自動變速器工作過程及分類

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自動變速器的工作過程

1、自動變速器之所以能夠?qū)崿F(xiàn)自動換擋是因為工作中駕駛員踏下油門的位置或發(fā)動機進氣歧管的真空度和汽車的行駛速度能指揮自動換擋系統(tǒng)工作，自動換擋系統(tǒng)中各控制閥不同的工作狀態(tài)將控制變速齒輪機構(gòu)中離合器的分離與結(jié)合和制動器的制動與釋放，并改變變速齒輪機構(gòu)的動力傳遞路線，實現(xiàn)變速器擋位的變換。
2、傳統(tǒng)的液力自動變速器根據(jù)汽車的行駛速度和節(jié)氣門開度的變化，自動變速擋位。其換擋控制方式是通過機械方式將車速和節(jié)氣門開度信號轉(zhuǎn)換成控制油壓，并將該油壓加到換擋閥的兩端，以控制換擋閥的位置，從而改變換擋執(zhí)行元件（離合器和制動器）的油路。這樣，工作液壓油進入相應(yīng)的執(zhí)行元件，使離合器結(jié)合或分離，制動器制動或松開，控制行星齒輪變速器的升擋或降擋，從而實現(xiàn)自動變速。
3、電控液力自動變速器是在液力自動變速器基礎(chǔ)上增設(shè)電子控制系統(tǒng)而形成的。它通過傳感器和開關(guān)監(jiān)測汽車和發(fā)動機的運行狀態(tài)，接受駕駛員的指令，并將所獲得的信息轉(zhuǎn)換成電信號輸入到電控單元。電控單元根據(jù)這些信號，通過電磁閥控制液壓控制裝置的換擋閥，使其打開或關(guān)閉通往換擋離合器和制動器的油路，從而控制換擋時刻和擋位的變換，以實現(xiàn)自動變速。其工作過程如下圖所示。

 

自動變速器的分類
1、按變速方式分類
汽車自動變速器按變速方式的不同，可分為有級變速器和無級變速器兩種。有級變速器是具有有限幾個定值傳動比（一般有3~5個前進擋和一個倒擋）的變速器。無級變速器是能使傳動比在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化的變速器，無級變速器目前在汽車上應(yīng)用較少。
2、按汽車驅(qū)動方式分類
自動變速器按照汽車驅(qū)動方式的不同，可分為后驅(qū)動自動變速器和前驅(qū)動自動變速器兩種。這兩種自動變速器在結(jié)構(gòu)和布置上有很大的不同。
①后驅(qū)動自動變速器的變矩器和齒輪變速器的輸入軸及輸出軸在同一軸線上，發(fā)動機的動力經(jīng)變矩器、自動變速器、傳動軸、后驅(qū)動橋的主減速器、差速器和半軸傳給左右兩個后輪。這種發(fā)動機前置，后輪驅(qū)動的布置型式，其發(fā)動機和自動變速器都是縱置的，因此軸向尺寸較大，在小型客車上布置比較困難。后驅(qū)動自動變速器的閥板總成一般布置在齒輪變速器下方的油底殼內(nèi)。
②前驅(qū)動自動變速器除了具有與后驅(qū)動自動變速器相同的組成部分外，在自動變速器的殼體內(nèi)還裝有差速器。前驅(qū)動汽車的發(fā)動機有縱置和橫置兩種�？v置發(fā)動機的前驅(qū)動自動變速器的結(jié)構(gòu)和布置與后驅(qū)動自動變速器基本相同，只是在后端增加了一個差速器。橫置發(fā)動機前驅(qū)動自動變速器由于汽車橫向尺寸的限制，要求有較小的軸向尺寸，因此通常將輸入軸和輸出軸設(shè)計成兩個軸線的方式；變矩器和齒輪變速器輸入軸布置在上方，輸出軸布置在下方。這樣的布置減少了變速器總體的軸向尺寸，但增加了變速器的高度，因此常將閥板總成布置在變速器的側(cè)面或上方，以保證汽車有足夠的最小離地間隙。
3、按自動變速器前進擋的擋位數(shù)不同分類
自動變速器按前進擋的檔位數(shù)不同，可分為2個前進擋、3個前進擋、4個前進擋三種。早期的自動變速器通常為2個前進擋或3個前進擋。這兩種自動變速器都沒有超速擋，其最高擋為直接擋。新型轎車裝用的自動變速器基本上都是4個前進擋，即設(shè)有超速擋。這種設(shè)計雖然使自動變速器的構(gòu)造更加復(fù)雜，但由于設(shè)有超速擋，大大改善了汽車的燃油經(jīng)濟性。
4、按齒輪變速器的類型分類
自動變速器按齒輪變速器的類型不同，可分為普通齒輪式和行星齒輪式兩種。普通齒輪式自動變速器體積較大，最大傳動比較小，使用較少。行星齒輪式自動變速器結(jié)構(gòu)緊湊，能獲得較大的傳動比，為絕大多數(shù)轎車采用。
5、按變矩器的類型分類
轎車自動變速器基本上都是采用結(jié)構(gòu)簡單的單級三元件綜合式液力變矩器。這種變矩器又分為有鎖止離合器和無鎖止離合器兩種。早期的變矩器中沒有鎖止離合器，在任何工況下都是以液力的方式傳遞發(fā)動機動力，因此傳動效率較低。新型轎車自動變速器大都采用帶鎖止離合器的變矩器，這樣當(dāng)汽車達到一定車速時，控制系統(tǒng)使鎖止離合器結(jié)合，液力變矩器輸入部分和輸出部分連成一體，發(fā)動機動力以機械傳遞的方式直接傳入齒輪變速器，從而提高了傳動效率，降低了汽車的燃油消耗量。
6、按控制方式分類
自動變速器按控制方式不同，可分為液力控制自動變速器和電子控制自動變速器兩種。
①液力控制自動變速器是通過機械的手段，將汽車行駛時的車速及節(jié)氣門開度兩個參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤嚎刂菩盘枺婚y板中的各個控制閥根據(jù)這些液壓控制信號的大小，按照設(shè)定的換擋規(guī)律，通過控制換擋執(zhí)行機構(gòu)動作，實現(xiàn)自動換擋，現(xiàn)在使用較少。
②電子控制自動變速器是通過各種傳感器，將發(fā)動機轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度、車速、發(fā)動機水溫、自動變速器液壓油溫度等參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘�，并輸入電腦；電腦根據(jù)這些電信號，按照設(shè)定的換擋規(guī)律，向換擋電磁閥、油壓電磁閥等發(fā)出電子控制信號；換擋電磁閥和油壓電磁閥再將電腦的電子控制信號轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤嚎刂菩盘�，閥板中的各個控制閥根據(jù)這些液壓控制信號，控制換擋執(zhí)行機構(gòu)的動作，從而實現(xiàn)自動換擋。

自動變速器的檢測與診斷
一、常規(guī)檢查
1、自動變速箱的故障多事由于使用，維修不當(dāng)造成的因此首先應(yīng)對自動變速箱進行基本的檢測與調(diào)整，既可以解決一些由于維護不當(dāng)引起的故障，又可以進一步故障診斷提出有用的信息。
2、發(fā)動機怠速時的檢測。檢測發(fā)動機處于怠速，冷卻液溫度達到正常后，當(dāng)自動變速器置于N位時，發(fā)動機的怠速是否在規(guī)定的范圍內(nèi)。若怠速過低，當(dāng)變速器置于R，D ，2或者1位時會使汽車產(chǎn)生振動，影響乘客的舒服性，嚴重時會使發(fā)動機熄火。若怠速過高，再會產(chǎn)生換擋沖擊。
3、選檔機構(gòu)的檢測。駕駛員通過操作選檔控制閥實現(xiàn)換檔。若選檔控制閥有故障，將使自動變速器不能正常工作。
4、首先觀察選檔機構(gòu)傳動桿件是否有變形或者有干涉，各連接是否有固定良好等等，再將變速桿分別掛入每個檔位，通過變速桿上的感覺來判斷選檔桿機構(gòu)的工作是否正常，如變速桿進入每個檔位是否靈活自如，進入變速桿的位置是否在正確等。
5、檢查是否在N與P檔可以啟動，還有就是R檔是否可以接通。
6、檢查強制降檔開關(guān)，看傳感器電路部分導(dǎo)線的連接是否良好，強制降檔開關(guān)及開關(guān)接通后的節(jié)氣門開度是否正常。
7、檢查變速箱的油位高度是否在規(guī)定的范圍內(nèi)。
二、檔位檢測
檔位檢測即檢查自動變速箱各個檔位的工作情況是否良好。
三、電控系統(tǒng)的原件檢測
檢測電控系統(tǒng)線束導(dǎo)線及各接插件是否有短路，斷路，搭鐵，和接觸不良等問題，以及各電控原件是否有損壞等等。電控元件檢測內(nèi)容和方法根據(jù)車型不同而異，這里主要介紹一些通用的元件損壞可能引起的故障和檢測方法。
車速傳感器損壞可能使自動變速器只能以一個檔位行駛，不能升檔或者不能降檔，嚴重時出現(xiàn)頻繁的跳檔。
四、液壓系統(tǒng)檢測
關(guān)閉發(fā)動機，將自動變速器置于P擋，拆下需要測量的油壓接頭，再接上油壓測試管接頭，然后接油壓軟管及油壓表，啟動發(fā)動機，使自動變速器處于油壓被測狀態(tài)，檢查管接頭與油管的接頭是否可靠，有無漏油，待自動變速器的油溫達到正常溫度后，在各種工況下檢測并記錄油壓標(biāo)定數(shù)值，通過比較測量與標(biāo)準值的差異，判斷系統(tǒng)的工作情況。
五、道路測試，也就是將起步，加速，勻速，大負荷，減速，自動換擋，制動，鎖止功能都檢測一下。

 

自動變速器的組成
自動變速器的廠牌型號很多，外部形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)也有所不同，但它們的組成基本相同，都是由液力變矩器和齒輪式自動變速器組合起來的。常見的組成部分有液力變矩器、行星齒輪機構(gòu)、離合器、制動器、油泵、濾清器、管道、控制閥體、速度調(diào)壓器等，按照這些部件的功能，可將它們分成液力變矩器、變速齒輪機構(gòu)、供油系統(tǒng)、自動換擋控制系統(tǒng)和換擋操縱機構(gòu)等五大部分。
一、液力變矩器
液力變矩器位于自動變速器的最前端，安裝在發(fā)動機的飛輪上，其作用與采用手動變速器的汽車中的離合器相似。它利用油液循環(huán)流動過程中動能的變化將發(fā)動機的動力傳遞自動變速器的輸入軸，并能根據(jù)汽車行駛阻力的變化，在一定范圍內(nèi)自動地、無級地改變傳動比和扭矩比，具有一定的減速增扭功能。
二、變速齒輪機構(gòu)
1、自動變速器中的變速齒輪機構(gòu)所采用的型式有普通齒輪式和行星齒輪式兩種。采用普通齒輪式的變速器，由于尺寸較大，最大傳動比較小，只有少數(shù)車型采用。目前絕大多數(shù)轎車自動變速器中的齒輪變速器采用的是行星齒輪式。
2、變速齒輪機構(gòu)主要包括行星齒輪機構(gòu)和換檔執(zhí)行機構(gòu)兩部分。
①行星齒輪機構(gòu)，是自動變速器的重要組成部分之一，主要由于太陽輪（也稱中心輪）、內(nèi)齒圈、行星架和行星齒輪等元件組成。行星齒輪機構(gòu)是實現(xiàn)變速的機構(gòu)，速比的改變是通過以不同的元件作主動件和限制不同元件的運動而實現(xiàn)的。在速比改變的過程中，整個行星齒輪組還存在運動，動力傳遞沒有中斷，因而實現(xiàn)了動力換擋。
②換擋執(zhí)行機構(gòu)主要是用來改變行星齒輪中的主動元件或限制某個元件的運動，改變動力傳遞的方向和速比，主要由多片式離合器、制動器和單向超越離合器等組成。離合器的作用是把動力傳給行星齒輪機構(gòu)的某個元件使之成為主動件。制動器的作用是將行星齒輪機構(gòu)中的某個元件抱住，使之不動。單向超越離合器也是行星齒輪變速器的換擋元件之一，其作用和多片式離合器及制動器基本相同，也是用于固定或連接幾個行星排中的某些太陽輪、行星架、齒圈等基本元件，讓行星齒輪變速器組成不同傳動比的擋位。
三、供油系統(tǒng)
自動變速器的供油系統(tǒng)主要由油泵、油箱、濾清器、調(diào)壓閥及管道所組成。油泵是自動變速器最重要的總成之一，它通常安裝在變矩器的后方，由變矩器殼后端的軸套驅(qū)動。在發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，不論汽車是否行駛，油泵都在運轉(zhuǎn)，為自動變速器中的變矩器、換擋執(zhí)行機構(gòu)、自動換擋控制系統(tǒng)部分提供一定油壓的液壓油。油壓的調(diào)節(jié)由調(diào)壓閥來實現(xiàn)。
四、自動換擋控制系統(tǒng)
1、自動換擋控制系統(tǒng)能根據(jù)發(fā)動機的負荷（節(jié)氣門開度）和汽車的行駛速度，按照設(shè)定的換擋規(guī)律，自動地接通或切斷某些換擋離合器和制動器的供油油路，使離合器結(jié)合或分開、制動器制動或釋放，以改變齒輪變速器的傳動化，從而實現(xiàn)自動換擋。
2、自動變速器的自動換擋控制系統(tǒng)有液壓控制和電液壓（電子）控制兩種。
①液壓控制系統(tǒng)是由閥體和各種控制閥及油路所組成的，閥門和油路設(shè)置在一個板塊內(nèi)，稱為閥體總成。不同型號的自動變速器閥體總成的安裝位置有所不同，有的裝置于上部，有的裝置于側(cè)面，縱置的自動變速器一般裝置于下部。
②在液壓控制系統(tǒng)中，增設(shè)控制某些液壓油路的電磁閥，就成了電器控制的換擋控制系統(tǒng)，若這些電磁閥是由電子計算機控制的，則成為電子控制的換擋系統(tǒng)。
五、換擋操縱機構(gòu)
自動變速器的換擋操縱機構(gòu)包括手動選擇閥的操縱機構(gòu)和節(jié)氣門閥的操縱機構(gòu)等。駕駛員通過自動變速器的操縱手柄改變閥板內(nèi)的手動閥位置，控制系統(tǒng)根據(jù)手動閥的位置及節(jié)氣門開度、車速、控制開關(guān)的狀態(tài)等因素，利用液壓自動控制原理或電子自動控制原理，按照一定的規(guī)律控制齒輪變速器中的換擋執(zhí)行機構(gòu)的工作，實現(xiàn)自動換擋。

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