04项目二任务四自动变速器器

项目二传动系统检修任务四自动变速器的检修1.熟悉液力变矩器的功用、结构与工作原理；2.掌握换挡执行元件的结构与工作原理；3.熟悉液压控制系统主要部件的结构和工作原理；4.掌握电子控制系统的结构和工作原理；5.熟悉无级变速器、双离合自动变速器的工作原理；6.进行自动变速器的拆装和检修；7.会对自动变速器故障进行诊断分析；8.培育创新意识，增强自主创新能力；9.培育劳动精神、安全意识、规范意识学习目标知识准备自动变速器的发展经历了漫长的历程。在我国，从20世纪50年代开始把自动变速器装车在红旗高级轿车上。2007年山东盛瑞动力传动工程技术研究中心在研发乘用车8AT自动项目时，完全运用自主知识产权，使自主研发和产业化能力达到国际一流水平；并于2011年推出了8AT（8速自动变速器）。哈尔滨东安动力则于2017年推出了6AT（6速变速器）。一、自动变速器概述1.自动变速器特点1）操纵简单，且提高行车的安全性3）改善了车辆的动力性和通过性

2）有良好的传动比转换性能

4）降低废气排放5）结构复杂，维修困难。

6）传动效率较低。

2.自动变速器的分类(1)按照结构和控制方式分类

液力机械式自动变速器、无级自动变速器和双离合自动变速器(2)按驱动方式分类

后驱动自动变速器、前驱动自动变速器（自动驱动桥）。(3)按前进挡的挡位数分类

4挡、5挡、6挡、7挡、8挡自动变速器等。(4)按齿轮变速器的类型分类

行星齿轮式、普通齿轮式。二、电控液力机械自动变速器

1.液力变矩器

（1）功用与组成平稳地将发动机转矩传递给变速器；一定范围内的无级变速、增矩；飞轮作用，使发动机运转平稳；驱动液压控制系统的油泵。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，达到增矩的作用。泵轮：许多曲面叶片径向安装在内。在叶片的内缘上安装有导环，提供一通道使ATF流动畅通。变矩器通过驱动端盖与曲轴连接。发动机运转时带动泵轮一同旋转，泵轮内的ATF依靠离心力向外冲出。发动机转速越高泵轮产生的离心力越高，由泵轮向外喷射的ATF速度越高。导轮是有叶片的小圆盘，位于泵轮和涡轮之间。它安装于导轮轴上，通过单向离合器固定于导轮轴的固定套管上。导轮上的单向离合器使其只能与泵轮同向而不能反向转动。涡轮：也是有许多曲面叶片的圆盘，其叶片的方向与泵轮叶片的相反。涡轮通过花键与变速器的输入轴相啮合。（1）涡轮、导轮不转动变矩器输出转矩最大2.液力变矩器的工作原理（2）涡轮转动、导轮不转动输出转矩逐渐减小（3）变矩器成为耦合器导轮不起作用，成为液力耦合器（4）涡轮、导轮都转动输出转矩开始小于输入转矩2.齿轮变速器齿轮变速器由齿轮变速机构和换挡执行机构组成。齿轮变速机构主要有行星齿轮式和普通齿轮式两种，广泛采用行星齿轮式变速机构。换挡执行机构包括离合器、制动器和单向离合器三种执行元件。1）简单行星齿轮机构一个太阳轮、一个带有两个和多个行星齿轮的行星架和一个齿圈。（1）行星齿轮变速器

设太阳轮、齿圈和行星架的转速分别为n1、n2和n3，齿数分别为zl、z2和z3，行星架的当量齿数最多。设齿圈与太阳轮的齿数比为α，单个行星齿轮机构一般运动规律的特性方程式:2）复合式行星齿轮机构

定义：具有两排及以上的行星齿轮机构。原因：单排行星齿轮机构所提供的传动比数目是有限的，为了获得较多的挡数，可以采用两排或三排行星齿轮机构。类型：辛普森（Simpson）式

拉维娜（Ravigneaux）式

辛普森式齿轮机构4个独立的元件：前齿圈、前后太阳轮组件、后行星架、前行星架和后齿圈组件1-输入轴；2-前齿圈；3-前行星轮；4-前后太阳轮组件；5-输出轴；6-后行星轮；7-后齿圈；行星架；8-后行星架；9-前行星架；10-前太阳轮；11-后太阳轮拉维娜式齿轮机构

由一小一大两个太阳轮、三个长行星齿轮和三个短行星齿轮组成两组行星齿轮，一个共用行星架和一个共用齿圈组成。1-小太阳轮2-行星架3-短行星轮4-长行星轮5-齿圈6-大太阳轮四个独立元件：小太阳轮、大太阳轮、行星架和齿圈。K1（前进挡）-接合小太阳轮5K2（倒挡）-接合大太阳轮6K3（直接挡）-接合行星架3B1（倒挡）-锁止行星架3B2（二、四挡）-锁止大太阳轮6F-锁止行星架3D位1挡：单向离合器F锁止行星架，前进离合器K1接合，小太阳轮输入：第一轴-小太阳轮-短、长行星轮-齿圈。D位2挡：前进离合器K1接合，2、4挡制动器B2将大太阳轮固定：第一轴-小太阳轮-短长行星轮、行星架-齿圈D位3挡：前进离合器K1和直接挡离合器K3工作，小太阳轮、行星架锁成一体，整个行星齿轮系统联锁成一体：直接挡D位4挡(超速)：K3接合驱动行星架，B2工作制动大太阳轮：第一轴→行星架→长行星齿轮→齿圈。R位：倒挡离合器K2工作，大太阳轮输入，低、倒挡制动器B1将行星架固定：大太阳轮-长行星轮-齿圈3行星齿轮排及其变速器（2）换挡执行机构功用：

对基本元件实施约束，实现挡位变换。组成：

离合器、制动器和单向离合器

工作原理：

离合器和制动器是以液压方式控制行星齿轮机构元件的旋转，而单向离合器则是以机械方式对行星齿轮机构的元件进行锁止。多片离合器：把变速器的输入轴和行星排的某个基本元件连接，或将行星排的某两个基本元件连接在一起，使之成为一个整体转动。制动器：固定行星齿轮机构中的基本元件，阻止其旋转。片式和带式两种。

制动器工作时，液压油进入制动器液压缸5，液压力作用在制动器的活塞4上，推动活塞将主动钢片2与摩擦片1压紧在一起，将花键毂6以及与其相连的行星齿轮机构的某一基本元件制动。单向离合器:

使元件只能按一定方向旋转，在另一个方向上锁止。具有灵敏度高的优点，可瞬间锁止(或解除锁止)，提高了换挡时机的准确性。另外，单向离合器不需要附加的液压或机械操纵装置，结构简单，不易发生故障。滚子式和楔块式两种类型。3.液压控制系统（1）液压控制系统的功用与组成根据驾驶员的意图和行驶条件(节气门开度以及车速信号等)的需要，利用速控液压阀等元件控制液压油的输出或释放，通过操纵离合器和制动器的动作，控制行星齿轮机构，从而实现自动升降挡。液压控制系统由动力源、换挡执行机构和控制机构三部分组成。（2）液压泵的功用、组成与工作原理

液压泵是液压控制系统的动力源，它除了向控制机构、换挡执行机构供给压力油以实现换挡外，还给液力变矩器提供冷却补偿油，向行星齿轮变速器供应润滑油。液压泵一般位于液力变矩器和行星齿轮系统之间，由液力变矩器外壳驱动。常用的液压泵有三种类型：齿轮泵、转子泵和叶片泵。齿轮泵转子泵叶片泵液压泵使用时应注意：1)发动机不工作时，液压泵也不工作，变速器内无控制油压。故无法采用推车起动发动机。2)车辆被牵引时，发动机不工作，液压泵无法运转，变速器内没有润滑油的循环流动，离合器片和制动器片会出现严重的磨损。因此应采用拖车拖走。1）主油路调压阀

功用：将液压泵输出压力调节到所需值后再输入主油路。通常采用阶梯型滑阀：液压泵压力升高，阀芯上方压力大，下移，出油口打开，油液流回油底壳，压力调整至规定值；当加速时，阀芯上方油压加大，但节气门控制油压也增强，主油压继续平衡。（3）控制机构的功用、组成与工作原理2）节气门阀

节气门阀的工作取决于节气门的开度，即发动机的负荷，因此其输出油压由加速踏板的位置决定。节气门调压阀的作用是产生与节气门开度成正比的节气门油压，传给主调压阀和换挡阀，控制主油压和换挡操作。3）手动阀

手动阀通过连杆机构与驾驶室内的变速器选挡操纵手柄相连，驾驶员操纵手柄可以带动手动阀移动。

作用：根据选挡杆位置的不同依次将管路压力导入相应各挡油路。4）换挡阀

电液式控制系统换挡阀的工作完全由换挡电磁阀控制。加压控制方式的电磁阀：压力油经电磁阀后通入换挡阀左端。

电磁阀关闭:换挡阀在左侧；电磁阀开启：换挡阀右移，改变油路。

4.电子控制系统（1）电子控制系统的组成与工作原理组成：信号输入装置、ECU和执行器。工作原理：ECU根据发动机和自动变速器上的各种传感器测得的节气门开度、车速、转速等信号，以及各种控制开关传来的当前状态信号，进行运算、分析，然后调用ECU内存储器中存储的工作程序，向相应的执行器发出指令，以使各控制阀动作，实现对自动变速器的控制。（2）信号输入装置的功用、组成与工作原理包括：传感器和信号开关装置

常用的传感器有：

节气门位置传感器发动机转速传感器

车速传感器油温传感器

常用的开关装置有：

超速挡开关模式选择开关

多功能开关空挡起动开关

制动灯开关1）节气门位置传感器

安装位置：在发动机节气门体上,并与节气门联动功用：检测发动机节气门的开度，向ECU提供发动机负荷信号，以控制自动变速器换挡时刻及主油路油压。

电磁感应式：永久磁铁和电磁感应线圈。一般安装在变速器输出轴附近。

工作原理：变速器输出轴上的驻车锁止齿轮充当感应转子，输出轴转动时，感应转子的凸齿不断靠近或离开车速传感器，使线圈内的磁通量发生变化，产生交流感应电压。车速愈高，感应电压的脉冲频率也越大。电控单元根据感应电压脉冲频率的大小计算车速，作为换挡控制的另一主要依据。2）车速传感器霍耳式车速传感器组成：永久磁铁、霍耳元件及齿轮。

工作原理：磁力线分散，磁场弱；磁力线集中，磁场强：霍耳电压变化。3）变速器油温传感器安装位置：自动变速器油底壳内的液压阀阀板上。

结构：负温度系数的热敏电阻。

功用：连续监控自动变速器中变速器的油温，以作为ECU进行换挡控制、油压控制、锁止离合器控制的依据。4）模式选择开关（程序开关）功用：选择自动变速器的控制模式，即选择自动变速器的换挡规律，以满足不同的使用要求。

安装位置：换挡操纵手柄旁。

常见的控制模式大致有以下几种：

普通模式、经济模式、动力模式、

运动模式、雪地模式、手动模式5）空挡起动开关安装位置：在变速器壳体的手动阀摇臂轴或操纵手柄上，由变速杆进行控制。

功用：

指示选挡操纵手柄位置

倒挡信号灯的开启

空挡起动6）制动灯开关安装位置：在制动踏板支架上。

工作原理：踩下制动踏板时开关接通，通知ECU已经制动，以松开变矩器的锁止离合器，同时点亮制动灯。还可以防止当驱动轮制动抱死时，发动机突然熄火。

（3）ECU的功用、组成与工作原理

ECU是电子控制系统的核心。

组成：输入装置、控制器和输出装置。

（1）输入装置接收各传感器与开关的输出信号，并对其放大或调节；

（2）控制器将信号与内存中的数据进行对比，根据对比结果做出是否换挡等决定；

（3）输出装置将控制信号输送给电磁阀，控制挡位的变化。（4）执行器的功用、组成与工作原理

执行元件

按其功用分：换挡电磁阀、锁止电磁阀和调压电磁阀。

按其工作方式分：开关式和脉冲式。2）脉冲式电磁阀

控制油路中油压的大小。ECU通过改变每个脉冲周期内电流接通的时间比例(占空比）来改变电磁阀开启的时间比例，达到控制油路油压的目的。占空比越大，油路压力越低；反之，占空比越小，油路压力就越高。

开启和关闭变速器油路。由电磁线圈、磁铁、阀芯和回位弹簧等组成。线圈不通电时，阀芯被油压推开，打开泄油孔，油路压力为零；线圈通电时，电磁力使阀芯左移，关闭泄油孔，油路压力上升。

1）开关式电磁阀

三、无级变速器主动传动轮组和从动传动轮组都由可动盘和固定盘组成，与油缸靠近的一侧带轮可以在轴上滑动，另一侧固定。可动盘与固定盘都是锥面结构，它们的锥面形成V形槽来与V形金属传动带啮合。可动盘的轴向移动量是由驾驶者根据需要，通过控制系统调节主动轮、从动轮液压缸压力来实现的。1.无级变速器的工作原理与特点

发动机输出轴输出的动力首先传递到CVT的主动轮，然后通过V形传动带传递到从动轮，最后经减速器、差速器传递给车轮来驱动汽车。

工作时通过主动轮与从动轮的可动盘作轴向移动来改变主动轮、从动轮锥面与V形传动带啮合的工作半径。传动带装在工作半径可变的带轮上，进而改变传动速比，从而实现了无级变速。特点：经济性好动力性优排放低结构简单2.无级变速器的组成变速传动机构、电子控制系统、液压控制系统传动带式：汽车起步时，主动带轮的锥面较宽、工作半径较小，从动带轮的锥面较窄，工作半径较大，CVT的传动比较大。随着车速的增加，主动带轮的锥面逐渐变窄、从动带轮的锥面逐渐变宽，CVT的传动比减小，汽车以更高的速度行驶。四、双离合自动变速器1.双离合自动变速器的基本工作原理挡位按奇、偶数分开布置，形成两个彼此独立的传动单元。每个传动单元的结构都与一个手动变速器相同，且各配一个离合器。离合器的切换和挡位变换由控制单元和执行机构进行自动控制。2.湿式双离合自动变速器的结构3.干式双离合自动变速器的结构（1）干式双离合器总成2．电子控制系统干式双离合自动变速器的电子控制系统包括传感器、ECU和电动机。ECU根据传感器的信号，利用四个电动机来控制离合器和换挡系统。输入装置主要有两个输入轴转速传感器、输出轴转速传感器和挡位传感器。

两个电动机用于控制两个干式离合器，另外两个电动机用于控制两个拨动换挡拨叉的内部换挡机构。1.油面检查

1）将汽车停放在水平地面上，拉紧手制动；2）让发动机怠速运转l分钟以上；3）踩住制动踏板，将操纵手柄拨至各挡位置，并在每个挡位上停留几秒钟。最后将操纵手柄拨至P位置；4）拔出自动变速器油尺，将油尺擦干净后再全部插入原处后拔出，检查油尺上的油面高度。

标准：

冷态时，油面高度应在油尺刻线的下限附近；热态时，油面高度应在油尺刻线的上限附近。五、自动变速器的维护

2.油质检查

正常液压油的颜色一般为粉红色，且无气味。如液压油呈棕色或有焦味，说明已变质，应立即换油。注意切不可用齿轮油或机油代替液压油，否则会造成自动变速器的严重损坏。3.液压油的更换

1）车辆运行至自动变速器达到正常工作温度70~80℃后停车熄火；2）拆下自动变速器油底壳上的放油螺塞，将油底壳内的液压油放净；3）拆下油底壳，将油底壳清洗干净,装好油底壳和放油螺塞；4）拆下液压油散热器油管接头，用压缩空气将散热器内的残余液压油吹出，再接好管接头；5）从加油管中加入规定牌号的液压油。6）起动发动机，检查自动变速器油面高度；7）让汽车行驶至发动机和自动变速器达到正常工作温度，再次检查油面高度是否在油尺刻线的上限附近。如过低，应继续加油直至满足规定要求为止；8）如果不慎加入过多液压油，应把油放掉一些。

一般自动变速器的总油量为10L左右，按上述方法换油时，变矩器内的液压油是无法放出的。若液压油严重变质，必须全部更换时，可先按上述方法换油，然后让汽车行驶一段距离后再次换油。4．节气门拉索的检查和调整

节气门全开时，节气门阀的拉索标记距其套管的距离为0～1mm。1-橡胶套；2-调整螺母；3-套管；4-限位块推动加速踏板连杆，检查节气门是否全开。如不全开，则把加速踏板踩到底，旋动调整螺母，使距离达到规定值。旋紧调整螺母，复查。1．手动换挡试验1)脱开电控自动变速器所有换挡电磁阀的线束连接器；2)起动发动机，将操纵手柄拨至不同位置，然后做道路试验；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挡位；

4)若操纵手柄位于不同位置时自动变速器所处的挡位与规定相同，说明电控自动变速器的阀板及换挡执行元件工作正常。否则，说明自动变速器的阀板或换挡执行元件有故障。5)试验结束后接上电磁阀线束连接器；6)清除电脑中的故障代码，防止因脱开电磁阀线束连接器而产生的故障代码保存在电脑中，影响自动变速器的故障自诊断工作。六、自动变速器的性能试验2.失速试验失速时发动机的转速称为失速转速。失速试验用于检查发动机输出功率、变矩器及自动变速器中制动器和离合器等换挡执行元件的工作是否正常。1）让汽车行驶至发动机和自动变速器均达到正常工作温度；2）将汽车停放在宽阔的水平路面上，前后车轮用三角木塞住；3）拉紧驻车制动；起动发动机，把操纵手柄拨入D位；4）在左脚踩紧制动踏板的同时，用右脚将油门踏板踩到底，在发动机转速上升至稳定时，迅速读取此时发动机的转速；5）读取发动机转速后，立即松开油门踏板；6）将操纵手柄拨入P或N位置，让发动机怠速运转1min，以防止液压油因温度过高而变质；7）将操纵手柄拨至其他挡位(R、L或2、1)，做同样试验。3.换挡时滞试验测出自动变速器换挡时滞时间，根据时滞时间的长短来判断主油路油压及换挡执行元件的工作是否正常。1）驾驶汽车，使发动机和自