汽车底盘构造与维修项目4

项目4 自动变速器
自动变速器和自动传动桥是按发 动机布置和驱动形式不同而分类的，当 用于FR汽车时，称其为自动变速器，如 图4-1所示；当用于FF汽车时，称其为 自动传动桥，如图4-2所示。
项目4 自动变速器
图4-1 自动变速器（FR汽车） 图4-2 自动传动桥（FF汽车）
任务4.1 液力自动变速器概述
① 传动部分。 ② 换挡操作部分。 ③ 液压控制部分。
任务4.1 液力自动变速器概述
图4-3 全液力自动变速器的结构 1—油泵；2—液力变矩器；3—发动机；4—加速踏板； 5—油门拉索；6—行星齿轮机构；7—速控液压阀；8—
换挡杆；9—换挡拉索；10—阀体
任务4.1 液力自动变速器概述
（2）电控液力自动变速 器的结构。电控液力自动变 速器由传动部分、换挡操作 部分、液压控制部分和电子 控制系统组成，其结构如图 4-4所示。
汽车底盘构造与维修
项目4 自动变速器
液力自动变速器概述 液力自动变速器的主要部件 液力自动变速器的维修与保养 液力自动变速器故障诊断与排除
无级变速器
项目4 自动变速器
自动变速器又称机械液力变速器，常 见的有4种形式，分别是液力自动变速器、 无级变速器（continuously variable transmission，CVT）、机械式自动变速 器和双离合器自动变速器。其中，液力自 动变速器和无级变速器是目前在汽车上应 用最广泛的变速器类型。
任务4.1 液力自动变速器概述
2. 液力自动变速器的特点
相比于手动变速器，液力自动变速器具有明显 的优越性。
手动变速器又称机械式变速器，当驾驶员驾驶 手动变速器汽车时，为提高车速，驾驶员要操作离 合器踏板和换挡杆换高挡位，并辅以踩下加速踏板， 或当功率不够爬不上坡时，就要换低速挡位。
任务4.1 液力自动变速器概述
① 传动部分。 ② 换挡操作部分。 ③ 液压控制部分。 ④ 电子控制系统。
图4-4 电控液力自动变速器的结构 1—液力变矩器；2—油泵；3—车速
传感器；4—中间轴齿轮转速传感器（输 出轴）；5—行星齿轮机构；6—涡轮转 速传感器（输入轴）；7—换挡杆；8— 阀体；9—电磁阀；10—传感器；11—发
动机和ECT的ECU
任务4.1 液力自动变速器概述
（3）使用发动机制动。要使用发动机制动， 可采用如下方法降低变速器挡位：
① 移动换挡杆至3挡。 ② 移动换挡杆至2挡。 ③ 移动换挡杆至L挡。
注意： 在光滑路面上降挡时要小心，突然 换挡会导致车辆滑动或车轮空转。
任务4.1 液力自动变速器概述
在D挡时，如果汽车下坡，车轮转速快，能 反向带动发动机转动，但是车轮的运动不能传递 到发动机。
驾驶员必须时刻注意发动机的载荷、车速和行驶 条件。驾驶员驾驶液力自动变速器汽车时，无须时刻 调整挡位、操作离合器踏板，液力自动变速器会根据 发动机功率及车速等，在最合适的时刻自动升、降挡, 缓解了驾驶员的驾驶疲劳，也减小了驾驶难度，而且 经过多年发展，液力自动变速器的生产成本已经相当 低。当前液力自动变速器的挡位越来越多，从以前的3 挡发展到现在的8挡，随之改变的还有换挡速度和舒适 性的提升及油耗的降低。
一、 液力自动变速器的分类及其特点 1. 液力自动变速器的分类
液力自动变速器是汽车上采用最 广泛的变速器，根据电控与否可分为 全液力自动变速器和电控液力自动变 速器（electronically controlled transaxle，ECT）。
任务4.1 液力自动变速器概述
液力自动变速器的传动机构常用行星齿轮机构，也有 少量的液力自动变速器的传动机构采用定轴式普通齿轮机 构（与手动变速器一样），行星齿轮机构一般分为辛普森 （Simpson）式、拉维娜（Ravigneaux）式两种。辛普 森式行星齿轮自动变速器在液力自动变速器中使用最为广 泛，它是由美国福特公司的工程师HW辛普森发明的，本 任务主要以ECT中的辛普森式行星齿轮自动变速器为基础 进行自动变速器的认识和检修学习。
图4-7 换挡杆操作（配 置U241E电控液力自动变速器
的凯美瑞轿车）
任务4.1 液力自动变速器概述
（1）移动换挡杆，组合仪 表上会显示对应的挡位图，如图 4-8所示。
① P：驻车挡。 ② R：倒挡。 ③ N：空挡。 ④ D：前进挡域。 ⑤ 3：3挡域。 ⑥ 2：2挡域。 ⑦ L：仅在1挡行驶。
图4-8 组合仪表（配置 U241E电控液力自动变速器的凯
任务4.1 液力自动变速器概述
图4-5 全液力自动变速器的工作原理
任务4.1 液力自动变速器概述
（2）电控液力自动变速器的工作原理。电控液 力自动变速器的工作原理如图4-6所示。电控液力自 动变速器是将节气门开度、车速等信号输入自动变 速器ECU，自动变速器ECU根据这些信号向换挡电 磁阀和油压电磁阀等发出控制信号，控制和调节阀 体总成工作，按照设定的换挡规律，通过控制阀体 总成中换挡阀的油压来操纵换挡执行元件，实现自 动换挡。
任务4.1 液力自动变速器概述
图4-6 电控液力自动变速器的工作原理
任务4.1 液力自动变速器概述
三、 电控液力自动变速器的换挡操作
下面以普通型和手自一 体型电控液力自动变速器为 例，进行电控液力自动变速 器换挡操作的学习。
任务4.1 液力自动变速器概述
1. 普通型电控液力自动变速器
以配置U241E电控液力自动 变速器的凯美瑞轿车为例（4速） 进行换挡杆操作，如图4-7所示。 自动变速器换挡杆具有换挡锁止 机构，其作用是降低错误操作的 可能性。只有踩下制动踏板且点 火开关设置在ON时，才能将换 挡杆从P挡移出。
美瑞轿车）
任务4.1 液力自动变速器概述
（2）正常行驶。在P挡或N挡起动发动机。踩 下制动踏板，将换挡杆换至D挡。当换挡杆设置在D 挡时，自动变速器系统将根据行驶条件自动选择最 适宜的挡位。经常使用D挡可节省燃油并有助于平稳 驾驶。如果发动机冷却液温度低，即使在D挡，也不 能将变速器换至超速挡。
注意： 换挡时，严禁把脚放在加速踏板上。
任务4.1 液力自动变速器概述
目前，80％的自动挡车型都是采用液力自动变速器， 国内主流液力自动变速器车型都是5速液力自动变速器， 有部分中高档车已搭载6速甚至7速液力自动变速器，而 像雷克萨斯、宝马、奥迪和奔驰的一些高档进口车型， 已经用上8速液力自动变速器。可以预见，随着生产成 本降低，更多挡位的液力自动变速器将被装备到更多车 型上，而且由于技术成熟和成本优势，液力自动变速器 在未来很长时间里都将是自动挡车型的主流技术，具有 很好的发展前景。
任务4.1 液力自动变速器概述
（8）不能将换挡杆从P挡移出。如果踩下制 动踏板，仍不能将换挡杆从P挡移出，则须使用换 挡按钮，应尽快检查和修理。
（9）在PWR（动力）模式行驶。在PWR模 式时，变速器会以比NORM（普通）模式下更高 的车速进行降挡操作，可以获得更大的加速度。 要设定PWR模式，按下驾驶模式选择按钮即可， PWR指示灯点亮。普通驾驶时，丰田公司建议使 用NORM模式来节省燃油。
全液力自动变速器在早期使用， 目前汽车采用的都是电控液力自动变 速器。从结构上看，电控液力自动变 速器就是在全液力自动变速器的基础 上增加了电子控制系统。
任务4.1 液力自动变速器概述
1. 液力自动变速器的结构
（1）全液力自动变速器的结构。全液力自动变 速器由传动部分、换挡操作部分和液压控制部分组成， 其结构如图4-3所示。
任务4.1 液力自动变速器概述
液力自动变速器有自身的不足，如换挡 顿挫感明显、相对耗油高等。虽然挡位增加 （齿轮增加）可以减轻液力自动变速器的天 生缺陷，不过，挡位的增多也意味着体积和 重量的增大，因此其在未来挡位可能更多的 汽车上的应用还是有一定的局限性。
任务4.1 液力自动变速器概述
二、 液力自动变速器的结构与工作原理
对于自动变速器汽车，在3挡域的第3挡时、 2挡域的第2挡或在L挡域的第1挡时，动力可以反 向传递，实现发动机制动。
任务4.1 液力自动变速器概述
（4）换挡杆从D移至3挡时。在D挡时，汽车在4挡 145 km/h
换挡杆从D移至3挡，能强制自动变速器切换为3挡行驶， 有手动换挡的作用。
注意： 不要让发动机超速运转。观察发动机转速 表，不要使指针进入红色区域，即不要超过各挡位的最 大允许速度。
任务4.1 液力自动变速器概述
① 5：根据车速或行驶条件，在1挡和超速挡（5 挡）之间自动选择最适宜的挡位。
② 4：根据车速或行驶条件，在1挡和4挡之间自 动选择最适宜的挡位。在下坡时将获得轻微的发动机 制动力。在上坡时减少换挡，可平稳行驶。
③ 3：根据车速或行驶条件，在1挡和3挡之间自 动选择最适宜的挡位。当有必要进行强力制动时最好 使用此挡位。
不要在2挡或L挡长时间爬坡或拖曳重物，这可能导 致自动变速器过热而严重损坏。要防止这些损坏，在爬 坡或拖曳重物时应使用3挡。
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（5）倒车。完全停止车辆。踩下制动踏板 的同时，将换挡杆移至R挡。车辆行驶时绝对不要 换至倒挡。
（6）驻车。完全停止车辆。踩下制动踏板 的同时，要完全踩下驻车制动踏板，以牢固施加 驻车制动。踩下制动踏板，将换挡杆换至P挡。车 辆行驶时在任何情况下都不能将换挡杆换至P挡， 否则将会导致严重的机械损坏和车辆失控。
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④ 2：根据车速或行驶条件，在1挡和2挡之间 自动选择最适宜的挡位。当需要比3挡位更强的发动 机制动力时，使用此挡位。
⑤ 1：不管车速或，使用此挡位。
车辆高速行驶不能实现降挡，即车速与强制换 挡挡位不匹配时，手动换挡不能实现，如果试图将 变速器换低挡，将会发出两次警告声。
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2. 液力自动变速器的工作原理
（1）全液力自动变速器的工作原理。全液力自动 变速器的工作原理如图4-5所示。全液力自动变速器将 汽车行驶时的车速、节气门开度分别通过速控液压阀 （调速器）和节气门液压控制阀转变为油压来控制和 调节阀体总成工作，阀体总成根据调速油压和节气门 油压变化，按照设定的换挡规律，通过控制阀体总成 中节气门液压控制阀的油压来操纵换挡执行元件，实 现自动换挡。
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2. 手自一体型电控液力自动变速器
以配置U250E电控液力自动变速器（5速）的凯美瑞轿车 为例，进行换挡杆操作，如图4-9所示。
图4 9 换挡杆操作（配置U250E电控液力自动变速器的凯美瑞轿车）
任务4.1 液力自动变速器概述
（1）移动换挡杆，组合仪表上 会显示对应的挡位，如图4-10所示。
任务4.1 液力自动变速器概述
（7）良好的驾驶习惯。在爬缓坡的驾驶中，如 果变速器在第3挡和超速挡之间重复换挡，可将换挡杆 换至3挡，之后一定要立即将换挡杆换入D挡。拖曳车 辆时，为保持良好的发动机制动，不要使用超速挡。 发动机运转中停车时，脚要始终放在制动踏板上，这 样可防止车辆滑动。在坡道上要一直使用制动踏板或 驻车制动器以控制车辆。不要使用加速踏板控制车辆， 因为这会导致变速器过热。
液力自动变速器的主要部件有 液力变矩器、齿轮变速机构、换挡 执行机构、液压控制系统和电子控 制系统等。
任务4.1 液力自动变速器概述
即使移动换挡杆至S挡，S挡指示灯也不点亮， 则系统内可能存在故障。要尽快检查、修理车辆。 在此情况时，可在D位置驾驶。
（3）换挡杆从D移至S挡时。在D挡时，汽 车在5挡（超速挡）行驶，这时将换挡杆从D移至 S挡，能强制自动变速器切换为4挡行驶。
任务4.2 液力自动变速器的主要部件
① P：驻车挡。② R：倒挡。 ③ N：空挡。 ④ D：前进挡域。 ⑤ S：手动换挡模式。 ⑥ +：升挡。 ⑦ -：降挡。
图4-10 组合仪表（配置 U250E电控液力自动变速器的凯
美瑞轿车）
任务4.1 液力自动变速器概述
（2）S挡位驾驶。在S挡位时可手动 改变挡位。通过移动换挡杆向上至“+”侧 或向下至“-”侧，可以在5挡和1挡之间进 行切换。当换挡杆移至S位置时，第一个挡 位是4挡。组合仪表上显示S挡指示灯和当 前挡位，如图4-9、图4-10所示。