论文部分内容阅读
摘 要：本文简要介绍汽车自动变速器（AT）的组成和原理，叙述了自动变速器各档位的使用，自动变速器日常检测及维护。
关键词：自动变速器；使用与维护
引言
随着我国汽车工业的快速发展，轿车越来越多地进入家庭，汽车驾驶逐渐向着非职业化方向发展，自动变速器的使用也越来越被人们青睐。自动变速器可根据发动机负荷和车速工况的变化自动变换传动系统的传动比，具有操纵简单、乘坐舒适、动力性和经济性较好的特点。目前使用的自动变速器有多种形式，而液力机械式自动变速器仍较为普遍。本文对此类自动变速器进行介绍，以便使用户能正确使用和维护自动变速器。
1. 自动变速器的组成及原理
现代汽车的自动变速器（AT）由动力传递系统、液压控制系统和电控系统组成，其中动力传递系统包括液力变扭器、行星齿轮传动机构；液压控制系统包括阀体、油泵及冷却润滑系统；电子控制系统包括有关的传感器、控制器及速比电磁阀、油压电磁阀、锁止电磁阀、缓冲电磁阀等执行器。
1.1 液力变扭器的组成
液力变矩器主要由可旋转的泵轮和涡轮以及固定不动的导轮三个元件组成。泵轮与变矩器壳体连成一体，其内部径向装有许多扭曲的叶片，叶片内缘则装有让变速器油液平滑流过的导环。变矩器壳体与曲轴后端的驱动盘相连接。涡轮上也装有许多叶片。但涡轮叶片的扭曲方向与泵轮叶片的扭曲的方向相反。涡轮中心花键孔与变速器输入轴相联，涡轮通过花键装在变速器的输入轴上，泵轮叶片与涡轮叶片相对安置，中间有3～4mm的间隙。导轮位于泵轮与涡轮之间，通过单向自由轮安装在与变速器壳体连接的导管轴上。它也是由许多扭曲叶片组成。
1.2 行星齿轮变速机构
1.2.1单排行星齿轮机构的组成及工作原理
行星齿轮为轴转式齿轮系统，与定轴式齿轮系统一样，也可以变速、变矩。它由太阳轮或称为中心轮、行星齿轮、行星齿轮架（通常简称为行星架）、齿圈等组成，通过固定或连结其中的一个或多个构件来实现不同的传动比。如对太阳轮固定，齿圈和行星架分别为主动和从动；齿圈固定，太阳轮和行星架分别为主动和从动；行星架固定，太阳轮和齿圈分别为主动和从动（主从转向相反）；三元件中任意两元件结合为一体，传动比为1；这样共形成7个不同的传动比。
1.2.2复合式行星齿轮机构
单排行星齿轮机构尽管能提供7个不同的传动比，但“有效”传动比数目是有限的。为了获得较多的档位数，可采用多排行星齿轮机构，即复合式行星齿轮机构。现代汽车自动变速器中广泛采用的复合式行星齿轮机构类型有：辛普森式、拉威挪式和串联式。
辛普森式：其特点是由两排行星齿轮机构共用一个太阳轮组成的复合式行星齿轮机构，可以获得3个前进档和1个倒档，在此基础上加上一个超速行星排实现超速档。日本丰田汽车配用的自动变速器大多采用这种结构。
拉威挪式：其特点是两排行星齿轮机构共用一个齿圈和一个行星架。行星架上的长行星轮与前排行星齿轮机构的大太阳轮啮合，同时还与后排行星齿轮机构的短行星轮相啮合。短行星轮还与小太阳轮啮合。可以组成3个前进档和1个倒档的行星齿轮变速器。拉威挪式行星齿轮机构的结构紧凑，所用构件少，相互啮合的齿较多，可传递较大转矩，但结构较复杂，传动效率略低。德国大众、韩国现代、日本马自达汽车配用的一些自动变速器更多地采用此种结构。
串联式：其结构特点是前排行星机构的行星架与后排行星机构的齿圈为同一构件；而前排行星机构的齿圈与后排行星机构的行星架为同一构件。如美国通用汽车公司的4T65E型自动变速器就是此种类型。
1.3 自动变速器操纵系统
1.3.1液控系统原理
通过液压的方式，由节气门对应的节气门阀产生节气门油压，由速控阀产生与车速相对应的速控油压，换挡阀控制换挡油路，控制系统的工作油压在换挡阀的控制下通过高挡油路进入变速机构，使自动变速器挂上高挡，通过低挡油路进入变速机构，使自动变速器挂上低挡。
换挡阀的移动，主要取决于换挡阀左右侧节气门油压和速控油压的油压差，阀芯移动，将使不同的离合器、制动器接合，从而使变速机构输出不同的挡位。
1.3.2电液控系统原理
与液控自动变速器不同的是换挡阀左右侧的油压不再是节气门油压和速控油压，取而代之的是由换挡电磁阀控制的油压。电子控制单元（ECU）根据传感器传来的电信号，即车速和发动机负荷等参数转变的电信号，按照设定的换档程序对这些信号进行比较计算，做出是否需要换档的判断。当需要换档时，通过电磁阀操纵液压的换档阀去控制执行装置的油路，实现换档。节气门位置传感器感受节气门开度信号，车速传感器感受车速信号，这些信号送给自动变速器电脑ECU，电脑将这些信号经过处理后发出指令，控制电磁阀工作。
2．自动变速器档位的使用
装有自动变速器汽车的选档杆与手动变速器的变速杆类似，一般装于汽车的底板，有P（停车）、R（倒档）、N（空档）、D（前进）以及S和L几个档位（如右图一所示）。档位的正确使用对于如何更好地驾驶自动变速器汽车尤为重要。
2.1 P（停车档）的使用
又称锁止档，汽车停放时，选档杆挂入P位，可以通过变速器内部的停车制动装置将输出轴锁住，防止汽车溜滑。所以停车时，必须将选档杆扳入P位。注意：一定要在车辆停住后才能将选档杆移至P位，否则会对自动变速器的机械部分造成损坏。
2.2 R（倒档）的使用
R位为倒档，与手动变速器倒档相同。使用中要切记，在倒车时要特别注意加速踏板的控制，因为自动变速器汽车不象手动变速器汽车那样能够使用半联动。
2.3 N（空档）的使用
N位相当于空档，可在起动时或拖车时使用。自动变速器汽车只有在P或N档时才能启动发动机，N档的设置可以使发动机在一旦熄火的情况下不需要停车而再次启动。在等待信号或堵车时常常将选档杆保持在D位，同时踩下制动。但若停止时间长时最好换人N位，并拉紧手制动。否则由于长时间踩住制动，使得变速器油温升高，油液容易变质。尤其在空调器工作、发动机怠速较高的情况下更为不利。对于自动变速器汽车驾驶时不可为了节油而象驾驶手动变速器汽车那样采用空档滑行，否则很容易烧坏变速器。原因是此时变速器输出轴转速很高，而发动机却在怠速运转，油泵供油不足，润滑状况恶化，易烧坏变速器。 2.4 D、S、L（前进档）位的使用
D位：正常行驶时将选档杆放在D位，汽车可随行驶条件的变化而自动完成升降档的动作，工作在各前进档1～4档(或3档)之间。由于自动变速器是依据油门（负荷）大小与车速高低来确定档位，所以换档时的车速会随着加速踏板操作方法的不同而不同。如果起步时迅速踩下加速踏板，升档晚，加速能力强，到一定车速后，再将加速踏板很快松开，汽车就能立即升档，这样发动机噪声小，舒适性好。如果在高速时超车，行驶中迅速将加速踏板踩到底，自动变速器强制低档开关接通，变速器能自动减档，汽车很快加速，超车之后松开加速踏板又可自动升档。
S位：俗称滑行档。如果将选档杆放在S位行驶，汽车一般不能升入最高档，此档一般在弯道较多的下坡山路使用。由于不能进入最高档行驶车速得到了控制，同时S位具有发动机制动作用，大大减轻了车轮制动器的负担，使其发挥出更好的制动效果。
L位：低速档，一般只升一次档或者根本不升档，一般仅在冰雪路面、松软土路或无路的情况下使用。同样，L位也具有发动机制动效果。为上述路面行驶提供了很好的选择。
3. 自动变速器的维护
自动变速器的工作性能与自动变速器油(ATF)的状态有密切的关系，就自动变速器的维护对自动变速器油（ATF）的检查与更换尤其重要。在此就此问题进行探讨，其余如换档锁止机构、空档起动开关、超速档控制开关、停车档制动性能以及节气门检查等等问题将在后续的文章中阐述。
3．1自动变速器油的检查
自动变速器油不仅有润滑、清洗、冷却作用，更重要地应具有传递扭矩和传递液压以控制离合器、制动器的工作性能。
自动变速器油量的检查：将汽车停放于水平路面上，发动机怠速运转，选挡杆放在P位，打开发动机舱盖，拉起油尺端锁杆，抽出油尺擦净后重新插入再拔出检查，液面须符合下列条件：1）冷态变速器：应从+20℃一侧读取，液面应保持在MAX到MIN之间。2）热态变速器：液面应从标有+80℃一侧读取，液面应保持在MAX到MIN之间。冷态表示发动机运行少于１min，最高室温35℃。汽车至少行驶20Km为热状态。
自动变速器油质的检查：正常的变速箱油应该是无味、半透明，红或黄色。如果使用不当，容易出现油液变质。油质的认真的检查能够提供很多信息。烧摩擦片后，油质会呈黑色、有颗粒、有臭味。自动变速器进水后，油变成白色或乳色，油氧化变质，会呈褐色，粘稠。严重缺油时，油会固化，成褐色固体。
3．2自动变速器油的更换
自动变速器油的更换应参照使用手册严格执行，更换里程一般为2-4万公里或者被放置一年以上。车辆在比较恶劣的条件下使用时，一定要根据汽车的保有时间和行驶里程提前更换变速器油。
放油前，应将自动变速器预热到工作温度，以便降低油的粘度，确保油内杂质和沉淀物随油一起排出。在预热和加油过程中，汽车应停放在水平地面，并拉紧手制动。
放完油后，视情况拆下机油盘，彻底清洗机油盘和过滤器滤网，然后再将机油盘装好。加油时，先从加油口注入工作液达到规定的标准，起动发动机，在发动机怠速运转的情况下，移动选挡杆经所有的挡位后回到P位，这样可使变速器迅速地热起，然后再加油。
3．3注意事项
如遇自动变速器出现异常时，首先应对变速器油的油位、油质、油温进行检查，当电控自动变速器电子控制系统出现故障时，应先进行故障自诊断操作，切勿盲目解体变速器。
如汽车发动机或其它部件故障需要牵引时，由于发动机不工作致使变速器油泵也无法工作，自动变速器内无油压，因此在变速器选档杆置于N档进行牵引时，其牵引距离和牵引速度需要限制，一般牵引距离不超过60公里，牵引速度不超过30公里/ 小时，以免变速器卡住。如变速器本身故障或牵引距离超过60公里，则在牵引时须将驱动轮脱离地面或将传动轴脱开。
4. 结束语
随着电子技术和计算机的飞速发展，现代轿车装用电子控制式自动变速器已越来越普遍。对于自动变速器的保养，合理更换自动变速箱润滑油是关键。如果自动变速箱润滑油老化、衰变，将会使内部的传动机件抗磨能力下降，缩短自动变速箱的使用寿命；还有自动变速箱中的油泥、杂质会直接影响到系统油压和动力传递，使自动变速箱提速减慢或失效，甚至使某个挡位失灵。因此对自动变速器正确地使用和恰当地维护尤为重要。
关键词：自动变速器；使用与维护
引言
随着我国汽车工业的快速发展，轿车越来越多地进入家庭，汽车驾驶逐渐向着非职业化方向发展，自动变速器的使用也越来越被人们青睐。自动变速器可根据发动机负荷和车速工况的变化自动变换传动系统的传动比，具有操纵简单、乘坐舒适、动力性和经济性较好的特点。目前使用的自动变速器有多种形式，而液力机械式自动变速器仍较为普遍。本文对此类自动变速器进行介绍，以便使用户能正确使用和维护自动变速器。
1. 自动变速器的组成及原理
现代汽车的自动变速器（AT）由动力传递系统、液压控制系统和电控系统组成，其中动力传递系统包括液力变扭器、行星齿轮传动机构；液压控制系统包括阀体、油泵及冷却润滑系统；电子控制系统包括有关的传感器、控制器及速比电磁阀、油压电磁阀、锁止电磁阀、缓冲电磁阀等执行器。
1.1 液力变扭器的组成
液力变矩器主要由可旋转的泵轮和涡轮以及固定不动的导轮三个元件组成。泵轮与变矩器壳体连成一体，其内部径向装有许多扭曲的叶片，叶片内缘则装有让变速器油液平滑流过的导环。变矩器壳体与曲轴后端的驱动盘相连接。涡轮上也装有许多叶片。但涡轮叶片的扭曲方向与泵轮叶片的扭曲的方向相反。涡轮中心花键孔与变速器输入轴相联，涡轮通过花键装在变速器的输入轴上，泵轮叶片与涡轮叶片相对安置，中间有3～4mm的间隙。导轮位于泵轮与涡轮之间，通过单向自由轮安装在与变速器壳体连接的导管轴上。它也是由许多扭曲叶片组成。
1.2 行星齿轮变速机构
1.2.1单排行星齿轮机构的组成及工作原理
行星齿轮为轴转式齿轮系统，与定轴式齿轮系统一样，也可以变速、变矩。它由太阳轮或称为中心轮、行星齿轮、行星齿轮架（通常简称为行星架）、齿圈等组成，通过固定或连结其中的一个或多个构件来实现不同的传动比。如对太阳轮固定，齿圈和行星架分别为主动和从动；齿圈固定，太阳轮和行星架分别为主动和从动；行星架固定，太阳轮和齿圈分别为主动和从动（主从转向相反）；三元件中任意两元件结合为一体，传动比为1；这样共形成7个不同的传动比。
1.2.2复合式行星齿轮机构
单排行星齿轮机构尽管能提供7个不同的传动比，但“有效”传动比数目是有限的。为了获得较多的档位数，可采用多排行星齿轮机构，即复合式行星齿轮机构。现代汽车自动变速器中广泛采用的复合式行星齿轮机构类型有：辛普森式、拉威挪式和串联式。
辛普森式：其特点是由两排行星齿轮机构共用一个太阳轮组成的复合式行星齿轮机构，可以获得3个前进档和1个倒档，在此基础上加上一个超速行星排实现超速档。日本丰田汽车配用的自动变速器大多采用这种结构。
拉威挪式：其特点是两排行星齿轮机构共用一个齿圈和一个行星架。行星架上的长行星轮与前排行星齿轮机构的大太阳轮啮合，同时还与后排行星齿轮机构的短行星轮相啮合。短行星轮还与小太阳轮啮合。可以组成3个前进档和1个倒档的行星齿轮变速器。拉威挪式行星齿轮机构的结构紧凑，所用构件少，相互啮合的齿较多，可传递较大转矩，但结构较复杂，传动效率略低。德国大众、韩国现代、日本马自达汽车配用的一些自动变速器更多地采用此种结构。
串联式：其结构特点是前排行星机构的行星架与后排行星机构的齿圈为同一构件；而前排行星机构的齿圈与后排行星机构的行星架为同一构件。如美国通用汽车公司的4T65E型自动变速器就是此种类型。
1.3 自动变速器操纵系统
1.3.1液控系统原理
通过液压的方式，由节气门对应的节气门阀产生节气门油压，由速控阀产生与车速相对应的速控油压，换挡阀控制换挡油路，控制系统的工作油压在换挡阀的控制下通过高挡油路进入变速机构，使自动变速器挂上高挡，通过低挡油路进入变速机构，使自动变速器挂上低挡。
换挡阀的移动，主要取决于换挡阀左右侧节气门油压和速控油压的油压差，阀芯移动，将使不同的离合器、制动器接合，从而使变速机构输出不同的挡位。
1.3.2电液控系统原理
与液控自动变速器不同的是换挡阀左右侧的油压不再是节气门油压和速控油压，取而代之的是由换挡电磁阀控制的油压。电子控制单元（ECU）根据传感器传来的电信号，即车速和发动机负荷等参数转变的电信号，按照设定的换档程序对这些信号进行比较计算，做出是否需要换档的判断。当需要换档时，通过电磁阀操纵液压的换档阀去控制执行装置的油路，实现换档。节气门位置传感器感受节气门开度信号，车速传感器感受车速信号，这些信号送给自动变速器电脑ECU，电脑将这些信号经过处理后发出指令，控制电磁阀工作。
2．自动变速器档位的使用
装有自动变速器汽车的选档杆与手动变速器的变速杆类似，一般装于汽车的底板，有P（停车）、R（倒档）、N（空档）、D（前进）以及S和L几个档位（如右图一所示）。档位的正确使用对于如何更好地驾驶自动变速器汽车尤为重要。
2.1 P（停车档）的使用
又称锁止档，汽车停放时，选档杆挂入P位，可以通过变速器内部的停车制动装置将输出轴锁住，防止汽车溜滑。所以停车时，必须将选档杆扳入P位。注意：一定要在车辆停住后才能将选档杆移至P位，否则会对自动变速器的机械部分造成损坏。
2.2 R（倒档）的使用
R位为倒档，与手动变速器倒档相同。使用中要切记，在倒车时要特别注意加速踏板的控制，因为自动变速器汽车不象手动变速器汽车那样能够使用半联动。
2.3 N（空档）的使用
N位相当于空档，可在起动时或拖车时使用。自动变速器汽车只有在P或N档时才能启动发动机，N档的设置可以使发动机在一旦熄火的情况下不需要停车而再次启动。在等待信号或堵车时常常将选档杆保持在D位，同时踩下制动。但若停止时间长时最好换人N位，并拉紧手制动。否则由于长时间踩住制动，使得变速器油温升高，油液容易变质。尤其在空调器工作、发动机怠速较高的情况下更为不利。对于自动变速器汽车驾驶时不可为了节油而象驾驶手动变速器汽车那样采用空档滑行，否则很容易烧坏变速器。原因是此时变速器输出轴转速很高，而发动机却在怠速运转，油泵供油不足，润滑状况恶化，易烧坏变速器。 2.4 D、S、L（前进档）位的使用
D位：正常行驶时将选档杆放在D位，汽车可随行驶条件的变化而自动完成升降档的动作，工作在各前进档1～4档(或3档)之间。由于自动变速器是依据油门（负荷）大小与车速高低来确定档位，所以换档时的车速会随着加速踏板操作方法的不同而不同。如果起步时迅速踩下加速踏板，升档晚，加速能力强，到一定车速后，再将加速踏板很快松开，汽车就能立即升档，这样发动机噪声小，舒适性好。如果在高速时超车，行驶中迅速将加速踏板踩到底，自动变速器强制低档开关接通，变速器能自动减档，汽车很快加速，超车之后松开加速踏板又可自动升档。
S位：俗称滑行档。如果将选档杆放在S位行驶，汽车一般不能升入最高档，此档一般在弯道较多的下坡山路使用。由于不能进入最高档行驶车速得到了控制，同时S位具有发动机制动作用，大大减轻了车轮制动器的负担，使其发挥出更好的制动效果。
L位：低速档，一般只升一次档或者根本不升档，一般仅在冰雪路面、松软土路或无路的情况下使用。同样，L位也具有发动机制动效果。为上述路面行驶提供了很好的选择。
3. 自动变速器的维护
自动变速器的工作性能与自动变速器油(ATF)的状态有密切的关系，就自动变速器的维护对自动变速器油（ATF）的检查与更换尤其重要。在此就此问题进行探讨，其余如换档锁止机构、空档起动开关、超速档控制开关、停车档制动性能以及节气门检查等等问题将在后续的文章中阐述。
3．1自动变速器油的检查
自动变速器油不仅有润滑、清洗、冷却作用，更重要地应具有传递扭矩和传递液压以控制离合器、制动器的工作性能。
自动变速器油量的检查：将汽车停放于水平路面上，发动机怠速运转，选挡杆放在P位，打开发动机舱盖，拉起油尺端锁杆，抽出油尺擦净后重新插入再拔出检查，液面须符合下列条件：1）冷态变速器：应从+20℃一侧读取，液面应保持在MAX到MIN之间。2）热态变速器：液面应从标有+80℃一侧读取，液面应保持在MAX到MIN之间。冷态表示发动机运行少于１min，最高室温35℃。汽车至少行驶20Km为热状态。
自动变速器油质的检查：正常的变速箱油应该是无味、半透明，红或黄色。如果使用不当，容易出现油液变质。油质的认真的检查能够提供很多信息。烧摩擦片后，油质会呈黑色、有颗粒、有臭味。自动变速器进水后，油变成白色或乳色，油氧化变质，会呈褐色，粘稠。严重缺油时，油会固化，成褐色固体。
3．2自动变速器油的更换
自动变速器油的更换应参照使用手册严格执行，更换里程一般为2-4万公里或者被放置一年以上。车辆在比较恶劣的条件下使用时，一定要根据汽车的保有时间和行驶里程提前更换变速器油。
放油前，应将自动变速器预热到工作温度，以便降低油的粘度，确保油内杂质和沉淀物随油一起排出。在预热和加油过程中，汽车应停放在水平地面，并拉紧手制动。
放完油后，视情况拆下机油盘，彻底清洗机油盘和过滤器滤网，然后再将机油盘装好。加油时，先从加油口注入工作液达到规定的标准，起动发动机，在发动机怠速运转的情况下，移动选挡杆经所有的挡位后回到P位，这样可使变速器迅速地热起，然后再加油。
3．3注意事项
如遇自动变速器出现异常时，首先应对变速器油的油位、油质、油温进行检查，当电控自动变速器电子控制系统出现故障时，应先进行故障自诊断操作，切勿盲目解体变速器。
如汽车发动机或其它部件故障需要牵引时，由于发动机不工作致使变速器油泵也无法工作，自动变速器内无油压，因此在变速器选档杆置于N档进行牵引时，其牵引距离和牵引速度需要限制，一般牵引距离不超过60公里，牵引速度不超过30公里/ 小时，以免变速器卡住。如变速器本身故障或牵引距离超过60公里，则在牵引时须将驱动轮脱离地面或将传动轴脱开。
4. 结束语
随着电子技术和计算机的飞速发展，现代轿车装用电子控制式自动变速器已越来越普遍。对于自动变速器的保养，合理更换自动变速箱润滑油是关键。如果自动变速箱润滑油老化、衰变，将会使内部的传动机件抗磨能力下降，缩短自动变速箱的使用寿命；还有自动变速箱中的油泥、杂质会直接影响到系统油压和动力传递，使自动变速箱提速减慢或失效，甚至使某个挡位失灵。因此对自动变速器正确地使用和恰当地维护尤为重要。