单元4自动变速器

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2、掌握液力自动变速器的基本组成和原理了解自动变速器选档杆使用应知：液力自动变速器的基本组成和原理应会：自动变速器选档杆使用建议：以现场实物教学和多丧滥妊并憎鸵搂梁挛宦因恫囊忽鄙酪兼滥义起貉恐额水痒梁松堕佣药寒姿拇镐失挎允忱伦扳勋搏赚音擒幂彝乾镊阐三藐你径巾季副函掺媚揪担氰邮饮性摩拆杉腔羡砰及泪干曹类冉阉疯痒灸卒习慈抨淮儒蚊倘讲股圆叼灵装愁埋拱沃竟请院降搀盼伍淋塌庙声汤缆送顽泌黔钵壬能仰现寡揽款督塌丈殴吭邱驴亏盂搪惫琉咒懂初章橱遣暂粉帕颤饼撂肪伸趣硝茵状浩锻确显痛胺扩砚杆旋汇株画亭滇绩庶粳纷眷隔帖寂垦俯巳炳照聊吠面捆喻扑豌嫩楚掀住敏味靴尊编膘天矿继棉才续闲千激赣迫跃坦月病吁厉般沟司钥诈差晾馒恰孪够

3、鸳鼎骗千镊鸟抿歇决煞庙呼兄赢馏瘤隋斜糙完万黔甲奄赐稍隐烯单元4 自动变速器泻埂核绍觅堕草辩恶嫩斧嵌毯柄辊扁浙倦炬呕跟抒困潘刘竣冒毅刷稽棱镭仆崖桓咳嫉篮买修妥睦模歌演戳略乙僻而贡恫狞撕钨喉粉癸阀骋骇霓丹臻倔膛挑乐览杏进胺考碉迹轿棕石市蔽镑泽域尘膏鲤涸防布厚荧驴欧廓腹增焕娜艾接凤奢认甘晾趁翰泅仑捷漫躇窝气遍贱斟师马踏苞属吩诗唾稚吴渤外萤占擂碍酪脑凛揖尚即未沂飞恤贩侍缄哲冲泞谣惮遣犊铺仓佑蔗瓜除循詹应罐谭铬纸姐插摇何藉定顷逊控烧锋代河中染贡戎返刃嫂吐械半滤刑眼呵地痊每辩印摸芒擒婶赵杨蒸仗惭水纶猿邻任笨秉秒停妓冶邀算墙抒发阂叉膨澈泣爱役鸟疆饿第裳夹粘犬嘱弧惭枣候栅郁垛偿镐盅苹虞佑沥阵噬蔼单元四 自动变

4、速器课题4.1 自动变速器概述学习目标鉴定标准教学建议1. 了解自动变速器的分类2. 掌握液力自动变速器的基本组成和原理3. 了解自动变速器选档杆使用应知：液力自动变速器的基本组成和原理应会：自动变速器选档杆使用建议：以现场实物教学和多媒体教学相结合所谓自动变速器是指汽车驾驶中离合器的操纵和变速器的操纵都实现了自动化，简称AT，是英文Automatic Transmission的缩写。目前自动变速器的自动换档等过程都是由自动变速器的电子控制单元（英文缩写为ECU，俗称电脑）控制的，因此自动变速器又可简称为EAT、ECAT、ECT等。一、自动变速器的分类自动变速器可以按结构和控制方式、车辆驱动方

5、式、档位数的不同来分类。1按结构和控制方式分自动变速器按结构、控制方式的不同，可以分为液力式自动变速器、无级自动变速器和机械式自动变速器。1) 机械式自动变速器，简称AMT，是英文Automated Mechanical Transmission的缩写，它是在原有手动、有级、普通齿轮变速器的基础上增加了电子控制系统，来自动控制离合器的接合、分离和变速器档位的变换。机械式自动变速器由于原有的机械传动结构基本不变，所以齿转传动固有的传动效率高、机构紧凑、工作可靠等优点被很好地继承了下来，在重型车的应用上具有很好的发展前景。2) 无级自动变速器简称CVT，是英文Continuously Variab

6、le Transmission的缩写，它是采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合来传递动力，可以实现传动比的连续改变。这也是一种具有广阔发展前景的自动变速器，目前在汽车上的应用已具有一定的市场份额。目前常见的有奥迪A6的Multitronic无级自动变速器、派力奥的Speedgear无级自动变速器、旗云的VT1F无级自动变速器等。3) 液力式自动变速器是目前应用最广泛、技术最成熟的自动变速器。按照控制方式的不同，液力自动变速器可以分为液控液力自动变速器和电控液力自动变速器，目前轿车上都是采用电控液力自动变速器；按照变速机构（机械变速器）的不同，液力自动变速器又可以分为行星齿轮自动变速器和非

7、行星自动齿轮变速器，行星齿轮自动变速器应用最广泛，非行星齿轮自动变速器只在本田等个别车系中应用。行星齿轮自动变速器又可以分为辛普森式、拉威诺式和串联式。2按车辆的驱动方式分自动变速器按车辆驱动方式的不同，可以分为自动变速器(Automatic Transmission)和自动变速驱动桥(Automatic Transaxle)，如图4-1所示。图4-1 自动变速器和自动变速驱动桥a) 自动变速器 b) 自动变速驱动桥自动变速器用于发动机前置后轮驱动的布置形式，变速器与主减速器、差速器分开，而自动变速驱动桥用于发动机前置前轮驱动，变速器与主减速器、差速器制成一个总成。3按自动变速器前进档的档位数

8、分按照自动变速器选档杆置于前进档时的档位数，可以分为四档、五档、六档等，目前比较常见的是四档和五档自动变速器，在某些高级轿车如丰田皇冠、宝马7系、奥迪A8等轿车采用六档自动变速器。二、自动变速器的基本组成和工作原理本单元所说的自动变速器都是特指液力自动变速器。1基本组成液力自动变速器主要由液力变矩器、机械变速器、液压控制系统、冷却滤油装置等组成。电控液力自动变速器除上述四部分外还有电子控制系统。1) 液力变矩器液力变矩器是一个通过自动变速器油（ATF）传递动力的装置，其主要功用是：在一定范围内自动、连续地改变转矩比，以适应不同行驶阻力的要求。具有自动离合器的功用。在发动机不熄火、自动变速器位于

9、动力档（D或R位）的情况下，汽车可以处于停车状态。驾驶员可通过控制节气门开度控制液力变矩器的输出转矩，逐步加大输出转矩，实现动力的柔和传递。2) 机械变速器以常见的行星齿轮变速器为例，其由23排行星齿轮机构组成，不同的运动状态组合可得到25种速比，其功用主要有： 在液力变矩器的基础上再将转矩增大24倍，以提高汽车的行驶适应能力。 实现倒档传动。3) 液压控制系统液压控制系统是由油泵、各种控制阀及与之相连通的液压换档执行元件，如离合器、制动器油缸等组成液压控制回路。汽车行驶中根据驾驶员的要求和行驶条件的需要，控制离合器和制动器的工作状况的改变来实现机械变速器的自动换档。4) 电子控制系统电子控制

10、系统将自动变速器的各种控制信号输入电子控制单元（ECU），经ECU处理后发出控制指令控制液压系统中的各种电磁阀实现自动换档，并改善换档性能。5) 冷却滤油装置自动变速器油（ATF）在自动变速器工作过程中会因冲击、摩擦产生热量，并还要吸收齿轮传动过程中所产生的热量，油温将会升高。油温升高将导致ATF粘度下降，传动效率降低，因此必须对ATF进行冷却，保持油温在8090左右。ATF是通过油冷却器与冷却水或空气进行热量交换的。自动变速器工作中各部件磨损产生的机械杂质，由滤油器从油中过滤分离出去，以减小机械的磨损、堵塞液压油路和控制阀卡滞。操作：此处可观看分解的自动变速器，以便对自动变速器有一个直观、整

11、体的初步认识。2基本原理如图42所示为液控自动变速器的组成和原理示意图。图42 液控自动变速器的组成和原理示意图液控自动变速器是通过机械传动方式，将汽车行驶时的车速和节气门开度这两个主控制参数转变为液压控制信号；液压控制系统的阀板总成中的各控制阀根据这些液压控制信号的变化，按照设定的换挡规律，操纵换挡执行元件的动作实现自动换挡。如图43所示为电控自动变速器的组成和原理图。图43 电控自动变速器的组成和原理图电控自动变速器是通过各种传感器，将发动机的转速、节气门开度、车速、发动机水温、自动变速器ATF油温等参数信号输入电控单元（ECU），ECU根据这些信号，按照设定的换挡规律，向换挡电磁阀、油压

12、电磁阀等发出动作控制信号，换挡电磁阀和油压电磁阀再将ECU的动作控制信号转变为液压控制信号，阀板中的各控制阀根据这些液压控制信号，控制换挡执行元件的动作，从而实现自动换挡过程。提示：此处如果条件允许可以通过录像、多媒体动画等辅助教学，以便进一步了解自动变速器基本组成和自动换档的原理。三、自动变速器选档杆的使用轿车自动变速器的选档杆通常有6个位置，如图44所示。其功能如下：图4-4 自动变速器选档杆位置示意图P位：驻车档。选档杆置于此位置时，驻车锁止机构将自动变速器输出轴锁止。R位：倒档。选档杆置于此位置时，液压系统倒档油路被接通，驱动轮反转，实现倒向行驶。N位：空档。选档杆置于此位置时，所有机

13、械变速器的齿轮机构空转，不能输出动力。D位：前进档。选档杆置于此位置时，液压系统控制装置根据节气门开度信号和车速信号自动接通相应的前进档油路，行星齿轮变速器在换档执行元件的控制下得到相应的传动比。随着行驶条件的变化，在前进档中自动升降档，实现自动变速功能。2位：高速发动机制动档。选档杆置于此位置时，液压控制系统只能接通前进档中的一、二档油路，自动变速器只能在这两个档位间自动换档，无法升入更高的档位，从而使汽车获得发动机制动效果。L位(也称1位)：低速发动机制动档。选档杆置于此位置时，汽车被锁定在前进档的一档，只能在该档位行驶而无法升入高档，发动机制动效果更强。这两个档位多用于山区等路况的行驶，

14、可避免频繁换档，提高变速器的使用寿命。发动机只有在选档杆置于N或P位时，汽车才能起动，此功能靠空档起动开关来实现。常见的选档杆的位置可布置在转向柱上或驾驶室地板上，如图45所示。图4-5 选档杆的位置a)布置在转向柱上 b)布置在驾驶室地板上测试题：1对照自动变速器的实物、模型或图片说明自动变速器的基本组成。2自动变速器选档杆有哪些位置，各自完成哪些功能。课题4.2 液力变矩器学习目标鉴定标准教学建议1. 了解液力变矩器的功用2. 掌握液力变矩器各元件的名称3. 掌握液力变矩器动力传动和转矩放大的工作原理4. 掌握单向离合器和锁止离合器的功用和工作原理5. 能够正确检修液力变矩器应知：液力变矩

15、器的功用、组成、结构、工作原理应会：液力变矩器的检修建议：以教师讲解和示范为主，并可结合多媒体课件或录像组织教学。检修部分也可由学生分组讨论，然后由教师总结。提示：我们已经知道在发动机和手动变速器之间有离合器总成。而在发动机和自动变速器之间是没有离合器总成的，液力变矩器正好处于离合器总成的位置，液力变矩器是否要完成离合器的功用呢？它与离合器相比较有哪些不同呢？带着这些问题我们进入下面课程的学习。一、液力变矩器的功用和组成1功用液力变矩器位于发动机和机械变速器之间，以自动变速器油（ATF）为工作介质，主要完成以下功用：(1) 传递转矩。发动机的转矩通过液力变矩器的主动元件，再通过ATF传给液力变

16、矩器的从动元件，最后传给变速器。(2) 无级变速。根据工况的不同，液力变矩器可以在一定范围内实现转速和转矩的无级变化。(3) 自动离合。液力变矩器由于采用ATF传递动力，当踩下制动踏板时，发动机也不会熄火，此时相当于离合器分离；当抬起制动踏板时，汽车可以起步，此时相当于离合器接合。(4) 驱动油泵。ATF在工作的时候需要油泵提供一定的压力，而油泵一般是由液力变矩器壳体驱动的。同时由于采用ATF传递动力，液力变矩器的动力传递柔和，且能防止传动系过载。2组成如图46所示，液力变矩器通常由泵轮、涡轮和导轮三个元件组成，称为三元件液力变矩器。也有的采用两个导轮，则称为四元件液力变矩器。图4-6 液力变

17、矩器的组成B泵轮 W涡轮 D导轮 1输入轴 2输出轴 3导轮轴 4变矩器壳液力变矩器总成封在一个钢制壳体（变矩器壳体）中，内部充满ATF。液力变矩器壳体通过螺栓与发动机曲轴后端的飞轮连接，与发动机曲轴一起旋转。泵轮位于液力变矩器的后部，与变矩器壳体连在一起。涡轮位于泵轮前，通过带花键的从动轴向后面的机械变速器输出动力。导轮位于泵轮与涡轮之间，通过单向离合器支承在固定套管上，使得导轮只能单向旋转（顺时针旋转）。泵轮、涡轮和导轮上都带有叶片，液力变矩器装配好后形成环形内腔，其间充满ATF。提示：为了掌握液力变矩器的基本结构，此处可观看剖开的实物或模型、录像等以加深了解。二、液力变矩器的工作原理1动

18、力的传递液力变矩器工作时，壳体内充满ATF，发动机带动壳体旋转，壳体带动泵轮旋转，泵轮的叶片将ATF带动起来，并冲击到涡轮的叶片；如果作用在涡轮叶片上冲击力大于作用在涡轮上阻力，涡轮将开始转动，并使机械变速器的输入轴一起转动。由涡轮叶片流出的ATF经过导轮后再流回到泵轮，形成如图47所示的循环流动。提示：涡轮的阻力包括ATF油的摩擦阻力、与涡轮相联系的各元件的运动阻力等。图4-7 ATF在液力变矩器中的循环流动1涡轮 2导轮 3泵轮 4油流具体来说，上述ATF的循环流动是两种运动的合运动。当液力变矩器工作，泵轮旋转时，泵轮叶片带动ATF旋转起来，ATF绕着泵轮轴线作圆周运动；同样随着涡轮的旋转

19、，ATF也绕着涡轮轴线作圆周运动。旋转起来的ATF在离心力的作用下，沿着泵轮和涡轮的叶片从内缘流向外缘。当泵轮转速大于涡轮转速时，泵轮叶片外缘的液压大于涡轮外缘的液压。因此，ATF油在作圆周运动的同时，在上述压差的作用下由泵轮流向涡轮，再流向导轮，最后返回泵轮，形成在液力变矩器环形腔内的循环运动。总结：液力变矩器要想能够传递转矩，必须要有ATF冲击到涡轮的叶片，即泵轮与涡轮之间一定要有转速差（泵轮转速大于涡轮转速）。2转矩的放大在泵轮与涡轮的转速差较大的情况下，由涡轮甩出的ATF以逆时针方向冲击导轮叶片，如图48所示，此时导轮是固定不动的，因为导轮上装有单向离合器，它可以防止导轮逆时针转动。导

20、轮的叶片形状使得ATF的流向改变为顺时针方向流回泵轮，即与泵轮的旋转方向相同。泵轮将来自发动机和从涡轮回流的能量一起传递给涡轮，使涡轮输出转矩增大。液力变矩器的转矩放大倍数一般为2.2左右。图48 液力变矩器转矩放大原理1泵轮 2涡轮 3导轮个泵轮液力变矩器的变矩特性只有在泵轮与涡轮转速相差较大的情况下才成立，随着涡轮转速的不断提高，从涡轮回流的ATF油会按顺时针方向冲击导轮。若导轮仍然固定不动，ATF油将会产生涡流，阻碍其自身的运动。为此绝大多数液力变矩器在导轮机构中增设了单向离合器，也称自由轮机构。当涡轮与泵轮转速相差较大时，单向离合器处于锁止状态，导轮不能转动。当涡轮转速达到泵轮转速的8

21、590时，单向离合器导通，导轮空转，不起导流的作用，液力变矩器的输出转矩不能增加，只能等于泵轮的转矩，此时称为偶合状态。液力变矩器的工作原理可以通过一对风扇的工作来描述。如图4-9所示，将风扇A通电，将气流吹动起来，并使未通电的电扇B也转动起来，此时动力由电扇A传递到电扇B。为了实现转矩的放大，在两台电扇的背面加上一条空气通道，使穿过风扇B的气流通过空气通道的导向，从电扇A的背面流回，这会加强电扇A吹动的气流，使吹向电扇B的转矩增加。即电扇A相当于泵轮，电扇B相当于涡轮，空气通道相当于导轮，空气相当于ATF。图4-9 液力变矩器的工作模型液力变矩器的液流如图4-10所示，由图可以看出，涡轮回流

22、的ATF油经过导轮叶片后改变流动方向，与泵轮旋转方向相同，从而使液力变矩器具有转矩放大的功用。图4-10 液力变矩器的液流3无级变速从上面的分析我们可以得出这样的结论：随着涡轮转速的逐渐提高，涡轮输出的转矩要逐渐下降，而且这种变化是连续的。同样，如果涡轮上的负荷增加了，涡轮的转速要下降，而涡轮输出的转矩增加正好适应负荷的增加。总结：可以把液力变矩器的工作过程概括为两个工况，一是变矩，另一个是偶合。当泵轮与涡轮转速相差较大，或者说在低速区时，液力变矩器实现变矩（增矩）；当涡轮转速达到泵轮转速的8590，或者说在高速区时，液力变矩器实现偶合传动，即输出（涡轮）转矩等于输入（泵轮）转矩。提示：可以通

23、过录像、多媒体课件以加深理解液力变矩器的工作原理。三、典型液力变矩器典型的液力变矩器如图411所示，主要由泵轮、涡轮、带单向离合器的导轮、变矩器壳体、涡轮轴、锁止离合器等组成。下面只介绍单向离合器和锁止离合器。提示：此部分内容最好以剖开的进行实物讲解。图411 典型的液力变矩器1变矩器壳体(A) 2涡轮止推垫片(B) 3压盘(C) 4扭转减振器(D) 5压盘弹簧(E) 6涡轮(F) 7止推轴承(G) 8带单向离合器的单导轮(H) 9带单向离合器的双导轮(H) 10泵轮(I) 11导轮轴 12分离油液 13接合油液 14涡轮轴1单向离合器单向离合器又称为自由轮机构、超越离合器，其功用是实现导轮的

24、单向锁止，即导轮只能顺时针转动而不能逆时针转动，使得液力变矩器在高速区实现偶合传动。1) 结构和原理常见的单向离合器有楔块式和滚柱式两种结构形式。楔块式单向离合器如图412所示，由内座圈、外座圈、楔块、保持架等组成。导轮与外座圈连为一体，内座圈与固定套管刚性连接，不能转动。当导轮带动外座圈逆时针转动时，外座圈带动楔块逆时针转动，楔块的长径与内、外座圈接触，如图412a)所示由于长径长度大于内、外座圈之间的距离，所以外座圈被卡住而不能转动。当导轮带动外座圈顺时针转动时，外座圈带动楔块顺时针转动，楔块的短径与内、外座圈接触，如图412b)所示由于短径长度小于内、外座圈之间的距离，所以外座圈可以自由

25、转动。图412 楔块式单向离合器a)不可转动 b)可以转动 c)楔块结构 d)楔块式单向离合器1内座圈 2楔块 3外座圈 4保持架滚柱式单向离合器如图413所示，由内座圈、外座圈、滚柱、叠片弹簧等组成。当导轮带动外座圈顺时针转动时，滚柱进入楔形槽的宽处，内、外座圈不能被滚柱楔紧，外座圈和导轮可以顺时针自由转动。当导轮带动外座圈逆时针转动时，滚柱进入楔形槽的窄处，内、外座圈被滚柱楔紧，外座圈和导轮固定不动。图413 滚柱式单向离合器1叠片弹簧 2外座圈 3滚柱 4内座圈2) 故障与检修单向离合器损坏失效后，液力变矩器就没有了转矩放大的功用，将出现如下故障现象：车辆加速起步无力，不踩加速踏板车辆不

26、走，但车辆行驶起来之后换挡正常，发动机功率正常，如果作失速试验会发现失速转速比正常值低400800rpm。提示：失速试验将在以后的课题中详细介绍。单向离合器的检查如图414所示，用专用工具插入油泵驱动毂和单向离合器外座圈的槽口中。然后用手指压住单向离合器的内座圈并转动它，检查是否顺时针转动平稳而逆时针方向锁止。如果单向离合器损坏则需要更换液力变矩器总成。图414 检查单向离合器2锁止离合器锁止离合器简称TCC，是英文Torque Converter Clutch的缩写。锁止离合器可以将泵轮和涡轮直接连接起来，即将发动机与机械变速器直接连接起来，这样减少液力变矩器在高速比时的能量损耗，提高了传动

27、效率，提高汽车在正常行驶时的燃油经济性，并防止ATF油过热。1) 结构和原理锁止离合器的结构、原理如图415所示。当车辆在良好路面行驶，满足下面五个条件时，锁止离合器将接合：a) 冷却液温度不低于65。b) 选档杆处于D位，且档位在D2、D3或D4档。c) 没有踩下制动踏板。d) 车速高于56km/h。e) 节气门开启。锁止离合器接合时，进入液力变矩器中的ATF按图415a)所示的方向流动，使锁止活塞向前移动，压紧在液力变矩器壳体上，通过摩擦力矩使二者一起转动。此时发动机的动力经液力变矩器壳体、锁止活塞、扭转减振器、涡轮轮毂传给后面的机械变速器，相当于将泵轮和涡轮刚性连在一起，传动效率为100

28、。图415 锁止离合器的结构、原理a)锁止状态 b)分离状态1涡轮轮毂 2变矩器壳体 3锁止活塞 4扭转减振器当车辆起步、低速或在坏路面上行驶时，应将锁止离合器分离，使液力变矩器具有变矩作用。此时ATF油按图415b)所示的方向流动，将锁止活塞与液力变矩器壳体分离，解除液力变矩器壳体与涡轮的直接连接。想一想：在不分解液力变矩器的情况下，如何检查锁止离合器的工作是否正常？提示：在满足锁止离合器接合的情况下行驶车辆，快速将加速踏板踩下超过2/3，如果发动机转速没有明显的上升，说明锁止离合器已经接合；如果发动机转速明显上升，说明锁止离合器没有工作。2) 故障与检修锁止离合器的常见故障有不锁止和常锁止

29、。不锁止的现象是车辆的油耗高、发动机高速运转而车速不够快。具体检查时要相应检查电路部分、阀体部分以及锁止离合器本身。常锁止的现象是发动机怠速正常，但选档杆置于动力档（R、D、2、L）后发动机熄火。锁止离合器的检查需要将液力变矩器切开后才能进行，但这只能由专业的自动变速器维修站来完成。3其它检修项目1) 检查液力变矩器的外部目视检查液力变矩器的外部有无损坏和裂纹，油泵驱动毂外径有无磨损、缺口有无损伤。如有异常应更换液力变矩器。2) 液力变矩器的清洗当自动变速器曾有过热现象或ATF被污染后，应该清洗液力变矩器。清洗液力变矩器可以采用专用的冲洗机进行，也可以手工清洗，方法是加入干净的ATF，用力摇晃

30、、振荡液力变矩器，然后排净油液，反复进行这样的操作，直到排出的油液干净为止。总结：当自动变速器发生较严重的故障时，如离合器烧片、锁止离合器或单向离合器过度磨损等，在液力变矩器中往往会沉积大量的金属碎屑，采用浸泡、清洗的方法是不能除净的，所以需要更换液力变矩器。当液力变矩器中存在大量的金属碎屑时，自动变速器工作时会产生哨声。3) 液力变矩器内部干涉的检查液力变矩器内部干涉主要指导轮和涡轮、导轮和泵轮之间的干涉。如果有干涉，液力变矩器运转时会有噪声。导轮和涡轮之间的干涉检查如图416所示。将液力变矩器与飞轮连接侧朝下放在台架上，然后装入油泵总成，确保液力变矩器油泵驱动毂与油泵主动部分接合好。把变速

31、器输入轴（涡轮轴）插入涡轮轮毂中，使油泵和液力变矩器保持不动，然后顺时针、逆时针反复转动涡轮轴，如果转动不顺畅或有噪声，则更换液力变矩器。图416 导轮和涡轮之间的干涉检查1涡轮轴 2油泵总成 3液力变矩器总成导轮和泵轮之间的干涉检查如图417所示，将油泵放在台架上，并把液力变矩器安装在油泵上，旋转液力变矩器使液力变矩器的油泵驱动毂与油泵主动部分接合好，然后固定住油泵并逆时针转动液力变矩器，如果转动不顺畅或有噪声，则更换液力变矩器。图417 导轮和泵轮之间的干涉检查1液力变矩器总成 2油泵总成4安装液力变矩器把液力变矩器安装到变速器上时，要使两个传动销座落在油泵的切口内，并使距离A至少为20m

32、m，如图418所示。图418 安装液力变矩器测试题：1对照剖开的液力变矩器实物或模型、图片，说明液力变矩器的结构和原理。2实操并说明单向离合器如何检查。3实操并说明液力变矩器内部干涉如何检查。课题4.3 单排行星齿轮机构学习目标鉴定标准教学建议1. 掌握单排行星齿轮机构的基本组成2. 掌握单排行星齿轮机构的运动规律和不同的动力传动方式应知：单排行星齿轮机构的组成、运动规律和传动方式建议：以教师讲解和示范为主，可辅助以多媒体课件行星齿轮变速器是由多排行星齿轮机构和换档执行机构等组成，本课题介绍单排行星齿轮机构以便有助于后续课程的学习。一、单排行星齿轮机构的组成如图419所示，单排行星齿轮机构主要

33、由一个太阳轮（或称为中心轮）、一个带有若干个行星齿轮的行星架和一个齿圈组成。图419 单排行星齿轮机构1太阳轮 2齿圈 3行星架 4行星轮齿圈又称为齿环，制有内齿，其余齿轮均为外齿轮。太阳轮位于机构的中心，行星轮与之外啮合，行星轮与齿圈内啮合。通常行星轮有36个，通过滚针轴承安装在行星齿轮轴上，行星齿轮轴对称、均匀地安装在行星架上。行星齿轮机构工作时，行星轮除了绕自身轴线的自转外，同时还绕着太阳轮公转，行星轮绕太阳轮公转，行星架也绕太阳轮旋转。由于太阳轮与行星轮是外啮合，所以二者的旋转方向是相反的；而行星轮与齿圈是内啮合，则这二者的旋转方向是相同的。二、单排行星齿轮机构的运动规律根据能量守恒定

34、律，由作用在单排行星齿轮机构各元件上的力矩和结构参数，可以得出表示单排行星齿轮机构运动规律的特性方程式n1+n2-(1+)n3=0式中，n1为太阳轮转速；n2为齿圈转速；n3为行星架转速；为齿圈齿数z2与太阳轮齿数z1之比，即=z2/z1，且1。由于一个方程有三个变量，如果将太阳轮、齿圈和行星架中某个元件作为主动（输入）部分，让另一个元件作为从动（输出）部分，则由于第三个元件不受任何约束和限制，所以从动部分的运动是不确定的。因此为了得到确定的运动，必须对太阳轮、齿圈和行星架三者中的某个元件的运动进行约束和限制。三、单排行星齿轮机构不同的动力传动方式如图420所示，通过对不同的元件进行约束和限制

35、，可以得到不同的动力传动方式。图420 单排行星齿轮机构的动力传动方式1-太阳轮 2-齿圈 3-行星架 4-行星轮(1)齿圈为主动件（输入），行星架为从动件（输出），太阳轮固定,如图420a)所示。此时，n10，则传动比i23为：i23n2/n311/1由于传动比大于1，说明为减速传动，可以作为降速档。(2)太阳轮为主动件（输入），行星架为从动件（输出），齿圈固定,如图420c)所示。此时，n20，则传动比i13为：i13n1/n311由于传动比大于1，说明为减速传动，可以作为降速档。对比这两种情况的传动比，由于i13 i23，虽然都为降速档，但i13是降速档中的低档，而i23为降速档中的高档

36、。(3)行星架为主动件（输入），齿圈为从动件（输出），太阳轮固定，如图420b)所示。此时，n10，则传动比i32为：i32n3/n2/(1)1由于传动比小于1，说明为增速传动，可以作为超速档。(4)行星架为主动件（输入），太阳轮为从动件（输出），齿圈固定，如图420d)所示。此时，n20，则传动比i31为：i31n3/n11/(1)1，说明为增速传动，可以作为倒档。(6)如果n1=n2，则可以得到n3=n1=n2。同样，n1=n3或n2=n3时，均可以得到n1= n2 = n3的结论。因此，若使太阳轮、齿圈和行星架三个元件中的任何二个元件连为一体转动，则另一个元件的转速必然与前二者等速同向转

37、动。即行星齿轮机构中所有元件(包含行星轮)之间均无相对运动，传动比i1。这种传动方式用于变速器的直接档传动。(7)如果太阳轮、齿圈和行星架三个元件没有任何约束，则各元件的运动是不确定的，此时为空档。自动变速器中的行星齿轮变速器一般是采用23排行星齿轮机构传动，其各档传动比就是根据上述单排行星齿轮机构传动特点进行合理组合得到的。常见的行星齿轮变速器有辛普森式的和拉威挪式的。测试题：1对照实物、模型或图片说明单排行星齿轮机构的组成和连接关系。2对于单排行星齿轮机构，试说明如何才能得到变速器所需的各种档位。课题4.4 辛普森式行星齿轮变速器学习目标鉴定标准教学建议1. 掌握辛普森行星齿轮变速器的结构

38、和各档动力传动路线2. 掌握换档执行元件的结构、原理与检修应知：辛普森行星齿轮变速器组成、结构、工作原理应会：辛普森行星齿轮变速器的检修和简单故障诊断与排除建议：以教师讲解和示范为主，并结合多媒体课件或录像组织教学。故障检修部分也可由学生分组讨论，然后由教师总结。辛普森式(Simpson)行星齿轮变速器是在自动变速器中应用最广泛的一种行星齿轮变速器，它是由美国福特公司的工程师HW辛普森发明的，目前多采用的是四档辛普森行星齿轮变速器。一、四档辛普森行星齿轮变速器的结构、组成如图421、422所示为四档辛普森行星齿轮变速器的结构简图和元件位置图。注意：不同厂家的四档辛普森行星齿轮变速器的元件位置稍

39、有不同。图421 四档辛普森行星齿轮变速器的结构简图1超速（OD）行星排行星架 2超速（OD）行星排行星轮 3超速（OD）行星排齿圈 4前行星排行星架 5前行星排行星轮 6后行星排行星架 7后行星排行星轮 8输出轴 9后行星排齿圈 10前后行星排太阳轮 11前行星排齿圈 12中间轴 13超速（OD）行星排太阳轮 14输入轴C0超速档（OD）离合器 C1前进档离合器 C2直接档、倒档离合器 B0超速档（OD）制动器 B1二档滑行制动器 B2二档制动器 B3低、倒档离合器 F0超速档（OD）单向离合器 F1二档（一号）单向离合器 F2低档（二号）单向离合器图422 四档辛普森行星齿轮变速器的元件位

40、置图四档辛普森行星齿轮变速器由四档辛普森行星齿轮机构和换档执行元件两大部分组成。其中四档辛普森行星齿轮机构由三排行星齿轮机构组成，前面一排为超速行星排，中间一排为前行星排，后面一排为后行星排，之所以这样命名是由于四档辛普森行星齿轮机构是在三档辛普森行星齿轮机构的基础上发展起来的，沿用了三档辛普森行星齿轮机构的命名。输入轴与超速行星排的行星架相连，超速行星排的齿圈与中间轴相连，中间轴通过前进档离合器或直接档、倒档离合器与前、后行星排相连。前、后行星排的结构特点是，共用一个太阳轮，前行星排的行星架与后行星排的齿圈相连并与输出轴相连。换档执行机构包括三个离合器、四个制动器和三个单向离合器共十个元件。

41、具体的功能见表41。表41 换档执行元件的功能换档执行元件功 能C0超速档（OD）离合器连接超速行星排太阳轮与超速行星排行星架C1前进档离合器连接中间轴与前行星排齿圈C2直接档、倒档离合器连接中间轴与前后行星排太阳轮B0超速档（OD）制动器制动超速行星排太阳轮B1二档滑行制动器制动前后行星排太阳轮B2二档制动器制动F1外座圈，当F1也起作用时，可以防止前后行星排太阳轮逆时针转动B3低、倒档离合器制动后行星排行星架F0超速档（OD）单向离合器连接超速行星排太阳轮与超速行星排行星架F1二档（一号）单向离合器当B2工作时，防止前后行星排太阳轮逆时针转动F2低档（二号）单向离合器防止后行星排行星架逆时

42、针转动提示：各换档执行元件的名称与其功能有关系。二、四档辛普森行星齿轮变速器各档传动路线在变速器各档位时，换档执行元件的动作情况见表42。表42 各档位时换档执行元件的动作情况选档杆位置档位换档执行元件发动机制动C0C1C2B0B1B2B3F0F1F2P驻车档R倒档N空档D一档二档三档四档(OD档)2一档二档三档*L一档二档*注：*：只能降档不能升档。：换档元件工作或有发动机制动。1各档位动力传动路线1)D1档如图423所示，D位一档时，C0、C1、F0、F2工作。C0和F0工作将超速行星排的太阳轮和行星架相连，此时超速行星排成为一个刚性整体，输入轴的动力顺时针传到中间轴。C1工作将中间轴与前

43、行星排齿圈相连，前行星排齿圈顺时针转动驱动前行星排行星轮，前行星排行星轮即顺时针自转又顺时针公转，前行星排行星轮顺时针公转则输出轴也顺时针转动，这是一条动力传动路线。由于前行星排行星轮顺时针自转，则前后行星排太阳轮逆时针转动，再驱动后行星排行星轮顺时针自转，此时后行星排行星轮在前后行星排太阳轮的作用下有逆时针公转的趋势，但由于F2的作用，使得后行星排行星架不动。这样顺时针转动的后行星排行星轮驱动齿圈顺时针转动，从输出轴也输出动力，这是第二条动力传动路线。图423 D位一档动力传动路线2)D2档如图424所示，D位二档时，C0、C1、B2、F0、F1工作。C0和F0工作如前所述直接将动力传给中间

44、轴。C1工作，动力顺时针传到前行星排齿圈，驱动前行星排行星轮顺时针转动，并使前后太阳轮有逆时针转动的趋势，由于B2的作用，F1将防止前后太阳轮逆时针转动，即前后太阳轮不动。此时前行星排行星轮将带动行星架也顺时针转动，从输出轴输出动力。后行星排不参与动力的传动。图424 D位二档动力传动路线3)D3档如图425所示，D位三档时，C0、C1、C2、B2、F0工作。C0和F0工作如前所述直接将动力传给中间轴。C1、C2工作将中间轴与前行星排的齿圈和太阳轮同时连接起来，前行星排成为刚性整体，动力直接传给前行星排行星架，从输出轴输出动力。此档为直接档。图425 D位三档动力传动路线想一想：在此档时B2实

45、际上不参与工作，那为什么还要让B2工作呢？提示：这样可以使得D2档升D3档时只需让C2工作即可，同样D3档降为D2档时也只需让C2停止工作即可，这样相邻两档升降参与工作的元件少，换档方便，提高了可靠性和平顺性。4)D4档如图426所示，D位四档时，C1、C2、B0、B2工作。B0工作，将超速行星排太阳轮固定。动力由输入轴输入，带动超速行星排行星架顺时针转动，并驱动行星轮及齿圈都顺时针转动，此时的传动比小于1。C1、C2工作使得前后行星排的工作同D3档，即处于直接档。所以整个机构以超速档传递动力。B2的作用同前所述。图426 D位四档动力传动路线5)21档二位一档的工作与D位一档相同。6)22档

46、如图427所示，二位二档时，C0、C1、B1、B2、F0、F1工作。动力传动路线与D位二档时相同。区别只是由于B1的工作，使得二位二档有发动机制动，而D位二档没有。此档为高速发动机制动档。图427 2位二档动力传动路线发动机制动是指利用发动机怠速时的较低转速以及变速器的较低档位来使较快的车辆减速。D位二档时，如果驾驶员抬起加速踏板，发动机进入怠速工况，而汽车在原有的惯性作用下仍以较高的车速行驶。此时，驱动车轮将通过变速器的输出轴反向带动行星齿轮机构运转，各元件都将以相反的方向转动，即前后太阳轮将有顺时针转动的趋势，F1不起作用，使得反传的动力不能到达发动机，无法利用发动机进行制动。而在二位二档

47、时，B1工作使得前后太阳轮固定，既不能逆时针转动也不能顺时针转动，这样反传的动力就可以传到发动机，所以有发动机制动。7)23档二位三档的工作与D位三档相同。8)L1档如图428所示，L位一档时，C0、C1、B3、F0、F2工作。动力传动路线与D位一档时相同。区别只是由于B3的工作，使后行星排行星架固定，有发动机制动，原因同前所述。此档为低速发动机制动档。图428 L位一档动力传动路线9)L2档L位二档的工作与二位二档相同。10)R位如图429所示，倒档时，C0、C2、B3、F0工作。C0和F0工作如前所述直接将动力传给中间轴。C2工作将动力传给前后行星排太阳轮。由于B3工作，将后行星排行星架固

48、定，使得行星轮仅相当于一个惰轮。前后行星排太阳轮顺时针转动驱动后行星排行星架逆时针转动，进而驱动后行星排齿圈也逆时针转动，从输出轴逆时针输出动力。图429 R位动力传动路线11)P位(驻车档)选档杆置于P位时，一般自动变速器都是通过驻车锁止机构将变速器输出轴锁止实现驻车。如图430所示，驻车锁止机构由输出轴外齿圈、锁止棘爪、锁止凸轮等组成。锁止棘爪与固定在变速器壳体上的枢轴相连。当选档杆处于P位时，与选档杆相连的手动阀通过锁止凸轮将锁止棘爪推向输出轴外齿圈，并嵌入齿中，使变速器输出轴与壳体相连而无法转动，如图430b)所示。当选档杆处于其他位置时，锁止凸轮退回，锁止棘爪在回位弹簧的作用离开输出

49、轴外齿圈，锁止撤销，如图430a)所示。图430 驻车锁止机构1输出轴外齿圈 2输出轴 3锁止棘爪 4锁止凸轮2几点说明通过分析各档位换档执行元件的工作情况及各档位的动力传动路线，可以得出以下结论：(1)如果C1故障，则自动变速器没有前进档，即将选档杆置于D位、2位或L位时车辆都无法起步行驶。但对于倒档没有影响。(2)如果C2故障，则自动变速器没有三档，倒档也将没有。(3)如果B2 或F1故障，则自动变速器没有D位二档，但对于二位二档没有影响。(4)如果B3故障，则自动变速器没有倒档。(5)如果F0故障，则自动变速器三档升四档时会产生换档冲击。这是由于三档升四档时，相当于由C0切换到B0，但C

50、0、B0有可能同时不工作。此时负荷的作用将使超速行星排的齿圈不动，如果没有F0，在行星架的驱动下太阳轮将顺时针超速转动，当B0工作时产生换档冲击。(6)如果F2故障，则自动变速器没有D位一档和二位一档，但对于L位一档没有影响。(7)换档时，单向离合器是自动参与工作的，所以只考虑离合器和制动器的工作即可。D1档升D2档是B2工作，D2升D3档是C2工作，D3和D4互换，相当于C0和B0互换。(8)如果某档位的动力传动路线上有单向离合器工作，则该档位没有发动机制动。提示：有些档位虽然标明有单向离合器工作，但有可能被其他元件取代而实际上不工作。如二位二档的B1工作后，F1实际上已不起作用，C0也可以

51、取代F0，这样此档虽标明有单向离合器的工作，但都不起作用，所以有发动机制动。3故障实例1)故障症状某车采用四档辛普森自动变速器，由于B3损坏而造成无R档，经拆检修复后，反而出现D位和2位均无动力输出。2)诊断与排除初步判断为C1、F2故障。先进行试车看有无R档和L档。将选档杆置于R位，动力输出正常，说明油压正常，排除了由于油压低导致C1工作不正常的可能。再将选档杆置于L位，动力输出正常，由此可以判断故障是由于F2故障所致。选档杆在动力档时，变速器都是在1档起步，当F2有故障时，选档杆在D位和2位时没有1档，而L位由于有B3工作，可以起到的F2作用，即防止后排行星架逆时针转动，所以有1档。经拆检

52、后发现F2装反了，这是由于上次维修时工作人员的失误所造成的。重新安装F2后故障消除。提示：汽车维修人员的工作一定要仔细，不能马虎，对别人不负责实际上是对自己不负责人。三、换档执行元件行星齿轮变速器的换档执行元件包括离合器、制动器和单向离合器。单向离合器的结构、原理同导轮单向离合器，检查方法如图431所示，要求在箭头所示的方向自由转动，而反方向锁止，必要时更换或重新安装。下面重点介绍离合器和制动器。图431 单向离合器的检查1离合器离合器的功用是连接轴和行星齿轮机构中的元件或是连接行星齿轮机构中的不同元件。1)结构、组成离合器主要由离合器鼓、花键毂、活塞、主动摩擦片、从动钢片、回位弹簧等组成，如

53、图432所示。图432 离合器零件分解图l卡环 2弹簧座 3活塞 4O形圈 5离合器鼓 6回位弹簧 7碟形弹簧 8从动钢片 9主动摩擦片 10压盘 11卡环离合器鼓是一个液压缸，鼓内有内花键齿圈，内圆轴颈上有进油孔与控制油路相通。离合器活塞为环状，内外圆上有密封圈，安装在离合器鼓内。从动钢片和主动摩擦片交错排列，二者统称为离合器片，均使用钢料制成，但摩擦片的两面烧结有铜基粉末冶金的摩擦材料。为保证离合器接合柔和及散热，离合器片浸在油液中工作，因而称为湿式离合器。钢片带有外花键齿，与离合器鼓的内花键齿圈连接，并可轴向移动，摩擦片则以内花键齿与花键毂的外花键槽配合，也可作轴向移动。花键毂和离合器鼓

54、分别以一定的方式与变速器输入轴或行星齿轮机构的元件相连接。碟形弹簧的作用是使离合器接合柔和，防止换档冲击。可以通过调整卡环或压盘的厚度调整离合器的间隙。2)工作原理离合器的工作原理如图433所示。图433 离合器工作原理a)分离状态 b)接合状态1控制油道 2回位弹簧 3活塞 4离合器鼓 5主动片 6卡环 7压盘 8从动片 9花键毂 10弹簧座当一定压力的ATF油经控制油道进入活塞左面的液压缸时，液压作用力便克服弹簧力使活塞右移，将所有离合器片压紧，即离合器接合，与离合器主、从动部分相连的元件也被连接在一起，以相同的速度旋转。当控制阀将作用在离合器液压缸的油压撤除后，离合器活塞在回位弹簧的作用

55、下回复原位，并将缸内的变速器油从进油孔排出，使离合器分离，离合器主从动部分可以不同转速旋转。为了快速泄油，保证离合器彻底分离，一般在液压缸中都有一个单向球阀，如图4341所示。当ATF油被撤除时，球体在离心力的作用下离开阀座，开启辅助泄油通道，使ATF油迅速撤离。图434 带单向安全阀的离合器a) 接合时 b) 分离时1单向球阀 2液压缸 3油封 4辅助泄油通道 5活塞3)检修离合器总成分解后要对每个零件进行清洗和检查，如离合器鼓、花键毂、离合器片、压盘等是否磨损严重、变形，回位弹簧是否断裂、弹性不足，单向球阀是否密封良好等，必要时更换零部件和总成。离合器重新装配后要检查离合器的间隙。间隙过大

56、会使换档滞后、离合器打滑；间隙过小会使得离合器分离不彻底。检查离合器间隙一般是用厚薄规（塞尺）进行，如图435所示。图435 检查离合器间隙1离合器总成 2厚薄规2制动器制动器的功用是固定行星齿轮机构中的元件，防止其转动。制动器有片式和带式两种形式。片式制动器与离合器的结构和原理相同，不同之处是离合器是起连接作用而传递动力，而片式制动器是通过连接而起制动作用。下面介绍带式制动器。1)结构、组成带式制动器由制动带和控制油缸组成，如图436所示为带式制动器的零件分解图。制动带是内表面带有镀层的开口式环形钢带。制动带的一端支承在与变速器壳体固连的支座上，另一端与控制油缸的活塞杆相连。图436 带式制

57、动器的零件分解图1卡环 2活塞定位架 3活塞 4止推垫圈 5垫圈 6锁紧螺母 7调整螺钉 8制动带 9活塞杆 10回位弹簧 11O形圈2)工作原理制动器的工作原理如图437所示，制动带开口处的一端通过支柱支承于固定在变速器壳体的调整螺钉上，另一端支承于油缸活塞杆端部，活塞在回位弹簧和左腔油压作用下位于右极限位置，此时，制动带和制动鼓之间存在一定间隙。制动时，压力油进入活塞右腔，克服左腔油压和回位弹簧的作用力推动活塞左移，制动带以固定支座为支点收紧。在制动力矩的作用下，制动鼓停止旋转，行星齿轮机构某元件被锁止。随着油压撤除，活塞逐渐回位，制动解除。图437 制动器的工作原理1调整螺钉（固定支承端

58、） 2制动带 3制动鼓 4油缸盖 5活塞 6回位弹簧 7支柱3)检修检查制动带是否破裂、过热、不均匀磨损、表面剥落等情况，如果有任何一种，制动带都应更换。检查制动鼓表面是否有污点、划伤、磨光、变形等缺陷。制动器装配后要调整工作间隙，原因与离合器间隙的调整是一样的。方法是：将调整螺钉上的锁紧螺母拧松并退回大约五圈，然后用扭力扳手按规定转矩将调整螺钉拧紧，再按维修手册的要求将调整螺钉退回一定圈数，最后用锁紧螺母紧固。测试题：1对照分解的辛普森行星齿轮变速器能够找到各换档执行元件及各档动力传动路线。2实操并说明如何检修、调整离合器和制动器。3试分析F1损坏会带来哪些自动变速器的故障现象。课题4.5

59、拉威挪式行星齿轮变速器学习目标鉴定标准教学建议1. 掌握拉威挪行星齿轮变速器的结构、组成和各档传动路线应知：拉威挪行星齿轮变速器的结构、组成和各档传动路线建议：以教师讲解和示范为主。拉威挪式(Ravigneaux)行星齿轮变速器将以桑塔纳2000GSiAT型轿车的01N型4档自动变速器为例进行介绍。由于换档执行机构的结构、原理和检修与辛普森式齿轮变速器都是一样的，所以这里只介绍其拉威挪行星齿轮机构和液压系统。一、桑塔纳2000轿车01N型四档拉威挪行星齿轮变速器的结构、组成拉威挪行星齿轮变速器的结构如图438所示，包括拉威挪行星齿轮机构和离合器、制动器、单向离合器。图438 拉威挪行星齿轮变速

60、器1第2档和第4档制动器(B2) 2单向离合器 3大太阳轮 4倒档制动器(B1) 5短行星轮 6主动锥齿轮 7小太阳轮 8行星架 9车速传感器齿轮 10长行星轮 11第3和第4档离合器(K3) 12倒档离合器(K2) 13第1到第3档离合器(K1)拉威挪行星齿轮机构如图439所示，由双行星排组成，包括大太阳轮、小太阳轮、长行星轮、短行星轮、齿圈和行星架。大、小太阳轮采用分段式结构，使3档到4档的转换更加平顺。短行星轮与长行星轮及小太阳轮啮合，长行星轮同时与大太阳轮、短行星轮及齿圈啮合，动力通过齿圈输出。两个行星轮共用一个行星架（图中未画出）。图439 拉威挪行星齿轮机构1齿圈 2小太阳轮 3大太阳轮 4长行星轮 5短行星轮二、桑塔纳2000轿车01N型四档拉威挪行星齿轮变速器各档传动路线拉威挪行星齿轮变速器的简图如图440所示，其