模块一 自动变速器维护

任务一 认识自动变速器

情境引入

郑先生想买一辆奇瑞瑞虎轿车，来到4S店咨询。

郑先生：请问瑞虎汽车MT、AT在使用和价位上各有什么不同？

销售顾问：目前瑞虎汽车有1.6L MT、1.8L MT/AMT两种配置、2.OL SUV三种车型。AMT是手自一体的变速器，MT是手动变速器。目前瑞虎还没有配置AT、CVT和DCT的产品。

什么是MT、AT、AMT、CVT和DCT?

学习目标

1.识别各种型号的自动变速器。

2.能叙述AT的结构与组成。

3.能叙述自动变速器各部分的功能。

4.了解自动变速器的使用特点。

一、自动变速器的分类

我们将档位操作手柄上标有P、R、N、D等字母的变速器都称为自动变速器。在D位（前进档），无需驾驶员操纵，可以根据汽车的行驶状态自动升降档位改变传动比。目前使用的自动变速器（俗称自动档）按照传动及控制原理的不同可分为AT、AMT、CVT和DCT四种。

1.AT（液力自动变速器）

Auto Transmission是液力自动变速器，如图1-1-1a所示。目前应用最广，技术最成熟，是本书介绍的重点。液力变距器取代了传统的离合器，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩的目的。

图1-1-1 AT和AMT

优点：液力自动变速器免除了手动变速器繁杂的换档和脚踩离合器踏板的频繁操作，使开车变得简单、省力，而且经过多年发展，AT的生产成本已经相当低。当前AT的档位越来越多，从以前的4AT发展到现在的8AT，随之改变的是换档速度和舒适性的提升以及油耗的改善。

缺点：AT有自身的不足，如对速度变化反应较慢，换档顿挫感明显，相对耗油大等。虽然档位增加（齿轮增加）可以减轻AT的天生缺陷。

2.AMT（手自一体自动变速器）

AMT的英文全称是Automated Mechanical Transmission，即机械式自动变速器，如图1-1-1b所示。AMT可以看成是自动的手动变速器，AMT变速器是在通常的手动变速器和离合器上配备一套电子控制的液压操纵系统，以达到自动切换档位的目的。AMT核心技术是微机系统，电子技术将直接决定AMT的性能与运行质量。

优点：AMT在性价比、节能环保等方面堪与AT、CVT产品媲美，而且解决了手动档车的驾驶乐趣和自动档车的安全省事的矛盾，AMT在四类自动变速器中，技术难度相对较低，实质上还是手动变速器，AMT在省油方面仍具有手动档的优势。

缺点：在行车过程中，AMT因档位变动引起的顿挫感较强，舒适性较差，换档过程中有可能出现动力中断。

发展前景：在国内乘用车当中，AMT目前只应用于一些A0级别的车型，AMT在商用车上的普及速度比乘用车快。虽然AMT能在现生产的手动变速器基础上进行改造，生产继承性好，投入的费用也较低，容易被生产厂接受，但AMT的舒适性较差，传动效率一般，AMT只局限应用在经济型轿车之上，推广难度较大。

代表车型：奇瑞QQ、威志、两厢新赛欧。

3.CVT（无级变速器）

CVT（Continuously Variable Transmission）是无级变速器，如图1-1-2a所示。CVT在操作上类似AT，但是速比的变化却不同于AT的换档过程，而是连续的，CVT采用传动带和可变槽宽的棘轮进行动力传递，即当棘轮变化槽宽时，相应改变驱动轮与从动轮上传动带的接触半径进行变速，其传动一般用皮质带、金属带和金属链等。

优点：CVT由于没有了一般自动档变速器的传动齿轮，也就没有了自动档变速器的换档过程，由此带来的换档顿挫感也随之消失，因此CVT变速器的动力输出是连续的，在实际驾驶中非常平顺。CVT的传动系统理论上档位可以无限多，档位设定更为自由，传统传动系统中的齿轮比、速比以及性能、耗油、废气排放的平衡，都更容易达到，CVT还有质量轻、体积小、零件少的优点。

缺点：相比传统自动档变速器而言，CVT变速器制造成本略高，并且如果操作不当的话，出问题的概率较高。目前无论国内还是海外，CVT变速器在很多情况下还无法维修，只能整体更换。CVT传动的金属传动带能够承受的力量有限，一般而言，3.0L排量或者300N·m以上的转矩是它的上限，不过随着技术的不断发展，已经打破了这个上限，但是由于构造原理和机械磨损的不可逆性，金属传动带的使用寿命始终无法完美地解决，尤其是在用户喜欢激情驾驶的情况下，可靠性得不到充分的保证。

图1-1-2 CVT和DCT

发展：CVT技术的发展已经有了一百多年的历史。德国奔驰公司是在汽车上采用CVT技术的鼻祖，但日产和本田公司使CVT技术得到推广，博世公司是最新CVT的发明者和生产者。

代表车型：在中国市场上应用CVT最多的整车企业主要是东风日产和本田，在轩逸、逍客、新天籁以及思域混合动力等车型上都有CVT，名爵的MG3 SW 1.8L、奇瑞旗云、奥迪A6L/A4L的Multitronic都采用了CVT技术。

4.DCT（双离合器自动控制变速器）

DCT（Double Clutch Transmission）是双离合器自动控制变速器，如图1-1-2b所示。因为大众集团对该技术应用较早，也比较广泛，而且把其称为DSG（Direct-Shift Gearbox），所以DSG的大名传遍天下。其实除了这两种叫法还有很多，比如三菱叫SST、保时捷叫PDK、宝马叫DKG、福特和沃尔沃叫Powershift、奥迪叫S-Tronic等。DCT分湿式和干式两种：湿式用的变速器油比较多，体积较大，可以承受较大的扭力；干式用的变速器油较少，体积更小，更紧凑，效率更高，适合小型车，但能承受的扭力不如湿式大。

优点：DCT在效率和成本上都显示出许多优势，与传统的自动变速器相比，该系统换档的舒适性更高，而且能满足消费者对驾驶运动感和车辆节油的双重要求。同时，双离合器的使用，可以使变速器同时有两个档位啮合，换档速度不到0.2s，比专业车手的手动变速还快。从技术角度上DCT对所有档次的车都非常适合，比其他变速器具有更高的燃油经济性。

缺点：目前DCT变速器面临的主要问题是制造加工的精度要求很高，导致成本也较高。另外，DCT依靠离合器来传递动力，在城市路况下，驾驶人通常要在较慢的速度下驾驶车辆，此时DCT的离合器经常处于半离合状态，在较拥堵的城市路况下，长时间处于半离合状态的离合器容易过热，因此温度传感器会感知温度过高，从而使变速器停机。目前已知的DCT变速器停机案例多半发生在市区行驶过程中。

发展前景：DCT双离合器变速器是以大众集团为首的欧洲车系主推的一款新型自动变速器。由于大众和一汽、上汽的合作，在我国拥有广泛的市场基础，因此DCT变速器拥有广阔的推广平台。

代表车型：大众迈腾、斯柯达、朗逸。进口车方面，保时捷Panamera、宝马M3、法拉利、三菱EVO、日产GT-R、奔驰部分AMG车型都采用DCT技术。

二、液力自动变速器的结构组成与工作原理

现代汽车使用的液力自动变速器（AT），一般由液力变矩器、齿轮变速机构、控制系统和冷却润滑系统四部分组成，如图1-1-3所示。

图1-1-3 液力自动变速器的结构组成

1—液力变矩器 2—油泵 3—输入轴 4—齿轮变速机构 5—阀板总成 6—输出轴 7—油底壳

1.液力变矩器

液力变矩器位于自动变速器的最前端，如图1-1-4所示，安装在发动机飞轮上，其作用与装有手动变速器的汽车中的离合器相似。以自动变速器油（ATF）为工作介质，可实现变速增矩兼起离合器的作用，其工作状态完全自动变化，无需驾驶人操纵。因此安装液力自动变速器的汽车，取消了离合器踏板。

图1-1-4 液力变矩器

2.齿轮变速机构

齿轮变速机构包括变速齿轮部分和换档执行元件两部分。不同车型自动变速器采用不同的变速齿轮组合型式，如图1-1-5所示。目前应用较广的有：辛普森式、平行轴式、拉维娜式、串联式、莱派特式和组合式等。随着汽车业的不断发展，新的变速齿轮组合还在开发中。由于变速齿轮部分是自动变速器最主要组成部分，人们习惯以此给自动变速器分类和命名，如辛普森式自动变速器、拉维娜式自动变速器等。换档执行元件可以使变速齿轮处于不同的档位，以实现不同的传动比。换档执行元件有三种：离合器、制动器和单向离合器。

图1-1-5 变速齿轮组合型式

3.控制系统

控制系统按控制方式分有液控系统和电液控系统两种。完全的液控系统主要包括许多控制阀组成的阀板及液压油路。电液控系统是在液控油路板上加装了具有各种功能的电磁阀、电脑、传感器和控制电路等电气设备。完全的液控系统已经被电液控系统取代，而电控系统越来越显示出优越性。油路板通常安装在齿轮变速机构下方的油底壳内。驾驶人通过自动变速器的操作手柄，改变阀板内手动阀的位置。控制系统根据手动阀的位置以及节气门开度、车速、控制开关等信号按照一定的规律控制齿轮变速机构中的换档执行元件工作，实现自动换档。

油泵通常安装在液力变矩器之后，由发动机飞轮通过液力变矩器泵轮轴上的凹槽或花键驱动，是液压控制系统的动力源，为液力变矩器、控制阀板以及换档执行元件提供一定压力的液压油。

4.冷却润滑系统

冷却与润滑在自动变速器维修中，占有重要位置。由于冷却润滑故障，导致烧坏行星齿轮，损坏止推轴承，烧蚀摩擦片的现象非常普遍。液力变矩器工作时，部分机械能转化成热量，使变速器油温度升高。为提高变矩器传动效率、保证变速器正常工作，应把变速器油温度控制在一定范围内，这部分工作是由冷却系统完成的。

变矩器的部分油液从泵轮、涡轮、导轮间循环后，经过散热器管路进入冷却散热器，如图1-1-6所示，然后再流回到变速器油底壳或进入润滑油道。

图1-1-6 冷却散热系统

自动变速器油冷却器有的与发动机散热器是一体的，也有的是独立安装。冷却器多为管片式结构，管片状冷却器大多安装在发动机散热器出水腔内，采用水冷式冷却方式。变速器油进入冷却器中心的油道，其热量被外围的冷却液吸收。由于贴近管壁的油液冷却速度较快，因而此处的ATF流速降低，便于散热，就像“粘”在管壁上。管道中心的油液温度降低较慢，快速流出冷却器，所以冷却效果不理想。

散热器常出现脏堵、漏油等故障，会使行星齿轮润滑不好而高温烧损、滚针轴承损坏、摩擦片烧损等较严重故障，有时在变矩器内发出异响，特别是反复烧坏行星齿轮的变速器，一定要清洗散热器。变速器散热器的清洗和安装必须注意严格执行操作规程，任何疏忽均可能导致变速器严重损坏。

实践任务