第二章 自动变速器

汽车变速器原理及组成
第二章　自动变速器
第一节　概 述
在20世纪70年代中期，丰田汽车最常用的变速器还是手动变速器。从1977年起，随着丰田公司装有A40D自动变速器的“皇冠”轿车问世（见表2-1所示），装有自动变速器的轿车产量逐年增多。现在连四轮驱动的车辆（SUV）及部分轻型卡车也安装了自动变速器。
进入90年代，随着电子技术的发展，丰田公司重点发展电子控制型自动变速器（ECT）。ECT除换挡及锁止正时控制外，还具有故障诊断及故障防护功能。目前，绝大部分车型是发动机和ECT（有些车型还包括定速巡航控制系统）共用一个ECU控制。
丰田公司于1996年开发了A350E5挡自动变速器并装备在凌志GS300轿车上，1997年又开发了A650E 5挡自动变速器装备在凌志LS400、SC400、GS300／400等型号的轿车上。A350E自动变速器将在本章第十一节介绍，A650E将在本章第十二节介绍。
表2-1 丰田汽车自动变速器的发展历史


第二节　液力变矩器
一、概 述
　液力变矩器的作用是传递来自发动机的扭矩，并且将扭矩成倍增大后传给变速器。它安装在变速器齿轮传动系的输入端，壳体用螺栓固定在发动机的飞轮上。
丰田公司近期生产的车用液力变矩器都有锁止离合器，其结构如图2-1所示。它是由泵轮、涡轮、定轮、单向离合器、锁止离合器等部件构成。变矩器内充满油泵提供的自动变速器油。变速器油被泵轮甩出，成为一股强大的油流，推动变矩器的涡轮转动。

图2-1　液力变矩结构图
泵轮与变矩器壳体连成一体，变矩器壳体用螺栓固定在飞轮上，因为泵轮与曲轴相连，它总是和曲轴一起转动。泵轮内部径向装有许多弯曲的叶片，叶片内缘装有让变速器油平滑流过的导环，其结构如图2-2所示。

图2-2　泵轮的结构与安装示意图
同泵轮一样，涡轮也装有许多叶片（如图2-3所示），但涡轮叶片的弯曲方向与泵轮叶片的弯曲方向相反。涡轮转轮装在变速器输入轴上，其叶片与泵轮叶片相对放置，中间留有一很小的间隙。

图2-3　涡轮的结构与安装示意图
涡轮转轮与变速器输入轴相连，在变速器换挡杆置于“D”、“2”、“L”或“R”挡位，当车辆行驶时，涡轮转轮就与变速器的输入轴一起转动；当车辆停驶时，涡轮转轮不能转动。在变速器换挡杆置于“P”或“N”挡位时，涡轮转轮与泵轮一起自由转动。
定轮位于泵轮与涡轮转轮之间，安装在定轮轴上，而定轮轴则经单向离合器固定在变速器壳体上。
定轮叶片截住离开涡轮转轮的变速器油液，改变其方向，使其冲击泵轮叶片背部，给泵轮

一个额外的“助推力”，如图2-4所示。

图2-4　定轮的结构及其功能
单向离合器使定轮以与发动机曲轴运转相同的方向转动。但是，如果定轮要以与发动机曲轴运转相反的方向转动时，单向离合器就将定轮锁止住，使其无法朝相反方向转动。所以定轮是转动还是被锁止，取决于变速器油液冲击定轮叶片的方向。
单向离合器的工作如图2-5所示。当外座圈按图中箭头A方向转动时，就会推动楔块顶部，由于I1小于I，楔块就会倾翻，使外座圈转动。但当外座圈要朝相反方向（B向）转动时，楔块就无法倾翻，因为I2大于I。这样，楔块起到楔子的作用，锁住外座圈，使其无法转动。另外，离合器中还安装了定位弹簧，使楔块总是朝着锁止外座圈的方向略为倾斜，以加强楔块的锁止功能。楔块型单向离合器也用于控制行星齿轮系。

图2-5　单向离合器的运作图
二、液力变矩器的工作原理
1、动力传输原理
如图2-6所示，将电风扇A与电风扇B靠近相对放置，然后打开电风扇A，电风扇B即使未接电源也会按电风扇A转动的方向转动。这是因为电风扇A的转动会在两电风扇之间产生空气流动，由电风扇A产生的气流冲击电风扇B的叶片，使电风扇B随之转动。换句话说，电风扇A与B之间的动力传递是以空气为介质而实现的。

图2-6　空气传输动力示例
变矩器的工作原理也是如此，泵轮相当于电风扇A，涡轮转轮则相当于电风扇B。不同的是变矩器是以变速器油为介质，而不是以空气为介质。
如图2-7所示，当泵轮被发动机曲轴驱动时，泵轮中的变速器油液就会随同泵轮以相同的方向转动。当泵轮转速加快时，其离心力的作用使油液沿叶片表面及泵轮里面，离开泵心向外流动。当泵轮转速进一步提高时，液体就被甩出泵轮，冲击涡轮叶片，使涡轮开始按泵轮转动的方向转动。

图2-7　液力变矩器的动力传输过程
油液的能量在冲击涡轮叶片被耗散后，油液就沿着涡轮叶片向里流，在流至涡轮内部时，涡轮变曲的内表面使油液改变方向，流回泵轮。就这样，循环又将从头开始。
如上所述，扭矩的传递，是通过油液在泵轮和涡轮之间流动来实现的。
2、扭矩成倍放大的原理
前面用两台电风扇作例子，解释了液力变矩器中扭矩传递的原理。如果如图2-8所示，加上一条输送管道，气流将穿过电风扇B（被动电风扇）然后经管道，从电风扇A后面流回电风扇A（主动电风扇）。这就会加强电风扇A的叶片所吹动的气流，气流通过电风扇B后所剩下的能量，将增强电风扇A叶片的转动。

图2-8　空气传输动力扭矩放大示例
在变矩

器中，定轮和空气管道的作用是相似的。
3、定轮单向离合器的功能
在变矩器中，液体的实际流动是由涡流和环流叠加而成的。
所谓涡流就是泵轮泵出的液流通过涡轮和定轮，然后再回到泵轮的液流。车辆起动时，泵轮和涡轮的转速差越大，涡流就越大。
所谓环流就是变矩器内与变矩器转动方向相同的液流。当泵轮与涡轮转速差较小时，环流就大，车辆以恒速行驶时就是如此。环流随泵轮与涡轮转速差增大而成比例地变小。
从涡轮转轮进入定轮的液流方向取决于泵轮与涡轮的转速差。当这一转速差相当大时，涡流的速度就高。如图2-9所示，液体从涡轮转轮流至定轮的液体流动方向（图中虚线箭头）是阻止泵轮转动的。液体冲击定轮叶片的正面，使定轮与泵轮反向转动。但由于定轮被单向离合器锁住，并不转动，其叶片使液体流向改变（图中实线箭头），增强泵轮转动。

图2-9　液力变矩器（在涡流相当大时）扭矩放大的液流示意图
当涡轮的转速接近泵轮转速时，环流速度就升高，而涡流速度则降低。因而从涡轮转轮流至定轮的液流与泵轮的转动方向是一致的。
如图2-10所示，由于这时变速器油液冲击定轮叶片的背面，使定轮叶片对液流起阻挡作用。在这种情况下，单向离合器使定轮与泵轮同方向转动，从而使液流返回至泵轮。

图2-10　涡轮与泵轮转速接近时变矩器的液流示意图
如上所述，当涡轮转速达到泵轮转速的某一给定比例时，定轮就开始与泵轮同一方向转动。这就是变矩器的工作点，也称为耦合点。在达到耦合点以后，扭矩成倍放大效应不再发生，变矩器也仅起到普通液力变矩器的作用。
三、液力变矩器的性能
1、扭矩比
如前所述，变矩器扭矩的成倍放大与涡流成比例增大。即在涡轮转轮停转时，扭矩达到最大。
如图2-11所示，变矩器的工作分为两个区域：一个是变矩区，扭矩成倍放大；另一个是耦合区，只传递扭矩而无扭矩放大。耦合器工作点就是这两个区域的分界线。

图2-11　液力变矩器工作图
图中：
扭矩比（t）=
转速比（e）=
失速点是指涡轮停转，或转速比（e）为零时的定轮状态。变矩器的最大扭矩比就在失速点，通常在1.7～2.5之间。
在失速点（例如，当换挡杆置于“D”挡位而车辆被阻止前进时），泵轮与涡轮之间的转速差达到最大。
在以后要介绍的失速测试中，变矩器性能与发动机输出功率测试是在失速点将发动机节气门全开（满负荷）的情况下进行的。
当涡轮开始转动，转速比上升时，涡轮与泵轮之间的转速差开始下降。

当转速比达到某一规定值时，涡流变得最小，因而扭矩比几乎为1:1。由于从涡轮转轮流出的液流以较高速比冲击定轮叶片的背后，单向离合器就使定轮与泵轮同向转动。换言之，变矩器在耦合工作点时，开始起一台液力耦合器的作用，防止扭矩比降至1以下。
2、传动效率
变矩器的传动效率是指泵轮得到的能量传递至涡轮的效率，它与转速比（e）的关系如图2-12所示。

图2-12　液力变矩器传动效率与转速比的关系
这里所说的能量是指发动机本身的输出功率，与发动机的转速和扭矩成正比。
传动效率（n）= 100%
= 转速比（e）×100%
在失速点时，泵轮转动而涡轮停住不转，这时传递到涡轮的是最大扭矩，而传动效率却为零。
当涡轮开始转动时，随着其转速升高，涡轮输出功率增大，传动效率激增。在转速比达到耦合点前少许时，传动效率达到最大值，其后又开始下降，这是因为从涡轮转轮流出的部分油液开始流到定轮叶片背面。在达到耦合点时，来自涡轮转轮的液流，大部分冲击定轮叶片背面，定轮开始转动，使传动效率不致进一步下降，变矩器则开始如同一台液力耦合器一样发挥作用。
由于扭矩在液力耦合器中是以接近1:1传递的，在耦合区内的传动效率与转速比成正比例地直线上升。但由于液流的摩擦及撞击，使液流温度也上升，液流的循环又使部分动能被消耗。所以，变矩器的传动效率不可能达到100％，通常仅为95％左右。
四、液力变矩器的运作
液力变矩器在换挡杆位于“D”（前进挡）“2”、“L”（低速挡）或“R”（倒挡）挡位时工作情况，简述如下：
1、车辆停住，发动机怠速运转
发动机怠速运转时，自身产生的扭矩最小。若使用了制动器停车（手制动或脚制动），此时涡轮上的载荷最大，这是因为涡轮无法转动。但是，由于车辆停住时，涡轮与泵轮的转速比为零，而扭矩比却最大。所以涡轮总是随时准备以大于发动机所产生的扭矩转动。
2、车辆启动时
当制动器松开时，涡轮就能与变速器输入轴一起转动。当踩下加速踏板时，涡轮就以大于发动机所产生的扭矩转动，车辆开始前进。
3、车辆低速行驶时
随着车速的提高，涡轮的转速迅速接近泵轮的转速，从而使扭矩比也迅速接近1.0。当涡轮与泵轮的转速比接近某一值（耦合器工作点）时，定轮开始转动，扭矩成倍放大效应下降。换言之，变矩器开始只作为一台液力耦合器工作。所以，车速几乎与发动机转速成正比例地直线上升。
4、车辆以中、高速行驶时
这时，变矩器仅仅起到

一台液力耦合器的作用。涡轮以与泵轮几乎一样的转速转动。 值得注意的是，在车辆正常启动的过程中，变矩器在车辆起步2~3秒后达到耦合点。但是如果载荷太大，即使车辆中、高速行驶，变矩器也有可能在变矩区内工作。
五、锁止离合器
在耦合区（即没有扭矩成倍放大的情况），变矩器以接近1:1的比例将来自发动机的输入扭矩传递至变速器。但在泵轮与涡轮之间存在着至少4％～5％的转速差。所以，变矩器并不是将发动机的动力100％地传递至变速器，而是有一定的能量损失。
为了防止这种现象发生，也为了降低油耗，当车速在大于60km/h时，锁止离合器会通过机械机构将泵轮与涡轮相连接。这样，使发动机产生的动力几乎100％地传递至变速器。
如图2-13所示，锁止离合器装在涡轮转轮毂上，位于涡轮转轮前端。减振弹簧在离合器接合时，吸收扭力，防止产生振动。在变矩器壳体或变矩器锁止活塞上粘有一种摩擦材料，用以防止离合器接合时打滑。

图2-13　锁止离合器脱开时的液流示意图
锁止离合器的接合和分离由变矩器中的液压油的流向改变来决定，其工作过程如下：
1、离合器分离时
当车辆低速行驶时，由继动阀控制（阀的工作在本章第四节讲述）的油液流动方向如图2-13所示。加压油液流至锁止离合器的前端，锁止离合器前端及后端的压力就变得一样，锁止离合器处于脱开状态。这时由于变矩器内油液因涡流产生大量热量，流出变矩器的油液要经冷却器冷却后再送回变速器。
2、离合器接合时
当车辆以中高速（≥50km/h）行驶时，继动阀控制（阀的工作在本章第四节讲述）的油液流动方向如图2-14所示，加压油液流至锁止离合器的后端。这时，变矩器壳体受到锁止活塞挤压，从而使锁止离合器和前盖一起转动，即锁止离合器接合。由于这时泵轮与涡轮转轮转速差为零，没有涡流产生，因而油液在变矩器内产生的热量很小，流出变矩器的油液不需要冷却，直接流回变速器。

图2-14　锁止离合器接合时的液流图
锁止离合器分离或接合时的动力传输过程框图见图2-15。

分离

接合

图2-15　液力变矩器动力传输过程图

第三节　行星齿轮变速机构
利用行星齿轮系统进行传递动力和变速，具有体积小、结构简单、操纵容易和变速比大等优点，所以，行星齿轮系统在丰田自动变速器中得到广泛应用。
一、单排行星齿轮组变速原理
图2-16是单排行星齿轮组结构图。单排行星齿轮组由太阳轮、行星架和齿圈3个基本零件构成，另外还有安装在行星架上的行星小齿轮。工作时，

行星小齿轮除绕行星小齿轮轴自转外，同时还要绕太阳轮公转，行星小齿轮的这种运动形式与太阳系行星的运动相似，所以称行星齿轮系统。

图2-16　单排行星齿轮组结构图
工作时，太阳轮、行星架和齿圈三者具有同一旋转轴线，将三者中的任一个构件与主动轴相连，作为输入件，第二个构件与被动轴相连作为输出件，第三个构件被强制固定（简称制动），就能够实现动力传递，这种连接与制动可有6种不同的组合方案。将任意二个构造锁成一体，各齿轮间均无相对运动，整个行星齿轮组成整体旋转作直接传动。三个构件中，既无任何一个构造固定，也无任何两个构件被锁成一体，各构件都可以自由转动，输入轴转动时，输出轴可以不动，这种情况行星齿轮组不传递动力，从而得到空挡。所以，包括直接传动和空挡在内，单个行星齿轮组可以得到8种不同的传动方案。
1、传动比
行星齿轮组传动比的计算公式如下：
传动比=
由于行星小齿轮总是作为惰轮工作，行星小齿轮齿数不影响行星齿轮组的传动比。所以，行星齿轮组的传动比是由太阳轮、行星架和齿圈的齿数决定的。由于行星架并非齿轮，没有轮齿，其齿数是虚拟的，并可用下式计算得出：
行星架齿数（ZC）=太阳轮齿数（ZS）+齿圈齿数（ZR）
可以看出，太阳轮齿数（ZS）最小，齿圈齿数（ZR）居中，虚拟的行星架齿数（ZC）最多。从传动比的计算公式可知，用齿数小的构件做主动件，传动比大于1，获得的是减速传动；用齿数多的构件做主动件，传动比小于1获得的是增速传动。所以，在行星齿轮组中，用太阳轮做主动件获得的总是减速传动，用行星架做主动件获得的总是增速传动。下面假定太阳轮齿数（ZS）为24，齿圈齿数（ZR）为56，行星架齿数（ZC=ZS+ZR）为80，计算行星齿轮组各种组合方案的传动比。
2、减速传动
如图2-17所示，太阳轮固定，齿圈输入，行星架输出。当齿圈顺时针转动时，行星轮则围绕太阳轮顺时针转动。这样，行星架就获得了与齿圈相同转向的减速运动。

图2-17　单排行星齿轮组减速传动示意图
传动比=
同样，齿圈固定，太阳轮输入，行星架输出，这种方案能获得太阳轮和行星架相同转向的减速传动，其传动比的计算如下式：
传动比=
3、增速传动
如图2-18所示，太阳轮固定，行星架输入，齿圈输出。当行星架顺时针方向转动时，行星小齿轮就围绕太阳轮顺时针方向转动，这样，齿圈就获得了与行星架相同转向（顺时针）的增速运动，其传动比的计算如下式：
传动比=
同样，齿圈固定，行星架输入，太阳

轮输出，这种方案能获得太阳轮和行星架相同转向的增速传动，其传动比的计算如下式：
传动比=
4、倒挡传动
如图2-19所示，行星架固定，太阳轮输入，齿圈输出。当太阳轮顺时针转动时，固定在行星架上的行星小齿轮就逆时针转动，结果齿圈获得与太阳轮相反转向（逆时针方向）的减速运动，其传动比的计算如下式：
传动比= -2.333
式中：“-”号表示太阳轮和齿圈转动方向相反
同样，行星架固定，齿圈输入，太阳轮输出，这种方案太阳输和齿圈的转动方向也相返，不过其传动是增速传动，传动比的计算如下式：
传动比=
式中：“-”号表示太阳轮和齿圈转动方向相反

图2-18　单排行星齿轮组增速传动示意图 图2-19　单排行星齿轮组倒挡传动示意图
综上所述，单个行星齿轮组的工作情况可概括成表2-2。从表中可以看出，行星架分别作为输入件，输出件，固定件，单个行星齿轮组可以依次得到增速传动、减速传动和倒挡传动。
表2-2 单个行星齿轮组的传动方案
传动形式 输入件 固定件 输出件 传动比
减速传动 齿圈 太阳轮 行星架 ZC/ZR≈1.429
太阳轮 齿圈 ZC/ZS≈3.333
增速传动 行星架 太阳轮 齿圈 ZR/ZC≈0.7
齿圈 太阳轮 ZS/ZC≈0.3
倒挡传动 太阳轮 行星架 齿圈 - ZR/ZS≈-2.333
齿圈 太阳轮 - ZS/ZR≈-0.429
备注：（1）假定太阳轮齿数（ZS）为24，齿圈齿数（ZR）为56，则行星架齿数（ZC=ZS+ZR）为80。
（2）传动比项目中的负号（“-”）表示太阳轮和齿圈转动方向相反。
二、3速行星齿轮机构
丰田汽车自动变速器，采用辛普森（Simpson）行星齿轮机构，即两套单排行星齿轮排列在同一轴上。根据这两套齿轮在变速器中的位置，分别称作“前行星齿轮组”和“后行星齿轮组”。这二套齿轮组由单个太阳轮连接起来，加上控制其转动的制动器和离合器，以及传递扭矩的轴承和轴，组合起来就构成3速行星齿轮机构，即有三个前进挡和一个倒挡。图2-20是典型的3速行星齿轮机构。中间轴主动齿轮，相当于前置发动机后轮驱动车辆变速器的输出轴，通过花键与中间轴连接，与中间轴被动齿轮啮合；前后太阳轮作一个整体转动，中间轴从轴心穿过。前行星架和后行星齿圈，各自通过花键与中间轴连接。下面先介绍3速行星齿轮机构的换挡执行元件，然后再介绍其工作过程。

图2-20　丰田3速行星齿轮机构结构图
1、换挡执行元件的工作过程
（1）离合器的工作过程。
丰田汽车自动变速器采用多片摩擦式离合器，离合器片上贴有纸基摩擦材料，它具有磨损小，使用中不需要调整，传递扭矩的容量大等特点。

离合器的接合如图2-21所示。当加压油液流至活塞缸，就推动活塞止逆球，使其关闭单向阀。此时，缸内压力升高，活塞向左运动，迫使离合器片接触离合器盘。由于离合器片与离合器盘之间的巨大摩擦力，使驱动侧盘与离合器从动盘以相同速度转动。这样，离合器接合，输入轴与齿圈连接，动力从输入轴传送到齿圈。

图2-21　离合器接合状态示意图
离合器的分离如图2-22所示。当加压的液压传动装置卸压时，液压缸内的油液压力下降，这就使得止逆球因离心力的作用而离开底座，液压缸内的油液经单向阀流出。此时，由于回位弹簧的作用，活塞又返回到原位，使离合器分离。

图2-22　离合器分离状态示意图
3速行星齿轮机构使用2个离合器（C1和C2）。如图2-23所示，离合器C1接合时，动力从输入轴传递至齿圈。如图2-24所示，离合器C2接合时，动力从输入轴传　递至太阳轮。如图2-25所示，离合器C1和C2同时接合，太阳轮和齿圈均与输入轴固　定连接，实现动力从输入轴到与行星架花键连接的中间轴直接传递。

图2-23　离合器C1工作时动力传输图

图2-24　离合器C2工作时动力传输图

图2-25　离合器C1和C2同时工作时动力传输图
（2）制动器（B1、B2和B3）。
制动器有两种类型：带式制动器和多片湿式制动器。3速行星齿轮机构中的B1制动器采用带式制动器。而B2和B3采用多片湿式制动器。不过，在有些自动变速器中，B1制动器也采用多片湿式制动器。
1）带式制动器（B1）如图2-26所示，制动带缠于制动鼓的外缘上。制动带的一端用一锁销固定在变速器的壳体上，而另一端与液压操纵的制动分泵活塞相接触。制动分泵活塞压缩内弹簧，在活塞连杆上运动。为了使制动带和制动鼓之间的间隙能够调整，有二种长度的活塞连杆供选择。

图2-26　带式制动器的工作图
如图2-26所示。当油压力施加在活塞上时，活塞就移至活塞缸的左边，压缩外弹簧，活塞连杆随同活塞移至左边，推动制动带的一端。由于制动带的另一端固定在变速器壳体上，制动带的直径就变小，箍紧在制动鼓上，使之无法转动。这时，在制动带与制动鼓之间产生很大的摩擦力，使行星齿轮组中与制动鼓固定连接的元件无法转动。当活塞中的加压液体流出时，活塞和活塞连杆由于外弹簧的弹力而被推回，制动鼓就由制动带松开。
内弹簧有两个功能：一个是吸收制动鼓的反作用力；另一个是减少制动带箍紧制动鼓时所产生的振动。
如图2-27所示。当制动鼓高速转动时，制动带要箍紧它，就会受到一反作用力。若活塞与活塞连杆制成一整体，由于反作用力的作

用，活塞会产生振动。为避免这种情况，活塞通过一内弹簧与活塞连杆相连。当制动带受到反作用力时，活塞连杆被推回，压缩内弹簧，以吸收此反作用力。

图2-27　内弹簧的减振工作图
当活塞缸内油压力上升时，活塞与活塞连杆进一步压缩外弹簧，并在活塞缸内运动，使制动带收缩，从而均匀地箍紧制动鼓。当活塞缸内油压进一步上升，而活塞连杆在活塞缸内无法再运动时，只有活塞运动，压紧内、外弹簧。当活塞开始接触活塞连杆垫圈时，活塞直接推动活塞连杆，制动带便以更大的压力箍紧制动鼓。
2）多片湿式制动器（B2和B3）的结构和离合器（C1和C2）相似，所不同的是制动片固定在变速器壳体上。制动器B2通过1号单向离合器防止前后太阳轮逆时针转动。制动器B3用以防止后行星齿轮架的转动。
如图2-28所示，当制动器活塞缸受到油压作用时，活塞在活塞缸内运动，使制动片与制动盘相互接触。结果，在每个制动片与制动盘之间产生很大的摩擦力，使行星齿轮架锁定在变速器壳体上。当加压油液被排出活塞缸时，由于回位弹簧的作用，活塞退回至原位，使制动器松开。

图2-28　多片式制动器的结构运作图
在A40和340系列自动变速器中，有一个由外活塞和内活塞构成的双活塞型离合器（C2）和制动器（B3），用以缓冲离合器或制动器接合时产生的振动。如图2-29所示，首先向小直径的内活塞施加油压，使盘和片接合少许，然后外活塞开始运作，施加较大油压。这样，内活塞产生的较小压力，再加上外活塞产生的较大压力，使盘和片完全接合。由于作用在离合器或制动器的压力被分为两个阶段施加，从而缓冲了离合器或制动器接合时产生的振动。

图2-29　双活塞型离合器（或制动器）运作图
在制动器B2、B3的活塞中与离合器C1、C2不一样，它没有止逆球。这是因为当油压卸压时，由于离心力的作用，没有油液留在活塞缸中。因此，即使没有止逆球，液压油也能迅速地被排出。
离合器C1、C2和制动器B2、B3的情况一样，盘数和片数随自动变速器型号而异。即使是同一型号的自动变速器，由于配套的发动机不同，其盘和片的数目也可能不同。
在更换新的离合器片、制动器片或制动带时，要先将其浸泡在自动变速器油中15min以上，使摩擦材料（纸底板）充分膨胀。
（3）单向离合器（F1及F2）。
单向离合器的结构和工作原理在本章的第二节中已作介绍。1号单向离合器（F1）通过制动器B2运作，以防止前后中心齿轮逆时针转动。2号单向离合器的外座圈固定在变速器壳体上。后行星齿轮架（内座圈）

逆时针转动时，被外座圈锁住；后行星轮架顺时针转动时，则可以自由转动。所以，2号单向离合器（F2）可防止后行星齿轮架逆时针转动。对于为什么要设置单向离合器F1和F2，将在本节中介绍。
2、换挡工作过程
图2-30是3速行星齿轮机构示意图。表2-3是各换挡执行元件的功能。表2-4是离合器、制动器在各挡位时的工作情况。现将各挡位的传动路线叙述如下。

图2-30　3速行星齿轮机构
表2-3 3速行星齿轮机构换挡执行元件的功能
执行元件 功能
前进挡离合器（C1） 连接输入轴与前齿圈
直接挡离合器（C2） 连接输入轴与前后太阳轮
第2挡滑行制动器（B1） 锁定前后太阳轮，使之既不能顺时针也不能逆时针旋转
第3挡制动器（B2） 锁定前后太阳轮，使之在制动器工作时不能逆时针旋转
第1挡及倒挡制动器（B3） 锁定后行星齿轮架，使之既不能顺时针也不能逆时针旋转
1号单向离合器（F1） 在B2工作时，锁定前后太阳轮，使之不能逆时针旋转
2号单向离合器（F2） 锁定后行星齿轮架，使之不能逆时针转动
表2-4 3速行星齿轮机构换挡执行元件的工作状况
换挡杆位置 挡位 C1 C2 B1 B2 F1 B3 F2
P 驻车挡
R 倒挡 〇 〇
N 空挡
D，2 第1挡 〇 〇
D 第2挡 〇 〇 〇
D 第3挡 〇 〇 〇
2 第2挡 〇 〇 〇 〇
L 第1挡 〇 〇 〇
〇：工作
（1）D→1挡和2→1挡。
如图2-31所示，前进挡离合器C1接合，输入轴的转动传送至前行星齿圈，使前行星小齿轮在顺时针旋转时，前行星架绕前太阳轮顺时针转动。由于前行星架与中间轴相连，其转动受阻力作用，使动力传给前后太阳轮，使前后太阳轮逆时针转动。而前后太阳轮又使后行星小齿轮绕后太阳轮逆时针方向转动。但是，后行星齿轮架被2号单向离合器（F2）阻止，不能逆时针转动。所以后行星小齿轮顺时针方向转动，使后行星齿圈也顺时针转动。与此同时，前行星小齿轮在顺时针转动时，使前行星架也顺时针转动。由于后行星齿圈和前行星架均通过花键与中间轴连接，中间轴也作顺时针转动，其动力传递路线如图2-32所示。

图2-31　D→1挡和2→1挡传动原理图

图2-32　D→1挡和2→1挡驱动功率传输路线
（2）D→2挡。
如图2-33所示，前进挡离合器（C1）接合，输入轴的转动传送至前行星齿圈，使前行星小齿轮既顺时针旋转，同时又绕前太阳轮顺时针转动。这使前行星架也跟着顺时针转动，由于前行星架与中间轴相连，其转动受到阻力作用，这样，前行星小齿轮的转动会力图使前后太阳轮逆时针转动。但是，由于前后太阳轮被第2挡制动器（B2）和1号单向离合器（F1）阻止，不能逆时针转动

。于是，前行星小齿轮绕太阳轮以比D→1挡更高的速度旋转。这一提高的速度，经前行星架传送至中间轴输出，其动力传递路线如图2-34所示。

图2-33　D→2挡传动原理图

图2-34　D→2挡驱动功率传输路线
（3）D→3挡。
如图2-35所示，前进挡离合器（C1）以及直接挡离合器（C2）都接合。输入轴的转动既通过C1直接传送至前行星齿圈，又通过C2直接传送到前后太阳轮，从而使前行星齿圈与前后太阳轮作同速、同方向的转动。这样，前行星小齿轮被锁住，前行星齿轮机构与输入轴连成为一体旋转，动力从前行星架传递至中间轴输出，其传递路线如图2-36所示。与此同时，第2制动器（B2）也在工作，但由于1号单向离合器（F1）也工作，使前后太阳轮继续作顺时针转动。其动力传输路线如图2-36所示。

图2-35　D→3挡传动原理图

图2-36　D→3挡驱动功率传输路线
（4）2→2挡（发动机制动）。
当车辆的换挡杆位于“2”挡位，以2挡减速行驶时，第2挡滑行制动器（B1）便立即工作。同时工作的还有当换挡杆位于“D”挡位，车辆以2挡行驶时工作的机构[即前进挡离合器（C1）、1号单向离合器（F1）及第2挡制动器（B2）]。这样就可以实现发动机制动。
如图2-37所示，当变速器的换挡杆在“2”挡位时，驱动车轮的动力传递路径与换挡杆在“D”挡位是相同的。但是，当变速器被车轮驱动（出现发动机制动）时，中间轴的输入传递至前行星架，从而使前行星小齿轮绕前后太阳轮顺时针旋转。由于前后太阳轮被第2挡滑行制动器（B1）制动而不能转动，从而使前行星轮顺时针旋转，前行星齿圈也顺时针转动。这样，车轮旋转力被传递至输入轴带动发动机转动，从而实现发动机制动。

图2-37　2→2挡发动机制动（时）传动原理图
换挡杆置于“2”挡位，变速器驱动车辆行驶时，其传输路径与换挡杆置于“D”挡位时相同；但在变速器由车轮驱动时（发动机制动），来自中间轴的输入传递至前行星架，通过输入轴驱动发动机，从而实现发动机制动，其动力传递路线如图2-38所示。

图2-38　2→2挡发动机制动时制动力传输路线
当换挡杆置于“D”挡位，车辆在第2挡减速行驶时，由于1号单向离合器（F1）并不阻止前后太阳轮顺时针转动，于是太阳轮空转。由于此时行星齿轮机构中没有固定件，处于空挡位置，不能传递动力。这样车辆行驶时就不会出现发动机制动。
（5）L→1挡（发动机制动）。
车辆的换挡杆位于“L”，以1挡前进时，第1挡和倒挡制动器（B3）工作。同时工作的还有当换挡杆位于“D”或“2”挡位时车辆行驶工作的机构（即前进

挡离合器C1，2号单向离合器F2）。这就实现了发动机制动。
在换挡杆置于“L”挡位，变速器驱动车轮时，其驱动力传递路线与换挡杆置于“D”或“2”挡位时相同。但在变速器受车轮驱动（发动机制动）时（如图2-39所示），驱动力由中间轴传至后行星齿圈，使后行星小齿轮（后行星架）要绕前、后太阳轮顺时针转动。但由于后行星架被第1和倒挡制动器B3制动阻止，不能转动，后行星小齿轮就作顺时针旋转，而前、后太阳轮则逆时针转动。结果，前行星小齿轮既绕前、后太阳轮顺时针转动，同时又绕各自轴线顺时针转动。这样，就将顺时针转动传送到前行星齿圈与输入轴。与此同时，中间轴的转动使前行星架顺时针旋转，也使前行星齿圈和输入轴顺时针方向转动，而前行星小齿轮也顺时针转动。这样，当换挡杆置于“L”挡位，车辆在第1挡减速行驶时，便会出现发动机制动，其驱动力传递路线如图2-40所示。

图2-39　L→1挡发动机制动传动原理图

图2-40　L→1挡发动机制动时制动力传输路线
当换挡杆置于“D”或“2”挡位，车辆在第1挡减速行驶时，2号单向离合器（F2）并不阻止后行星架顺时针转动，后行星架空转。所以，这时便不会出现发动机制动。
（6）R→倒挡。
如图2-41所示，当车辆倒挡行驶时，直接挡离合器C2工作，输入轴的顺时针转动直接传送至前后太阳轮。所以，前后太阳轮顺时针转动。这样，后行星小齿轮一面逆时针转动，一面要绕前后太阳轮顺时针方向转动。但由于后行星架被第1挡和倒挡制动器（B3）制动，不能转动。所以，后行星小齿轮也不能绕前后太阳轮转动，只能逆时针旋转。这样就使后行星齿圈也逆时针转动。结果，中间轴随后行星齿圈一起逆时针转动，驱动车轮倒转，其动力传动路线如图2-42所示。

图2-41　R挡传动原理图

图2-42　R挡驱动力传输路线
（7）P→驻车和N→空挡。
当换挡杆置于“N”或“P”挡位时，由于前进挡离合器（C1）与直接挡离合器（C2）不工作，所以，来自输入轴的输入并不传递至中间轴输出，自动变速器处于空挡状态。
另外，当换挡杆置于“P”挡位时，驻车锁定爪便与中间轴主动齿轮啮合，而差速器主动小齿轮轴又与中间轴主动齿轮花键连接，从而阻止车辆移动。驻车锁定机构如图2-43所示。
FR（前置发动机、后轮驱动）车辆驻车锁定机构如图2-44所示，当自动变速器换挡杆置于“P”挡位时，驻车锁爪便和前行星齿圈啮合，而前行星齿圈又与输出轴花键连接，从而阻止车辆的移动。

图2-43　前轮驱动车辆驻车锁定机构 图2-44　后轮驱动车辆驻

车锁定机构
三、超速挡行星齿轮机构
3速自动变速器添置一个行星齿轮组，就成为4速自动变速器，即增加了一个超速挡。车辆超速行驶时，输出轴的转速大于输入轴转速，即传动比小于1.0。超速挡通常是在车辆轻载（即无需较大扭矩）行驶、车速超过40km/h时使用，可降低所需发动机转速。
图2-45是丰田A140系列自动变速器的结构原理示意图。超速挡行星齿轮机构安装在3速行星齿轮机构后部。超速挡行星齿轮机构是由一个简单行星齿轮组、一个固定太阳轮的超速挡制动器B0、一个连接太阳轮与行星架的超速挡直接离合器C0、一个超速挡单向离合器F0等组成。各换挡元件的功能如表2-5所示；离合器及制动的工作情况如表2-6所示。

图2-45　丰田A140系列自动变速器结构原理示意图
表2-5 丰田A140系列自动变速器各元件的功能
名称 功能
超速直接挡离合器（C0） 连接超速挡行星齿轮架与太阳轮
前进挡离合器（C1） 连接输入轴与前齿圈
直接挡离合器（C2） 连接输入轴与前后太阳轮
超速挡制动器（B0） 锁定超速挡太阳轮，使之既不能顺时针，也不能逆时针转动
第2挡滑行制动器（B1） 锁定前后太阳轮，使之既不能顺时针也不能逆时针转动
第2挡制动器（B2） 锁定前后太阳轮，使之在F1运作的同时，不能逆时针转动
第1挡及倒挡制动器（B3） 锁定后行星齿轮架，使之既不能顺时针也不能逆时针转动
超速挡单向离合器（F0） 锁定超速挡行星齿轮架，使之不能绕太阳轮逆时针转动
1号单向离合器（F1） 在B2运作时，锁定前后太阳轮，使之不能逆时针方向转动
2号单向离合器（F2） 锁定后行星齿轮架，使之不能逆时针转动
表2-6　丰田A140系列自动变速器各元件的运作
换挡杆位置 挡位 C0 F0 C1 C2 B0 B1 B2 F1 B3 F2
P 驻车挡 〇
R 倒挡 〇 〇 〇
N 空挡 〇
D，2 第1挡 〇 〇 〇 〇
D 第2挡 〇 〇 〇 〇 〇
D 第3挡 〇 〇 〇 〇 〇
D 超速挡 〇 〇 〇 〇
2 第2挡 〇 〇 〇 〇 〇 〇
L 第1挡 〇 〇 〇 〇 〇
〇：运作
当车辆不在超速挡行驶时，C0接合，超速行星齿轮组成为一体同向转动，如同一个直接传动机构，将输入功率（转速及扭矩）照原样输出。
当车辆在超速挡行驶时，如图2-46所示，超速挡制动器B0锁定超速太阳轮。所以当超速挡行星架顺时针转动时，超速挡齿圈在超速挡行星轮的驱动下顺时针转动，并且其转速要比超速挡行星架快，其传动路线如图2-47所示。

图2-46　超速挡传动原理图

图2-47　超速挡驱动功率传输路线
四、单向离合器的作用
行星齿轮机构中的单向离合器的作用，是保证变速器换挡时平滑。
如图2-48所示，

当自动变速器位于第3挡时，B2虽然工作，但对动力的传输不起任何作用，但此时B2的工作是有实际意义的。例如，如果B2在第3挡不工作，当自动变速器从第3挡降至第2挡时，在C2上的油压卸下的一瞬间，有必要将油压施加至B2上。但要使这两个步骤同时运作是很困难的，而且那怕是少许正时误差，都会产生换挡振动，为了避免这种情况发生，在第3挡就将油压施加在B2上，当换低挡至第2挡时，单向离合器立即工作，施加到C2的油压同时被释放。相反，施加至C2的油压使C2工作，前后太阳轮顺时针转动，单向离合器Fl马上松开。

图2-48　第3挡的传动原理和单向离合器F1的作用
如上所述，由于应用了单向离合器，施加油压至一离合器或制动器，或者从离合器或制动上卸下油压进行换挡，就成为可能了。是否有发动机制动功能，取决于功率传递路线中有无单向离合器，如果没有单向离合器，就有发动机制动功能；如果有单向离合器，从中间轴传出的功率，就不会传至发动机，因而没有发动机制动功能。
由于应用了单向离合器，使功率无法从驱动轮传送至发动机，即单向离合器使发动机没有制动功能。为了弥补这一点，使发动机在L挡和D→2挡都具有制动功能，C0并联F0，B3并联F2，B1并联F1加B2都是必要的。
如果变速器的设计不需要考虑换挡振动，F0、F1和F2就都不必要了。仅有B0、C0、C1、C2和B3就够了。
五、自动换挡图
自动变速器的换挡是根据车速和发动机负荷自动实现的。换挡实现的点称为换挡点。每种车型的换挡点以一固定车速表示。这一固定车速就是当车辆启动时，节气门开启度恒定时的车速。
自动换挡图是根据车速和发动机负荷，显示换挡点的图，如图2-49所示。

图2-49　丰田A131L（COROLLA“花冠”轿车）自动变速器自动换挡图
当驾驶汽车时，可以根据实际换挡点与自动换挡图的符合程度，判断自动变速器是否有故障。然后，通过仔细观察，确定变速器与换挡图中的哪一条线（如1→2，2→3等）不相符，这样，就可以基本上估计出引起自动变速器故障的原因。
自动变速器从低挡换入高挡称为升挡，而与此相反的换挡称为降挡。即使节气门的开度不变，升挡和降挡的换挡点也是不同的，两者之间的差值叫做滞后。这样就避免了在同一换挡点附近反复换挡，使汽车行驶保持稳定。
第四节　液压控制系统
一、概 述
自动变速器液压控制系统将发动机负荷（节气门开度）和车速信号转化为不同的油压，并由此确定换挡的正时。
液压控制系统由油泵、调速器阀和阀体等组成。油泵的主动齿

轮与变矩器泵轮相啮合，并总是与发动机同速旋转。调速器阀由主动小齿轮驱动，并将主动小齿轮轴的旋转（速度）转化为油压信号，传送至阀体。阀体结构较复杂，有很多通道，变速器油路经过其中。通道内设有很多控制阀，通过这些控制阀的开合，将油压换挡“信号”输送至行星齿轮机构的不同部件，或将其切断。
图2-50是液压控制系统的液压路径图，表2-7列出了控制阀的功能，表2-8列出了主要油压油路的功能。

图2-50　自动变速器液压控制系统的液压路径图
表2-7 液压控制系统主要控制阀的功能
阀门名称 功能
一次调节阀 调节油泵产生的油压，产生主油路油压，使之成为调速器油压、润滑用油压、节气门油压等各种油压的基础
二次调节阀 产生变矩器油压和润滑用油压
手动阀 由换挡杆操作，打开通向每个挡位的油道
节气门阀 产生与节气门开度匹配的节气门油压
节气门油压控制随动阀 如果节气门油压高于预定压力，此阀就降低由一次调节阀产生的主油路油压
调速器阀 产生与车速匹配的调速器油压
减压阀 若调速器油压高于节气门油压，此阀就适量降低由节气门产生的节流压力
换挡阀（1→2，2→3，3→4） 选择作用于行星齿轮机构的主油路油压油路（1挡→2挡），　（2挡→3
挡），（3挡→超速挡）
锁止信号阀 确定锁止离合器开关正时，并将结果传至锁止继动阀
锁止继动阀 选择将变矩器锁止离合器开合的变矩器油压油路
储能减振器 降低C0，C1，C2或B2活塞动作时产生的振动
表2-8 液压控制系统主要油压的功能
油压名称 功能
主油路油压 由一次调节阀调节的主油路油压，是自动变速器中最基本，最重要的油压。因为它的作用是使变速器中所有离合器和制动器工作，而且也是自动变速器中其他所有油压（如调速器油压、节气门油压等）的来源
变矩器和润滑用油压 它由二次调节阀产生，为变矩器供应变速器油，润滑变速器壳体和轴承等，并且将油送至油冷却器
节气门油压 由节气门阀调节的节气门油压，随加速踏板踩下的程度相应增加或减小。调速器阀调节的调速器油压则与车速相对应。这两种油压之差，是决定换挡点的因素。因此这两个油压都很重要
调速器油压

二、液压控制的基本理论
自动变速器具有许多形式的油压，其中最重要的有主油路油压（用于操作离合器和制动器）；调速器油压和节气门油压（用于控制换挡阀换挡）；变矩器油压（用于变矩器工作和零部件的润滑）。
为了弄懂液压油路，必须弄懂工作油液由油泵产生的压力，施加于行星齿轮机构中的制动器和离合器的

工作过程。工作油路由控制阀进行转换。一旦充分理解基本控制阀的工作过程，就能相应地理解液压控制系统的工作。所以，下面介绍基本控制阀的工作原理。
1、压力调节阀的工作原理
压力调节阀是用来调节油路中油液压力的，它们可分为球阀、活塞阀和滑阀。
（1）球阀。如图2-51所示，当油路油压超出规定值时，球阀上升，从油路排出工作油液，使油路油压保持在规定值以下。

图2-51　球阀的结构与工作图
（2）活塞阀。如图2-52所示，当油路油压超出规定值时，则活塞下降。当活塞向下移至规定位置时，则活塞筒中排泄液口开启，从系统中排出工作油液以控制油路油压。
球阀和活塞阀通常用改变弹簧预紧力的方法来调节所设定的油压。增加弹簧预紧力能升高设定油压；减小弹簧预紧力则减低设定油压。
（3）滑阀。滑阀的工作过程类似于活塞阀，其阀体的结构如图2-53所示。

图2-52　活塞阀的结构与工作图 图2-53　滑阀阀体的结构图
如图2-54所示，当油压低于规定值时，作用在端面A上的力F1小于作用在端面B上的力F2，使排液口关闭。此时滑阀传递工作油液时不减低其油压。当油压超出规定值时，滑阀阀体被推下，开启排液口排出工作油液，以此来调节油压。

图2-54　滑阀的结构与运作图
经过改良的滑阀如图2-55所示。在滑阀的各端面施加两个独立油压，根据外压力的升高或降低来操纵油压。来自油泵的工作油液从进液口①进入，将油压施加在端面A和B上。因为端面B比端面A大，合力F1施加于滑阀端面B上。因为在滑阀底部的弹簧始终试图将滑阀向上推，在油压低于规定值时，合力F1小于弹簧压力F2，排液口③处于关闭状态。因此工作液体从阀门的排液口②流出，其压力不改变。

图2-55　改良滑阀的结构与工作图
然而，当油泵泵出的油压力超出规定值时，合力F1会超过弹簧弹力F2，将滑阀阀体推下并开启排液口③。这样，一些工作油液从排液口③排出，从排液口②排出的油压力要比从进液口①中流入的油压力要低。
升高油压的方法如图2-56所示。从进液口④流入加压油液，增加的油压力F3和原有弹簧力F2合到一起将阀体向上推，减少排液口③的面积，使流经排液口③的工作油液的流量减少。这样就相对增加了排液口②工作油液的流量，从而导致从排液口②排出的工作油液压力升高。
降低油压的方法如图2-57所示。从进液口⑤流入加压油液，将阀体推下，使排液口③的流通面积增大，从排液口③流出的工作油液流量增大，从而降低了从排液口②流出的工作油液压力。

图2-56

　改良的滑阀升高液压示意图 图2-57　改良的滑阀降低液压示意图
2、控制阀的工作原理
控制阀用于离合器和制动器的油路换挡。它可分为手控式、液压式和弹簧式。
（1）手控式控制阀。如图2-58所示，借助联动杆或拉索用手控方式水平移动滑阀来改变油路，达到换挡的目的。阀体中的手动阀就属于这种形式。

图2-58　手动阀的结构与工作图
（2）液压和弹簧式控制图。如图2-59所示，滑阀的一端被弹簧推动，而另一端则受到油液的压力。在需要对工作油路换挡时，通过增大或减小油压使阀门作水平移动。

图2-59　液压和弹簧式控制阀的结构与工作图
改良的液压和弹簧式控制阀如图2-60所示。油压力F1从进液口将滑阀推至右端，使工作油流向油路A。从进液口②施加相同的油压，使滑阀两端所受的油压力相等，此时滑阀在弹簧力F2作用下被推至左端，工作油流向从油路A转换至油路B。当施加在进液口②的油压减小时，滑阀被油压力Fl推至右端，工作油回流至油路A。

图2-60　改良的液压与弹簧式控制阀结构与工作图
（3）节流控制阀。该控制阀通常安装于必须将离合器和制动器的油压进行逐渐升高或快速降低的地方。
如图2-61所示，当工作油从进液口①流入排液口②时，油压靠住一个节流孔推动防松球，直至其受阻。因为工作油仅能流经一个节流孔，流至排液口②的工作油压力仅能逐渐升高。然而，当工作油反转流向，工作油的压力将防松球从受阻的节流孔处推开，因此油压快速上升。
（4）储能减振器。该减振器通常用于防止离合器和制动器在啮合时的冲击。
如图2-62所示，油压从进液口①同时将活塞A推至右端、将活塞B向下推。用此方式可减小活塞A上的油压力冲击，防止离合器片或制动器片快速接合时引起的冲击；推下活塞B压缩弹簧时储蓄了能量，所以此阀叫储能减振器。

图2-61　节流控制阀结构与工作图 图2-62　储能减振器结构与工作图
三、液压控制系统的工作原理
液压控制系统的工作情况，根据自动变速器的结构形式不同而异，但所有自动变速器液压控制系统的基本功能却是相同的。下面对系统各部件和控制阀的结构及工作原理进行概述。
1、油泵
油泵用于输送工作油液至液力偶合器，润滑行星齿轮装置，对液压控制系统提供工作压力。其结构如图2-63所示。油泵的主动齿轮通过液力变矩器的泵轮由发动机持续驱动，油泵转速随发动机转速改变而改变，其排油量也随之变化。
要注意的是，当用手动变速器的车辆启动系统发生故障时，可用人推或溜车

的方法启动发动机。但是，这个方法不适用于采用自动变速器的车辆。因为尽管推动车辆能使输出轴转动，但是油泵不会对液压控制系统供给工作油液压力。因此，行星齿轮装置不会接受到工作油液的压力。即使换挡杆置于“D”挡位，但变速器齿轮仍保持在空挡状态，输出轴的动力无法传递至发动机。
另外，当故障车辆被牵引时，由于发动机不工作，所以自动变速器的油泵也不工作。因此，工作油液没有输送到变速器。如果故障车辆被高速或长距离牵引，各种旋转零件上的保护润滑油膜就会消失，并会引起变速器被卡死。所以，故障车辆应在低速条件下牵引（≤30km/h）并且每次牵引距离不能超出80km。如果变速器本身有故障或者开始严重泄漏工作油液，则牵引车辆时应提起驱动轮，使其脱离地面，或者将传动轴脱开。
2、限压阀
如图2-64所示，限压阀用来调节油泵输出压力，使其不超出预定的最高值。

图2-63　油泵的结构图 图2-64　限压阀和润滑散热器旁通阀
3、工作油液散热器旁通阀
如图2-64所示，该旁通阀用作安全阀，其目的是使流入润滑油散热器的工作油液压力不超出一定的值。
4、手动阀
手动阀通过连接装置与驾驶室内的变速器换挡杆相连接。如图2-65所示，驾驶员操纵换挡杆时带动手动阀移动。其作用是换挡杆操纵阀体左、右移动，分别打开或关闭阀体中的油道，使变速器根据换挡杆的移动，在“P”（驻车）、“R”（倒挡）、“N”（空挡）、“D”（前进）、“2”、“L”（低速）挡位之间转换。

图2-65　手动阀
5、一次调节阀（主调压阀）
一次调节阀由阀体和弹簧组成，其作用是根据换挡杆的挡位、汽车的行驶速度和节气门开度的变化，自动调节流向各液压系统的油压，保证各液压系统工作稳定，防止油泵功率的损耗。
一次调节阀的结构如图2-66所示，其中浅灰部分是阀体，涂成黑的部分是油道。弹簧靠住固定的弹簧座将阀体往上压。阀体所受向上的力有弹簧张力和作用在阀①处的随动阀油压（面积C×节气门随动阀油压）；阀体所受向下的力是阀体顶部的油压力（面积A×主油
路油压）。主油路油压就是由这两个作用力之差进行调节的。

图2-66　一次调节阀
当换挡杆置于“R”挡位时，来自手动阀的主油路油压力[（面积B-面积C）×主油路油压]作用在阀体②处，并与作用①处的随动阀油压力（面积C×节气门调节油压）联合将阀体向上推动，使油液排出通道的面积减小，主油路油压上升。所以在倒挡位的主油路油压大于“D”和“2”挡位的主油路油压。

由于倒挡时扭矩较大，较高的主油路油压防止了离合器和制动器打滑。同样，在“L”挡位时，低压随动控制阀油压大于节气门随动阀油压，作用在①处向上的油压力增大，关小排出油液通道，主油路油压升高。所以，“L”挡位的主油路油压也就高于“D”挡位和“2”挡位的主油路油压，满足了“L”挡位传递较大扭矩的需要。
当汽车行驶速度增大，发动机转速提升时，来自油泵主油路的油压升高，作用在阀体顶部的油压力（面积A×主油路油压）升高，使阀体向下移动，排出油液通道面积增大，油液排出量增多，使主油路油压下降；反之，阀体向上移动，主油路油压升高。所以，一次调节阀对主油路油压有自我调节作用。
6、二次调节阀（辅助调压阀）
二次调节阀由阀体和弹簧组成，其作用是根据汽车行驶的速度和油门开度的变化，能自动调节液压变矩器的油压，也能保证诸摩擦副润滑的油压。
如图2-67所示，阀体受向上的弹簧张力作用和向下的油压力（面积A×变矩器油压）作用，两者之差调节变矩器油压和润滑用油压。当发动机停止转动时，变矩器油压减小，阀体在弹簧张力的作用下向上移动，把变矩器的油路封闭，防止液压油从变矩器流出，以保证变矩器转矩的输出。当变矩器油压升高，阀体在向下油压力作用下下移，打开排出油液通道，使变矩器油压适当降低。

图2-67　二次调节阀
7、节气门阀
节气门阀根据节气门开启的角度产生节气门油压。它由节流阀和降挡柱塞两部分组成。
如图2-68所示，当踩下加速踏板时，降挡柱塞通过油门拉索和节气门凸轮向上推动。因节气门阀阀体被弹簧向上推移，打开主油路油压通道，产生节气门油压。节气门油压同时作用在阀体B处。另外，来自减压阀的油压作用在阀体A处。由于阀体A处和B处上横断面面积比下横断面面积小，A、B两处产生的油压力向下，试图将节气门向下推动少许。当向下推动阀体的油压力（在A、B两处产生）与弹簧作用力（由降挡柱塞，即节气门开度决定）平衡时，阀体关闭主油路油压通道。节气门油压就由向上和向下推动节气门阀阀体的作用力之差决定，也就是由发动机节气门开启度和车速所决定。当发动机节气门开度增大，降挡柱塞向上的移动量同时增大，节气门阀阀体向上移动量也增大，主油路油压通往节气门油压的通道增大，使节气门油压上升。当调速器油压升高时，来自减压阀的油压升高，向下压节气门阀阀体的油压力也升高，使节气门油压减小。节气门阀向每个换挡阀提供与调速器油压方向相反的节气门油压。同时，以节气门油

压为基础的节气门油压控制随动阀的油压作用于一次调节阀，从而根据节气门的开启度和车速（减压阀油压）调节主油路的油压。

图2-68　节气门阀
参　考
节气门油压的作用极为重要。它能根据车辆速度和节气门开度，使自动变速器进行加速换挡或减速换挡。因此，如果在规定的速度未发生换挡，可能是因为节气门油压未能根据节气门开度作适当调整。换言之，如果节气门油压低于标准值，换挡阀也会以低于标准值的调速器油压工作，并且变速器也会以低于所需的车辆速度进行换高速挡或换低速挡。相反，如果节气门油压高于标准值，就会发生相反的情形，变速器就会以高于正常的车速进行换挡。
为了获得适当的节气门油压，必须将变速器节气门拉索调整至适当长度，使节气门开度准确地传递给节气门阀。否则，就会产生不适当的主油路油压。随之会导致换挡振动或者离合器和制动器打滑。
8、降挡柱塞和锁止调压阀
如图2-69所示，如果踩下加速踏板，使发动机节气门的开度超过85％，降挡柱塞便打开减压阀油压通道，然后使锁止调压阀（稳定作用于l→2挡和2→3挡换挡阀油压）和3→4挡换挡阀工作，实现换至低速挡。当发动机节气门的开启度小于85％时，锁止调压阀同样作用于降挡柱塞。此时，助力机构起作用。由于面积A大于面积B，产生一个向上的推力[（A-B）×减压阀油压]，减轻作用于凸轮上的弹簧压力。

图2-69　降挡柱塞和锁止调压阀
9、减压阀
减压阀由调速器油压和节气门油压共同作用，调节作用于节气门阀阀体上的减压阀油压，以降低节气门油压，防止油泵不必要的功率损失。
如图2-70所示，调速器油压作用于减压阀阀体顶部。随着阀体被向下推，来自节气门油压的油路被打开。由于阀体上端横断面A大于下端横断面B，产生一个向上推阀体的力，关小与节气门油压相通的油路。结果，在调速器油压作用下，减压阀产生一个低于节气门油压值的油压，即减压阀油压。调速器油压增大，减压阀油压也相应增大，从而降低节气门油压。

图2-70　减压阀
10、节气门油压控制随动阀
该阀由阀体和弹簧组成。在节气门开度较大时，产生一个比节气门油压低的节气门油压控制随动阀油压作用于一次调节阀的下端，使主油路油压适当降低，更好地满足发动机输出功率对主油路油压的要求。
如图2-7l所示，节气门油压作用在随动阀阀体的两端，由于上端面积比下端面积大，因而两端面合力向下。当节气门开度增大，节气门油压达到一定值时，作用在阀体两端面向下的合力克服弹簧力使阀体向下移动