自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷2024/3/30自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷3.1電控自動(dòng)變速器

電控自動(dòng)變速器的發(fā)展歷程：

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷3.1.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.操作簡化且提高了行車安全性在汽車起步和運(yùn)行時(shí)，自動(dòng)變速器無需離合器操作和手動(dòng)換擋操作，減少了駕駛員操作的勞動(dòng)強(qiáng)度，可使駕駛員集中精力注意路面交通情況，因此，行車的安全性得以提高。2.提高了發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)的使用壽命由于自動(dòng)變速器在自動(dòng)換擋過程中無動(dòng)力中斷、換擋平穩(wěn)、減小了發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)零件的動(dòng)載荷，此外，液力變矩器這個(gè)“彈性元件”可以吸收動(dòng)力傳遞過程中的沖擊和動(dòng)載荷，因此，采用自動(dòng)變速器的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)零件的壽命比采用機(jī)械式變速器要長。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷3.提高了汽車的動(dòng)力性自動(dòng)變速器在起步時(shí)，由于液力變矩器可連續(xù)自動(dòng)變矩，可使驅(qū)動(dòng)輪上的牽引力逐漸增加，換擋時(shí)動(dòng)力不中斷，發(fā)動(dòng)機(jī)可維持在一穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速，因此可使汽車平穩(wěn)起步、加速性能和平均車速提高。4.提高了汽車的通過性能液力變矩器可以在一定的范圍內(nèi)自動(dòng)變速來適應(yīng)汽車行駛阻力的變化，在必要時(shí)又可自動(dòng)換擋以滿足牽引力的需要，因此顯著提高了汽車的通過性能。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷5.減少了排氣污染自動(dòng)變速器由于有液力傳動(dòng)和自動(dòng)換擋，在換擋過程中發(fā)動(dòng)機(jī)可保持在穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒條件不會惡化，因此可減少發(fā)動(dòng)機(jī)排氣污染。6.可降低燃料消耗由于自動(dòng)變速器換擋及時(shí)，換擋過程中發(fā)動(dòng)機(jī)仍可在理想的狀態(tài)下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，在需要頻繁換擋的市區(qū)行駛，自動(dòng)變速器汽車就比較省油一些。尤其是現(xiàn)代汽車自動(dòng)變速器采用電子控制換擋，可按照最佳油耗規(guī)律控制換擋，加之采用了超速擋和鎖止離合器等，使自動(dòng)變速器汽車的油耗有了明顯的下降。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷3.1.2系統(tǒng)分類與組成1.自動(dòng)變速器的分類1)按汽車驅(qū)動(dòng)形式不同分類自動(dòng)變速器可分前輪驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)變速器(又稱變速驅(qū)動(dòng)橋)和后輪驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)變速器兩大類。如美國通用汽車公司的4L80-E是典型的后輪驅(qū)動(dòng)自動(dòng)變速器。其結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-14L80-E后輪驅(qū)動(dòng)自動(dòng)變速器

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-24T60-E橫置式前輪驅(qū)動(dòng)自動(dòng)變速器

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷2)按前進(jìn)擋擋位的多少分類按自動(dòng)變速器前進(jìn)擋位數(shù)分為2擋、3擋、4擋、5擋、6擋自動(dòng)變速器。目前自動(dòng)變速器一般為4個(gè)擋，4擋即為超速擋；少數(shù)自動(dòng)變速器有5個(gè)擋或6個(gè)擋，5擋或6擋即為超速擋。3)按齒輪變速部分的結(jié)構(gòu)類型分類按自動(dòng)變速器齒輪變速部分結(jié)構(gòu)的不同可分為普通齒輪式(即非行星齒輪式)和行星齒輪式兩種。行星齒輪根據(jù)其組合形式或結(jié)構(gòu)的不同可分為辛普森(Simpson)式、和拉維尼約喔(Ravigneaux)式。由于行星齒輪自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)緊湊，又能獲得較大的傳動(dòng)比，因此，目前的自動(dòng)變速器普遍采用行星齒輪結(jié)構(gòu)形式。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷4)按自動(dòng)換擋的控制方式分類按自動(dòng)換擋的控制方式可分為液控自動(dòng)變速器和電控自動(dòng)變速器兩種形式。(1)液控自動(dòng)變速器。液控自動(dòng)變速器換擋控制方式是通過機(jī)械手段將節(jié)氣門開度和車速參數(shù)轉(zhuǎn)化為液壓控制信號，使閥體中各控制閥按照設(shè)定的換擋規(guī)律控制換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷(2)電控自動(dòng)變速器。電控自動(dòng)變速器通過各種傳感器將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度、車速、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫、自動(dòng)變速器液壓油溫度參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，輸入自?dòng)變速器電腦，電腦根據(jù)這些電信號確定自動(dòng)變速器換擋控制信號。電腦輸出的換擋信號控制相應(yīng)的換擋電磁閥動(dòng)作，并通過換擋閥產(chǎn)生相應(yīng)的液壓控制信號，使有關(guān)的換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷2.電控自動(dòng)變速器的組成

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷3.1.3結(jié)構(gòu)與原理電控自動(dòng)變速器基本原理如圖3-3所示，電控自動(dòng)變速器上有節(jié)氣門位置傳感器和車速傳感器兩個(gè)核心傳感器。節(jié)氣門位置傳感器向TCU(自動(dòng)變速器電子控制裝置)傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷信號，

裝在自動(dòng)變速器輸出軸上的車速傳感器向TCU傳遞車速信號。TCU根據(jù)這些信息控制換擋電磁閥工作，換擋電磁閥通過液壓控制閥體內(nèi)的換擋閥動(dòng)作，從而操縱離合器和制動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-3電控自動(dòng)變速器基本原理示意圖

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷1.液力傳動(dòng)裝置1)液力變矩器的組成常用的汽車液力變矩器如圖3-4所示，它由泵輪、蝸輪和導(dǎo)輪組成，稱為三元件液力變矩器。液力變矩器有如下一些功用。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-4液力變矩器

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷①

驅(qū)動(dòng)油泵。大部分汽車自動(dòng)變速器液力油泵由變矩器泵輪驅(qū)動(dòng)轂直接驅(qū)動(dòng)，少部分汽車由變矩器蝸輪帶動(dòng)油泵軸間接驅(qū)動(dòng)。②

低速區(qū)域內(nèi)增矩。汽車起步時(shí)所需轉(zhuǎn)矩很大，運(yùn)行中逐漸減小。自動(dòng)變速器低速時(shí)增矩，主要依靠變矩器。所以汽車在低速時(shí)速度上不去，中、高速后汽車加速良好，是典型的液力變矩器故障。③

變矩器和撓性板一起充當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪。液力變矩器前端安裝在撓性板上，撓性板具有足夠的彈性。以允許液力變矩器受熱或受壓時(shí)的膨脹以及冷卻時(shí)收縮帶來的前后移動(dòng)。變矩器及其內(nèi)部油液及撓性板的重量一起相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的重量。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷④

柔和地傳遞轉(zhuǎn)矩。液體在傳力的同時(shí)，可以比機(jī)械傳動(dòng)更有效地吸收振動(dòng)。變矩器與摩擦式離合器不同之處是在停車時(shí)不用脫開傳動(dòng)系，也能維持發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速運(yùn)轉(zhuǎn)。因?yàn)榍S和泵輪是同步運(yùn)轉(zhuǎn)的，曲軸轉(zhuǎn)速低，泵輪轉(zhuǎn)速也同樣低。泵輪轉(zhuǎn)速低，液流就無法驅(qū)動(dòng)蝸輪，動(dòng)力就沒有輸出。液力變矩器的結(jié)構(gòu)簡圖如圖3-5所示。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-5液力變矩器結(jié)構(gòu)簡圖

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷(1)泵輪。圖3-6表示拆去蝸輪和導(dǎo)輪后，只剩下泵輪的示意圖。左邊薄盤是與飛輪相當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)盤。由于液力變矩器較重，可當(dāng)作飛輪使用，裝在外緣的齒圈與驅(qū)動(dòng)盤形成一體。驅(qū)動(dòng)盤用螺栓與泵輪連接，液力變矩器左邊與曲軸相連接。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，液力變矩器隨曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。其內(nèi)部的自動(dòng)變速器油(以下簡稱ATF)由于離心力向外側(cè)射出，形成驅(qū)動(dòng)力。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-6泵輪示意圖

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷(2)蝸輪。蝸輪如圖3-7所示，它是有很多葉片的圓盤，可以在液力變矩器內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。蝸輪輪轂的花鍵與輸出軸(即自動(dòng)變速器的輸入軸)的花鍵相嚙合。它是液力變矩器的輸出元件，將液體的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-7蝸輪示意圖

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷(3)導(dǎo)輪。導(dǎo)輪是液力變矩器中的反作用元件，用來改變液體流動(dòng)的方向。安裝在蝸輪與泵輪之間，如圖3-4所示。導(dǎo)輪與導(dǎo)輪軸之間裝有單向離合器。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷2)液力變矩器的工作原理液力變矩器的基本工作原理就像兩臺電風(fēng)扇對置時(shí)，一臺電風(fēng)扇不接電源，另一臺電風(fēng)扇接通電源。后者轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的氣流可以吹動(dòng)前者的扇葉使其轉(zhuǎn)動(dòng)。液力變矩器的泵輪相當(dāng)于接通電源的電風(fēng)扇，變矩器的蝸輪相當(dāng)于未接通電源的電風(fēng)扇，變矩器內(nèi)的ATF相當(dāng)于空氣。發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)泵輪，泵輪轉(zhuǎn)動(dòng)把發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成ATF的液體動(dòng)能。當(dāng)ATF高速進(jìn)入蝸輪，推動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，又把ATF的液體動(dòng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，由輸出軸輸出動(dòng)力。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷為了易于理解變矩器的工作原理和性能，先省去導(dǎo)輪，只分析泵輪、蝸輪和ATF之間的工作關(guān)系。圖3-8是ATF在泵輪與蝸輪間的流動(dòng)示意圖。發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)泵輪，泵輪葉片內(nèi)ATF由于離心作用沿葉片外側(cè)射出，并且流向蝸輪。也就是ATF形成一環(huán)流，很像螺旋狀旋轉(zhuǎn)流動(dòng)來傳遞動(dòng)力。泵輪與蝸輪之間形成的環(huán)流在中心部分產(chǎn)生紊流，造成動(dòng)力損失。為消除這一損失，泵輪和蝸輪的中央部分做成空心。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-8ATF在泵輪與蝸輪間的流動(dòng)示意圖

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷若在泵輪和蝸輪之間安裝了導(dǎo)輪，ATF的流動(dòng)情況如圖3-9所示。當(dāng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從蝸輪流出的ATF有殘留的動(dòng)能，此動(dòng)能施加在泵輪上可以增大轉(zhuǎn)矩。泵輪與蝸輪的轉(zhuǎn)速相差越大，即泵輪轉(zhuǎn)速越快而蝸輪轉(zhuǎn)速越慢時(shí)，由于單向離合器的作用，導(dǎo)輪固定在導(dǎo)輪軸上而不轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)矩隨之增大(約2.5倍)。當(dāng)蝸輪轉(zhuǎn)速逐漸加快與泵輪轉(zhuǎn)速接近時(shí)，從泵輪葉片流過的ATF變成從葉片面流過，流動(dòng)方向改變了。導(dǎo)輪由于單向離合器的作用在導(dǎo)輪軸上空轉(zhuǎn)。導(dǎo)輪空轉(zhuǎn)開始點(diǎn)稱為偶合點(diǎn)。開始空轉(zhuǎn)后，變矩器喪失了變矩的功能而只有液力偶合器離合動(dòng)力的功能。偶合點(diǎn)實(shí)際是轉(zhuǎn)變變矩器功能的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，所以將導(dǎo)輪空轉(zhuǎn)的范圍稱為偶合范圍，導(dǎo)輪不空轉(zhuǎn)的范圍稱為變矩范圍。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-9ATF的流動(dòng)情況(安裝了導(dǎo)輪)自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷3)液力傳動(dòng)的特性液力傳動(dòng)的特性是指當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速(ne)和轉(zhuǎn)矩(Me)一定，泵輪的轉(zhuǎn)速(nＢ)和轉(zhuǎn)矩(MＢ)也一定時(shí)，蝸輪與泵輪之間的變扭比(K)、轉(zhuǎn)速比(i)和傳動(dòng)效率(η)三者的變化規(guī)律。

轉(zhuǎn)速比i只能小于1，不同于常用齒輪式變速器轉(zhuǎn)速比(傳動(dòng)比)，它是輸入軸轉(zhuǎn)速與輸出軸轉(zhuǎn)速之比(也等于輸出軸轉(zhuǎn)矩與輸入軸轉(zhuǎn)矩之比)。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷(1)變矩比(K)與轉(zhuǎn)速比(i)的關(guān)系變矩比(K)隨轉(zhuǎn)速比(i)的增大而減小，又隨轉(zhuǎn)速比(i)的減小而增大。這一特性，對行駛阻力變化較大的汽車最有利，即適應(yīng)性強(qiáng)，在一定的范圍內(nèi)能自動(dòng)無級變矩。例如：①

怠速時(shí)，液流速度慢，MW小，蝸輪不動(dòng)，汽車不能行駛。②

起步時(shí)，nW＝0，nB＞nW,?K＞1,?MW最大，能產(chǎn)生高能量來克服靜止慣性。此時(shí)的變矩比(K)多在1.7～2.5之間，又叫“起步變矩比”，該點(diǎn)稱為“失速點(diǎn)”。了解失速點(diǎn)的概念很有必要，以便利用“失速試驗(yàn)”來檢驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)和變矩器及行星齒輪系統(tǒng)的性能好壞。K越大，說明汽車加速性能越好。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷③

逐漸加速時(shí)，nW增大，MW減小，達(dá)偶合點(diǎn)時(shí)，K＝1，MW＝MB。再加速時(shí)，MW＜MB,而汽車經(jīng)常使用的轉(zhuǎn)速比(i)多在0.8～1之間，需采取措施來改進(jìn)偶合區(qū)的性能。例如：增設(shè)單向離合器或鎖止離合器等。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷(2)變矩器的傳動(dòng)效率(η)與轉(zhuǎn)速比(i)的關(guān)系變矩器的傳動(dòng)效率(η)隨nW的增大而增大，在轉(zhuǎn)速比為0.8時(shí)最高，轉(zhuǎn)折點(diǎn)在偶合點(diǎn)附近(i＝0.85時(shí))。由于導(dǎo)輪的存在，傳動(dòng)效率特性曲線呈拋物線形狀，超過偶合點(diǎn)，在i＝0.95時(shí)迅速下降。變矩器在低速區(qū)能自動(dòng)變矩，而在高速區(qū)傳動(dòng)效率降低，即出現(xiàn)液力損失和功率損失，兩輪的轉(zhuǎn)速差可達(dá)4%～5%。為了進(jìn)一步提高和擴(kuò)大變矩器的高效率范圍，改善變矩器的使用性能(提高傳動(dòng)效率，降低燃料消耗)，可在液力變矩器中加裝單向離合器或鎖止離合器。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-10液力傳動(dòng)的特性曲線

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷4)單向離合器單向離合器分為滾柱斜槽式或楔塊式兩種，處在固定的內(nèi)圈和轉(zhuǎn)動(dòng)的外圈之間。楔塊式單向離合器的構(gòu)造和鎖止原理如圖3-11所示。沖擊導(dǎo)輪的油液力圖使導(dǎo)輪逆泵輪的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)滾柱或楔塊鎖止，導(dǎo)輪不動(dòng)，產(chǎn)生反作用力矩MD(MD＞0)，使MW＝MB＋MD，K＞1而增扭。當(dāng)蝸輪轉(zhuǎn)速nw高于偶合點(diǎn)轉(zhuǎn)速時(shí)，射流沖擊導(dǎo)輪的背面，力圖使導(dǎo)輪順泵輪的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，如果導(dǎo)輪是固定的，即出現(xiàn)MD與MB方向相反，K＜1。而裝有單向離合器后，單向離合器鎖止作用解除，導(dǎo)輪可以順時(shí)針自由轉(zhuǎn)動(dòng)，MD＝0，K＝1，變矩器起偶合作用，傳動(dòng)效率(η)可達(dá)0.95。這樣就擴(kuò)大了高效率區(qū)的范圍，改善了變矩器的性能，此種液力變矩器稱為兩相綜合式變矩器，即具有變矩和偶合兩個(gè)作用。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-11楔塊式單向離合器的構(gòu)造和鎖止原理

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷單向離合器不僅應(yīng)用在變矩器中，在行星齒輪機(jī)構(gòu)中也普遍采用，其工作特點(diǎn)是：①

固定內(nèi)圈，外圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)自由，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)鎖止；②

固定外圈，內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)鎖止，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)自由。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷5)鎖止離合器在蝸輪的前面加裝一個(gè)液壓控制的摩擦式離合器，采用升壓或降壓的控制辦法使其接合。當(dāng)汽車在良好的路面上高速行駛時(shí)，將其接合，此時(shí)即所謂的三相綜合式變矩器(變矩、偶合、鎖止)。當(dāng)汽車起步或在壞路上行駛時(shí)，將其分離起自動(dòng)變矩的作用(多為60km/h以下車速時(shí))。其控制機(jī)構(gòu)多為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和車速傳感器共控一個(gè)電磁閥，電磁閥再控制一個(gè)油道而產(chǎn)生升壓或降壓，使其分離或接合。帶鎖止離合器的液力變矩器的工作原理如圖3-12所示。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-12帶鎖止離合器的液力變矩器的工作原理(a)分離狀態(tài)；(b)鎖止?fàn)顟B(tài)

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷2.機(jī)械傳動(dòng)裝置1)行星齒輪結(jié)構(gòu)式自動(dòng)變速器(1)行星齒輪系統(tǒng)的組成。因?yàn)樽詣?dòng)變矩和傳動(dòng)效率之間存在著矛盾和變矩器尺寸的限制，變矩比(K)不能太大，只能在2～4之間，此值遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了汽車使用工況的需要。為此，變矩器后面再串聯(lián)行星齒輪系統(tǒng)，使轉(zhuǎn)矩再增大2～4倍。自動(dòng)變速器一般采用行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，它裝在變矩器后面，把發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給傳動(dòng)軸。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷簡單行星齒輪機(jī)構(gòu)如圖3-13所示。主要由太陽輪、行星輪及行星架、齒圈三元件組成。位于行星齒輪機(jī)構(gòu)中央位置的是太陽輪，太陽輪周圍是行星輪。每一組行星齒輪機(jī)構(gòu)又被稱為1個(gè)行星排；四速的自動(dòng)變速器一般有3個(gè)行星排，二速和三速的自動(dòng)變速器都是2個(gè)行星排。兩排行星輪共用一個(gè)太陽輪的叫辛普森(Simpson)機(jī)構(gòu)；一長一短兩排行星輪，一大一小兩個(gè)太陽輪共用一個(gè)齒圈的叫拉維尼約喔(Ravigneaux)結(jié)構(gòu)。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-13簡單的行星齒輪機(jī)構(gòu)

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷行星齒輪機(jī)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)如圖3-14所示。行星齒輪機(jī)構(gòu)的三個(gè)元件中，若一個(gè)元件固定，另一個(gè)元件作驅(qū)動(dòng)，則剩下的一個(gè)元件就可以變速轉(zhuǎn)動(dòng)輸出動(dòng)力。這是行星齒輪自動(dòng)變速器的基本工作原理。固定的方法是：內(nèi)齒圈采用制動(dòng)器，太陽輪采用單向離合器或制動(dòng)器，行星齒輪的固定是指固定行星架，可采用制動(dòng)器或單向離合器。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷(2)行星齒輪系統(tǒng)的傳動(dòng)規(guī)律。行星齒輪為軸轉(zhuǎn)式齒輪系統(tǒng)，與定軸式齒輪系統(tǒng)一樣，也是降速增扭和升速降扭的原理，只不過由于自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的存在，傳動(dòng)比的計(jì)算方法不同。行星齒輪系統(tǒng)的傳動(dòng)比取決于齒圈齒數(shù)和太陽輪齒數(shù)，與行星齒輪(惰輪)的齒數(shù)無關(guān)。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-14行星齒輪機(jī)構(gòu)具體的結(jié)構(gòu)(a)前排行星齒輪分解圖；(b)后排行星齒輪分解圖

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-15為行星齒輪組傳動(dòng)簡圖。設(shè)太陽輪的齒數(shù)為z1，齒圈齒數(shù)為z2，太陽輪、齒圈和行星架的轉(zhuǎn)速分別為n1、n2、n3,?并令齒圈與太陽輪的齒數(shù)比為行星齒輪機(jī)構(gòu)參數(shù)，用α表示，即

由機(jī)械原理可知，單排行星齒輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性方程式為

n1＋α

n2－(１＋α)n3＝0自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-15行星齒輪組傳動(dòng)簡圖自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷

①

齒圈固定(n2＝0)。a.太陽輪(n1)為主動(dòng)，行星架(n3)為從動(dòng)，其傳動(dòng)比為

結(jié)論：前進(jìn)行駛最大速比減速擋。b.行星架(n3)為主動(dòng)，太陽輪(n1)為從動(dòng)，其傳動(dòng)比為

結(jié)論：前進(jìn)行駛快超速擋。(少用)自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷

②太陽輪固定(n1＝0)a.行星架(n3)為主動(dòng)，齒圈(n2)為從動(dòng)，其傳動(dòng)比為結(jié)論：前進(jìn)行駛超速擋。b.齒圈(n2)為主動(dòng)，行星架(n3)為從動(dòng)，其傳動(dòng)比為：

結(jié)論：前進(jìn)行駛最小速比減速擋。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷③行星架固定(n3＝0)a.太陽輪(n1)為主動(dòng)，齒圈(n2)為從動(dòng)，其傳動(dòng)比為結(jié)論：n1與n2的符號相反，即表示主動(dòng)軸與從動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)方向相反，且傳動(dòng)比的絕對值大于1，是倒擋。自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷b.齒圈(n2)為主動(dòng)，太陽輪(n1)為從動(dòng)，其傳動(dòng)比為

結(jié)論：n1與n2的符號相反，即表示主動(dòng)軸與從動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)方向相反，且傳動(dòng)比的絕對值小于1，是快倒擋(汽車不用)。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷④太陽輪(n1)和齒圈(n2)均為主動(dòng)，行星架(n3)為從動(dòng)，則有

n1＝n2

其傳動(dòng)比為

i13＝i23＝1同樣，如果以太陽輪和行星架為主動(dòng)，齒圈為從動(dòng)件；或以齒圈和行星架為主動(dòng)件，太陽輪為從動(dòng)件，都可以得到n1＝?n2?＝?n3。結(jié)論：前進(jìn)行駛直接擋。自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷⑤太陽輪(n1)為主動(dòng)，行星架(n3)和齒圈(n2)不受約束，即沒有一個(gè)元件是固定的。此時(shí)行星齒輪組雖有輸入，但沒有輸出。結(jié)論：空擋。為了更好了解行星齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)規(guī)律，根據(jù)三元件齒數(shù)的多少，太陽輪(z1)、齒圈(z2)、行星架(zc)(其中zc只是想象中的行星架齒數(shù)，本身沒有齒，因其行星齒輪是內(nèi)外嚙合，其數(shù)量必大于齒圈齒數(shù))三者的大小關(guān)系即被確定為zc＞z2＞z1。行星齒輪機(jī)構(gòu)三元件大小關(guān)系如圖3-16所示，了解這種關(guān)系，可判定不同組合的傳動(dòng)關(guān)系，確定降速擋或升速擋，進(jìn)而掌握行星齒輪傳動(dòng)的規(guī)律。自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-16行星齒輪機(jī)構(gòu)三元件大小關(guān)系

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷(3)辛普森(Simpson)式行星齒輪自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)代汽車自動(dòng)變速器中，兩排或多排行星齒輪機(jī)構(gòu)連接在一起，用以滿足汽車行駛及各種工況下所需要的多種傳動(dòng)比，辛普森(Simpson)式自動(dòng)變速器一般是兩排行星齒輪機(jī)構(gòu)，共用一個(gè)太陽輪的行星齒輪機(jī)構(gòu)。雙行星排辛普森式行星齒輪自動(dòng)變速器如圖3-17所示。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-17雙行星排辛普森式行星齒輪自動(dòng)變速器

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷

①

汽車后輪驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)變速器(FR式)。汽車后輪驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)變速器型式很多，例如：沃爾沃的AW-70；切諾基AW-4；豐田皮卡、大霸王的A-43D、A-46DE、A-46DF；豐田凌志的A-340H、A-340E、A-340F、A-341E；福特的AOD；寶馬的4L30-E；通用的4L80-E；日產(chǎn)的L4N71B等，這些自動(dòng)變速器傳動(dòng)的零部件和各擋的傳動(dòng)路線也有很多相同之處。現(xiàn)以豐田凌志的A-340H、A-340E、A-341E自動(dòng)變速器為例，說明其組成和動(dòng)力傳動(dòng)路線。圖3-18為豐田凌志的A-340H、A-340E、A-341E自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)簡圖，其各擋工作元件如表3-1所示。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-18豐田凌志的A-340H，A-340E，A-341E自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)簡圖

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷表3-1豐田凌志的A-340H、A-340E、A-341E各擋工作元件

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷

②

汽車前輪驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)變速器(FF式)。汽車前輪驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)變速器型式較多，例如：豐田佳美用的A-540H、A-540E、A-140E；日產(chǎn)千里馬用的RE4F03A等自動(dòng)變速器。現(xiàn)以豐田佳美用的A-540H，A-540E為例，說明其組成和動(dòng)力傳動(dòng)路線。豐田佳美用的A-540H、A-540E的組成如圖3-19所示。如圖3-20為豐田佳美用的A-540E自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)簡圖。豐田佳美用的A-540H、A-540E自動(dòng)變速器各擋工作元件如表3-2所示。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-19豐田佳美用的A-540H、A-540E的組成

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-20豐田佳美用的A-540E自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)簡圖

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷表3-2豐田佳美用的A-540H、A-540E自動(dòng)變速器各擋工作元件

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷(4)拉維尼約喔(Ravigneaux)式行星齒輪自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)。該自動(dòng)變速器有兩個(gè)太陽輪，兩排行星齒輪共用一個(gè)齒圈和一個(gè)行星架。行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)提供齒輪減速、超速、直接驅(qū)動(dòng)和倒擋的組合。拉維尼約喔式行星齒輪自動(dòng)變速器如圖3-21所示。它有以下優(yōu)點(diǎn)：①

由于齒輪的接觸面積較大，轉(zhuǎn)矩加載能力增加；②

拉維尼約喔(Ravigneaux)式結(jié)構(gòu)緊湊；③

可以由大太陽輪、行星架或齒圈作為輸出元件。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-21拉維尼約喔式行星齒輪自動(dòng)變速器

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷三菱汽車公司的F4A33、W4A32和W4A33結(jié)構(gòu)簡圖如圖3-22所示，其各擋工作元件如表3-3所示。

圖3-22三菱汽車公司的F4A33、F3A32和W4A33結(jié)構(gòu)簡圖

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷表3-3三菱汽車公司的F4A33、F3A32和W4A33各擋工作元件

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷2)普通齒輪結(jié)構(gòu)式的自動(dòng)變速器普通齒輪機(jī)構(gòu)式自動(dòng)變速器的每一個(gè)擋位上都有一組離合器加以控制。離合器接合前，常嚙合齒輪空轉(zhuǎn)，結(jié)合后動(dòng)力才輸出。按軸數(shù)不同可分為：雙平行軸式和三平行軸式兩種。主要由齒輪、軸、軸承、離合器、液壓控制機(jī)構(gòu)和電子控制裝置等組成。本田A24A、S24A、MP1A、MPOA和MAXA自動(dòng)變速器用在很多本田汽車上。以三平行軸式為例，本田雅閣MPOA自動(dòng)變速器具體結(jié)構(gòu)如圖3-23所示。豐田雅閣MPOA自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)簡圖如圖3-24所示，其執(zhí)行元件見表3-4。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-23本田雅閣MPOA自動(dòng)變速器分解圖(三平行軸式)自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-24本田雅閣MPOA自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)簡圖(三平行軸式)自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷表3-4本田雅閣MPOA自動(dòng)變速器執(zhí)行元件

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷2擋：發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸→液力變矩器→輸入軸→主軸惰輪→惰軸惰輪

→副軸惰輪→副軸→2擋離合器→副軸2擋齒輪→輸出軸→驅(qū)動(dòng)齒輪。3擋：發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸→液力變矩器→輸入軸→3擋離合器→主軸3擋齒輪→惰軸3擋齒輪→輸出軸→驅(qū)動(dòng)齒輪。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷4擋：(前進(jìn)擋位時(shí)倒擋滑套將惰軸4擋齒輪與惰軸嚙合)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸→液力變矩器→輸入軸→4擋離合器→主軸4擋齒輪→惰軸4擋齒輪→倒擋滑套→輸出軸→驅(qū)動(dòng)齒輪。倒擋：(倒擋滑套將惰軸倒擋齒輪與惰軸嚙合)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸→液力變矩器→輸入軸→4擋離合器→主軸倒擋齒輪→倒擋惰輪→惰軸倒擋齒輪→倒擋滑套→輸出軸→驅(qū)動(dòng)齒輪。N擋：所有離合器均不接合，動(dòng)力不可傳遞，輸出軸處于自由回轉(zhuǎn)狀態(tài)。P擋：所有離合器均不接合，動(dòng)力不可傳遞，換擋桿帶動(dòng)駐車鎖銷將輸出軸上固裝的駐車齒輪鎖止，輸出軸及車輪不可回轉(zhuǎn)，處于鎖止?fàn)顟B(tài)。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷3.液壓控制系統(tǒng)1)液壓控制系統(tǒng)的組成液壓控制系統(tǒng)主要有液力油泵、主油路調(diào)壓閥、手控閥、節(jié)氣門閥、調(diào)速閥、換擋閥、強(qiáng)制低擋閥，另外還有冷油器、濾油器、變矩器閥、緩沖閥、限流閥、單向閥等。如圖3-25為液壓自動(dòng)換擋控制系統(tǒng)簡圖。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷2)液壓控制系統(tǒng)的構(gòu)造和工作原理(1)液力油泵。液力油泵的作用是定壓、定量地向變矩器、液壓操縱系統(tǒng)、齒輪系統(tǒng)和冷油器供油，以便完成傳動(dòng)、控制、潤滑和降溫等任務(wù)。多為同軸驅(qū)動(dòng)齒輪式內(nèi)轉(zhuǎn)子泵，在轉(zhuǎn)速為1000r/min時(shí)，其排量可達(dá)15～20L/min。液力油泵在使用時(shí)需注意的問題：①

發(fā)動(dòng)機(jī)不工作時(shí)，油泵不泵油，自動(dòng)變速器內(nèi)無控制油壓，推車啟動(dòng)時(shí)，即使在D擋或R擋上，輸出軸實(shí)際上也是空轉(zhuǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)無法啟動(dòng)；

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷②

如車輛被牽引時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)不工作，油泵也不工作，無壓力油，長距離牽引，齒輪系統(tǒng)無潤滑油磨損加劇，為此牽引距離不得超出80km，牽引速度不得高于30km/h；③

自動(dòng)變速器齒輪系統(tǒng)有故障或嚴(yán)重漏油時(shí)，牽引車輛應(yīng)將傳動(dòng)軸脫開。如是前輪驅(qū)動(dòng)的，可使前輪懸空牽引。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-25液壓自動(dòng)換擋控制系統(tǒng)簡圖

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷(2)主油路調(diào)壓閥。主油路調(diào)壓閥的作用是利用彈簧和滑閥配合，使主油路油壓(PH)穩(wěn)定，并控制在一定范圍內(nèi)(因機(jī)而異)：在前進(jìn)擋時(shí)PH為0.3～0.8MPa，怠速、高速時(shí)PH為1.2～1.4MPa，在倒擋時(shí)PH為1.6～1.8MPa。主油路油壓(PH)是控制系統(tǒng)最基本、最重要的“壓力源”。其壓力的高低決定于其彈簧的預(yù)緊力，可在殼體外進(jìn)行調(diào)節(jié)，或拆下油底殼進(jìn)行調(diào)節(jié)(因機(jī)而異)。油泵和主油路調(diào)壓閥如圖3-26所示。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-26油泵和主油路調(diào)壓閥

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷階梯式滑閥可用來接受多油路油壓的變化。使主油路油壓調(diào)節(jié)得靈敏，及時(shí)、合理滿足各工況的需要。其工作原理：因?yàn)锽的面積大于A的面積，產(chǎn)生一個(gè)油壓力差ΔF，方向向下，當(dāng)ΔF＜F(F為彈簧彈力)時(shí)，排油孔關(guān)閉不泄油；當(dāng)ΔF＞F時(shí)排油孔開始泄油，從而保證了油壓的穩(wěn)定。若在滑閥上下兩端通過手控閥分別施加兩個(gè)獨(dú)立的外來油壓，此油壓升高或降低時(shí)，主油路油壓就發(fā)生變化，滿足各工況的需要。例如：加上外油壓PD時(shí)，主油路油壓下降，即手控閥掛入D擋；加上外油壓ＰR時(shí)，主油路油壓升高，即手控閥掛入R擋。自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷(3)離合器。離合器的作用是用來連接輸入軸、中間軸、輸出軸和行星齒輪系的元件，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的傳遞。離合器是液壓控制的執(zhí)行元件，一般為多片摩擦式，它的特點(diǎn)是：徑向尺寸小，接合柔和，能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩。離合器原理如圖3-27所示。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-27離合器原理圖

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷(4)制動(dòng)器。自動(dòng)變速器中作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的制動(dòng)器常見的有帶式和濕式多片式制動(dòng)器兩種型式。制動(dòng)器的作用是將行星排中太陽輪、齒圈、行星架三個(gè)元件之一加以固定，使之不能旋轉(zhuǎn)，以產(chǎn)生不同的方向或速比。帶式制動(dòng)器原理如圖3-28所示，它主要由制動(dòng)帶、制動(dòng)鼓、油缸、活塞和調(diào)整件等組成。帶式制動(dòng)器的工作原理為通過活塞的位移，改變制動(dòng)帶的直徑使其與制動(dòng)鼓抱緊或放松。其調(diào)整點(diǎn)多在制動(dòng)帶的支撐端，可在體外調(diào)整或拆下油底殼調(diào)整。一般是把螺釘擰緊后，再退回2～3圈，即產(chǎn)生合適的帶、鼓間隙。帶式制動(dòng)器軸向尺寸小，接觸面有摩擦材料，工作的平順性差，控制油路中多配有緩沖閥。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-28帶式制動(dòng)器原理圖

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷(5)節(jié)氣門閥。節(jié)氣門閥的工作取決于節(jié)氣門的開度，即取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷。因此，節(jié)氣門閥的輸出油壓由加速踏板的位置決定。輸出油壓將引至換擋閥系統(tǒng)，自動(dòng)變速器在它們的綜合作用下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。節(jié)氣門閥的作用是產(chǎn)生與節(jié)氣門開度成正比的油壓PZ，與速控油壓PV共同控制換擋閥，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。節(jié)氣門閥按操縱方式分為機(jī)械式和真空式兩種，其原理如圖3-29、3-30所示。機(jī)械式節(jié)氣門閥是利用拉桿或拉索、凸輪、彈簧來操縱節(jié)氣閥的，節(jié)氣門開度加大，彈簧力F也加大，輸出油壓PZ就相應(yīng)地增大。該結(jié)構(gòu)工作可靠，但應(yīng)定期檢查拉桿或拉索的松緊情況。自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-29機(jī)械式節(jié)氣門閥原理圖

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-30真空式節(jié)氣門閥原理圖

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷(6)離心式調(diào)速器。離心調(diào)速器大多位于自動(dòng)變速器輸出軸。它所輸出的油壓隨輸出軸轉(zhuǎn)速(車速)的改變而變化。輸出油壓將引至換擋閥系統(tǒng)，自動(dòng)變速器在它們的綜合作用下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。離心式調(diào)速器的作用是產(chǎn)生與車速成正比的液壓(Pv)，與節(jié)氣門的液壓(Pz)共同控制換擋閥，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。從結(jié)構(gòu)上分，常見的離心式調(diào)速器有重塊式和球閥式兩種類型。重塊式離心調(diào)速器結(jié)構(gòu)如圖3-31所示，它的滑閥位于輸出軸一側(cè)。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-31重塊式離心調(diào)速器結(jié)構(gòu)

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷球閥式離心調(diào)速器如圖3-32所示，它多用于自動(dòng)變速驅(qū)動(dòng)橋中(即FF式)，離心調(diào)速器軸驅(qū)動(dòng)齒輪位于自動(dòng)變速器輸出軸上，與調(diào)速器齒輪嚙合。重塊組件套裝于調(diào)速器軸的一端，在彈簧的作用下，將各自的球閥壓緊在閥座上。當(dāng)輸出軸轉(zhuǎn)速較低時(shí)，來自主油路的壓力油克服重塊組產(chǎn)生的離心力，將球頂離閥座，壓力油被旁通至液壓系統(tǒng)油路中，離心調(diào)速器的輸出油壓不高，隨著輸出軸轉(zhuǎn)速不斷升高，重塊組產(chǎn)生足夠的離心力克服主油路油壓將球閥壓緊在閥座上。旁通油道被關(guān)閉，離心調(diào)速器的輸出油壓相應(yīng)升高。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-32球閥式離心調(diào)速器

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷(7)手控閥。手控閥的作用是提供選擋操縱手柄位置信號，控制液壓系統(tǒng)接通不同的操縱油路，使自動(dòng)變速器按照駕駛員的操縱意圖工作。手控閥結(jié)構(gòu)如圖3-33所示，選擋操縱手柄通過連桿與手控閥滑閥的一端相連。當(dāng)選擋手柄位于空擋或停車擋時(shí)，由手控閥通往操縱油路的油道被關(guān)閉，操縱油路中無油壓；若手柄位于前進(jìn)擋或其它位置時(shí)，滑閥沿閥體移動(dòng)到相應(yīng)的位置，接通操縱油路，液壓系統(tǒng)按照駕駛員選擇的擋位完成相應(yīng)的工作。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-33手控閥結(jié)構(gòu)示意圖

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷(8)換擋閥。換擋閥的作用是控制擋位油路的轉(zhuǎn)換，一個(gè)換擋閥控制兩個(gè)擋位的相互轉(zhuǎn)換。換擋閥原理如圖3-34所示，換擋閥左端接受節(jié)氣門閥的輸出油壓PZ，產(chǎn)生液壓力FZ；右端接受速控閥的輸出油壓PV,產(chǎn)生液壓力FV；彈簧力F加在左端。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-34換擋閥的原理圖

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷當(dāng)FZ＋F＞FV時(shí)，換擋閥右移，換入低速擋；當(dāng)FZ＋F＜FV時(shí)，換擋閥左移，換入高速擋；當(dāng)FZ＋F＝FV時(shí)，換擋閥處于平衡狀態(tài)，擋位不變。離合器、制動(dòng)器的油路轉(zhuǎn)換存在著“充油”和“排油”的過程，換擋閥的結(jié)構(gòu)如圖3-35所示的結(jié)構(gòu)，可見，執(zhí)行元件的充油和排油都要經(jīng)過換擋閥。兩速式自動(dòng)變速器需要一個(gè)換擋閥，三速式需要兩個(gè)換擋閥，四速式需要三個(gè)換擋閥，即：Ⅰ←→Ⅱ，Ⅱ←→

Ⅲ，Ⅲ←→Ⅳ。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-35換擋閥的結(jié)構(gòu)簡圖

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷(9)強(qiáng)制降擋閥。強(qiáng)制降擋閥是一個(gè)油路轉(zhuǎn)換閥，通過加大換擋閥左端的控制油壓，快速換入低速擋，及時(shí)增大牽引力，改善使用性能，在短時(shí)間內(nèi)起強(qiáng)烈的加速作用。該閥由加速踏板控制。控制方式有兩種：機(jī)械式和電磁閥式。兩者都是利用加速踏板來控制一條油路，對換擋閥的左端施加一個(gè)附加油壓，強(qiáng)制使換擋閥右移，換入低速擋。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷(10)變矩器閥。變矩器閥又叫二次調(diào)壓閥，是一個(gè)簡單的減壓閥。它與主油相通，不受手控閥的控制。其作用如下：①

控制變矩器的油壓在0.4MPa左右，以保證大流量、大負(fù)荷工況的傳力需要；②

把油液送到冷卻器進(jìn)行降溫，將油溫控制在80～90℃，油壓不超過0.2MPa，由單向節(jié)流閥控制；③

擔(dān)負(fù)各運(yùn)動(dòng)部件的壓力潤滑，節(jié)流后的油壓為0.2MPa。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷4.自動(dòng)變速器電控系統(tǒng)1)自動(dòng)變速器電控系統(tǒng)的組成、功用及工作原理自動(dòng)變速器的電控系統(tǒng)的組成如圖3-36所示，它由傳感器，控制單元(TCU)和執(zhí)行器三部分組成。電控裝置的作用：在換擋控制方面用電信號代替油壓信號，用微機(jī)處理代替換擋閥進(jìn)行換擋控制，可實(shí)現(xiàn)換擋規(guī)律的最佳控制，使換擋及時(shí)、準(zhǔn)確，更好地適應(yīng)汽車的行駛要求，有利于改善發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況，獲得最佳的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性以及較好地降低排放污染。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-36自動(dòng)變速器電控系統(tǒng)的組成

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷傳感器包括：節(jié)氣門位置傳感器(TPS)、1號車速傳感器(反映發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速)、2號車速傳感器(反映汽車行駛速度)、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器、自動(dòng)變速器油溫度傳感器(部分自動(dòng)變速器內(nèi)有)等。電控系統(tǒng)中還有許多開關(guān)：如空擋啟動(dòng)開關(guān)(NSW)、超速擋(O/D擋)開關(guān)、行駛模式選擇開關(guān)(包括經(jīng)濟(jì)模式開關(guān)、運(yùn)動(dòng)模式開關(guān)、雪地駕駛開關(guān)、巡航電控開關(guān))、強(qiáng)制降擋開關(guān)及制動(dòng)燈開關(guān)等。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷執(zhí)行器則是由各種功用的電磁閥組成。汽車自動(dòng)變速器中采用2～8個(gè)電磁閥。最常用的電磁閥有1號、2號換擋電磁閥、鎖止離合器電磁閥、主油壓控制電磁閥等。車型不同，傳感器的數(shù)量、電控開關(guān)數(shù)量以及電磁閥的數(shù)量也不相同。但傳感器的性能指標(biāo)，例如精度、響應(yīng)特性、可靠性、耐久性、適應(yīng)性等必須滿足要求。圖3-37為自動(dòng)變速器電控系統(tǒng)的元件布置圖。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷2)自動(dòng)變速器電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理(1)傳感器的結(jié)構(gòu)與原理。①

節(jié)氣門位置傳感器。節(jié)氣門位置傳感器是將節(jié)氣門開啟角度轉(zhuǎn)換為電壓信號送至電子控制裝置，作為決定換擋點(diǎn)和變矩器鎖止機(jī)構(gòu)的基本信號之一，按其結(jié)構(gòu)形式可分為直接型和間接型兩種。直接型節(jié)氣門位置傳感器如圖3-38所示。間接型節(jié)氣門位置傳感器如圖3-39所示。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-37自動(dòng)變速器電控元件布置圖(a)發(fā)動(dòng)機(jī)室內(nèi)元件位置；(b)駕駛室內(nèi)控制裝置

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-38直接型節(jié)氣門位置傳感器

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-39間接型節(jié)氣門位置傳感器

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷②

車速傳感器。電控自動(dòng)變速器取消了離心調(diào)速器，利用車速傳感器提供速度信號。常見的車速傳感器有兩種類型。一種是安裝在自動(dòng)變速器殼體上的舌簧開關(guān)常開的舌簧開關(guān)式車速傳感器，如圖3-40所示。另一種纏繞在磁芯上的電磁線圈式車速傳感器，如圖3-41所示，它的位置相對于自動(dòng)變速器輸出軸或速度表蝸桿旋轉(zhuǎn)一周，該線圈將產(chǎn)生交變電壓。電子控制單元以產(chǎn)生交變電壓的頻率為依據(jù)確定行駛速度。電控自動(dòng)變速器一般有兩個(gè)車速傳感器。電控單元通常采用自動(dòng)變速器上的2號車速傳感器發(fā)出的信號，而1號傳感器(大多數(shù)位于儀表板速度表后方)則作為備用件。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-40舌簧開關(guān)式車速傳感器

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-41電磁線圈式車速傳感器

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷③

空擋啟動(dòng)開關(guān)。空擋啟動(dòng)開關(guān)及其電路如圖3-42所示，它是一個(gè)多功能開關(guān)，通過多個(gè)接頭與電控單元相連，將選擋操縱手柄信號送至電控單元。具體功能如下：確保只有當(dāng)選擋操縱手柄位于P位或N位時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)才能啟動(dòng)；當(dāng)操縱手柄位于D位，自動(dòng)變速器可由1擋按順序升至高擋；當(dāng)操縱手柄位于2位時(shí)，允許自動(dòng)變速器從3擋降至1擋，或由1擋升至2擋；當(dāng)操縱手柄位于1位時(shí)，自動(dòng)變速器被鎖止在1擋；當(dāng)操縱手柄位于R位時(shí)，自動(dòng)變速器接通倒車燈。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-42空擋啟動(dòng)開關(guān)及其電路(a)空擋啟動(dòng)開關(guān)；(b)空擋啟動(dòng)開關(guān)電路

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷④

行駛模式選擇開關(guān)。行駛模式選擇開關(guān)位于儀表板或選擋操縱手柄支架附近。其主要有如下一些型式。a.經(jīng)濟(jì)行駛模式(Economymode簡稱E或ECO)。選擇了經(jīng)濟(jì)行駛模式就選擇了節(jié)油的工況，自動(dòng)變速器內(nèi)的離合器和制動(dòng)器按照省油的原則，自動(dòng)地轉(zhuǎn)換3擋或4擋。b.跑車擋模式(Sport簡稱S)。選擇了跑車擋模式，提高了自動(dòng)變速器的換擋點(diǎn)，使汽車動(dòng)力性能得到充分發(fā)揮。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷c.動(dòng)力行駛模式(Powermode)。選擇動(dòng)力行駛模式，電控單元將推遲升擋時(shí)間，即只有在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和節(jié)氣門開度均較高的情況下才能升擋。同時(shí)，自動(dòng)變速器降擋時(shí)間提前。當(dāng)汽車在山區(qū)路段行駛或帶有拖車時(shí)適合選用這種模式。d.正常駕駛模式(Normal)。選擇了該模式就恢復(fù)了自動(dòng)變速器在D位上的正常工作。e.冬季駕駛模式(Winter)。在冰雪道路上，為防止汽車在光滑路面上起步時(shí)打滑，選擇冬季駕駛模式，汽車在3擋起步，這樣可以避免驅(qū)動(dòng)力大于附著力而造成的驅(qū)動(dòng)車輪原地打滑的現(xiàn)象。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷⑤

超速擋開關(guān)(O/D開關(guān))。超速擋開關(guān)一般設(shè)在換擋桿手柄上，超速切斷指示燈安裝在組合儀表板上，超速擋開關(guān)和超速擋切斷指示燈的工作情況如圖3-43所示。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-43超速擋開關(guān)和超速擋切斷指示燈的工作情況

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷⑥

制動(dòng)燈開關(guān)。制動(dòng)燈開關(guān)位于制動(dòng)踏板支架上，它的主要作用是在駕駛員踩下制動(dòng)踏板后自動(dòng)接通制動(dòng)燈，同時(shí)確保液力變矩器鎖止離合器處于分離狀態(tài)，避免出現(xiàn)“失速”現(xiàn)象。⑦

巡航電控開關(guān)(或巡航電控裝置)。該裝置在工作時(shí)向自動(dòng)變速器的電控裝置傳遞在相應(yīng)車速下控制超速擋工作的輸入信號。當(dāng)巡航電控裝置工作，汽車以超速擋行駛，若車速降到低于設(shè)定車速約4km／h時(shí)，超速擋關(guān)閉，以防車速進(jìn)一步下降。一旦超過了巡航電控裝置設(shè)定的車速，重新恢復(fù)超速擋。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷⑧

強(qiáng)制降擋開關(guān)。它位于加速踏板下邊，控制從4擋強(qiáng)制降到3擋，超車時(shí)使用。超車時(shí)前車讓位不減速，踩下強(qiáng)制降擋開關(guān)，汽車強(qiáng)制從4擋降到3擋，原有的慣性力還在，降擋又增加了轉(zhuǎn)矩，牽引力大于行駛阻力，使汽車超速前進(jìn)。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷(2)自動(dòng)變速器電控單元(TCU)。①控制換擋時(shí)刻。控制單元存有各種程序。在選擋操縱手柄位置確定的情況下，控制單元根據(jù)傳感器的輸出信號，按照相應(yīng)換擋程序控制電磁閥的通、斷。由于采用與標(biāo)準(zhǔn)信號對比的方法，盡可能地減少了干擾因素，因此能夠更為精確地掌握換擋時(shí)機(jī)。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷②

控制超速行駛。只有當(dāng)選擋操縱手柄位于D位且超速開關(guān)打開時(shí)，汽車才有可能升入超速擋。當(dāng)汽車以巡航方式在超速擋行駛時(shí)，若實(shí)際行駛車速低于設(shè)定車速4km／h以上，巡航控制單元將向電控單元發(fā)出信號，要求自動(dòng)退出超速擋。這種控制功能還可以防止自動(dòng)變速器在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度低于60℃時(shí)進(jìn)入超速擋工作。③

控制鎖止離合器。電控單元存有在不同行駛模式下控制鎖止離合器工作的程序。根據(jù)車速傳感器和節(jié)氣門位置傳感器發(fā)出的信號，電控單元可以控制鎖止電磁閥的開和關(guān)，從而控制鎖止離合器的接合與分離。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷④

控制換擋品質(zhì)。在換擋時(shí)，電控單元發(fā)出延遲發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火的信號，通過控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩保證換擋平順。別外，電控單元還可以通過調(diào)壓電磁閥調(diào)節(jié)行星齒輪機(jī)構(gòu)的工作壓力，使執(zhí)行元件柔和地接合，進(jìn)一步提高換擋品質(zhì)。⑤

自我診斷。當(dāng)電控系統(tǒng)的元件發(fā)生故障時(shí)，電控單元將故障信息儲存起來，即使發(fā)動(dòng)機(jī)熄火也不會消失?？衫贸贀蹰_關(guān)指示燈或?qū)Ｓ脵z測儀，從診斷接頭處讀出故障碼，找到發(fā)生故障的部位。故障排除后，必須通過特定的程序來清除故障碼。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷⑥

失效保護(hù)功能。電控系統(tǒng)的電磁閥和車速傳感器都具有備用功能。在電控系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況下配合手動(dòng)換擋機(jī)構(gòu)使車輛繼續(xù)行駛。例如克萊斯勒A-604自動(dòng)變速器，當(dāng)其電控系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，電控單元自動(dòng)切斷電子控制回路，汽車被限制在一定車速范圍內(nèi)(通常是2擋)行駛，不能升降擋。由此可見，電控單元安全、可靠的工作是保證自動(dòng)變速器正常工作的前提條件。因此，電控單元必須安裝在干凈、通風(fēng)良好的地方。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷(3)電控自動(dòng)變速器的執(zhí)行器。①

按電磁閥控制形式分類。間接控制方式：電磁閥裝在控制閥上，絕大部分自動(dòng)變速器采用這種方式。直接控制方式：電磁閥位于行星齒輪系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的油路中，直接控制通向執(zhí)行元件的自動(dòng)變速器油。只有少數(shù)幾種自動(dòng)變速器采用這種方式，如本田車和后輪驅(qū)動(dòng)的日產(chǎn)車。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷②

按電磁閥作用不同分類。一般分為三類，即換擋電磁閥、鎖止電磁閥和調(diào)壓電磁閥。a.換擋電磁閥。TCU控制換擋電磁閥負(fù)極接通的時(shí)間。根據(jù)2號車速傳感器，節(jié)氣門位置傳感器的信號(升入超速擋時(shí)還需參考發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器和自動(dòng)變速器油溫度傳感器的信號)接通負(fù)極后，電磁閥通電，執(zhí)行油壓便經(jīng)換擋電磁閥作用在換擋閥上，進(jìn)而接通換擋閥的油路，使離合器和制動(dòng)器工作，從而完成換擋工作。b.調(diào)壓電磁閥。在一些電子控制自動(dòng)變速器中，主油路油壓可用脈沖式電磁閥控制，脈沖式電磁閥的結(jié)構(gòu)如圖3-44所示。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-44脈沖式電磁閥的結(jié)構(gòu)(a)普通脈沖式電磁閥；(b)滑閥式脈沖電磁閥

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-45脈沖式電磁閥的信號(a)占空比的定義；(b)占空比與液壓

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷主油壓電磁閥是通過對節(jié)氣門油壓的控制，進(jìn)而完成對主油壓和換擋時(shí)機(jī)的控制。一部分控制油壓通過節(jié)流孔形成節(jié)氣門油壓。主油壓電磁閥則是以通斷頻率50Hz(每秒50次)來調(diào)節(jié)節(jié)氣門油壓，具體的通斷頻率是根據(jù)TCU的指令，即循環(huán)斷電比來進(jìn)行調(diào)節(jié)的。隨著節(jié)氣門開度的增大和減小,斷電比在20%～90%間進(jìn)行變化。節(jié)氣門開度增大時(shí)，斷電比增大，泄油量減少，節(jié)氣門油壓較高；節(jié)氣門開度減少時(shí)，斷電比減少，泄油量增多，節(jié)氣門油壓較低。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷形成節(jié)氣門油壓后，再作用在主調(diào)壓閥調(diào)壓彈簧一側(cè)，形成反饋調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)控制的油壓為調(diào)節(jié)主油壓，實(shí)現(xiàn)了對主油壓的再控制。經(jīng)主油壓電磁閥調(diào)節(jié)后的節(jié)氣門油壓作用在執(zhí)行機(jī)構(gòu)，即換擋閥有附加彈簧的一側(cè)，參與換擋時(shí)機(jī)的控制。TCU通過對主油壓電磁閥的控制，得到更加精確的節(jié)氣門油壓，再以油壓控制相應(yīng)擋位上離合器的動(dòng)作。經(jīng)主油壓電磁閥調(diào)節(jié)過的換擋時(shí)的油壓，較液壓控制自動(dòng)變速器要小，這樣可減少換擋時(shí)的沖擊，提高換擋品質(zhì)。適當(dāng)降低主油壓，還可降低油泵負(fù)荷，減少發(fā)動(dòng)機(jī)油耗。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷自動(dòng)變速器油溫度較低時(shí)，油液粘度較大。當(dāng)自動(dòng)變速器溫度低于60℃時(shí)，主油壓電磁閥根據(jù)TCU的指令提高節(jié)氣門油壓，進(jìn)而將調(diào)節(jié)主油壓，并將其控制在比常用油壓偏低的狀態(tài)，使自動(dòng)變速器不能升入4擋(速控油壓大于節(jié)氣門油壓和附加彈簧時(shí)，自動(dòng)變速器才能升擋)。

c.鎖止電磁閥。鎖止電磁閥是通過對執(zhí)行油壓進(jìn)行控制，以提高乘坐的舒適性。典型的鎖止電磁閥如圖3-46所示。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-46典型的鎖止電磁閥

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷在鎖止電磁閥被TCU接通負(fù)極后，通斷頻率可達(dá)到50?Hz，通過對鎖止離合器(TCC)的控制，即對鎖止電磁閥通斷頻率的控制，從而達(dá)到控制變矩器鎖止油壓的目的。當(dāng)TCU接通鎖止電磁閥的接地回路時(shí)，鎖止離合器壓盤與變矩器殼之間自動(dòng)變速器油被排出，來自第二調(diào)壓閥的鎖止離合器接合油壓，壓緊鎖止離合器壓盤與變矩器殼之間的接觸，鎖止電磁閥通過在鎖止過程中通斷頻率的控制，和第二調(diào)壓閥及鎖止離合器的其余閥的控制，來提高鎖止離合器接合的平穩(wěn)性。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷③

按電磁閥通斷形式分類。所謂按通斷形式分類，就是根據(jù)TCU在沒有發(fā)出指令前(接通負(fù)極)電磁閥是否保持暢通，分為常開式和常閉式兩種。常閉式(正向蓄電池電壓)：沒接上負(fù)極前應(yīng)保證完全密封；接上負(fù)極動(dòng)作時(shí)，電磁閥柱塞離開閥座，打開泄油孔，主油路油壓降低。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷常開式(反向蓄電池電壓)：在沒接上負(fù)極前，即電磁沒有動(dòng)作時(shí)，柱塞離開滑座，打開泄油孔，主油路壓力降低；電磁閥接上負(fù)極時(shí)，柱塞關(guān)閉泄油孔，應(yīng)保證完全密封。一些早期生產(chǎn)的自動(dòng)變速器和一些微型汽車的自動(dòng)變速器上只有1個(gè)電磁閥。而德國大眾公司、美國通用汽車公司和福特公司等生產(chǎn)的一些自動(dòng)變速器上最多的裝有8個(gè)電磁閥。如果自動(dòng)變速器上只有1個(gè)電磁閥，該電磁閥則有兩種可能，即自動(dòng)變速器3擋和4擋的換擋電磁閥或變矩器的鎖止電磁閥。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷拆下該電磁閥，在沒有電壓情況下，用嘴吹油路接頭，根據(jù)氣流暢通與否可分辯出是哪種電磁閥，氣流暢通的是鎖止電磁閥，氣流不暢通的是換擋電磁閥。電磁閥在自動(dòng)變速器液壓控制閥中的安裝位置，因自動(dòng)變速器型式不同而有所差異，下面以常見的裝有4個(gè)、5個(gè)和7個(gè)電磁閥的自動(dòng)變速器為例，說明其在液壓控制閥中的安裝位置。圖3-47為4個(gè)電磁閥在自動(dòng)變速器液壓控制閥的中的位置圖。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-474個(gè)電磁閥在自動(dòng)變速器液壓控制閥中的位置圖

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-485個(gè)電磁閥在自動(dòng)變速器液壓控制閥中的位置圖

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-497個(gè)電磁閥在自動(dòng)變速器液壓控制閥中的位置圖

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷3)自動(dòng)變速器電控系統(tǒng)的失效保護(hù)功能(1)TCU的失效保護(hù)功能。電子控制單元(TCU)因接口接觸不良、發(fā)生腐蝕或其它故障，導(dǎo)致電阻值增大，造成控制單元電源電壓不足；或者測出自動(dòng)變速器有故障，如離合器或制動(dòng)器打滑，主油壓或其它油壓因內(nèi)部泄漏而導(dǎo)致油壓下降。TCU便會采取自我保護(hù)措施，自動(dòng)切斷電子控制回路，于是自動(dòng)變速器只有P擋、N擋、R擋和2擋，不能升降擋。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷(2)傳感器的失效保護(hù)功能。節(jié)氣門位置傳感器出現(xiàn)故障，TCU根據(jù)怠速開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行控制。怠速開關(guān)斷開時(shí)(加速板踩下)按節(jié)氣門開度的1/2進(jìn)行控制。怠速開關(guān)閉合時(shí)(加速踏板放松)按節(jié)氣門完全關(guān)閉進(jìn)行控制。2號車速傳感器的失效保護(hù)。部分汽車自動(dòng)變速器的1號車速傳感器有一根線通TCU，作為備用線路，在2號車速傳感器失效后，投入工作，自動(dòng)變速器仍可自動(dòng)換擋，但有些汽車自動(dòng)變速器的1號車速傳感器只負(fù)責(zé)里程表。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷當(dāng)車速傳感器發(fā)生故障后，TCU無法進(jìn)行自動(dòng)換擋控制，于是可能出現(xiàn)兩種不同的失效保護(hù)方法。①

大部分汽車的自動(dòng)變速器按換擋手柄位置決定擋位；②

另有部分汽車的自動(dòng)變速器無論換擋桿在任何前進(jìn)擋位都固定在1擋。輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器的失效保護(hù)。部分高擋汽車裝有輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器、扭力轉(zhuǎn)換電磁閥及扭力轉(zhuǎn)換緩沖電磁閥。當(dāng)輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)生故障時(shí)，扭力轉(zhuǎn)換電磁閥及扭力轉(zhuǎn)換緩沖電磁閥失去控制，此時(shí)換擋沖擊有所增大。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷(3)執(zhí)行器的失效保護(hù)功能。換擋電磁閥失效后，有兩種不同的保護(hù)措施：部分汽車自動(dòng)變速器只要有一個(gè)換擋電磁閥發(fā)生故障，即停止所有換擋電磁閥的工作，汽車在前進(jìn)方向上只有一個(gè)固定的2擋；另外有些汽車的自動(dòng)變速器，當(dāng)一個(gè)換擋電磁閥發(fā)生故障后，TCU仍可控制其它換擋電磁閥工作，除了發(fā)生故障的該電磁閥所負(fù)責(zé)的擋位不工作外，其余的擋位仍可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。鎖止離合器電磁閥的失效保護(hù)。鎖止離合器電磁閥失效后，TCU停止對液力變矩器內(nèi)鎖止離合器的控制，使鎖止離合器始終處于分離狀態(tài)。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷5.冷卻裝置和濾清器(1)冷卻裝置的作用。自動(dòng)變速器油溫以保持在80～90℃為最佳。但自動(dòng)變速器油在傳力過程中，因沖擊和摩擦生熱(離合器、制動(dòng)器結(jié)合時(shí)表面工作溫度通常在200℃左右)溫度會不斷升高。溫度升高會降低傳動(dòng)效率。利用冷卻器使自動(dòng)變速器油保持在正常溫度。(2)自動(dòng)變速器油濾清器的作用。它可以將工作中產(chǎn)生的金屬或非金磨料及時(shí)分離，以延長元件的使用壽命。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷3.1.4故障診斷與檢修1.自動(dòng)變速器的基礎(chǔ)檢查1)檢查和更換自動(dòng)變速器油(1)檢查油位。檢查油位的正確步驟是：①

發(fā)動(dòng)機(jī)和自動(dòng)變速器達(dá)到正常的工作溫度(T＝70～80℃)；②

車輛停平，拉上駐車制動(dòng)，在N擋啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)；

③

使發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，將手柄依次推入所有擋位，并在各擋位停留片刻。最后推至Ｐ擋；④

從自動(dòng)變速器加油管中拉出油尺，擦拭干凈，插入原位；⑤

拉出油尺檢查油位。(W：正常工作溫度標(biāo)準(zhǔn)范圍；HOT：溫度過熱范圍；COLD：溫度過冷范圍)。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷(2)檢查自動(dòng)變速器油品質(zhì)。判斷自動(dòng)變速器油的品質(zhì)可以從顏色、氣味和是否含有雜質(zhì)等方面入手。自動(dòng)變速器油的顏色應(yīng)當(dāng)是鮮紅色。但是某些Dexron-Ⅱ型自動(dòng)變速器油在使用初期顏色會變暗，這是正?，F(xiàn)象。如果呈棕色或黑色，說明油液中含有燒蝕的摩擦材料等大量雜質(zhì)。若油液呈紅色或白色，表明發(fā)動(dòng)機(jī)散熱器的油冷卻器出現(xiàn)泄漏冷卻液的故障。合格的自動(dòng)變速器油應(yīng)該有類似新機(jī)油的氣味。燒焦的味道意味著執(zhí)行元件打滑或自動(dòng)變速器過熱。如果有清漆味則說明油液氧化或變質(zhì)。若油液帶有泡沫，可能是由于油泵進(jìn)油道滲入空氣而造成的。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷(3)更換自動(dòng)變速器油。自動(dòng)變速器油主要存在于油底殼、液力變矩器、執(zhí)行元件油缸及油道當(dāng)中。在常規(guī)維護(hù)時(shí)通常只換油底殼的油液。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷2)檢查和調(diào)整節(jié)氣門連桿機(jī)構(gòu)節(jié)氣門連桿機(jī)構(gòu)位于節(jié)氣門與節(jié)氣門閥之間，傳遞節(jié)氣門開度信號，控制節(jié)氣門閥的輸出油壓。如果節(jié)氣門連桿機(jī)構(gòu)不能提供正確反映發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的信號，會造成換擋點(diǎn)不符合自動(dòng)換擋規(guī)律的故障，換擋品質(zhì)也將受到影響。節(jié)氣門閥有機(jī)械式和真空式兩種類型。機(jī)械式主要調(diào)整節(jié)氣門拉線(索)，如圖3-50所示；真空式還要檢查真空調(diào)節(jié)器。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-50機(jī)械式節(jié)氣門拉線的調(diào)整自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷3)檢查和調(diào)整手控連桿機(jī)構(gòu)檢查和調(diào)整手控連桿機(jī)構(gòu)的重點(diǎn)部位是手控連桿機(jī)構(gòu)位于自動(dòng)變速器殼體外的部分。調(diào)整步驟如下：①

舉起汽車；②

選擋操縱手柄推至P位，然后轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸，如果驅(qū)動(dòng)軸無法轉(zhuǎn)動(dòng)，說明手控連桿機(jī)構(gòu)工作可靠，如果驅(qū)動(dòng)軸可以被轉(zhuǎn)動(dòng)，表明手控連桿機(jī)構(gòu)需要進(jìn)行調(diào)整；③

找到手控連桿機(jī)構(gòu)的調(diào)整部位，將其放松；

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷④

調(diào)整手控連桿機(jī)構(gòu)，然后將調(diào)整部位擰緊；⑤

重復(fù)步驟②，檢查驅(qū)動(dòng)軸是否已可靠鎖止；⑥

采取可靠的行車制動(dòng)；⑦

將選擋操縱手柄推至各個(gè)擋位，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，如果發(fā)動(dòng)機(jī)只有在N擋位或P擋位才能啟動(dòng)，說明空擋啟動(dòng)開關(guān)工作正常，否則需要檢查空擋啟動(dòng)開關(guān)。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷4)調(diào)整制動(dòng)間隙制動(dòng)間隙的調(diào)整有內(nèi)部調(diào)整和外部調(diào)整兩種方式，調(diào)整原理基本相同。先將制動(dòng)帶支承座上的調(diào)整螺釘旋入，完全消除制動(dòng)間隙，再旋出若干圈，使制動(dòng)間隙調(diào)整到規(guī)定范圍。(一般內(nèi)部調(diào)整為旋出2.5圈；外部調(diào)整為旋出3.5圈)自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷5)檢查發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不同型號發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速轉(zhuǎn)速各不相同，怠速過高會造成換擋沖擊，當(dāng)汽車換至前進(jìn)擋時(shí)，車輛出現(xiàn)蠕動(dòng)現(xiàn)象。如果怠速過低，當(dāng)選擋操縱手柄從N位或P位換到其它位置時(shí)，車身將振動(dòng)，甚至熄火，因此必須檢查發(fā)動(dòng)機(jī)怠速。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷2.自動(dòng)變速器的檢修1)檢修程序自動(dòng)變速器檢修程序可分為兩類：一類應(yīng)用于液控自動(dòng)變速器，另一類應(yīng)用于電控自動(dòng)變速器。(1)液控自動(dòng)變速器的檢修程序?yàn)椋孩?/p>

初步檢查；②

失速試驗(yàn)；③

時(shí)滯試驗(yàn)；④

道路試驗(yàn)；⑤

液壓試驗(yàn)；⑥

主要零部件檢修。(2)電控自動(dòng)變速器的檢修程序?yàn)椋孩?/p>

初步檢查；②

讀取故障碼；③

手動(dòng)換擋試驗(yàn)；④

機(jī)械系統(tǒng)試驗(yàn)(同液控自動(dòng)變速器的②～⑤項(xiàng))；⑤

電控系統(tǒng)檢查；⑥

故障診斷表；⑦

車上修理與車下修理。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷2)自動(dòng)變速器的檢驗(yàn)檢驗(yàn)的目的是為了發(fā)現(xiàn)故障部位，以確定修理方法。(1)失速試驗(yàn)。失速試驗(yàn)?zāi)康氖菣z查發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的大小，變矩器性能的好壞(主要是導(dǎo)輪)和自動(dòng)變速器的離合器和制動(dòng)器是否打滑。失速試驗(yàn)的方法及步驟如圖3-51所示。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-51失速試驗(yàn)的方法及步驟

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷①

用手制動(dòng)和腳制動(dòng)將車輪制動(dòng)，并用三角木固定前后輪。②

手柄分別處在D擋或R擋的位置。③

油溫應(yīng)在正常狀態(tài)50～80℃。④

發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，猛踩一腳加速踏板，使節(jié)氣門全開，時(shí)間不超過5s，試驗(yàn)次數(shù)不多于3次。⑤讀出發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速值，該轉(zhuǎn)速叫失速轉(zhuǎn)速，一般為2000r/min左右，如豐田A-340E、A-341E、A-342E自動(dòng)變速器與1UZ-FE發(fā)動(dòng)機(jī)配用時(shí)，其失速轉(zhuǎn)速為2200±150r/min。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷失速試驗(yàn)后性能分析如下。①

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速約為2000r/min時(shí)為正常狀態(tài)。②

當(dāng)D擋和R擋轉(zhuǎn)速相同，且低于規(guī)定值時(shí)，說明發(fā)動(dòng)機(jī)功率不足，如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于規(guī)定值但高于600r/min時(shí)，說明液力變矩器導(dǎo)輪的單向離合器有打滑現(xiàn)象。③

當(dāng)D擋和R擋轉(zhuǎn)速相同，都超過規(guī)定值時(shí)，說明油泵油壓過低、油量不足、油質(zhì)過差、主油路壓力過低等原因，造成離合器和制動(dòng)器打滑；如果轉(zhuǎn)速過高，高于規(guī)定值500r/min以上，可能是液力變矩器損壞失效(葉片損壞)。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷④

在D擋高于規(guī)定值，說明在D擋位下工作的離合器或制動(dòng)器打滑，控制油壓過低，油泵或主調(diào)壓閥故障。⑤

在R擋高于規(guī)定值，說明在R擋位下工作的離合器或制動(dòng)器打滑，控制油壓過低，油泵或主調(diào)壓閥故障。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷(2)時(shí)滯試驗(yàn)。時(shí)滯試驗(yàn)的目的是進(jìn)一步檢查離合器、制動(dòng)器磨損情況和控制油壓是否正常。時(shí)滯試驗(yàn)的方法及步驟如圖3-52所示。①

手柄在N擋位置，拉緊手制動(dòng)和踩下腳制動(dòng)，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，檢查發(fā)動(dòng)機(jī)怠速，使發(fā)動(dòng)機(jī)保持怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，油溫正常。②

分別從N擋換入D擋和R擋，間隔時(shí)間一分鐘，以便使離合器、制動(dòng)器恢復(fù)全開狀態(tài)。③用秒表測量有振動(dòng)感時(shí)經(jīng)歷時(shí)間(換擋沖擊)。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-52時(shí)滯試驗(yàn)的方法及步驟

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷時(shí)滯試驗(yàn)后性能分析：標(biāo)準(zhǔn)值：N→D，1.2s；N→R，1.6s。①

時(shí)滯過長，片間和帶鼓間隙過大或控制油壓過低；②

時(shí)滯過短，片間和帶鼓間隙調(diào)整不當(dāng)或控制油壓過高；③

每次試驗(yàn)間隔時(shí)間為1min，取三次平均值為據(jù)。(3)液壓試驗(yàn)。液壓試驗(yàn)的目的是測量控制管路中的液壓，用來判斷各種泵、閥的工作性能的好壞，以便調(diào)整或換件修理。液壓試驗(yàn)的方法及步驟如圖3-53所示。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷圖3-53液壓試驗(yàn)的方法及步驟

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷多為主油路油壓、速控閥油壓、節(jié)氣門閥油壓、R擋制動(dòng)器油壓等。一般在殼體上有各自的測壓孔，多少因機(jī)而異。以主油路油壓PH的試驗(yàn)方法為例。①

關(guān)掉發(fā)動(dòng)機(jī)，從主油路測壓口拆下壓力油堵，壓力油堵位置因車而異。②

將油壓表安裝在主油路測壓口上，拉緊手制動(dòng)，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，達(dá)到正常油溫(50～80℃)。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷③

在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速和失速時(shí)的每一換擋模式下，將換擋桿放在指定的位置并檢查主油路壓力。油壓因機(jī)而異，在前進(jìn)擋時(shí)PH為0.3～0.8MPa；怠速、高速時(shí)PH為1.2～1.4MPa;在倒擋時(shí)PH為1.6～1.8MPa。④

發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，將換擋桿放在指定的擋位，記錄主油路壓力。主油路壓力值與維修手冊的標(biāo)準(zhǔn)值比較，壓力值應(yīng)在規(guī)范值內(nèi)。豐田A-340E、A-341E、A-342E自動(dòng)變速器的主油路壓力值如表3-5所示。

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷表3-5豐田A-340E、A-341E、A-342E自動(dòng)變速器的主油路壓力值

自動(dòng)變速器典型汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理與故障診斷⑤

為了檢查液力變矩器失速時(shí)的主油路壓力，應(yīng)完全踩下制動(dòng)踏板。選擇正確的換擋模式，將換擋桿放在D擋。完全踩下加速踏板不要超過5s，否則，可能損壞變速器，記錄主油路壓力。在兩次測試之間，必須將換擋桿放在N擋，讓發(fā)動(dòng)機(jī)在1200r/min