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自动变速器正确使用与维护
摘要：本设计讲述了自动变速器的组成与功用，自动变速油的选用及更换，自动变速出现故障的常见部位，常见故障的解决方法以及一些车型的维修案例。让我们明确了自动变速器故障的一般诊断思路，以及解决故障的方法。随着汽车科技的发展，汽车的结构越来越复杂。我们只有掌握更多的知识和实践经验，才能更好地运用检测仪器快速准确地查找汽车的故障原因，并把故障排除。
关键词：自动变速器；故障部位；故障诊断；故障维修
一、引言
车用自动变速器已经经历了半个多世纪的发展，而且其形式也多种多样。在现代轿车上，常见的是采用电控的液力自动变速器,主要是由自动离合器和自动变速器两大部分组成。它能够根据油门的开度和车速的变化,自动地进行换档。与无级变速器相比,液力自动变速器最大的不同是在结构上,它是由液压控制的齿轮变速系统构成。因此,液力自动变速器并不是真正的无级变速，还是有档位的。其所能实现的是在两挡之间的无级变速。而无级变速器则是两组变速轮盘和一条传动带组成的,因此,其比传统自动变速器结构简单,体积更小。另外,它可以自由改变传动比，从而实现全程无级变速，使汽车的车速变化平稳，没有传统变速器换档时那种“顿”的感觉。
无级变速器的无级变速原理的关键,是二个传动滑轮和联接此二个滑轮的传动带，每个滑轮都由一对彼此合成V形槽的锥体组成，通过传动带联接二滑轮，利用液压操纵机构移动锥体的开合，使传动带离滑轮轴心的径向位置发生变化，从而获得二滑轮之间的传动比(一般最大范围可达5:1)。自动变速器多挡化虽能扩大自动变速的范围，但它并非安全迅速，只在有级变速与无级变速之间，理想的无级变速器是在整个传动范围内能连续的、无挡比的切换变速比，使变速器始终按最佳换挡规律自动变速。无级化是对自动变速器的理想追求。
二、自动变速器的特点和结构分类
自动变速器能进行繁复的加速、减速变速器换挡等功能，具有变速平滑、驾驶轻便等优点。汽车自动变速器一般和变矩器一起使用，带有液力传动的特点，可以弥补机械变速器的一些缺点。它可以根据发动机的工况和车速情况，自动选择挡位。
1. 自动变速器的优点
（1)整车具有更好的驾驶性能。汽车驾驶性能的好坏,除与汽车本身的结构有关外,还取决于正确的控制和操纵。自动变速器能通过系统的设计,使整车自动去完成这些使用要求,以获得最佳的燃油经济性和动力性,使得驾驶性能与驾驶员的技术水平关系不大，因而特别适用于非职业驾驶。
(2)良好的行驶性能。自动变速装置的挡位变换不但快而且平稳，提高了汽车的乘坐舒适性。通过液体传动和微电脑控制换挡，可以消除或降低动力传递系统中的冲击和动载，这对在地形复杂、路面恶劣条件下作业的工程车辆、军用车辆尤为重要。试验表明，在坏路段行驶时，自动变速器的车辆传动轴上，最大动载转矩的峰值只有手动变速器的20%～40%。原地起步时最大动载转矩的峰值只有手动变速器的50%～70%，且能大幅度延长发动机和传动系零部件的寿命。
(3)高行车安全性。在车辆行驶过程中，驾驶员必须根据道路、交通条件的变化，对车辆的行驶方向和速度进行改变和调节。以城市大客车为例，平均每分钟换挡3～5次，而每次换挡有4～6个手脚协同动作。正是由于这种连续不断的频繁操作，使驾驶员的注意力被分散，而且容易产生疲劳，造成交通事故增加;或者是减少换挡，以操纵油门大小代替变速，即以牺牲燃油经济性来减轻疲劳强度。自动变速的车辆，取消了离合器踏板和变速操纵杆，只要控制油门踏板，就能自动变速,从而减轻了驾驶员的疲劳强度，使行车事故率降低，平均车速提高。
(4)降低废气排放。发动机在怠速和高速运行时，排放的废气中,CO或CH化合物的浓度较高，而自动变速器的应用，可使发动机经常处于经济转速区域内运转，也就是在较小污染排放的转速范围内工作,从而降低了排气污染。
(5)可以延长发动机和传动系的使用寿命。因为自动变速器采用液力变矩器和发动机“弹性”连接，外界的冲击负荷可以通过藕合器缓冲，有过载保护的功能。在汽车起步换挡、制动时能吸收振动，相应减小了发动机和传动系的动载荷。
(6)操纵简单。只需设置液压工作阀的位置，自动变速器就可以根据需要进行自动加挡和减挡，省去了起步和换挡时踏离合器、更换变速杆位置和放松油门等复杂的操作规程，大大减小了驾驶员的劳动强度。
2.自动变速器的缺点
与手动变速器相比，其结构较复杂，零件加工难度大，生产成本较高，修理也较麻烦。另外自动变速器的传动效率不够高,当然，通过与发动机的匹配优化、液力变矩器锁止、增加挡位数等措施，可使自动变速器的传动效率效率接近手动变速器的水平。
我国目前已开发出电控机械自动变速器,它在机械变速器基础上使用微机控制，自动确定换档时机及换档程序,实现自动有级变速。其特点是传动效率高且结构简单、成本低，但可靠性及使用性能还有待提高。如GA763型电子控制液力机械自动变速器由机械系统、液压系统、气压系统和电子控制系统等四大部分组成。它能完成汽车传力系统的通断,车速和扭矩的自动变换，行驶方向的更改，各驱动桥扭矩的接通、断开，以及辅助装置的取力驱动等功能。所有这些功能都是靠电子系统自动地控制各液压或气压阀门，从而改变机械行星齿轮系的工作状态(构成几个有级变速变扭比)和液力变矩器的变扭比(无级变速变扭比)来实现的。
3.自动变速器的类型
不同车型所装用的自动变速器在型式、结构上往往有很大的差异，常见的分类方法和类型：
(1)按变速方式分类。汽车自动变速器按变速方式的不同,可分为有级变速器和无级变速器两种。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较少。
　(2)按汽车驱动方式分类。自动变速器按照汽车驱动方式的不同，可分为后驱动自动变速器和前驱动自动变速器两种。这两种自动变速器在结构和布置上有很大的不同。
　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、自动变速器、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。这种发动机前置，后轮驱动的布置型式，其发动机和自动变速器都是纵置的，因此轴向尺寸较大，在小型客车上布置比较困难。后驱动自动变速器的阀板总成一般布置在齿轮变速器下方的油底壳内。
　前驱动自动变速器除了具有与后驱动自动变速器相同的组成部分外，在自动变速器的壳体内还装有差速器。前驱动汽车的发动机有纵置和横置两种。纵置发动机的前驱动自动变速器的结构和布置与后驱动自动变速器基本相同，只是在后端增加了一个差速器。横置发动机前驱动自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，因此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入轴布置在上方，输出轴布置在下方。这样的布置减少了变速器总体的轴向尺寸，但增加了变速器的高度，因此常将阀板总成布置在变速器的侧面或上方，以保证汽车有足够的最小离地间隙。
　(3)按自动变速器前进挡的挡位数不同分类。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类。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)按变矩器的类型分类。轿车自动变速器基本上都是采用结构简单的单级三元件综合式液力变矩器。这种变矩器又分为有锁止离合器和无锁止离合器两种。早期的变矩器中没有锁止离合器，在任何工况下都是以液力的方式传递发动机动力，因此传动效率较低。新型轿车自动变速器大都采用带锁止离合器的变矩器，这样当汽车达到一定车速时，控制系统使锁止离合器结合，液力变矩器输入部分和输出部分连成一体，发动机动力以机械传递的方式直接传入齿轮变速器，从而提高了传动效率，降低了汽车的燃油消耗量。
三、自动变速器的工作原理
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。
液力变矩器利用液体的流动,把来自发动机的扭矩增大后传递给行星齿轮机构,同时,液压控制装置根据行驶需要(节气门开度、车速)来操纵行星齿轮系统,使其获得相应的传动比和旋转方向,实现升挡、降挡、前进或倒退。以上过程中,扭矩的增大、油门开度和车速信号对液压控制装置的操纵、行星齿轮机构传动比和旋转方向的改变,都是在变速器内部自动进行的,不需要驾驶员操作，即进行自动换挡(变速)。
四、自动变速器的维修
1.经常检查自动减速器油
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“ATF”，其型号有很多种，国内常见的有Ford标准Ｆ型和ＧＭ标准DEXRON II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DEXRON II型而错用为Ｆ型，则会使自动变速器发生换档冲击和制动器、离合器突然啮合的现象。Ｆ型错用为 DEXRON II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（本田车规定发动机熄火），选档杆放在Ｐ位（日产车允许放在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昧，则应更换新油。
2.检查手动选档机构
手动选档机构从选档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弹簧卡片位置一一对应，若不对应则需调整。手动选档机构的调整往往被忽视，有时自动变速器修理结束后，由于没有调整选档机构，最后导致换档冲击力过大，甚至会造成事故。
3.自动带的调整
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。
五、典型故障诊断实例
在坡道上停车，应将选档杆扳入Ｐ位，此时松开制动踏板，汽车应不会自行滑下。若需要将选档杆从Ｐ位移开，应记住必须先踩下制动踏板，否则会摘不下来，因此在停车档无制动性能时应检查维修。 初步判断为机油压力开关损坏所致。
桑塔纳轿车装有两个机油压力开关，即位于缸盖后端的低压开关和位于机油滤清器支架上的高压开关。发动机在运转过程中，当其中一个机油压力开关损坏或机油压力低于标准值（低压开关为30kPa，高压开关为180kPa）时，该系位的电路即被接通，位于仪表盘上的机油压力报警灯开始闪烁，以警示驾驶员该车润滑系统出现故障。
根据其结构和工作原理，我们着手检查机油压力开关。由于手中没有压力表，无法对机油压力进行测量，因此换用新的压力开关，以作鉴别。分别对低压开关和高压开关作换件试验，故障依旧。接着对该系统电路部分检查，未发现什么问题。不过在测试机油压力开关过程中，发现发动机运转时，机油报警灯闪烁，同时伴有气门挺柱的响声。于是分析可能是机油泵滤网太脏或机油泵损坏，无法提供正常油压，造成机油压力太低，达不到机油压力开关所需要的工作压力，压力开关接通指示电路，机油报警灯开始闪烁。
揭掉油底壳，拆检机油泵发现机油泵滤网并不脏，新、旧机油泵件对比后，也没有发现什么问题。为节约维修时间，决定装用新件。装复后启动试车，故障仍未排除。
由于前面一系列检查没有排除故障，因此怀疑故障真正原因并不在这些机件上。目前尚未检查的是发动机缸体部分。经过分析，认为问题极有可能出现在轴瓦上。由于曲柄连杆机构经常磨损，使得曲轴与主轴瓦之间的配合间隙增大，从而造成机油压力降低的现象。
接下来开始检查缸体部分。经过把发动机解体并对曲轴测量后发现，曲轴的确磨损比较严重，需进行磨轴。按照曲轴的磨损度磨轴，并装用与磨轴后尺寸相配套的主轴瓦，更换必要的附件后装复发动机。启动试车，机油报警灯仍继续闪烁。
我们对这起突发故障颇为不解，甚至认为这是一个“怪病”。因为几乎对整个发动机都作了检查，而且所选用的材料均为纯正部件，问题究竟在什么地方呢？难道是我们检查不够仔细，疏乎了对某些细节方面的检查？
于是又依据该车润滑系统的结构、工作原理、故障现象，并结合前面一系列检查过程，综合分析后认为，问题出现在缸体部分。此时，车主告诉我们，前段时间因水管漏水，发动机出现过高温现象。根据这一新情况，决定再次拆检发动机，着重检查缸体的每一个细节。
在彻底清洗缸体并用压缩空气吹主油道过程中，发现三缸主油道口有一横向裂纹。这也许就是机油压力降低的根本原因！由于此位于主油道口，维修起来有一定困难，于是建议车主换用新缸体，并严格按照维修要求对发动机进行组装。装复后启动试车，故障彻底排除。
故障分析：通过对故障原因进行分析，我们认为主要是因缺水而造成的。由于缺水，发动机未能正常冷却，发动机的温度骤然增高，缸体膨胀。当高温缺水给发动机补充水的过程中，受膨胀的缸体遇低温度水而迅速收缩，而造成缸体炸裂，出现泄压而使机油压力降低。在检测过程中没有及时发现问题，导致问题复杂化，并且在检测过程中走了一定的弯路。
六、结论
通过对汽车自动变速器的检测和诊断的讲述，让我们知道了自动变速器的重要性。对于自动变速器出现的常见故障可以作出判断并解决，文章比较清楚地讲述了自动变速器故障的检测方法和基本的诊断思路。伴随着科技的发展，汽车上的电子设备越来越多，各种传感器的相继出现，单单靠经验是不能完全解决问题的。要通过使用检测仪器对车辆进行检测，这样才能够方便、快捷地找出车辆故障，避免盲目地拆装。在检修时一定要了解车辆的构造，因为车辆的整体是相互联系的。
汽车维修必须要有理论作为依据，七分诊断三分修理，重在诊断。只要我们认真学习好理论知识，并通过日常实践，会使我们更快地掌握维修经验。

参考文献
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