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1、汽车自动变速器的结构原理、应用及发展前景汽车自动变速器的结构原理、应用及发展前景【作者】 邱辰【学校】 日照职业技术学院【班级】 08 级汽车检测与维修技术三班【学号】 200832020301【摘要】 随着汽车行业在中国的发展加快，以及欧洲和亚洲其它国家的中高档汽车在中国的逐渐盛行可以看出：在大众消费群体中，普通人群的消费水平在逐渐像更高的标准迈进，从而使中国的人均消费水平提高。而在这些中高档汽车中，配置无级变速设施已经成为了显示轿车档次的评价标准之一，而实现无级变速的控制机构之一就是自动变速器。因为很多汽车生产上都采用自动变速器以实现无级变速为的是是驾驶员可以集中精神关注前方的路面情况而不
2、会手忙脚乱，其优势就是不需要使用手来控制汽车档位。通过对自动变速器的结构原理进行分析，采取正确的使用、安装及检测方法，可以提升汽车的提速平稳性。【关键词】 自动变速器、原理、故障、应用、发展近几年来，随着更多的中高档轿车进入中国市场以及在国际面世，越来越多的轿车采用了无级变速配置。所以，因此而造成了自动变速器的需求大幅度上升，同时也对自动变速器的质量提出了更高要求。在全世界范围内，轿车企业对于无级变速这一先进技术在中高档轿车上的普遍应用的前景表示乐观，而这一举动则大推动了自动变速器的技术向不断完美方向发展进步的速度。根据调查表明，至 2009 年底，中国每 100 户家庭拥有私家轿车约 11.
3、3 辆。特别是拥有轿车一族多为企业白领，汽车驾驶的安全性和操作简便性是最为重要的。在人们对轿车性能要求更高的今日，各国的自动变速生产商会不惜成本的追求更加先进的技术。对于有车一族来说，能够初步了解自动变速器的原理及使用，从而采用正确的使用、维护方法，对提高汽车的性能以及延长汽车的使用寿命都是十分必要的。一、自动变速器的组成及工作原理如图所示为液控自动变速器的组成和原理示意图。自动变速器主要是由液力变矩器及齿轮式自动变速器组成。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。按照这些部件各自的功能及应用可以将它们分成液力变矩器、变速齿轮机构、
4、供油系统、自动换挡控制系统和换挡操纵机构等五大部分。自动变速器之所以能够实现自动换挡是因为在踩踏油门的位置或者是汽车的速度可以指挥自动换挡系统的工作。自动换挡系统中各个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，实现变速器档位的变换。在传统式的液力自动变速器中，是根据汽车行驶速度和节气门开度变化而控制档位。其换挡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档或者降档，从而实现自动变速。而在电
5、控液力自动变速器中，它是由于在液力自动变速器的基础上增设了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阀控制装置的换挡阀，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档位的变换，以实现自动变速。如图所示为电控自动变速器的组成和原理图。二、自动变速器的特点自动变速器能进行频繁的加速、减速变速器换挡等功能，具有变速平滑、驾驶轻便等有点。汽车自动变速器一般和液力变矩器一起使用，带有液力传动的特点，可以弥补机械变速器的一些缺点。装备了自动变速器的汽车，在行驶时
6、自动变速器能根据发动机负荷和道路阻力的变化情况，在一定范围内自动无级变速。此外，自动变速器还具有许多优点：使汽车起步、加速平稳；防止因过载或因离合器及节气门踏板配合操作不当导致的发动机熄火；自动变速器的液力元件能吸收传动系统的振动及减小动载荷，较大幅度地延长了发动机和传动系统的寿命；自动变速器还能提高汽车加速性、平均车速和乘坐舒适性。它可以根据发动机的工况和车速情况自动选择档位，而且具有下列特点：（一）整车具有更好的驾驶性能。整车具有更好的驾驶性能。汽车驾驶性能的好坏，除去与汽车本身的结构有关以外，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
7、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。（二）良好的行驶性能。良好的行驶性能。自动变速器装置的档位变换不但快而且平稳，提高了汽车的乘坐舒适性。通过液力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。实验表明，在坏路段行驶时，自动变速器的车辆传动轴上，最大动载扭矩的峰值不到手动变速器的 40%，在原地起步时最大动载扭矩的峰值不到手动变速器的 70%，且能够大幅度延长发动机和传动系各个零部件的寿命。（三）高行车安全性。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
8、向和速度进行改变和调节。（四）降低废弃排放。降低废弃排放。发动机在怠速和高速运行时，排放的废气、CO 或者 HC 的浓度较高，而自动变速器的应用，可以使发动机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，可以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，从而降低了废弃污染。（五）可以延长发动机和传动系的使用寿命。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液力变矩器缓冲，有过载保护的功能。在汽车起步换档、制动时能吸收振动，相应减小了发动机和传动系的动载荷。（六）操纵简单操纵简单。只需设置
9、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档和减档，省去了起步和换挡时离合器、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。（七）提高了汽车的平顺性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。（八）提高生产率。提高生产率。换档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。三、自动变速器应用形式现代轿车对自动变速器的应用，主要有以下两种形式：（一）液压控制式自动变速器。液压控制式自动变速器。一种利用车速和加速踏板踏入量之间的关
10、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。（二）电子控制式自动变速器。电子控制式自动变速器。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。（三）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的控制方式上，电子控制式自动变速器是采用传感器来检测车速和节流阀开度，利用电子技术对电磁阀进行控制，从而实现对汽车自动变速器进行更迅速、适时和更精确的控制。四、自动变速器的常见故障（以标志 307 为例）（一）“SPT”和和“”交替闪烁交替闪烁当出现自动变速器油过热或过久未换自动变速器油，自动变速器电控
11、单元和仪表板之间的联系中断等故障时，指示灯会闪烁。这时故障点可能在：自动变速器电控单元本身、电控单元的供电、油压传感器、升档电磁阀的供电、主油路压力的调节、多功能开关等，另外，加速踏板若未进行初始化，输人、输出轴转速以及发动机转速等信息出现故障，指示灯也会闪烁。（二）空档开关出现故障空档开关出现故障当自动变速器空档开关出现故障时，会造成车辆冷车时无档，不能行驶。若热车后正常，证明空档开关受潮或轻度腐蚀，将开关清理干净即可恢复正常。若情况较为严重，则需要更换空档开关。（三）主油路调压电磁阀出现故障主油路调压电磁阀出现故障主油路调压电磁阀出现故障，会使车辆舒适性差、进档冲击、升档冲击和降档冲击。当
12、自动变速器电控单元检测到主油压调节电磁阀出现故障时，会使自动变速器进人紧急备用模式运行。（四）压力调节故障压力调节故障自动变速器因压力调节故障而导致 2 个指示灯交替闪烁时，故障原因可能包括：与存储在自动变速器电控单元内的主油路压力的自适应值相关的故障，与闭环调节中检测信息的相关故障。出现 2 个指示灯交替闪烁的故障时，自动变速器将被降级至安全模式，并把主油路压力调到最大，打开闭环控制以应急。（五）自动变速器无前进档或手动自动变速器无前进档或手动1档档自动变速器若无前进档或手动 1 档，一般有以下几种原因：低速档带式制动器 F3；3 档离合器 E2 或换档电磁阀出现故障。另外还有可能是自动变速
13、器液压控制单元中相应的柱塞卡滞。（六）自动变速器无前进档或手动自动变速器无前进档或手动2档档自动变速档或手动 2 档，故障原因有：低速档带式制动器 F3；2 档离合器El 或上档电磁阀出现故障。对于手动位置时，还可能是自动变速器液压控制单元中相应的柱塞卡滞。（七）自动变速器无锁止自动变速器无锁止造成自动变速器不能锁止的原因比较多，包括：液压控制单元、锁止电磁阀出现故障等。如果电磁阀工作正常却无液力变矩器锁止，极易造成自动变速器温度过高。此时，应检查液力变矩器的工作状况是否正常。当自动变速器电控单元检测到摩擦片出现滑动时，将取消锁止功能以应急。（八）自动变速器无倒档自动变速器无倒档自动变速器无倒
14、档时，故障原因可能为带式制动器 F3、片式片式离合器E2、换档电磁阀出现故障或液压控制单元中柱塞卡滞。五、自动变速器的现状及发展趋势（一）自动变速器的应用现状自动变速器的应用现状现代轿车所使用的无级变速器的传动比高，反应速度快，耗油率底等优点。随着汽车行业的发展以及各种技术的进步以及趋于成熟，行业内已经将液力自动变速器逐渐的淘汰出主流产品的行列，从而使汽车实现从有级变速到无级变速阶段的发展和飞跃。（二）自动变速器的发展趋势自动变速器的发展趋势现代汽车业的发展迅速，对于自动变速器的要求也开始向着可调式自动变速器或无级变速器的方向发展。如若汽车上可以使用无级变速器，既可以为汽车节省燃油，使汽车的燃
15、油利用率提高 30%左右。通过改变或者选择最佳的传动比，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结构更加简单而紧凑。近年来，随着微电子控制技术的飞速发展，电子控制自动变速器的问世，给汽车行业的发展又增添了光辉的一笔，带来了更加理想的传动系统，使自动变速器装置均出现了向电子化发展的趋势，其发展方向主要为：（一）电子控制全域锁止离合器：电子控制全域锁止离合器：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偶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扭矩外，还能增大发动机的扭矩，以吸收扭转振动的作用，液力偶合器却不能。带锁
16、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。（二）适合于整车驱动系统的电子控制智能型自动变速器：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。电子控制技术利用微电子控制变速器，是换挡程序更加符合驾驶者的想法，实现多参数、多规律性的控制，使发动机和变速器在不同油门开度和各种环境下都能处于最佳工作状态。（三）电子控制无级变速器：电子控制无级变速器：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。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。（四）自动预选式换档系统：自动预选式换档系统：近来汽车行业又再度传出喜讯，一种名叫自动预选式换挡系统，它可以使驾驶
