汽车自动变速器结构原理与故障分析

第一章汽车自动变速器技术发展

1.1汽车自动变速器的发展历程

1914年德国奔驰汽车公司推出第一台全自动齿轮变速器，第一次实践了汽车的自动变速。但是，由于当时技术复杂和价格昂贵，这种技术并未得到普遍认可。20世纪30年代为了解决城市公共汽车频繁起步带来的麻烦，提高乘坐舒适性，自动变速器技术开始与公共汽车。第二次世界大战期间，利用自动变速器的军用越野车大大提高了越野通用性，体现出自动变速器的另一个长处。1940年美国通用奥兹莫比尔汽车公司在其批量生产的轿车上装用了带有液力元件的自动变速器直到1948年Dynaflow全自动变速器的问世，现代汽车自动变速器的雏形基本形成随后的近半个世纪以来，自动变速器技术逐渐发展，自动换挡系统从全液压控制型电子液压控制执行型，特别是近二十年伴随计算机技术的飞速发展，自动变速控制技术日臻成熟，自动变速器在轿车和城市大型客车上的使用已开始普及。

经过几十年的发展，自动变速器已经出现了多种类型，其中包括液力机械式自动变速器(Automatic Transmission ,简称AT) 、机械式自动变速器(Automatic Mechanical Transmission ,简称AMT)和无级自动变速器(Continuously Variable Transmission ,简称CVT)等三种结构形式

1.2自动变速器的分类及功能

1.2.1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。

1.2.2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。

1.2.3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

1.3汽车自动变速器的作用与在技术上的突破

汽车传动系统中的变速器控制自动化是汽车发展的较高级阶段，自动变速器能根据车速与发动机负荷的变化情况及时自动的进行传动比转换，从而使操作简单省力，将驾驶员从频繁的换挡操作中解脱出来，最大程度的消除了驾车者换挡技术的差异。

2009年6月30日，在历经多年研制之后，中国在自动变速器领域取得了实质性的突破：国产第一台拥有完全自主知识产权的高端自动变速器——欧意德全电控、低噪音、高传动比、高适用性4速自动变速器在中国最大的发动机及变速器生产基地——内蒙古欧意德发动机公司试生产成功，从而填补了中国在核心零部件制造领域的又一项空白。据悉，该型号自动变速器不久将正式应用于中高端乘用车上，而该公司研发的6速自动变速器的量产也已被提上日程。

1.4汽车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