需调整，以补偿其正常磨损。

制动带的调整应遵照厂家的技术规定，调整后可通过道路试验判断调

整的结果。制动带调整的作业位置，视变速器的型号而不同。

5、停车挡的制动性能检查

在坡道上停车，应将选挡杆扳入P位，此时松开制动踏板，汽车

应不会自行滑下。若需要将选挡杆从P位移开，应记住必须先踩下制

动踏板，否则会摘不下来，因此在停车挡无制动性能时应检查维修。

四、分类

1、按变速形式分

可分为有级变速器与无级变速器两种

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已逐步漕多。

2、按无级变矩的种类分

(1)液力变矩器自动变速器

就是在液力变矩器后面装一个齿轮变速系统。

(2)机械式自动变速器

它是由离合器和依据车速、油门开度改变，V型带轮的作用半径

而实现无级变速的

(3)“电动轮”无级变速

它取消了机械传动中的传统机构，而代之以电流输至电动机，以

驱动和电动机装成一体的车轮。

3、按自动变速器前进挡的挡位数不同分

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。

4、按齿轮变速器的类型分

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。

5、按齿轮变速系统的控制方式分

（1）液控自动变速器

液控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。

（2）电控液动自动变速器

电控液动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控制信号；换挡电磁阀和油压电磁阀

再将电脑的电控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。

五、基本组成

自动变速器的厂牌型号很多，外部形状和内部结构也有所不同，

但它们的组成基本相同，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，可将它们分成液力变矩器、变速齿轮机构、供油系统、自

动换挡控制系统和换挡操纵机构等五大部分。

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。它利用油液循环流

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、无级地改变传动比

和扭矩比，具有一定的减速增扭功能。

2、变速齿轮机构

自动变速器中的变速齿轮机构所采用的型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，只有少数车型采用。目前绝大多数轿车自动变速器中的齿轮变

速器采用的是行星齿轮式。

变速齿轮机构主要包括行星齿轮机构和换档执行机构两部分。

行星齿轮机构，是自动变速器的重要组成部分之一，主要由于太

阳轮（也称中心轮）、内齿圈、行星架和行星齿轮等元件组成。行星

齿轮机构是实现变速的机构，速比的改变是通过以不同的元件作主动

件和限制不同元件的运动而实现的。在速比改变的过程中，整个行星

齿轮组还存在运动，动力传递没有中断，因而实现了动力换挡。

换挡执行机构主要是用来改变行星齿轮中的主动元件或限制某个

元件的运动，改变动力传递的方向和速比，主要由多片式离合器、制

动器和单向超越离合器等组成。离合器的作用是把动力传给行星齿轮

机构的某个元件使之成为主动件。制动器的作用是将行星齿轮机构中

的某个元件抱住，使之不动。单向超越离合器也是行星齿轮变速器的

换挡元件之一，其作用和多片式离合器及制动器基本相同，也是用于

固定或连接几个行星排中的某些太阳轮、行星架、齿圈等基本元件，

让行星齿轮变速器组成不同传动比的挡位。

3、供油系统

自动变速器的供油系统主要由油泵、油箱、滤清器、调压阀及管

道所组成。油泵是自动变速器最重要的总成之一，它通常安装在变矩

器的后方，由变矩器壳后端的轴套驱动。在发动机运转时，不论汽车

是否行驶，油泵都在运转，为自动变速器中的变矩器、换挡执行机构、

自动换挡控制系统部分提供一定油压的液压油。油压的调节由调压阀

来实现。

4、自动换挡控制系统

自动换挡控制系统能根据发动机的负荷（节气门开度）和汽车的

行驶速度，按照设定的换挡规律，自动地接通或切断某些换挡离合器

和制动器的供油油路，使离合器结合或分开、制动器制动或释放，以

改变齿轮变速器的传动比，从而实现自动换挡。

自动变速器的自动换挡控制系统有液压控制和电液压（电子）控

制两种。

液压控制系统是由阀体和各种控制阀及油路所组成的，阀门和油

路设置在一个板块内，称为阀体总成。不同型号的自动变速器阀体总

成的安装位置有所不同，有的装置于上部，有的装置于侧面，纵置的

自动变速器一般装置于下部。

在液压控制系统中，增设控制某些液压油路的电磁阀，就成了电

器控制的换挡控制系统，若这些电磁阀是由电子计算机控制的，则成

为电子控制的换挡系统。

5、换挡操纵机构

自动变速器的换挡操纵机构包括手动选择阀的噪纵机构和节气门

阀的操纵机构等。驾驶员通过自动变速器的操纵手柄改变阀板内的手

动阀位置，控制系统根据手动阀的位置及节气门开度、车速、控制开

关的状态等因素，利用液压自动控制原理或电子自动控制原理，按照

一定的规律控制齿轮变速器中的换挡执行机构的工蚱，实现自动换挡。

六、工作过程

自动变速器之所以能够实现自动换挡是因为工作中驾驶员踏下油

门的位置或发动机进气歧管的真空度和汽车的行驶速度能指挥自动换

挡系统工作，自动换挡系统中各控制阀不同的工作状态将控制变速齿

轮机构中离合器的分离与结合和制动器的制动与释放，并改变变速齿

轮机构的动力传递路线，实现变速器挡位的变换。

传统的液力自动变速器根据汽车的行驶速度和节气门开度的变

化，自动变速挡位。其换挡控制方式是通过机械方式将车速和节气门

开度信号转换成控制油压，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。

电控液力自动变速器是在液力自动变速器基础上增设电子控制系

统而形成的。它通过传感器和开关监测汽车和发动机的运行状态，接

受驾驶员的指令，并将所获得的信息转换成电信号输入到电控单元。

电控单元根据这些信号，通过电磁阀控制液压控制装置的换挡阀，使

其打开或关闭通往换挡离合器和制动器的油路，从而控制换挡时刻和

挡位的变换，以实现自动变速。

工作原理

1、AT传动系统的工作原理

AT传动系统的结构与手动档相比，在结构和使用上有很大的不

同。手动档主要由齿轮和轴组成，通过不同的齿轮组合产生变速变矩;

而AT传动系统是由液力变矩器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过

液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。其中，液力变扭器是AT

最具特点的部件，它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成，它直接输入发

动机动力，并传递扭矩，同时具有离合作用。泵轮和涡轮是一对工作

组合，它们就好似相对放置的两台风扇，一台风扇吹出的风力会带动

另一台风扇的叶片旋转，风力成了动能传递的媒介，如果用液体代替

空气成为传递动能的媒介，泵轮就会通过液体带动涡轮旋转，再在泵

轮和涡轮之间加上导轮，通过反作用力使泵轮和涡轮之间实现转速差

就可以实现变速变矩了。由于液力变矩器自动变速变矩范围不够大，

因此在涡轮后面再串联几排行星齿轮来提高效率，液压操纵系统会随

发动机工作的变化而自行操纵行星齿轮，从而实现自动变速变矩。辅

助机构自动换档不能满足行驶上的多种需要，例如停泊、后退等，所

以还设有干预装置（即手动拨杆），标志P（停泊）、R（后位）、N（空

位)、D(前进位)，另在前进位中还设有“2”和“1”的附加档位，

用以起步或上斜坡之用。由于将其变速区域分成若干个变速比区段，

只有在规定的变速区段内才是无级的，因此AT实际上是一种介于有级

和无级之间的自动变速器。

液力自动变速器通常有两种类型：一种为前置后驱动液力自动变

速器；另一种为前置前驱动液力自动变速器。液力自动变速器电子控

制通过动力传动控制模块(Power-transmissionControlModule,PCM)

接收来自汽车上各种传感器的电信号输入，根据汽车的使用工况对这

些信息处理来决定液力自动变速器运行工况。按照这些工况，动力传

动控制模块给执行机构发出指令，并实现下列功能：变速器的升档和

降档；一般通过操纵一对电子换档电磁阀在通/断两种状态中转换；通

过电子控制压力控制电磁阀(PressureContro1So1enoid,PCS)来调整

管路油压；变矩器离合器(TorquoConverterClutch,TCC)用以控制电

磁阀的结合和分离时间。

自动变速器主要是根据车速传感器(VehicleSpeedSensor,VSS)、

节气门位置传感器(17hrottlePositionSensor,TPS)以及驾驶员踩下

加速踏板的程度进行升位和降位控制。

2、AMT传动系统的工作原理

AMT传动系统是在传统的固定轴式变速器和干式离合器的基础

_L,应用微电子驾驶和控制理论，以电子控制单元(ECU)为核心，通

过电动、液压或气动执行机构对选换档机构、离合器、节气门进行操

纵,来实现起步和换档的自动操作。AMT传动系统的基本控制原理是:

ECI根据驾驶员的操纵（节气门踏板、制动踏板、转向盘、选档器的

操纵）和车辆的运行状态（车速、发动机转速、变速器输入轴转速）

综合判断，确定驾驶员的意图以及路面情况，采用相应的控制规律，

发出控制指令，借助于相应的执行机构，对车辆的动力传动系统进行

联合操纵。

AMT传动系统是对传统干式离合器和手动齿轮变速器进行电子控

制实现自动换档，其控制过程基本是模拟驾驶员的噪作。ECU的输入

有：加速踏板信号、发动机转速、节气门开度、车速等。ECU根据换

档规律、离合器控制规律、发动机节气门自适应调节规律产生的输出，

对节气门开度、离合器、换档操纵三者进行综合控制。

离合器的控制是通过三个电磁阀实现的，通过油缸的活塞完成离

合器的分离或接合。ECU根据离合器行程的信号判断离合器接合的程

度，调节接合速度，保证接合平顺。

换档控制一般是在变速器上交叉地安装两个控制油缸。选档与换

档由四个电磁阀根据ECU发出指令进行控制。

在正常行驶时，节气门开度的控制由驾驶员直接控制加速踏板，

其行程通过传感器输入到：ECU,ECU再根据行程大小，通过对步进电

动机控制来控制发动机节气门开度。在换档过程，踏板行程与节气门

开度并非完全一致，按换档规律要求先减小节气门开度，进入空档，

在挂上新的档位后，接合离合器，随着传递发动机扭矩增大的同时;

节气门开度按一定的调节规律加到与加速踏板对应的开度。

3、CVT传动系统的工作原理

CVT采用传动带和可变槽宽的带轮进行动力传速，即当带轮变化

槽宽时，相应地改变驱动轮与从动轮上传动带的接触半径而进行变速,

传动带一般有橡胶带、金属带和金属链等。CVT是真正的无级变速，

它的优点是重量轻、体积小、零件少。与AT比较，它具有较高的运行

效率，油耗也较低。但.CVT的缺点也很明显，就是传动带很容易损坏,

不能承受过大的载荷，因此在自动变速器中占有率较低。

CVT与AMT和AT相比，最主要的优点是它的速比变化是无级的，

在各种行驶工况下都能选择最佳的速比，其动力性、经济性和排放与

AT相比都得到了很大的改善。但是CVT不能实现换空位，在倒位和起

步时还得有一个自动离合器，有的采用液力变矩器，有的采用模拟液

力变矩器起步特性的电控湿式离合器或电磁离合器。CVT采用的金属

带无级变速器与AT一般所用的行星齿轮有级变速器比较，结构相对简

单，在批量生产时成本可能低些。

七、结构分析

自动变速器的自动控制是靠液压系统来完成的。液压系统由动力

源、控制机构、执行机构三部分组成。

动力源是被液力变距器驱动的油泵，它除了向控制器提供冷却补

偿油液，并使其内部具有一定压力，除此之外还向行星齿轮变速器供

润滑油。

控制机构大体包括主油系统、换档信号系统，换档阀系统和缓冲

安全系统。根据其换档信号系统和换档阀系统采用的是全液压元件还

是电子控制元件可将控制机构分为液控式和电控式两种。

执行机构包括各离合器制动器的液压缸。

1、油泵

自动变速器中油泵是重要总成之一，它技术状况的好坏，对自变

器的性能及使用寿命有很大影响。油泵通常装在变距器的后端，有的

是在变速器的后端，但是不管何位都是变距器的泵通过轴套或轴来驱

动，转速与发动机相同。

常见泵的型式有内啮合轮泵，摆线转子泵，和叶片泵等定量泵，

也有少数车型采用变量泵（叶片）。

1）内啮合齿轮

内啮合齿轮在自动变速器应最为普遍，它具有尺寸小、重量轻、

流量脉动小、噪声低特点。内啮合齿轮主要由起主动作用的小齿轮，

从动的内齿轮、月牙隔板、泵壳、泵盖等组成

2）摆线转子泵摆线转子泵具有结构简单、尺寸紧凑、噪声小，运

转平稳高速性能良好等优点；其缺点是流量脉冲大，加工精度要求高。

它是由一对内啮合的转子及泵壳、泵盖等组成。

2.主油路系统

自动变速器汕从油泵泵出，既进入主油路系统。由于油泵是发动

机直接驱动的，因此它的输出流量和压力都受到发动机运转状况的影

响。发动机运行过程中，转速从1000r/min变化，从而使得油泵的输

出流量和压力变化很大。当主油路压力过高时，会引起换档冲击和增

加功率消耗，当主油路压力太低时，又会引起离合器制动器的打滑，

二者都会影响液压系统的工作，因此在主油路系统中必须设置主油路

调压阀。

主油路调压阀：作用是将油泵输出压力精确调节到所需的油压后

再输入主油路，多余的油返回油底壳。是系统压力稳定在一定范围内。

主油调压阀还应能满足主油路系统在不同工况，不同档位时，具

有不同油压的功能要求:

1）节气门开度小时，自变器所传距较小，离合器制动器不易打滑,

主油路压力可以降低一些与之相反，应使油压升高。

2）自变器处于低挡行驶，所需转距较大，主油压要高而在高档时,

自变器所传距小，可降低主油压。

3）倒档使用时间较少，为减少自变器尺寸，倒档执行机构做得较

小，为避免打滑应提高油压。

3.换档信号系统

给自变器提供换档操纵的有两个信号,就是所谓的两发控制参数:

发动机的负荷和离心速控阀提供信号。

1）节气门阀

节气门阀反应节气门开度大小变化时的油压。根据输入方式的不

同可分为机械式节气门阀、真空式节气门阀两种。

（1）机械式节气门阀

一种常见的机械式节气门阀，它由上部是节气门阀体、回位弹簧、

下部的强制低档柱塞和调压弹簧等组成。节气门阀和强制低档柱塞并

不直接接触，而是通过调压弹簧联系在一起，强制低档柱塞下装有滚

轮，与节气门阀凸轮接触。节气门阀凸轮经钢丝绳与加速踏板相连。

来自油泵的压力油由节气门阀的进油口进入，需经阀口后方能从

出油口接至换档阀。另外节气门上还有两个控制油口，分别与来自断

流阀的油压及出油口油压相通，使阀体在A、B处受到向下的油压作用

力。当发动机怠速运行时，阀上进油口处的节流口开度很小，输出的

油压很低。

当踩下加速踏板时，节气门缆绳被拉动，将强制低档柱塞上推，

压阀压弹簧，调压弹簧则推动节气门阀体向上，使节流口开大，从节

气门输出的油压增高。加速踏板往下踩，就是节气门开度越大，节气

门阀凸轮转动角度也越大，强制低档柱塞上移越多，节气门阀体向上

移动也就越多，节流口也就越大，使得节气门的开度大小与自变器节

气门阀输出的油压有了对应关系。

(2)真空式节气门阀

真空式节气门阀由真空气室、推杆和润滑等组成。

膜片作用在推杆的力即与膜片的弹簧力大小有关，也与真空度有

关。

当节气门开度较小时进气管真空度较大，真空气室膜片对阀芯的

推力减小，节气门阀输出油压较低；当节气门开度较大时，进气管真

空度小，真空气室膜片对阀芯推力变大，节气门阀输出油压较高。也

就是说，真空节气门阀所产生的控制信号油压随负荷大小而变化。

2）离心式速控阀

也叫离心调速阀或离心调速器其作用：为自变器换档阀提供一个

随车速变化的控制油压。原理是利用轴旋转时，重块所产生的离心力

来控制润滑阀芯的位置故称离心式速控阀和中间传动复合式双级速控

阀。

（1）普通复合式双级速控阀

来自油泵的主油路压力油由速控阀盖左端面上的小孔A,经盖上

的轴向油道，速控阀外壳左端面上油道，从阀入口P进入速控阀内，

再由阀出口。经外壳左端面油道，盖上轴向油道及轴颈外槽中的经向

小孔B输出。

离心速控阀输出油压的大小由主油路压力油入口P的开度即滑阀

的轴向位置决定。变速器输出轴旋转时，滑阀自身的离心力及油压使

滑阀向外移动（甩开）；而另一侧重块组件的离心力却通过速控阀轴

力使滑阀向内（内收）移动。当变速器输出轴转速很低时，离心力很

小，不足以平衡油压作用力，于是滑阀外移，并通过速控阀轴把另一

侧的重块组件往内拉，入口P开度减小，输出油压相应减小。当输出

转速逐渐生高时，重块组件的离心力迅速增大，拉动滑阀内移，使主

油压入口P开度增大，阀输出油压随车速的提高而内急剧增大。

（2）中间传动复合式双级速控阀

前驱变速器，普通复合式双级速控阀难以布置，而中间传动复合

式双级速空阀因其体积小，可放开在变速器的轴管内，由装在变速器

输出轴上的齿轮间接驱动。因此在自动驱动桥中较多采用中间传动复

合式双级速控阀。

当来自主油路的压力油由进油口A进入后，经阀芯左端，将阀芯

向右推，使A口关小，泄压口C增大，速控阀输出压力减消。当从动

齿轮带动阀芯,阀体及保持架旋转时，重块组件在离心力的作用下可

绕销孔向外摆动。

在输出轴转速低时，重块所受离心力小，阀芯在油压的作用下处

于较右的位置AD开度减小，速控输出油压速随之降低，输出轴转速

越高，重块组件所受离心力越低阀芯被向左推移得越，速控阀输出油

压就越高。从而使速控输出油压能随着输出轴转速的增大而增高。

4.换档阀系统

换档阀组根据换档信号系统提供的信号，控制自动变速器中液压

操纵油路的方向，由此决定所处不同档位。换档阀组主要由手动阀、

换档阀组成。

1）手动阀

手动阀是安装于控制系统阀板总成中的多路换向阀，由驾驶室内

的自动变速器操纵受柄控制。操纵手柄的作用与普通手动变速器的换

档手柄不同。

手动变速器换档手柄的工作位置就是变速器的档位。变速器有几

个档位，手柄就有几个工作位置。而自动变速器操纵手柄的位置是自

动变速器的工作方式，与档位数并不对应。如手柄置于前进档（D）位

置时，对三档自动变速器而言，变速器可根据换档信号在1至3档之

间自动变换；对四档自动变速器而言，变速器则可根据换档信号在1

至4档之间自动换档。当手柄置于前进低档2位（或S位）时自动变

速器只能在1至2档间自动变换。当手柄置于前进低档1位（或L位）

时，自动变速器被限制在1档工作。手动阀还提供倒档（R）、空挡（N）、

停车档（P）等功能。

2）换档阀

换档阀是弹簧液压作用式的方向控制阀，它有两个工作位置，可

以实现升档或降档的自动变换。

3）强制低档阀

通常，只有车速降低一定数值时，自动变速器才能正常的回低档。

但在绝大多数自动变速器中都装有强制低档阀，其作用是：当汽车已

在较高车速下行驶，而此时把发动机油门踩到底仍觉加速不够强烈，

则将自动变速器瞬时强制性的降低一档，即“强制低档”。由于此时

的车速较高，液压变矩器已在偶合器工况或者闭锁工况工作，变矩比

为1,无增矩作用，而发动矶油门几乎已踩到底，功率输出接近最大。

若将自动变速器降低一档，则由于传动比增加，输出转矩增大，在短

暂的时间内，能起到极其强烈的加速作用，这是在非常情况下的迅速

加速时所必需的。结合低一档后，车速的下降可通过发动机转速的增

加得到弥补，因此可用于短时的超车。当加速的要求得到满足后，应

立即松开油门踏板，否则在加速到接近发动机最大转速时再松油门升

档，会对高档摩擦元件工作不利。

强制低档阀的工作原理是，从阀输出来自主油路的压力油，作用

于各换档阀的与节气门阀油压作用相同的一端，其共同作用结果是将

换档阀阀芯向降档方向移动，从而使自动变速器降档。

5、缓冲安全系统

为防止自动变速器在换档时出现冲击，装有许多起缓冲和安全作

用的液压阀和减振器。这类装置统称为缓冲安全系统。

1）缓冲阀

下面先从一个两档的自动变速器看缓冲阀的工作原理。该变速器

在高档时需结合离合器，松开制动器；而低档时则制动器工作，离合

器分离。

2）蓄压减振器

自动变速器中也常用蓄压减振器来缓冲换档冲击，蓄压减振器也

称蓄能减振器或减振器，一般由减振活塞和弹簧组成。

3）倒档离合器顺序阀

在一些自动变速器中装有倒档离合器顺序阀，它用于自动变速器

换倒档时减小换档冲击。

4）调整阀

换档阀动作时，如主油路压力被立即加至执行元件，将会产生较

大的冲击。为进行缓冲，油路中设置了一些调整阀，如中间调整阀、

滑行调整阀等。其工作原理大体上相同。

6.液力变距器控制装置

自动变速器在液力工况下工作时，其内部的工作油液要传递发动

机的大部分功率，而由于液力变矩器效率不够高，损失的功率转化成

热的形式，使得油液的温度升高，过高的油温会加速油液的老化变质，

破坏密封，甚至产生沸腾，影响正常工作。另外，变矩器工作轮中有

些区域，工作液体的流速高，压力低，往往出现气独，使得传递的转

矩减小。因此，液力变矩器控制装置的作用就是把变矩器中的高温油

引出加以冷却，然后加压送回到变矩器进行补偿，如果是闭锁式液力

变矩器，控制装置则还要控制变矩器中的闭锁离合器。

液力变矩器控制装置有压力调节阀、锁止信号阀、锁止继动阀（也

称锁止中继阀）等阀及响应的油路组成。

1）.压力调节阀

变矩器压力调节阀的作用是将主油路的压力减压后送人变矩器，

因为油泵输出的油压较高，而变矩器的补偿油压只需要

0.2Mpa~0.5Mpa。不少自动变速器的压力调节阀与主油路调压阀做为一

体，直接调节由主油路输出的压力油，然后送往变矩器。液力变矩器

内的热油从导轮与泵轮之间或导轮与涡轮之间的通道引出，经冷却器

冷却后用于行星齿轮变速器齿轮和轴承的润滑，然后流回油底壳。

2）锁止信号阀及锁止继动阀

液力变矩器中闭锁离合器的工作是由锁止信号阀和锁止继动阀共

同控制。

控制开关

装有自动变速器的汽车通常还提供了许多控制开关，用以控制汽

车的行驶状态。比较常见的控制开关如下:

超速档开关（0/D）：自动变速器的最高档通常是超速档。超速

开关关闭后，D档行驶时，自动变速器将无法换入超速档。通常在上

坡及路面状况不良时应考虑将此开关关闭。

模式选择开关：现在多数自动变速器都会提供模式选择开关，在

不同的模式下，自动变速器的换挡规律不同，因而其性能会有所差异。

常见的模式有以下几种：

经济模式：在此模式下，自动变速器具有较高的燃油经济性，节

油性能佳。

动力模式：在此模式下，发动机常在大功率范围内运转，使汽车

具有较高的动力性能和爬坡能力。

标准模式：亦称普通模式。此模式兼顾经济性和动力性。

强制降档开关：当加速踏板的位置超过了节气门全开的位置时,

此开关接通，变速器自动下降一个档位，以提高汽车的加速性能。

保持开关，亦称档位锁定开关或手动换挡开关。部分装有自动变

速器的汽车提供此开关，选定后，变速器不能自动换挡，驾驶员通过

操纵选档杆（此时选档杆成为换挡杆）手动选择档位。

控制形式

自动变速器根据汽车速度、发动机转速、动力负荷等因素自动进

行升降档位，不需由驾驶者操作离合器换档，使用很方便。特别在交

通比较拥挤的城区马路行驶，自动变速器体现出很好的便利性。自动

变速器比手动变速器复杂得多，有很多方面不相同，但最大的区别在

于控制方面。手动变速器由驾驶员操纵档位，加档或减档由人工操作,

而自动变速器是由机器自动控制档位，变换档位是由液压控制装置进

行的。

以一个典型的自动变速器为例，液压控制装置根据节气门（油门）

开度和变速器输出轴上输送来的信号控制升降档。根据节气门开度变

化，液压控制装置中的调节阀产生与加速踏板踏下量成正比的液压，

该液压作为节气门开度“信号”加到液压控制装置：另外有装配在输

出轴上的速控液压阀可产生与转速（车速）成正比的液压，作为车速

“信号”加到液压控制装置。因此，就有节气门开度“信号”和车速

“信号”，液压控制装置根据这两个“信号”自动调节变速器油量，

从而控制换档时机。

也就是说在汽车驾驶中，驾驶员踏下加速踏板（油门踏板），控

制节气门开度和汽车的行驶速度（变速器输出轴转速），就能自动控

制变速器内的液压控制装置，液压控制装置会利用液力去控制行星齿

轮系统的离合器和制动器，以改变行星齿轮的传动状态。

自动变速器的核心控制装置是液压控制装置，液压控制装置由油

泵、阀体、离合器、制动器以及连接所有这些部件的液体通路所组成。

关键部件是阀体，因此它是自动变速器的控制中心。阀体的作用是根

据发动机和底盘传动系的负载状况（节气门开度和输出轴转速），对

油泵输出到各执行机构的油压加以控制，以控制液力变矩器，控制各

离合器和制动器的结合与分离实现自动换档。

以上是自动变速器的基本控制形式，如果是电子控制自动变速器,

就要在上述基础上增加电磁阀，ECU（电控单元）借助电磁阀控制自动

变速器工作过程。ECU输入电路接受传感器和其它装置输入的信号，

对信号进行过滤处理和放大，然后转换成电信号驱动被控的电磁阀工

作。因此，电子控制自动变速器就要增加节气门位置传感器、车速传

感器、水温传感器、液压温度传感器、发动机转速传感器、档位开关、

刹车灯开关等数字信号汇入ECU,从而使得ECU精确控制电磁阀，使

换档和锁止时间准确，令汽车运行更加平稳和节省燃油

八、自动变速器使用注意事项

误区1自动变速器车辆长时间停车时，换挡杆仍挂在D挡

装备自动变速器的车辆在等待通过信号或堵车时，一些驾驶员常

将换挡杆保持在I）挡，同时踩下制动踏板，若时间很短，这样做是允

许的。但若停车时间长最好换入N挡（空挡），并拉紧驻车制动。因

为换挡杆在D挡时，自动变速器汽车一般有微弱的前移，若长时间踩

住制动踏板，等于强行制止这种前移，使得变速器油温升高，油液容

易变质，尤其在空调系统工作时,发动机怠速较高的情况下更为不利。

误区2自动变速器车辆高速行驶或下坡时，把换挡杆拨在N挡位

滑行

有些驾驶员为了节油，在高速行驶或下坡时，将换挡杆拨到N挡

滑行，这很可能烧坏变速器。因为此时变速器输出轴转速很高，而发

动机怠速运转，变速器油泵供油不足，润滑状况恶化，而且对变速器

内部的多片离合器来说，虽然动力已经切断，但其被动片在车轮带动

下高速运转，发动机驱动的主动片转速很低，两者间隙又很小，容易

引起共振和打滑现象,产生不良后果。当下长坡确需滑行时;可将换

挡杆保持在D挡滑行，但不可使发动机熄火。

误区3在自动变速器P或N以外挡位起动发动机

有些驾驶员在P或N以外挡位起动发动机，虽然发动机不能运转

（因为连锁机构保护，只