汽车自动变速器论文

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 常见故障部位 常见故障诊断方法 常见故障维修案例

目 录

1 引言………………………………………………………………………………1 2自动变速器的特点和结构分类…………………………………………………1 2.1自动变速器的优点……………………………………………………………2 2.2自动变速器缺点………………………………………………………………3 2.3自动变速器的类型……………………………………………………………3 3自动变速器的基本组成及功能…………………………………………………5

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2 3.1自动变速器的基本组成………………………………………………………5 3.2自动变速器的功能……………………………………………………………7 4.自动变速器的工作原理…………………………………………………………7 5.自动变速器的应用形式…………………………………………………………8 5.1液压控制式自动变速器………………………………………………………8 5.2电子控制式自动变速器………………………………………………………10 6自动变速器的使用………………………………………………………………10 6.1自动变速器档位的使用………………………………………………………10 6.2档位控制开关的正确使用……………………………………………………10 7自动变速器的维护………………………………………………………………10 7.1经常检查自动变速器油………………………………………………………10 7.2自动变速器油的更换…………………………………………………………11 7.3检查手动选档机构……………………………………………………………12 7.4制动带的调整…………………………………………………………………13 8典型故障诊断实例………………………………………………………………13 9自动变速器的发展趋势…………………………………………………………15 结 论 ……………………………………………………………………………18 致 谢 ……………………………………………………………………………19 参考文献 …………………………………………………………………………20

1．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，

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3 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。

现代无级变速器传动效率提高，油门反应快、油耗低,随着汽车技术的进步，已经越来越不满足于液力自动变速器，希望彻底改进无级变速器，从实现汽车从有级变速阶段向无级变速阶段的飞跃。福特、菲亚特、奥迪等企业纷纷推出了能够匹配大排量发动机的无级变速器。目前国内的自动档基本上全是液力自动变速器,只有奥迪采用了无级变速器。奥迪无级/手动一体式变速器，其就在原有的无级变速器基础上，进行多项技术上的创新、改进和提高。无极变速装备有自动控制装置，行车中可根据车速自动调整档位，无需人工操作，省去许多换档及踏踩离合的工作。

2．自动变速器的特点和结构分类

液力自动无级变速器也存在不足，如传动效率较低，结构复杂等。但因其无比优越的性能，自动无级变速器的应用仍相当普及。以轿车为例，20世纪80年代以来，美国的装用率保持在80%以上，日本也在70%以上。目前,国内大多数汽车采用手动变速器，手动变速器因采用机械传动，故传动效率高、工作可靠、结构简单。但是，因其动载荷大，易使零件过早地磨损。特别是手动变速器要求驾驶员在外界条件比较复杂的情况下，频繁地操纵离合器和换挡，增加了驾驶员的负担，使驾驶员易于疲劳，也不利于安全行车。

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。

2.1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

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4 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。

(7)提高了汽车的平顺性。因采用液力变矩器在汽车起步时，车轮上的牵引力逐步增加，无振动并减少车轮滑动，使起步容易平稳。汽车在行驶中的稳定车速也可以降到最低，甚至为零。行驶阻力增大时，发动机也不会出现熄火。

(8)提高生产率。换挡时功率基本没有间断，可保证汽车有良好的加速性和较高的平均车速，使发动机的磨损减少，延长了大修间隔里程，提高了出车率。

2.2自动变速器缺点

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

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5 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。

2.3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，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。

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6 (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。

(6)按控制方式分类。自动变速器按控制方式不同，可分为液力控制自动变速器和电子控制自动变速器两种。液力控制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。电子控制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子控制信号；换挡电磁阀和油压电磁阀再将电脑的电子控制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，从而实现自动换挡。

3．自动变速器的基本组成及功能

3.1自动变速器的基本组成

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、变速器齿轮机构、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

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7 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化，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操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作，实现自动换挡。

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8 3.2自动变速器的功能

液力偶合器为什么没有增矩效果 ：液力偶合器里只有泵轮和涡轮，而没有改变涡轮油液流动方向的导轮。工作时泵轮油液传给涡轮，然后又经涡轮返回泵轮，经涡轮返回泵轮的油液改变了旋转的方向，液流流向和泵轮旋转方向正好相反。发动机曲轴在旋转的同时，还需克服来自涡轮油液的反向阻力。发动机动力被削弱了。所以液力偶合器只有偶合工况，而永远不会有增矩工况。 汽车在起步和低速行驶时需要有较大的转矩，而液力偶合器无法满足这一需要。所以早期生产的配液力偶合器的汽车具有起步慢，低速区域提速慢的明显缺点。

为了满足汽车起步和低速行驶时需较大转矩的需要，现代汽车已全部改用液力变矩器。

液力变矩器中泵轮快速运动时，涡轮受到载荷和行驶阻力转速较慢，泵轮和涡轮间产生了转速差。这个转速差存在于整个变矩区。这个转速差就形成了残余能量。即由于泵轮转数快于涡轮转数，所以泵轮流向涡轮的油液除了驱动涡轮外，还剩余一部分能量，这就是残余能量。泵轮和涡轮的转数差越大残余能量就越大。

液力偶合器里这种残余能量成为阻碍曲轴旋转的阻力，最后转化为热量，白白浪费了。

液力变矩器就不同了，泵轮和涡轮的转速差越大，残余能量就越好只有在泵轮转数高于涡转数时才能产生残余能量，才能使转矩增大。在涡轮制动时（失速点和起步点时）其变矩比达到最大值。

油液由泵轮流向涡轮，而后经导轮改变了方向后再返回泵轮，泵轮和涡轮间形成油液循环流动。只有存在油液的循环流动，才能产生变矩工况。

随着涡轮转数的升高，变矩化呈线性下降。过了临界点后，涡轮和泵轮转数相等，泵轮的油液除了驱动涡轮旋转外，已没有残余能量，油液流动角度也变到了最小点，涡轮返回的油液冲向了导轮的背面。由于单向离合器只负责锁止左转，而不锁止右转，所以当油液冲击固定在单向离合器上导轮的背面时，导轮便开始旋转，导轮开始旋转的时刻叫临界点。临界点之前为变矩工况，临界点之后为偶合工况。

液力变矩器的变矩比随涡轮转速的增大而减小，又随着涡轮转数的减小而增大。即随行驶阻力矩的增大而增大，在低速区域内能够根据行驶阻力自动无级的变矩。

液力变矩器的传动效率则是随涡轮转数的增大而增大：只有在泵轮和涡轮转速比较接近时，才会有偶合工况。偶合工况只在汽车中高速行驶才有，低速行驶时没有偶合工况。

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9 作为增矩装置的导轮在变矩工况时保持不动，到了偶合工况便开始旋转。如果导轮在便矩工况时旋转，那就说明发生了单向离合器打滑的故障。导轮在偶合工况时是必须旋转的，如此时不旋转，就说明单向离合器发生了卡滞故障。

电子控制自动换档系统:很多现代汽车装有电子控制的自动换挡装置，能更有效地控制变速箱换挡，达到增进驾驶性能、节省燃油消耗的效果。

4. 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

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10 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)。

5.自动变速器的应用形式

现代车用自动变速器的应用,主要有以下两种形式:

5.1液压控制式自动变速器。

这是一种利用车速和加速踏板踏入量之间的关系所决定的传动比，通过油压控制机构进行自动控制的变速器。常用的液压控制式自动变速器一般由液力藕合器或变矩器、液压操纵系统和行星齿轮传动系统组成。液力藕合器利用液体流动，把发动机的动力传递给齿轮传动系统，行星齿轮传动系统可以利用本身的传动特点，改变发动机的转速和转矩，起着换挡的作用。液压操纵系统可以根据汽车行驶的实际需要操纵行星齿轮系统，使其加挡、减挡或倒车，从而改变汽车的行驶速度和方向。

液力变速器由三个工作轮，即泵轮、蜗轮和固定不变的液流导向装置——导轮（又称反应器）组成。为了保证液力变扭器的性能及液流很好地循环，三个工作轮的叶片都弯成一个角度，这是与液力耦合器的叶片不同的。泵轮和蜗轮为冲压件，导轮为铝合金精密铸造件。泵轮与变速器壳体连成一体，固定于发动机曲轴后端的凸缘上。导轮装在自由轮机构上，自由轮内座花键孔径经导轮固定套管固定在壳体上，蜗轮通过轮毂的花键孔与从动轮连接。导轮浮动于泵轮和蜗轮之间，并保持一定轴向间隙。在工作过程中轴向力较大，导轮端装有止推垫片，蜗轮与壳体装有聚甲醛塑料垫片。变扭器壳体的外面装有供起动机的齿圈。三个工作轮在液力变扭器装配好之后形成环形的内腔。其纵向端面称为变扭器的循环圆。液力变扭器和液力耦合器一样，正常工作时贮于环形内腔的工作液，除有绕变扭器轴线的圆周运动外，还有在循环圆内循环流动，故能将扭矩由泵轮传到蜗轮上。液力变扭器在传动作用上不同于液力耦合器的是：液力耦合器只能将扭矩大小不变地传给蜗轮，即只能起离合器的作用；但液力变扭器则不仅能传递扭矩，而且能在泵轮扭矩不变的情况下，随着蜗轮的转速（反映着汽车的行驶速度。不同面能自动地改变蜗轮轴上的输出扭矩数值，故能兼起离合器和变速器的变扭作用。

液力变扭器虽然能在一定范围内无级地改变扭矩比，但由于它存在着变扭能力与效率之间的矛盾，目前应用的液力变扭器一般变扭系数都不够大，难以满足汽车使用要求，故在高级轿车上，广泛采用的是液力变扭器与齿轮式变速器联合组成液力机械式无级变速器。与液力变扭器配合使用的齿轮式变速器有行星齿轮式变速器和固定轴线式齿轮变速器两种。国产红旗牌高级轿车上采用的就是液力变扭器与行星齿轮式变速器联合的液力机械式变速器，它由一个四元件（泵轮、

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11 蜗轮、第一导轮与第二导轮）的综合液力变扭器与可以自动换档的两行星齿轮变速器所组成。

工作中驾驶员踏下油门的位置或发动机进气管的真空度和汽车的行驶速度，能指挥液压操纵系统工作，液压操纵系统利用液体压力控制行星齿轮系统的离合器和制动器，并改变行星齿轮传动的状态。以上过程完全是在变速器内部进行的，不需要驾驶员的操作，即所谓的自动换挡。在这里液力变矩器的作用是:增大汽车起步的转矩以提高车辆的起步性能，可减少变速冲击，隔断发动机输出转矩的振动，但却存在输入轴和输出轴流动空转打滑引起发动机功率损失的问题，因而在其后又引入了锁止机构，虽然解决了一些问题，但由于受各控制元件的制约，变矩器的作用难以充分发挥，特别是减小发动机转矩变动的问题还需要解决。况且这种锁止离合器只能在发动机转矩变小的高转速范围内起作用，因此不能充分提高燃油的经济性，为解决这一问题，世界上各大汽车公司采取了种种措施，如采用锁止离合器微量滑动方式;采用粘性连轴器吸收振动的方式等，但效果并不是很理想，后来人们把电子技术引进汽车领域，于是作为一种新型的自动变速器，电子控制式自动变速器应运而生。

5.2电子控制式自动变速器

常规的汽车自动变速器中锁止式变矩器均靠液压传动，但随着电子技术在汽车上的推广应用，采用微型电子计算机等装置作为自动变速器的液压控制装置，再用某些液压控制装置对变速器换挡机构进行操纵控制，这样不仅使换挡时间更加精确、换挡更加平稳，而且操纵自如灵活;另一方面可以使变速挡尽量与驾驶员的意愿相结合;其次采用电子控制，通过选择适合行驶状态的最佳传动比,可以提高汽车的动力性，提高乘坐的舒适性，并与发动机控制相结合，相应提高燃油的经济性。

电子控制式自动变速器是利用油压回路的电磁线圈通电和断电,来控制变速器的变速定时及变速时的过渡特性。其电子控制系统主要有:变速点控制、自锁控制、变速时过渡特性控制、油压控制、变速时锁止控制等。在电子控制式自动变速器中，由车速传感器和节流阀开度传感器将车速和节流阀开度转换成电信号后,作为电子控制装置ECU的输入信号，经变速器中的ECU计算处理后，再适时输出信号给电磁阀，利用这些电磁阀来控制油压回路。显而易见，液压控制式自动变速器与电子控制式自动变速器的不同之处在于，利用电子技术检测方式和对油压制动变速器。随着电子技术和计算机的飞速发展，现代轿车装用电子控制式自动变速器已越来越普遍。据统计，在美国的９０年代新车型上，作为标准件的自动变速器装车率已超过９０％，日本为７３％，欧洲为２５％。自动变速器汽

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12 车具有操纵简单、乘坐舒适、动力性和经济性较好等特点。但是只有在正确地掌

握自动变速器的使用和维护方法之后，才能充分发挥这些功能，提高其使用效益。

6．自动变速器的使用

6.1自动变速器档位的使用

自动变速器汽车的选档杆相当于手动变速器的变速杆，大多装置在地板上，一般有以下几个档 位：Ｐ（停车）、Ｒ（倒档）、Ｎ（空档）、Ｄ（前进）、Ｓ（ｏｒ２，即为２速档）、Ｌ（ｏｒ１，即为１速档）。这几个档位的正确使用对于驾驶自动变速器汽车的人来说尤其重要。

（1）Ｐ（停车档）的使用 发动机运转时只要选档杆在行驶位置上，自动变速器汽车就很容易地行走。而停放时，选档杆必须扳入Ｐ位，从而通过变速器内部的停车制动装置将输出轴锁住，并拉紧手制动，防止汽车移动。

（2）Ｒ（倒档）的使用 Ｒ位为倒档，使用中要切记，自动变速器汽车不象手动变速器汽车那样能够使用半联动，故在倒车时要特别注意加速踏板的控制。

（3）Ｎ（空档）的使用 Ｎ位相当于空档，可在起动时或拖车时使用。在等待信号或堵车时常常将选档杆保持在Ｄ位，同时踩下制动。若时间很短，这样做是允许的，但若停止时间长时最好换人Ｎ位，并拉紧手制动。因为选档杆在行驶位置上，自动变速器汽车一般都有微弱的行驶趋势，长时间踩住制动，等于强行制止这种趋势，使得变速器油温升高，油液容易变质。尤其在空调器工作、发动机怠速较高的情况下更为不利。 有些驾驶员为了节油，在高速行驶或下坡时将选档杆扳到Ｎ位滑行，这很容易烧坏变速器，因为这时变速器输出轴转速很高，而发动机却在怠速运转，油泵供油不足，润滑状况恶化，易烧坏变速器。

（4）Ｄ（前进档）的使用 正常行驶时将选档杆放在Ｄ位，汽车可在１～４档（或３档）之间自动换档。Ｄ位是最常用的行驶位置。需要掌握的是：由于自动变速器是根据油门大小与车速高低来确定档位的，所以加速踏板操作方法不同，换档时的车速也不相同。如果起步时迅速将加速踏板踩下，升档晚，加速能力强，到一定车速后，再将加速踏板很快松开，汽车就能立即升档，这样发动机噪声小，舒适性好。 Ｄ位的另一个特点是强制低档，便于高速时超车，在Ｄ位行驶中迅速将加速踏板踩到底，接通强制低档开关，就能自动减档，汽车很快加速，超车之后松开加速踏板又可自动升档。

（5）Ｓ、Ｌ位低档的使用 自动变速器在Ｓ位或Ｌ位上处于低档范围，可以在坡道等情况下使用。下坡时换入Ｓ位或Ｌ位 能充分利用发动机制动，避免车轮制动器过热，导致制动效能下降。但是从Ｄ位换入Ｓ位或Ｌ位时，车速不能高于相应的升档车速，否则发动机会强烈振动，使变速器油温急剧上升，甚至会损坏变速器。另外在雨雾天气时，若路面附着条件差，可以换入Ｓ位或Ｌ位，固定

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13 在某一低档行驶，不要使用能自动换挡的位置，以免汽车打滑。同时必须牢记，打滑时可将选档杆推人Ｎ位，切断发动机的动力，以保证行车安全。

6.2档位控制开关的正确使用

各种车型上都装有许多控制开关，正确地掌握和使用这些控制开关，对于驾驶自动变速器汽车来说是一重要环节。

（1）超速挡控制开关 四档自动变速器的４档通常是超速档。在平坦的道路上用此档行驶时， 发动机转速较低，可以减少发动机噪声、磨损，并能降低油耗，在坡道上行驶时，应视情况将超速档控制开关切断。

（2）换档模式选择开关 为了适应不同条件下的经济性和动力性要求，电子控制自动变速器上一般都装有换档模式选择开关。在一般城市道路行驶时，接通经济换挡模式（ECONOMY），可以降低油耗。 在经济换档模式下相同的油门开度，升档车速较高。有的车型没有专用的经济模式开关，但在动力换挡模式开关和手动换挡模式开关都切断的情况下，自动成为经济换档模式。 也有的车型有自动换档模式开关（AUTO），其换档特性即为经济换档特性。在上坡及山路上行驶或希望发动机在高转速下工作时，可选择动力换档模式（POWER），这时汽车的加速能力增强。 当手动换档模式（MANUAL）开关接通时，自动变速器不再自动换档，起步行驶时如手动变速器一样进行相应的换档操作。手动换档模式一般在雨雪等滑溜路面起步以及希望档位固定不变的场合。

（3）巡航控制开关 有些高级进口轿车在转向柱或仪表板上装有这一开关。一般在长途行驶时，在规定车速以上接通此开关，汽车即能匀速持续行驶，这样可方便驾驶，降低油耗。在巡航开关接通以后，只要踩制动即可解除这一控制。

（4）定挡行驶控制开关 当该开关断开时，各位置的作用与一般的自动变速器无异，而该开关接通时，则Ｄ位高速时固定在３档待驶，低速时固定在２档行驶，Ｓ位固定在２档，Ｌ位固定在１档，因此在冰雪路面上起步及山区行驶时就非常方便。例如，Ｄ位４档下坡时，若需要发动机制动，可接通此开关，则变速器中４档自动降为３档，再从Ｄ位扳到Ｓ位可得到２档，则发动机制动效果更显著。

7．自动变速器的维护

7.1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“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

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14 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。

7.2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ｋｍ。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，先从加油口注人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，移动选档杆经所有的档位后回到Ｐ位。这样可使变速器迅速的热起，然后再加油。

7.3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。

7.4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。

8．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。

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

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15 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

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16 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。

9.自动变速器的发展趋势

由于电子技术的不断发展和进步，特别是微机控制功能的进一步增加，各种传感

器和执行机构性能的改善，所以在自动变速器上也开始大量采用。1969年出现的程序式变速器是电子技术在自动变速器中的首次应用。进入80年代后，大规模集成电路技术的发展，使得由微机控制发动机和变速器换挡成为可能。

现代汽车变速器的发展趋势是向着可调自动变速箱或无级变速器方向发展。采用无级变速器可以节约燃油，使汽车单位油耗的行驶里程提高30%。通过选择最佳传动比，能够使发动机保持在很窄的转速范围内运转，从而获得最有利的功率输出，无级变速器传动比传统的自动变速器轻，结构更简单而紧凑。自90年代以来，随着电子技术的飞速发展，以及用户对它的操纵性能、舒适性、安全性能等方面的苛刻要求，世界上许多汽车生产厂家不断投入人力和财力，大力加强自动变速器的技术研究，促进其不断的向前发展。

近年来，随着微电子技术的飞速发展，电子控制自动变速器的问世，给汽车带来了更理想的传动系统。机电一体化技术进入汽车领域，推动了汽车变速装置的重大变革。自动变速器装置均出现了电子化的趋势。现代轿车自动变速器的发展方向是:

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17 1)电子控制全域锁止离合器及液力缓速装置:为了提高传动效率，改善经济性能，轿车用自动变速器普遍采用了变矩器锁止离合器，并进行电子控制以保持其换档的平顺性。锁止式液力变矩器其功能特点所决定了自动变速器由液力藕合器--液力变矩器--锁止式液力变矩器的过程。液力变矩器除了能传递转矩外,还能增大发动机的转矩，以吸收扭转振动的作用，液力藕合器却不能。带锁止离合器的液力变矩器,克服了液力变矩器输出轴与输入轴之间存在滑动而使液力变矩器传动效率降低的缺点，这种锁止装置实际上是全自动离合器。锁止离合器时，变矩器将不起作用。这对改善燃料的经济性和降低变速器的温度有益处。如日产汽车公司的公爵牌及荣光牌轿车。在一些重型汽车及公共汽车上装有液力缓速装置将得到大多数驾驶员的拥护，它可以大大提高行车安全性及制动系统零件的寿命。

2)适合于整车驱动系统的电子控制智能型自动变速器:智能型的电子控制自动变速器的电子系统可以在汽车行驶过程中，对汽车的运行参数进行控制，合理地选择换档点，而且在换档过程中对恶化的参数进行修正。如:摩擦片的摩擦系数、油的粘度、车辆的负荷变化等。同时具有自动诊断系统，可以将汽车运行中的故障记录下来，便于维护。

电子控制技术利用微机控制变速器，不仅使换挡程序更加符合驾驶员的意愿，而且还能利用模糊控制理论，解决特殊情况下变速程序的复杂问题，使自动变速器的控制能力及可靠性大幅度提高。现代电子控制自动变速器的主要特点是一机(微机)多参数、多规律性的控制。多参数指输入微机的控制参数多元化，即控制参数不仅有发动机转速、车速、节气门开度等信号，而且又反映发动机、变速器工作环境和行驶等信号。可见控制参数多元化,更能全面的反映发动机和变速器的实际工况;多规律是指控制微机中间时存储多种不同的换挡规律，如最佳经济性、动力性，各种加速行驶时的最佳经济性、最佳排放量等，驾驶员可按需要调用相应的规律实现最佳控制。总之电子控制能实现多参数、多规律性的控制，使发动机和变速器在在不同油门开度和各种行驶环境下都能处于最佳工作状态。

日本丰田凌志牌高级轿车应用了智能型发动机一变速器综合控制系统。该系统利用计算机控制系统进行综合控制。在变速时，使发动机扭矩临时降低，与此同时，控制离合系统油压，使变速平稳。在离合系统油压控制中，检测与预计最优化值的偏差，并利用新开发的线性电磁阀进行修正反馈控制。

3)电子控制无级变速器(ECVT):无级变速器能够自由改变速比，故能进行理想的变速控制，比多档位齿轮传动机构更优越。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。

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18 但是无级变速器存在着体积大、笨重和传动效率低的问题，而且也缺少解决耐久性问题的相应措施。但随着电子技术的应用，电子控制的V型金属带型无级变速器在西欧及日本得到重视，正在积极开发市场，以希望其一步到位。目前研制开发并在微型轿车上采用此类变速器约有日本富士重工公司及荷兰VDT公司等。

由于电子技术的不断发展和进步，特别是微机控制功能的进一步增加，各种传感器和执行机构性能的改善，所以在自动变速器上也开始大量采用。1969年出现的程序式变速器是电子技术在自动变速器中的首次应用。进入80年代后，大规模集成电路技术的发展，使得由微机控制发动机和变速器自动换挡成为可能。在我国，上海通用公司在其生产的别克轿车上装备了4T65-E电控自动变速器，这是我国第一家汽车公司将自动变速器作为标准装置装于轿车，该变速器于1998年10月份正式下线生产。

4)自动预选式换档系统:近来ZF公司又开发了一种自动预选式换档系统，它可以使驾驶员体会到驾驶车辆的快感，又不需要紧张费力的操作。这种自动预选式换档装置，是全自动换档系统的基础，它的性能包括:电子控制自动选档，换档时刻由驾驶员确定;驾驶员不需要手操作换档。主动和被动保护装置;诊断屏幕实现系统监督。

自动变速器除采用无级变速作用的变矩器外，其齿轮数也在不断增多，从而使变速范围不断加宽。这有助于改善发动机的燃油经济性和动力性，使发动机工况进一步向最佳化逼近。

5)小型化:减轻重量、缩短动力传递路线，能使汽车节油，自动变速器的小型化正起着这种作用。20世纪70年代以来(FI置发动机前轮驱动)微型车急剧增多，从而为自动变速器小型化提供了前提条件。此外,自动驱动桥(即把变速器与驱动桥合为一个整体)的趋势十分突出,小型化又推动了FF化和自动驱动桥的发展。

电子控制与液压控制相比，具有明显的优势:电子控制可以实现以前由液压控制难以实现的更复杂多样的控制功能，使变速器的性能得到提高。电子控制可以极大地简化液压控制结构，减少生产投资等。电子控制功能借助于软硬件结合才能实现，由于软件易于修改，可使产品具有适应结构参数变化的特性。随着汽车电子化的发展，汽车传动系的电子控制可以与发动机、制动系、安全气囊等系统通过总线联网，资源共享，实现整体控制，进一步简化控制结构。

当今世界各大汽车公司对无级变速器的研制都十分活跃。不久的将在,可望电子控制式的无级变速器将得到广泛的应用和发展。

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结束语

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。

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参考文献

1.李慧喜 自动变速器诊断与检测 中国人民出版社 2005 2.作山田真一 汽车发明发展史话专利 文献出版社 2003 3.陈家瑞等 汽车构造 人民交通出版社 2003 4.黄虎 现代汽车维修 上海交通大学出版社 2001

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