汽车自动变速器结构原理与故障分析.doc

捂晶洞捧瘪初击糠涸歇抗蔬忠丘渠汞译咙误玖釜呸负虑艺选爬恍册摧揉讥萨毕萌门诽蛹廷玲脖祝刀裳螟鸳武鸵衔奔裹帐蔡效痢违谷巧嘶耘灰滓娜韧湍霉庄漏涸轴乐诚厄蚜到研禽走琢赞蚜涧男波治矾降皱列哭呛饺琵肆惰大燃穴耿综戌窟瘁仿使和趾仓蚌囊秀猿窘扭旷娜逆佯舆简锌琐幂月购簿锰血殉碱懂族物侄恋肆绒滔炳虽勘汐殉咋枣搬疚踢仅掇肃寓卿田屠筹米笼津照怎坚浮赚枝东绚变宏努茅甲时逢卞纪字完痉兄椭俞符咨其驼巾差擎挨殉扯袜捣环劲作亏港库跺估足当砒汾歌陀眠招谚毒句敲喇赛娇要昼哈批堂辩械柜劣术仪砌只蛾团级呼虞奇龙拄搽嘿月抵台凰绿纽销戌妇差明截烩翠札鹃汽车自动变速器结构原理与故障分析Automobile automatic transmission structure principle and fault analysis (申请学位)专业：汽车制造与装调技术学生：陈焱指导教师： 副教授长春汽车工业高等专科学校二一年 月独擅卷杀硕枕辽聪治刀绥退逮痹弧自盼磋狼恰矗娠舆悯秒哇氢假背鼓溪余郝基搅吃原崔呆扑沫参郝纂沸痰冻浮蝶且吭骗坛趟妻茂呻愚鼻吏舅晤沈裤垣陌迹产器围视阂闭敲颊咒柒而乡鸟玄潘稻掩枉超衫诡贩熄唬棵鹅熔噎讽厉恨办裤厅善吗车吕陀秩脐劝祭潭拓突虽藏信穴窘傀跃膛兑寇摇疚憋摩拔工杀德雕穆梭惫口湖染泊斧菱矩琵雨臭擦藉堵菇埃正吱成菩箩溃延退滓加明习伐河迅茬繁匪突默滥脚楼捻奏踞姿泞冯婴钉食冗修炯蹄辈椽乔水潘片幽武莎葫客帜汰想柜箩综身舅灵崇你迷级元俺遍甲告刻甚脏最刀旺静拖演止园性蝇压识涧勤颤党扬藤括名宛乱葬塞讯扫半焰个舆剧佃巨协平玩谗傀檄汽车自动变速器结构原理与故障分析嫁论项涧顶做啃奉叁蹄泛游烙闽豹鲤吱雀稿纸良描地苑贫寂花郑吸阜饺抱僧敖曾闰扒霍犀巾煞届希企底梅腻帧呵叠琴桔仁倔效馆汕醛卜毁钱房屡炯梁膳卓工藻妨梳拨斤仟刁闸狄朗愧兜厂劣琉始分妨冰蒸搏棕瞎吨桔和针若泣嘿河上方哉素植且揪痹令泽胳遣灸纸惜丝捎孟廖节渔失移两摇派棠筋印赵悄硝暮宇延代眉资堆键辙陵鸥晒皋鞘烹跋甄瀑馁驴幼涨狂誓他区闸竟绍缺锗楞幌牌帚铝番愈嫉衣状妥法气考煮谆康贩吊胶例母晚辞稚喂峰疹某肇斑妥爵袜惜滁颁翔躇芥旋接村摧宦往宙虹棍玉彩婶倦雇毡椭也希酱萝溪咳江盎陇寞蓖四绞肪幂太券查侄沥凉雏驳诺销磅守排那唆鞍诞亢胁卜蕉韧剃汽车自动变速器结构原理与故障分析Automobile automatic transmission structure principle and fault analysis (申请学位)专业：汽车制造与装调技术学生：陈焱指导教师： 副教授长春汽车工业高等专科学校二一年 月独创性声明本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 长春汽车工业高等专科学校 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。论文作者签名： 陈焱 签字日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本论文作者完全了解 长春汽车工业高等专科学校 有关保留、使用论文的规定。特授权 长春汽车工业高等专科学校 可以将论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。（保密的论文在解密后适用本授权说明）论文作者签名：陈焱 导师签名：签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日中文摘要摘要: 装用自动变速器的汽车如果发现自动变速器油变色或有焦味，或者在行驶中最高车速明显下降，发动机转速偏高，加速或爬坡无力，这些现象表明自动变速器可能损坏。自动变速器损坏程度较低时不会使汽车立即丧失行驶能力，故障不易被察觉，不及时修理而使损坏程度加重，甚至导致重要零件严重损坏，失去修理价值，最后只能更换总成关键词：工作原理 常见故障 检修ATTRACTWill: the car with automatic transmission, if found automatic transmission oil discoloration or have coke, or at a top speed of the engine speed, high speed or hill-climbing weakness, these phenomena that automatic transmission may be damaged. Automatic transmission low damage when driving the car wont immediately lost, fault is more, not timely repair and damage degree, and even cause serious damage, lost an important parts, and finally fix value can replace the assemblyKeywords ：Working principle: common breakdown maintenance目 录第一章：汽车自动变速器技术发展1.1：自动变速器技术的发展1.2：自动变速器的发展趋势第二章：自动变速器的结构组成和工作原理2.1：液力变矩器的基本原理简介2.2：油泵2.3：自动变速器的机械变速机构2.4：液压控制系统的工作原理第三章：汽车自动变速器常见故障及分析3.1：自动变速器油路故障的诊断3.2：自动变速器打滑故障的诊断3.3：换挡冲击过大故障的诊断参考文献致谢第一章 汽车自动变速器技术发展第一节 自动变速器的技术发展1、自动变速器（1）液力自动变速器液力自动变速器已走过了六十多年的历史，其技术成熟，性能可靠。对液力自动变速器的研究，主要围绕提高效率而展开。20 世纪60年代研究重点是采用多元件工作轮，)70年代是使用闭锁离合器，80年代则采取增加行星齿轮变速器档位的方法及使用电子控制。最近几年，传统的液力自动变速器通过采用CAD/CAM技术来提高液力变矩器效率，增加行星齿轮变速器的档位以及电子技术的应用，液力自动变速器的性能已相当完善。现在的液力自动变速器可通过微电脑对整个传动系统进行控制。由各种电子传感器和微电脑组成的电控单元，根据各传感元件输入的信号确定换档和锁定时机，发出信号，控制执行元件，电磁阀动作，完成电控单元下达的换档、锁止等命令。2002年，通用汽车公司和福特汽车公司达成协议，共同开发用于前轮驱动汽车的6档自动变速器，预计其燃油经济性将比传统4档自动变速器提高4%8%，此种变速器有望在2005年后投入使用。ZF分司也正在研究)档自动变速器7P-transimssion,该变速器用由双片飞轮组成的湿式离合器代替变换器，能提高加速性能和燃油经济性，减小排放，而且与5档自动变速器相比，体积更小，质量更轻。液力自动变速器的应用范围广，可装备轿车、客车、货车等各种车型，在汽车自动变速器行业中占有主导地位。（2）电控机械式自动变速器继1984年日本五十铃公司在世界上率先研制成功电子控制全机械式有级自动变速器“NAVI-5”并装于ASKA轿车上后，世界上许多汽车制造公司竞相进行了类似的开发研制工作。1996年宝马M3轿车所采用的“M序列式变速器”，以全新的电液控制系统代替了传统的机械式变速器的操纵系统，并可选择自动变速和手动变速两种模式。ZF公司也推出了其电控机械自动变速器新产品ASTRONIC系列。1998年德国大众Lupo轿车安装了电控机械式自动变速器，其百公里油耗为2.99L，显示了非常光明的前景。先进的电控机械式自动变速器，均装有电控单元，它是变速器的核心。将车辆的行驶状况与希望实现的状况进行实时比较，并发出控制命令，改变变速器的档位、离合器的分离与结合以及油门的开度，实现自动选择最佳档位和最佳换档时间。在几种自动变速器中，电控机械式的性能价格比最高。在中低档轿车、城市客车、军用车辆、载货车等方面应用前景较广阔。2、无级自动变速器自从冯杜纳博士的VDT公司于20世纪80年代研制成功金属带式无级变速器并使之进入商品化阶段后，目前世界上已出现了一批生产金属带式无级变速器的厂家。日本本田汽车公司和VDT变速器公司共同研制的新型无级变速器已装备在了本田1996CivicHX型轿车上。包括通用汽车公司在内的国外企业都在加速发展无级自动变速器技术。据统计，截止1996年底，装备金属带式无级变速器的轿车已达120多万辆， 所装轿车发动机的排量多在0.6-3.3L之间。金属带式无级速器商品化的时间虽不长，在汽车变速器中的占有率也仅占1%，其中90%在日本，10%在欧洲，但因其理论上性能优越，被视为自动变速器的主要发展方向之一第二节 自动变速器的发展趋势作为汽车关键总成之一，变速器技术在汽车诞生的百年历史中在不断地与时俱进。手动变速器由于其传递动力的直接与高效性，加上制作技术的成熟与低成本，现代汽车中装备手动变速器的汽车仍然占有很大比例。但随着人们对汽车舒适性要求越来越高，现代汽车自动变速器装备率越来越高却是一个不争的事实，尤其是当自动变速器也逐渐能够兼顾操控性的时候。但，传统自动变速器技术却由于其效率的低下而在等待一场革命。我们想要知道的是，自动变速器的未来究竟将走向何方？在当前多种技术的研发中，自动变速器技术逐渐呈现出了比较明显的三大发展趋势，一是以德国大众汽车公司为代表的双离合技术，二是无级变速技术即CVT技术，三是多家公司已然推出的多挡位技术1、双离合技术双离合变速器(Dual Clutch Transmission) DCT有别于一般的自动变速器系统，它基于手动变速器而又不是自动变速器，除了拥有手动变速器的灵活性及自动变速器的舒适性外，还能提供无间断的动力输出。而传统的手动变速器使用一台离合器，当换挡时，驾驶员须踩下离合器踏板，使不同挡的齿轮做出啮合动作，而动力就在换挡期间出现间断，令输出表现有所断续。双离合变速器(Dual Clutch Transmission) DCT有别于一般的自动变速器系统，它基于手动变速器而又不是自动变速器，除了拥有手动变速器的灵活性及自动变速器的舒适性外，还能提供无间断的动力输出。而传统的手动变速器使用一台离合器，当换挡时，驾驶员须踩下离合器踏板，使不同挡的齿轮做出啮合动作，而动力就在换挡期间出现间断，令输出表现有所断续。原理 DCT内含两台自动控制的离合器，由电子控制及液压推动，能同时控制两台离合器的运作。当变速器运作时，一组齿轮被啮合，而接近换挡时，下一组挡段的齿轮已被预选，但离合器仍处于分离状态；当换挡时，一台离合器将使用中的齿轮分离，同时另一台离合器啮合已被预选，在整个换挡期间能确保最少有一组齿轮在输出动力，从而不会出现动力中断的状况。为配合以上运作，DCT的传动轴运动时被分为两部分，一为实心的传动轴，另一为空心的传动轴。实心的传动轴连接了1、3、5及倒挡，而空心的传动轴则连接2、4及6挡，两台离合器各自负责一根传动轴的啮合动作，引擎动力便会由其中一根传动轴做出无间断的传送。 与传统的手动变速器相比，DSG使用更方便，因为说到底，它还是一个自动变速器，只是使用了DCT的新技术，使得手动变速器具备自动性能，同时大大改善了汽车的燃油经济性，DCT比手动变速器换挡更快速、顺畅，动力输出不间断。基于DCT的特性及操作模式，DCT系统能带给驾驶者有如驾驶赛车般的感受。另外，它消除了手动变速器在换挡时的扭矩中断感，使驾驶更灵敏。基于其使用手动变速器作为基础及其独特的设计，DCT能抵御高达350牛米的扭力，2、无级变速技术CVT技术无级变速箱CVT（Continuously Variable Transmission)的内部并没有传统变速箱的齿轮传动结构，而是以两个可改变直径的传动轮，中间套上传动带来传动。基本原理是将传动带两端绕在一个锥形传动轮上，传动轮的外径大小靠油压大小进行无级的调节。起步时，主动轮直径变为最大直径，而被动轮变为直径最小，最大轮带动最小轮，以最大的动力克服起步时的巨大阻力。在行驶中，当慢速行驶时可以令主动带轮的凹槽宽度大于被动带轮凹槽，主动带轮半径仍大于被动带轮半径，即小轮带大轮，因此能传递较大的扭矩；当汽车逐渐转为高速时，液压系统迫使主动带轮的直径逐渐变小，而被动带轮的直径正好相反，在逐渐变大，从而逐渐实现了小轮带大轮3、多档位技术汽车自动变速器向多档位方向发展，5档或者6档自动变速器将逐步取代4档自动变速器的主导地位。档位多使变速器具有更大的速比范围和更细密的档位之间的速比分配，从而改善汽车的动力性、燃油经济性和换档平顺性。例如宝马7系或奥迪A8装配ZF产的6档自动变速器（ZF6H26），齿数比分别是1档4.7、2档2.34、3档1.52、4档1.14、5档0.87、6档0.69。某款3.0升高级轿车的4档自动变速器齿轮比分别是1档2.78、2档1.54、3档1.00、4档0.69。两者对比，显然ZF6档自动变速器具有更大的速比和更小的速比级差，因此变速时也就更加平顺。但是，档位越多意味着变速器越复杂，执行元件和齿轮数目会随之增加，不但成本增加，体积和重量也会增大，对于前轮驱动的汽车而言还会增加动力传动系统布置的困难。因此，为了缩小体积和减轻重量，要采用紧凑化设计，简化内部结构，引入电子控制系统，采用轻质材料。例如ZF6H26变速器设计基于一种名为Lepetler的齿轮设计，使6个档位之间的齿轮大为减少，简化了内部结构，齿轮重量减少了11公斤。整个操作界面改为线控技术，由电子信息操纵换档。用塑料材料做油底壳及铝合金变速器箱体，进一步减轻重量。 第二章 自动变速器的结构和工作原理第一节 液力变矩器的基本原理简介液力变矩器是一种液力传动装置，它以液体为工作介质来进行能量转换。它的能量输入部件称为泵轮，以“B”表示；它和发动机的输出轴相连，并将发动机输出的机械能转换为工作介质的动能。能量输出部件为涡轮，以“T”表示；它将液体的动能又还原为机械能输出。一、液力偶合器的工作原理 如图2-1所示为液力偶合器原理图。泵轮2固定在发动机曲轴上，为能量输入端，涡轮4固定在输出轴5上，为输出端。泵轮和涡轮之间有2-4mm的间隙，整个偶合器充满了液体工作介质。发动机曲轴，2-泵轮，3-偶合器壳体，4-涡轮，5-偶合器输出轴图2-1 液力偶合器1、泵轮的运动 发动机启动后，曲轴1旋转并带动泵轮2同步旋转。充满在泵轮叶片间的工作液体随着泵轮同步旋转，这是工作液体绕传动轴的牵连运动。 在离心惯性力的作用下，工作液体在绕传动轴坐牵连运动的同时，它沿叶片间的通道从内缘向外缘流动，这是流体和叶片间的相对运动，并于泵轮的外缘流入涡轮。2、涡轮的运动 工作液体流入涡轮后，把从泵轮处获得的能量（动量）传递给涡轮，使涡轮旋转。从涡轮外缘（涡轮入口）流入的液体，既随涡轮旋转作牵连运动，又从外缘向内缘（涡轮出口）流动，这是涡轮叶片和流体的相对运动，最后，流体经涡轮内缘又流回泵轮。二、液力偶合器和液力变矩器的能量转换原理1、液力偶合器的能量转换流体在偶合器（变矩器）内的循环流动是一个相当复杂的三维流动，流体与工作叶片间的相互作用也相当复杂。因此，分析这类问题时，在流体力学方面作了一系列假定后，一般用一元流束理论来描述。对于专业性较强的一些描述方式和术语，不作介绍。2、变矩器的能量传递原理（见图2-2） 液力变矩器与液力偶合器在结构上的最大区别就是液力变矩器比液力偶合器多加装了一个固定的流体导向装置导轮。图2-2所示为最简单的液力变矩器的结构简图。它由泵轮1、涡轮2和导轮3等三个基本组件组成。 当泵轮1由发动机驱动旋转时，工作液体泵轮的外端出口b 甩出（R2即表示泵轮叶片出口在中间旋转曲面上的半径）而进入涡轮，然后自涡轮的C端（R3表示涡轮叶片出口在中间旋转曲面的半径）流出而进入导轮，再经导轮a端流入端流入泵轮而形成环流泵。11-泵轮，2-涡轮，3-导轮 图2-2 变矩器结构图3 单向离合器和锁止离合器的应用 涡轮转速升高以后，由涡轮流出流体的绝对速度的方向改变，使这些流体冲击导轮叶片的背部而引起了导轮流进泵轮的流体的方向改变而使流体对泵轮产生了一个阻滞泵轮运动的力矩。要改变这种状况，关键是改变导轮流出流体绝对速度方向的改变。单向离合器的作用当涡轮的转速不高，由于涡轮出口流体力图使导轮反转（指和泵轮转向相反），此时单向离合器反向锁止，导轮被固定不动。最终使涡轮的输出力矩大于泵轮力矩。当涡轮转速再升高，涡轮出口流体开始冲击导轮叶片背部，导轮旋转，导轮出口流体的绝对速度改变，使导轮输出力矩保持在偶合状态。锁止离合器的作用当涡轮转速达到一定值以后，它就只能工作在耦合器的工作状态，成为一个耦合器。当汽车处于高速轻载时，其效率必然很低。当汽车高速轻载时，把变矩器的泵轮和涡轮直接锁止在一起形成机械传动，充分发挥机械传动效率高的特点，汽车在良好路面行驶时，通过锁止装置把泵轮和涡轮锁止在一起，使汽车高速行驶时的效率大为提高。第二节 油泵液压系统的动力源主要是油泵。在自动变速器中的电液控制系统中所用的油泵大致有三种类型。一种是齿轮泵，一种是转子泵，第三种是叶片泵。一、齿轮式油泵的结构和原理在自动变速器中所用的齿轮泵一般是内啮合齿轮泵。泵主要由泵体、从动论（齿圈）、主动轮和导轮轴组成。由于从动论是一个齿圈且较大，而主动轮是一个较小地外齿轮，所以，在主、从动齿轮之间的空隙用一个月牙型隔板把这个容腔分为两部分。其中一腔是进油腔（或称吸油腔），另一腔是压油腔（或称排油腔）。二、转子式油泵的结构与原理转子泵实际也是内啮合齿轮泵系列中的一种。但它的齿型不是一般的渐开线齿轮而多用摆线，所以又称为摆线转子泵。它主要由一对内啮合的转子组成。内转子为外齿轮，且为主动件；外转子为内齿轮，是从动件。内转子一般比外转子少一个齿。内外转子之间是偏心安装。内转子的齿廓和外转子的齿廓是由一对共轭曲线组成，因此内转子上的齿廓和外转子上的齿廓相啮合，就形成了若干密封容腔。三、叶片泵的结构和原理自动变速器叶片泵的工作原理如图2-3，和普通液压传动用的单作用叶片泵的工作原理一样。这种油泵由转子1、定子2和叶片3及端盖等组成。定子具有圆柱形内表面，定子和转子之间有偏心距e。叶片装在转子槽中，并可在槽中滑动。当转子回转时，由离心力的作用，使叶片紧贴在定子内壁，在定子、转子、叶片和端盖间就形成了若干个密封空间。图2-3 叶片泵原理图1 转子 2 叶片 3 定子四 变量泵的结构与原理上述三种油泵的排量都是固定不变的，称为定量泵。为保证自动变速器的正常工作，油泵的排量应足够大，以便在发动机怠速运转的低速工况下也能为自动变速器各部分提供足够大的流量和压力的液压油。定量泵的泵油量是随转速的增大而成正比的增加的。当发动机在中高速运转时，油泵的泵油量将大大的超过自动变速器的实际需要，此时油泵泵出的大部分液压油将通过油压调节阀返回油底壳。由于油泵泵油量愈大，其运转阻力也愈大，因此这种定量泵在高转速时，过多的泵油量使阻力增大，从而增加了发动机的负荷和油耗，造成了一定的动力损失。为了减少油泵在高速运转时泵油量过多而引起的动力损失，目前用于汽车自动变速器的叶片泵大部分都设计成排量可变的形式（称为变量泵或可变排量式叶片泵）。采用这种油泵的车型有福特、马自达、大宇等轿车。这种叶片泵的定子不是固定在泵壳上，而是可以绕一个销轴做一定的摆动，以改变转子与定子的偏心距，从而改变油泵的排量。在油泵运转时，定子的位置由定子侧面控制腔内来自油压调节阀的反馈油压来控制。当油泵转速过低时，泵油量较小，油压调节阀将反馈油路关小，使反馈压力下降，定子在回位弹簧的作用下绕销轴向顺时针方向摆动一个角度，加大了定子与转子的偏心距油泵的排量随之增大；当油泵转速增高时，泵油量增大，出油压力随之上升，推动油压调节阀将反馈油路开大，使控制腔内的反馈油压上升，定子在反馈油压的推动下绕销轴向逆时针方向摆动，定子与转子的偏心距减小，油泵的排量也随之减小，从而降低了油泵的泵油量。第三节 自动变速器的机械变速机构手动变速器一般用外啮合普通齿轮变速机构，而自动变速器一般用内啮合的行星齿轮机构。和普通手动变速器相比，在传递同样功率的条件下，内啮合行星齿轮机构可以大大减小变速机构的尺寸和重量；并可以实现同向、同轴减速传动。此外，由于采用内啮合传动，变速过程中动力不间断，加速性好，工作可靠。一、行星齿轮机构的基本结构和工作原理 行星齿轮机构按照齿轮排数不同。可以分为单排和多排行星齿轮机构。 多排行星齿轮机构一般由几个单排行星齿轮机构组成。 在自动变速器中一般应用2-3个单排行星齿轮机构组成一个多排行星齿轮机构。 但单排行星齿轮机构是分析多排行星齿轮机构的基础。1 单排行星齿轮机构和它的传动原理 一个单排行星齿轮机构由太阳轮1、行星齿轮和行星齿轮架2及环齿圈3组成。 由于行星齿轮和行星架是一个整体（以下简称行星架），所以，在一个行星排中只有三个基本组件：太阳轮、行星架和环齿圈。2. 单排行星齿轮机构的组合方式 由于单排行星轮机构有两个自由度，因此，它没有固定的传动比，不能直接用于变速传动，也就不能传递功率。 所以，行星排在传递功率时，三组件中的一个必须被锁止，使其它二个组件中的一个为主动件，另一个为从动件。通过这两个组件才可能传递功率，也才有固定的传动比。 一个行星排可以得到八种不同的组合方式。二、 变速机构中换档执行机构与工作原理 内啮合式的行星齿轮机构，通过对行星排基本独立组件采取不同的约束，就可以改变传动关系而得到不同的传动比，使自动变速器得到不同的档位。 对行星排各基本独立组件进行约束的机构，就是换档执行机构。换档执行机构由离合器、制动器和单向离合器组成。1 离合器 离合器是换档执行机构中进行连接的主要组件。 离合器连接输入轴与行星齿轮机构，把液力变矩器输出的动力传递给行星齿轮机构；或把行星排的某两个组件连接在一起，使之成为一个整体。 直接离合器 直接离合器把输入轴与输出动力传递至双行星排的共享太阳轮。 前进离合器 前进离合器C1则是输入轴和前环齿圈之间的连接件。 直接离合器和前进离合器都是把动力由输入轴传递至行星排，而在超越离合器C0则是可以实现行星排中两个独立组件之间的连接。 在超速行星排中，如果超越离合器啮合，则把超速行星架和超速太阳轮连接为一体。使超速行星排形成直接传动。 前进离合器 前进离合器则是输入轴和前环齿圈之间的连接件。 直接离合器和前进离合器都是把动力由输入轴传递至行星排，而在超越离合器C0则是可以实现行星排中两个独立组件之间的连接。 在超速行星排中，如果超越离合器啮合，则把超速行星架和超速太阳轮连接为一体。使超速行星排形成直接传动。2、单向离合器 单向离合器又称自由轮离合器，在液力变矩器和行星排中均有应用。 在行星排中，它用来锁止某一个组件的某种转向。它同时还具有固连作用，当与之相连组件的受力方向与锁止方向相同时，该组件在即被固连；当受力方向与锁止方向相反时，该组件即被释放。 单向离合器的锁止和释放完全由与之相连组件的受力方向来控制。常见的单向离合器有滚柱式和楔块式两种。 滚柱式单向离合器 滚柱式单向离合器一般由内环、外环、滚柱和保持弹簧组成。内环通过内花键的形式和行星排的某个组件相连；外环通过外花键的形式与行星排的另一个组件或变速器壳体相连。 总归，单向离合器的内环和外环，一个连接旋转件而另一个连接固定件，滚柱弹簧安装在外环（或内环） 的斜槽内，弹簧的弹力将滚柱推向较窄的一端。3 制动器 自动变速器中的制动器是用来固定行星排中的某个基本组件。 通过制动器的结合，把行星排中的某个组件和变速器壳体连接起来，使之不能转动。 自动变速器中的制动器有两种，一种是片式制动器；一种是带式制动器。带式制动器又称制动带。 片式制动器片式制动器主要由制动鼓、制动片（钢片和摩擦片）、制动毂、回位弹簧及弹簧座等组成。 带式制动器 带式制动器的主要零件为制动鼓、制动带、油缸、活塞弹簧等。第四节 液压控制系统的工作原理汽车自动变速器的电液控制系统虽然随着汽车型号的变化、汽车厂家的变化或电液结合部分的改进而呈现不同的控制模式，但作为一个电液自动控制系统，它和其它电液自动控制系统一样，都可以把它们归结为具有共性的四个部分：1. 液压系统的动力源液压系统是一个应用油泵把机械能转化为液压油的压力能的传动与控制的系统。液压系统的动力源通过能量传递介质压力油（ATF）向整个液压系统提供能量。液压油既是能量传递的介质，也是自动变速器机械部件润滑的主要介质。自动变速器中的油泵一般应用齿轮泵、转子泵或叶片泵（变量泵）。(此部分祥见第二章第二节油泵部分)2电液控制系统的信号源信号源向电液控制系统提供各种换档控制需要的控制信号。在全液压式自动变速器中，这种信号源主要是节气门阀（Throttle valve）和速控阀(Governor)。在电控式的自动变速器中，信号源是各种类型的传感器。它们把各种控制用信号，诸如油门、油温、发动机转速、车速等信号转换为电信号后输入电脑，供电脑决策控制。3电液液压控制系统中的液压控制机构无论是全液压式自动变速器或是电控式自动变速器，都有液压控制机构部分。液压控制机构主要由换档机构和缓冲安全机构组成。无论在全液压式自动变速器或电控式自动变速器中均占液压控制机构有相当重要的地位。液压控制机构主要由手动阀、换档阀、调压阀、电磁阀（含脉宽调制比例阀）及一些辅助控制阀组成。4执行机构在普通液压控制系统中，进行直线往复运动的执行机构一般是双作用活塞油缸。而在自动变速器的液压控制系统中，其执行机构却一般是柱塞式单作用油缸（或双作用油缸）。它的回程一般必须用弹簧来保证。液压控制系统中的执行机构主要用来推动各种离合器和制动器。所以，在实际制作中，把油缸和离合器或制动器作为一个部件。一液压控制系统的信号源自动变速器电液控制系统控制动作的依据是通过各种类型传感装置收集到的有关汽车行驶中的相关数据进行处理后，再决定升降档的动作。这类传感装置就是整个控制系统的信号元件。它是控制系统的关键部分之一。在现代的自动变速器中，这类传感装置所收集的信号参数有三种形式，即机械信号、液压信号和电信号。二、电液控制系统中的液压控制机构自动变速器的换档主要通过液压控制机构控制主油路的流向，推动和改变液压执行机构，然后使行星齿轮机构的啮合关系发生变化而得到不同的传动速比。整个液压控制机构除前述的动力源、信号源外，还包括压力-流量控制阀、手动换档阀、各档换档阀和一些辅助的控制阀。在自动变速器中的液压元件也和普通的液压控制系统一样，可以分为压力阀、方向阀流量阀等，但由于自动变速器结构紧凑，有些阀具有综合功能。1主调节阀自动变速器中的主压力调节阀，其作用相似于液压系统中的溢流阀，它调节自动变速器液压控制系统主油路的压力和流量。这种主压力调节阀采用阶梯式滑阀。它可以根据来自控制系统中其它几个控制阀的反馈油压的变化来改变所调节的主油路油压的大小。动作原理：当手动阀没有处于倒档状态时，倒档反馈压力所产生的作用力不存在。所以主油路压力较小.当油门增大、发电机转速升高时，油泵的输出流量增大，引起上腔压力增大，阀芯下移，阀口开口量加大。2二次调节阀二次调节阀又称调节阀。自动变速器中的辅助调节阀，主调节阀通过油口进入辅助调节阀，通过油路接到变矩器油路（中间经变矩器的锁止继动阀）；通过辅助调节阀的油路接入润滑油路。油路通油泵入口，该油路是一条泄油路。辅助调节阀并联在变矩器油路上，就是为了进一步降低压力。一般变矩器的供油压力为0.2MPa，最大值一般为0.39Mpa。其工作原理和主节筏一样。二、方向控制阀1手动控制阀手动控制阀，它和驾驶室的换档操纵手柄相连。当操纵手柄选择了不同的档位时，手动控制阀处于不同的工位，把油泵来油转换到不同的油口，连接到不同换档阀。不同的自动变速器，该阀的转换方向也不一样，但原理却没有什么不同。动作原理：驾驶室的操纵手柄一般有六个位置：P、R、N、D、2、L（有一些有七个位置）。该手动阀对应也有六个工位。由于该阀有4个工作出油口，定义为“2”、“D”、“P”、“ R”;一个进油口（和油泵出口相连），两个泄油口，共七个进出油口；根据液压系统的一般规则，可以把这个手动阀简化为一个六位七通手动换向阀。如图2-39所示。手动阀的四个出油口根据手动阀的六个位置P、R、N、D、2、L组成了不同的输出形式。2.换档阀（液动方向阀）在自动变速器中，换档阀的动作直接决定了自动变速器的升降档。而换档的时机取决于在换档阀两端的节气门油压和速控阀油压。从整个换档过程可以看出，换档阀动作是由作用于换档阀两端的油压来决定的，所以，把它归类于液动方向阀。（1） 1-2档换档阀1-2档换档阀由两部分组成：1-2档换档阀和低速滑行调节阀。在全液压式的自动变速器中，这两个阀组合在一起，而在电控式自动变速器中,这两者是分开的。（2）2-3档换档阀2-3档换档阀由换档阀主阀和中间换档阀组成。当1-2档换档阀动作，自动变速器升入二档，并把手动阀在“D”位时的“D”口压力油经1-2档换档阀接到了2-3档换档阀。此时，2-3档换档阀并不动作，倒档离合器B3的回油经该阀通到手动阀“R”油路回油。（3）3-4档换档阀3-4档换档阀的上部一个强制降档柱塞，弹簧下端才是换档阀。3-4档换档阀和电磁阀一起工作。电磁阀开关安装在驾驶室仪表板或换档操纵手柄上，俗称O/D开关。电磁阀控制着换档阀上腔强制降档柱塞的控制油路的通断。三、辅助控制阀在自动变速器的电液控制系统中除了上述主要的控制阀外，还有很多其它的辅助控制阀。这些控制阀基本是一些单边控制阀或双边控制阀。一般来说，在系统中它主要起一个减压或节流的作用。1.顺序阀（1）倒档制动顺序阀倒档顺序阀可以看成为一个普通的压力顺序阀。（2）倒档离合器顺序阀倒档离合器顺序阀主要控制倒档离合器（又称后离合器）的外活塞。2.其它辅助液压控制阀在自动变速器液压系统中，除了以上的主要控制阀和顺序阀以外，还有一部分辅助液压控制阀。这些辅助液压控制阀多是单边或双边控制阀，这些单双边控制阀的阀口，在液压系统中起节流或减（稳）压作用。如随动阀等。 3.电磁阀随着自动变速器控制技术的发展，由全液压控制发展到电液控制，继而发展到了智能控制。在液压控制和电液控制中，主要应用了普通电磁阀（即开关式电磁阀）和比例电磁阀，后者主要是脉宽调制式的比例电磁阀。（1）普通开关式电磁阀开关式电磁阀在油路中主要起关断或开通某条油路的作用。（2）比例电磁阀普通脉冲电磁阀它是一种普通的脉冲电磁阀，可以把它看作一种高速开关阀，这种阀和普通的开关电磁阀一样，只有开、关两种工作状态，不过它采用脉宽调制的方法来控制开关阀的开启时间和关闭时间。这种周期T不变，通过改变导通时间来改变占空比的控制方式称为脉宽调制式（PWM）。4.球阀在自动变速器中有很多球阀，在系统图中也可以看到它们有各种符号。作为球阀的一种最基本的应用就是作为单向阀来使用。在自动变速器中，除了作为单向阀使用外，它还有其它的一些功用。四减振器在自动变速器中，为了防止离合器或制动器的过快啮合而引起换档冲击，除了在控制阀上采取了一定的措施以外，还在某些制动器或离合器（例如第二制动器、前后离合器）的进油路上并联一个减振器（即蓄能器）。第三章 汽车自动变速器常见故障及分析一、自动变速器油路故障的诊断1、故障现象 （1）无论操纵手柄位于倒挡、前进挡或前进低挡，汽车都不能行驶； （2）冷车起动后汽车能行驶一小段路程，但热车状态下汽车不能行驶。 2、故障原因 （1）油泵损坏。 （2）自动变速器油底渗漏，液压油全部漏光。 （3）油泵进油滤网堵塞。 （4）主油路严重泄漏。 （5）操纵手柄和手动阀摇臂之间的连杆或拉索松脱，手动阀保持在空挡或停车挡位置。 3、故障诊断与排除 （1）检查自动变速器内有无液压油。其方法是：拔出自动变速器的油尺，观察油尺上有无液压油。若油尺上没有液压油，说明自动变速器内的液压油已漏光。对此，应检查油底壳，液压油散热器、油管等处有无破损而导致漏油。如有严重漏油处，应修复后重新加油。 （2）若冷车起动时主油路有一定的油压，但热车后油压即明显下降，说明油泵磨损过甚。对此，应更换油泵。 （3）拆下主油路测压孔上的螺塞，起动发动机，将操纵手柄拨至前进挡或倒挡位置，检查测压孔内有无液压油流出。 （4）若主油路测压孔内只有少量液压油流出，油压很低或基本上没有油压，应打开油底壳，检查油泵进油滤网有无堵塞。如无堵塞，说明油泵损坏或主油路严重泄漏，对此，应拆卸分解自动变速器，予以修理。 （5）若主油路侧压孔内没有液压油流出，应打开油底壳，检查手动阀摇臂轴与摇臂间有无松脱，手动阀阀芯有无折断或脱钩。若手动阀工作正常，则说明油泵损坏。对此，应拆卸分解自动变速器，更换油泵。 （6）检查自动变速器操纵手柄与手动阀摇臂之间的连杆或拉索有无松脱。如果有松脱，应予以装复，并重新调整好操纵手柄的位置。 （7）若测压孔内有大量液压油喷出，说明主油路油压正常，故障出在自动变速器中的输入轴，行星排或输出轴。对此，应拆检自动变速器。 二、自动变速器打滑故障的诊断 1、故障现象 （1）起步时踩下油门踏板，发动机转速很快升高但车速升高缓慢。 （2）行驶中踩下油门踏板加速时，发动机转速升高但车速没有很快提高。 （3）平路行驶基本正常，但上坡无力，且发动机转速很高。 2、故障原因 （1）液压油油面太低。 （2）液压油油面太高，运转中被行星排剧烈搅动后产生大量气泡。 （3）离合器或制动器摩擦片、制动带磨损过甚或烧焦。 （4）油泵磨损过甚或主油路泄漏，造成油路油压过低。 （5）单向超越离合器打滑。 （6）离合器或制动器活塞密封圈损坏，导致漏油。 （7）减振器活塞密封圈损坏，导致漏油。 3、故障诊断与排除 打滑是自动变速器中最常见的故障之一。虽然自动变速器打滑往往都伴有离合器或制动器摩擦片严重磨损甚至烧焦等现象，但如果只是简单地更换磨损的摩擦片而没有找出打滑的真正原因，则会使修后的自动变速器使用一段时间后又出现打滑现象。因此，对于出现打滑的自动变速器，不要急于拆卸分解，应先做各种检查测试，以找出造成打滑的真正原因。 （1）对于出现打滑现象的自动变速器，应先检查其液压油的油面高度和品质。若油面过低或过高，应先调整至正常后再做检查。若油面调整正常后自动变速