自动变速器液力系统.ppt

第4章自动变速器液力系统 4 1液压油和液力传动油 液体传动是用液体作为介质 利用液体的压力能和动能来传动能量 通常将利用压力能的液压系统所使用的液压介质称为液压油 液 将利用液体动能的液力传动系统 变矩器 使用的介质称为液力传动油 液压油就是利用液体压力能的液压系统使用的液压介质 在液压系统中起着能量传递 系统润滑 防腐 防锈 冷却等作用 对于液压油来说 首先应满足液压装置在工作温度下与启动温度下对液体黏度的要求 由于油的黏度变化直接与液压动作 传递效率和传递精度有关 还要求油的黏温性能和剪切安定性应满足不同用途所提出的各种需求 另外 液压油要对液压系统金属和密封材料有良好的配合性以及过滤性 具有抗腐蚀和抗磨损能力以及抗空气夹带和起泡倾向 热稳定性及氧化安定性要好 具有抗乳化特性 对于某些特殊用途 还应具有耐燃性以及对环境不造成污染 如易于生物降解和无毒性 4 1 1液压油1 液压油的分类与牌号划分液压油的种类繁多 分类方法各异 长期以来 习惯以用途进行分类 也有根据油品类型 化学组分或可燃性分类的 这些分类方法只反映了油品的性质 但缺乏系统性 也难以了解油品间的相互关系和发展 1982年ISO提出了 润滑剂 工业润滑油和有关产品 第四部分H组 分类 即ISO6743 4 1982 该系统分类较全面地反映了液压油间的相互关系及其发展 GB T7631 2 87等效采用ISO6743 4的规定 液压油采用统一的命名方式 其一般形式如下 类 品种 数字L HV 22 其中 L 类别 润滑剂及有关产品 GB7631 1 HV 品种 低温抗磨 22 牌号 黏度级 GB3141 液压油的黏度牌号由GB3141做出了规定 等效采用ISO的黏度分类法 以40 运动黏度的中心值来划分牌号 2 液压油的规格 性能及应用在GB T7631 2 87分类中的HH HL HM HR HV HG液压油均属矿油型液压油 这类油的品种多 使用量约占液压油总量的85 以上 汽车与工程机械液压系统常用的液压油也多属此类 4 1 2液力传动油液力传动油又称自动变速器油 ATF 或自动传动油 用作由液力变矩器 液力耦合器和机械变速器构成的车辆自动变速器中的工作介质 借助液体的动能起传递能量的作用 20世纪20年代初 美国材料试验协会 ASTM 和美国石油学会 API 把液力传动液分为3类 即PTF 1 PTF 2 PTF 3 PTF 1主要用于轿车 轻型卡车的自动传动装置 包括通用汽车公司 GM Dexron D E 福特汽车公司 Ford Newmercon PTF 2主要用于重负荷功率转换器 卡车负荷较大的汽车自动传动装置 多级变矩器和液力耦合器 包括埃力逊公司 AllisonC 3 C 4 卡特彼勒公司 CaterpillarTO 3 TO 4 SAEJ1285 80 PTF 3用于农业及建筑机械的分动箱传动装置 液压 齿轮 刹车和发动机共用的润滑系统 包括约翰狄尔公司 Johndeer J 120B J 14B JDT 303 福特公司 Ford M2C41A 变矩器专用油属PTF 2分类 它的研制 生产和应用是随着汽车安装了变矩器而发展的 变矩器能使汽车自动适应行驶阻力的变化 提高汽车的动力性能 并且起步无冲击 变速震动小 过载时还能起到保护作用 使发动机处于最佳工况 另外 能充分利用发动机功率 并有利于消除排气污染 变矩器专用油除进行动力传递外 还要起润滑 冷却 液压控制 传动装置保护以及有助于平滑变速的作用 变矩器专用油是一种多功能 多用途的油 用于大型装载车的变速传动箱 动力转向系统 以及工业上的各种扭矩转换器 液力耦合器 功率调节泵及动力转向器等 为了实现自动变速装置的多种功能和用途 对变矩器专用油 PTF 2 提出了既全面又苛刻的性能要求 是目前工业润滑油中技术最复杂 性能要求最高的油液之一 1 黏度以典型的自动传动油来看 使用温度范围为 25 170 要求油品具有高的黏度指数和低的凝固点 一般规定黏度指数在170以上 凝固点为 40 合成油为190 与 50 2 热氧化安定性在汽车行驶过程中 液力传动油温度随汽车行驶条件的不同而不同 油温升高而氧化生成的油泥 漆膜等会使液压系统的工作不正常 润滑性能恶化 金属发生腐蚀 3 剪切安定性自动传动油在液力变矩器中传递动力时 会受到强烈的剪切力 使油中的黏度指数改进剂之类的高分子化合物断裂 使油的黏度降低 油压下降 最后导致离合器打滑 4 起泡性能1在自动传动液中有泡沫混入后 会引起油压降低 导致离合器打滑 烧结等事故发生 5 摩擦特性自动传动油要求有相匹配的静摩擦系数和动摩擦系数 以适应离合器换挡时对摩擦系数的不同要求 这两种油对油品的性能要求是不同的 液力传动油往往比液压油的要求要严格 4 2自动变速器液压控制系统 自动变速器的自动控制是靠液压系统来完成的 液压系统由动力源 控制机构 执行机构3部分组成 动力源是被液力变矩器驱动的油泵 它除了向控制器提供冷却补偿油液 并使其内部具有一定压力外 还向行星齿轮变速器提供润滑 控制机构大体包括主供油系统 换挡信号系统 换挡阀系统和缓冲安全系统 根据其换挡信号系统和换挡阀系统采用的是全液压元件还是电子控制元件 可将控制机构分为液控式和电控式两种 执行机构包括各离合器 制动器及其液压缸 4 2 1液压系统的基本组成所有的液压系统的基本组成相同 如图4 1所示 图4 1液压系统的基本组成 各部分的功能如下 储液罐或油箱用以储存液体 油泵用来循环流体 回油管用来传递液体和力的管路 滑阀用来控制压力和流动 活塞等用来转化成机械力 4 2 2自动变速器液压系统的主要部件1 储液罐储液罐也称为油底壳 用来存储流体 同时可以冷却液体 气孔可以引入大气压 否则无法正常工作 当泵运转时 大气压使液体流向泵的低压区 回油管也是必须的 否则液压系统很快就会陷入无油的境地 2 油泵自动变速器中的油泵是重要组成之一 它的技术状况的好坏对自动变速器的性能及使用寿命有很大影响 油泵通常装在变矩器的后端 有的是在变速器的后端 但是不管处于何位 都是变矩器的油泵通过轴套或轴来驱动的 转速与发动机相同 常见油泵的型式有内啮合轮泵 摆线转子泵和叶片泵等定量泵 也有少数车型采用变量泵 叶片 1 内啮合齿轮泵内啮合齿轮泵在自动变速器中的应用最为普遍 它具有尺寸小 重量轻 流量脉动小 噪声低等特点 内啮合齿轮泵主要由起主动作用的小齿轮 从动的内齿轮 月牙隔板 泵壳 泵盖等组成 当小齿轮被发动机驱动旋转时 与其啮合的内齿轮也一起转动月牙隔板 将工作腔分开成吸油腔和出油腔 在下端的吸油腔 随着齿轮退出啮合 容积增大 形成局部真空 将油液带到上端的出油腔 出油腔则由于齿轮进入啮合 工作容积减少 压力增加 而将油液排出 决定液压泵使用性能的主要是齿轮的工作间隙 特别是齿轮端面间隙的影响最大 在这些间隙处 总有一定的油液泄漏 如果因装配成磨损的原因使得工作间隙过大 油液泄漏量就会增加 严重时会造成输出油液压力过低 从而影响系统正常工作 2 摆线转子泵摆线转子泵具有结构简单 尺寸紧凑 噪声小 运转平稳高速性能良好等优点 其缺点是流量脉冲大 加工精度要求高 它是由一对内啮合的转子及泵壳 泵盖等组成的 如图4 3所示 1 驱动轴2 内转子3 外转子4 泵壳5 进油腔6 出油腔e 偏心距 图4 3摆线转子泵 内转子不同心 有一定的偏心距 且外转子比内转子多一个齿 发动机运转时 带动油泵内外转子朝同向旋转 但内转子的转速大于外转子 从而工作腔的容积随着转子的旋转而不断变化 当转子顺转时 内外转子中心线右侧的各个工作腔的容积由小变大 形成真空吸油 中心线左侧的各个工作腔的容积由大变小 将液油压出 3 叶片泵叶片泵具有运转平稳 噪声小 泵油流量均匀 容积效率高等优点 但它的结构复杂 对液压油的污染比较敏感 叶片泵是由定子 转子 叶片及壳体组成 如图4 4所示 图4 4叶片泵 1 转子2 滑片3 滑片张紧弹簧4 储液罐 油底壳 5 滤清器6 进油道 管 7 叶片8 泵体9 销10 油道 管 转子绕中心转动 定子固定不动 二者不同心 有一定的偏心距 当转子旋转时 叶片在离心力及叶片底部的油压作用下向外张开 紧贴在定子表面上 并随转子的转动 在转子叶片槽内做往复运动 这样 相邻叶片之间形成密封腔 转子转动工作腔 由大变小地把油压出 4 2 3油泵的检验油泵的检验步骤如下 用厚薄规分别测量油泵内齿轮外圆与油泵壳体之间的间隙 小齿轮及内齿轮的齿顶与月牙板之间的间隙 小齿轮及内齿轮端面与泵壳平面的端隙 将测量结果与表4 1的数值对照 如不符合标准 应更换齿轮 泵壳或油泵总成 检查油泵小齿轮 内齿轮 泵壳端面有无肉眼可见的磨损痕迹 如有 应更换新件 油泵的组装 用干净的煤油清洗油泵的所有零件 并用压缩空气吹干 再在清洁的零件上涂少许自动变速器用液压油 ATF 按下列步骤组装 在油泵前端盖上装入新的油封 更换所有的O形密封圈 并在新的O形密封圈上涂ATF 按分解时相反的顺序组装油泵的各零件 按照对称交叉的顺序 依次拧紧油泵盖紧固螺栓 拧紧力矩为10N m 在油泵后端轴颈上的密封环槽内涂上润滑脂 安装新的密封环 检查油泵运转性能 将组装后的油泵插入液力变矩器中 如图4 6所示 转动油泵 油泵齿轮转动应平顺 无异响 图4 6油泵性能的检查 油泵一旦发生故障 会对整个自动变速器液压系统产生影响 而不是单独影响某一挡位的工作 油泵故障对每一挡的影响是不同的 一般对低挡的影响大 而对高挡的影响小 总的来说 油泵故障能引起在前进挡和倒挡的车辆均不能移动 前进挡和倒挡起步无力 自动变速器打滑 叶片泵故障引起自动变速器换挡冲击 异响等故障 4 3液力控制机构 4 3 1液力控制机构的组成液力控制机构一般由阀与阀板等组成 阀是机械结构用来控制液体流动 方向 压力的 大部分自动变速器的阀是滑阀 1 滑阀滑阀的主要组成如图4 7所示 图4 7滑阀1 回位弹簧2 储油腔3 顶端4 液压端工作面5 台肩6 出油口 台肩 台肩是最大的外圆 它的移动用来打开或关闭阀体上的孔 台肩的数量可以不同 储油腔 台肩间的区域 液体在此区域流动 液压端工作面 液压端会产生液压力 回位弹簧 在阀的另一端对阀产生作用力 当液压端没有压力时使阀回位 2 阀的类型 止回阀 如图4 8所示 启闭件靠介质的流动和力量自行开启或关闭 以防止介质倒流的阀门叫止回阀 止回阀属于自动阀类 主要用在介质单向流动的管道上 只允许介质向一个方向流动 以防止发生事故 图4 8止回阀1 钢球2 阀座 平衡阀 如图4 9所示 平衡阀是一种滑阀 由弹簧 液压力控制其移动 从而控制液体的流向 一般用作调压阀 节气门阀 正时阀 主控阀 图4 9平衡阀 切换阀 切换阀是通过阀体的位置来控制液体的流向 一般用作换挡阀 手控阀 制动阀 中继阀 最典型的就是换挡阀 如图4 10所示 一端是速控阀提供的压力 随车速的增加而压力增大 另一端是节气门阀提供的压力 随节气门开度的增加而压力增大 和弹簧力 图4 10换挡阀 它包含多台肩 速控阀增加足够时推动阀体移动进入升挡位置 使液体进入相应的升挡通道 控制相应的离合器和制动器工作 从而控制升挡 3 阀板大部分阀安装在阀板内 阀板是由铝或钢制造的 它还有很多液流回路 如图4 11所示 阀腔 阀孔 是圆柱体精加工后安装到阀板中的 它稍大于阀体 图4 11阀板1 滑阀2 阀腔3 阀体 4 阀和阀板的维护对不同的阀和阀板的维护 需要参看维修手册 主要包括以下几方面 注意维修流程和维修手册 确保有相应的垫片和清洁剂 注意很多垫片和密封很相像 不要混淆 否则会出现严重的后果 从自动变速器中移出阀板 放掉变速器液到容器中 把阀板放在干净的工作平面上 大部分阀是被销等禁锢的 小心取出阀 不要用力以及撬 取出后放在相应的可以看出取出位置的地方 用特定的清洁剂清洁并用气枪清洁 检查相关部件 用平面尺和塞尺检查阀板的平面度 阀板变形就会导致泄露 检查阀的毛刺 刮伤 检查阀的直线度 用细砂纸打磨阀体的步骤如下 把细砂纸放在玻璃上 用ATF弄湿细砂纸 把阀放在上面 轻轻地转动阀体 检查阀时 先取出后清洁 用ATF润滑 安装时不用弹簧 可以保证阀可以通过自重进出 检查球的密封性 即放置于头上看光线的通过性 如果有光线通过 则密封性能不行 4 3 2系统压力和节气门压力传统自动变速器系统大致有3种控制压力的形式 其他压力形式也是通过这3种形式演化而来的 1 主油路压力阀自动变速器油从油泵泵出 即进入主油路系统 由于油泵是发动机直接驱动的 因此它的输出流量和压力都受到发动机运转状况的影响 发动机运行过程中 转速的变化范围较大 从而使得油泵的输出流量和压力变化也很大 当主油路压力过高时 会引起换挡冲击和增加功率消耗 当主油路压力太低时 又会引起离合器制动器打滑 二者都会影响液压系统的工作 因此在主油路系统中必须设置主油路调压阀 主油路调压阀的作用是将油泵输出压力精确调节到所需的油压后再输入主油路 多余的油返回油底壳 将系统压力稳定在一定范围内 主油调压阀还应能满足主油路系统在不同工况 不同挡位时对油压的功能要求 节气门开度小时 自动变速器所传递的扭矩较小 离合器 制动器不易打滑 主油路压力可以降低一些 相反 应使油压升高 自动变速器处于抵挡行驶时 所需转距较大 主油压要高 而在高挡时 自动变速器所需转距小 可降低主油压 倒挡使用时间较少 为减少自变器尺寸 倒挡执行机构做得较小 为避免打滑 应提高油压 主油路压力调节阀的一般结构如图4 12所示 图4 12主油路调节阀 它由上面的阀芯 下部分的柱塞套筒及调节弹簧组成 阀门上端A处受到来自油泵的压力作用 下端则受到柱塞下部C处的来自节气门所控制节气门阀的压力作用 调压弹簧根据A C两端压力的平衡决定阀体所处位置 如果油泵压力升高 作用在A处的压力大 使阀体下移 出油口打开 泄油 使油压到规定值 当踩下加速踏板时 发动机转速增加 油泵转速随之加快 油泵油压升高 在A处向下的压力增大 但这时 加速踏板控制的节气阀的油压也升高 使C处向上的压力增大 于是主调压继续保持平稳 满足功率增加 油压增大的要求 倒挡时 手动阀打开另一条油路 将压力进入主调压阀柱塞的B腔 使得向上推阀体的压力增加 阀芯上移 卸油口关小 主油压升高 从而获得 D 2 L 等前进挡管路压力 2 节气门阀压力节气门阀反映节气门开度大小变化时的油压 根据输入形式的不同 其可分为机械式节气门阀和真空式节气门阀两种 1 机械式节气门阀图4 13所示为一种常见的机械式节气门阀 它由上部的节气门阀 回位弹簧 下部的强制低挡柱塞和调压弹簧等组成 图4 13机械式节气门阀 节气门阀和强制低挡柱塞并不直接接触 而是通过调压弹簧联系在一起的 强制低挡柱塞下装有滚轮 与节气门阀凸轮接触 节气门阀凸轮经钢丝绳与加速踏板相连 来自油泵的压力油由节气门阀的进油口进入 需经阀口后方能从出油口接至换挡阀 另外 节气门上还有两个控制油口 分别与来自断流阀的油压及出油口的油压相通 使阀体在A B处受到向下的油压作用力 当发动机怠速运行时 阀上进油口处的节流口开度很小 输出的油压很低 当踩下加速踏板时 节气门缆绳被拉动 将强制低挡柱塞上推 压阀压弹簧 调压弹簧则推动节气门阀体向上 使节流口开大 从节气门输出的油压增高 加速踏板越往下踩 节气门开度越大 节气门阀凸轮转动角度也越大 强制低挡柱塞上移越多 节气门阀体向上移动也就越多 节流口也就越大 使得节气门的开度大小与自变器节气门阀输出的油压有了对应关系 3 速控阀速控阀的作用是为自动变速器换挡阀提供一个随车速变化的控制油压 其原理是利用轴旋转时重块所产生的离心力来控制滑阀芯的位置的 故又称为离心式速控阀 速控阀一般有普通复合式双级速控阀和中间传动复合式双级速控阀两种 4 换挡阀组换挡阀组根据换挡信号系统提供的信号 控制自动变速器中液压操纵油路的方向 由此决定所处的不同挡位 换挡阀组主要由手动阀 换挡阀组成 1 手动阀手动阀是安装于控制系统阀板总成中的多路换向阀 由驾驶室内的自动变速器操纵手柄控制 操纵手柄的作用与普通手动变速器的换挡手柄不同 手动变速器换挡手柄的工作位置就是变速器的挡位 变速器有几个挡位 手柄就有几个工作位置 而自动变速器操纵手柄的位置是自动变速器的工作方式 与挡位数并不对应 如手柄置于前进挡 D 位置时 对三挡自动变速器而言 变速器可根据换挡信号在1至3挡之间自动变换 对四挡自动变速器而言 变速器则可根据换挡信号在1至4挡之间自动换挡 当手柄置于前进低挡2位 或S位 时 自动变速器只能在1至2挡间自动变换 当手柄置于前进低挡1位 或L位 时 自动变速器被限制在1挡工作 手动阀还提供倒挡 R 空挡 N 停车挡 P 等功能 手动阀的结构简图如图4 15所示 图4 15手动阀 在阀体上有多条油路 一条进油道与液压泵主油路相连 其余为出油道 分别通至 D 2 P 和 R 挡位相应的滑阀或直接通往换挡执行元件 2 换挡阀换挡阀是弹簧液压作用式的方向控制阀 它有两个工作位置 可以实现升挡或降挡的自动变换 图4 16所示为一自动变速器换挡阀的结构简图 图4 16换挡阀 来自节气门阀的油压作用在换挡阀阀芯左部 连同弹簧作用力使阀芯向右 离心速控阀油压则作用在阀芯右部 其作用力使阀芯向左 当车速较低而发动机节气门开度较大时 换挡阀阀芯左端的节气门阀油压较高 作用力大 右端的速控阀油压较小 作用力小 阀芯被推至右位 如图4 16 a 所示 主油路油压不能通往高挡位的执行元件 自动变速器在低挡工作 当车速增大时 阀芯右端的速控阀油压随之升高 作用力增大 当油压增至某一值时 阀芯被推至左位 如图4 16 b 所示 主油路油压接通与高挡相应的执行元件 自动变速器自动换至高挡工作 如车速下降 离心速控阀油压也会降低 换挡阀阀芯在节气门阀油压和弹簧力的作用下右移 自动变速器又回到低挡工作 即自动变速器的升挡和降挡完全是由节气门阀和速控阀产生的油压大小来控制的 当节气门阀输出油压高 即发动机负荷大 而离心速控阀输出油压低 即车速低 时 自动变速器在低挡工作 而随着车速的增加 变速器逐渐自动升挡 因每个换挡阀只有两个工作位置 只能在两个挡之间变换 故对三挡自动变速器而言 要设置两个换挡阀 对四挡变速器而言 要有三个换挡阀 它们的工作原理完全一样 只是控制的挡位不同而已 图4 17所示为一个具有辛普森式的三挡行星排的自动变速器2 3换挡挡阀 图4 172 3挡换挡阀 节气门阀油压和弹簧的作用力使得换挡阀阀芯向下 而作用于阀芯下部 来自离心调速的油压则使得换挡阀芯向上 由第3章的操纵元件与挡位关系表可知 2挡与3挡操纵元件的区别就是倒挡及高挡离合器 后离合器 C2 离合器分离时 变速器挂2挡 而该离合器接合时 则挂上3挡 当车速不高时 作用在换挡阀阀芯下部的离心速控阀压力低 阀芯在上部节气门阀油压和弹簧力的作用下处于下位 通往倒挡及高挡离合器C2的油路被切断 自动变速器在2挡工作 而当车速增大时 离心速控阀输出油压增高 换挡阀阀芯被推至上位 主油路与离合器C2相通 变速器自动换入3挡 由此也可看出 升挡时 作用在换挡阀阀芯上的离心调速的压力需克服节气门阀油压和弹簧力 方能换挡 而降挡时 离心速控阀油压作用力只须小于弹簧力即可进行 所以2挡升到3挡和3挡降到2挡的车速是有差别的 即2挡升到3挡时的车速比3挡降至2挡时的车速要高 这被称为 换挡迟滞 迟滞的作用是 当车辆以在换挡阀动作点附近的车速行驶时 使升挡和降挡车速保持一定的距离 避免由于换挡阀频繁动作而造成自动变速器频繁换挡 3 强制低挡阀通常只有车速降低一定数值时 自动变速器才能正常地回低挡 但在绝大多数自动变速器中都装有强制低挡阀 其作用是 当汽车已在较高车速下行驶 而此时把发动机油门踩到底仍觉加速不够强烈 则将自动变速器瞬时强制性的降低一挡 即 强制低挡 由于此时的车速较高 液压变矩器已在耦合器工况或者闭锁工况工作 变矩比为1 无增矩作用 而发动机油门几乎已踩到底 功率输出接近最大 若将自动变速器降低一挡 则由于传动比增加 输出转矩增大 在短暂的时间内 能起到极其强烈的加速作用 这是在非常情况下的迅速加速时所必需的 接合低一挡后 车速的下降可通过发动机转速的增加得到弥补 因此可用于短时的超车 当加速的要求得到满足后 应立即松开油门踏板 否则在加速到接近发动机最大转速时再松油门升挡 会加剧高挡位摩擦元件的磨损 强制低挡阀的工作原理是 将从阀输出来自主油路的压力作用于各换挡阀的与节气门阀油压作用相同的一端 其共同作用的结果是将换挡阀阀芯向降挡方向移动 从而使自动变速器降挡 4 3 3液压系统的拆装与检修1 前后壳体 油底壳及阀板 以A340E为例 自动变速器的前后壳体 油底壳及阀板如图4 18所示 图4 18自动变速器的前后壳体 油底壳及阀板1 变矩器2 手动阀摇臂3 挡位开关4 车速表传感器5 车速表传感器驱动齿轮6 车速传感器7 输入轴转速传感器8 节气门拉索9 变矩器壳10 输出轴凸缘11 后端壳12 油底壳13 进油滤网14 阀板15 16 17 18 减震器活塞19 20 21 22 减震弹簧 1 拆卸阀板 清洁变速器外部 拆除所有安装在自动变速器壳体上的零部件 如加油管 空挡启动开关 车速传感器 输入轴传感器等 从自动变速器前方取下液力变矩器 松开紧固螺栓 拆下自动变速器前端的液力变矩器壳 拆除输出轴凸缘和自动变速器后端壳 从输出轴上拆下车速传感器的感应转子 拆下19只油底壳连接螺栓后 用维修专用工具的刃部插入变速器与油底壳之间 切开所涂密封胶 注意不要损坏油底壳凸缘 检查油底壳中的颗粒 拆下磁铁 观察其收集的金属颗粒 若是钢 磁性 性材料 则说明轴承 齿轮和离合器钢片存在磨损 若是黄铜 非磁性 材料 则说明是衬套磨损 拆下连接在阀板上的所有线束插头 拆下4个电磁阀 拆下与节气门阀连接的节气门拉索 用螺丝刀把液压油管小心地撬起取下 松开进油滤网与阀板之间的固定螺栓 从阀板上拆下进油滤清器 拆下阀板与自动变速器壳体之间的连接螺栓 取下阀板总成阀板上的螺栓 除了一部分是固定在变速器壳体上之外 还有许多是上下阀板之间的连接螺栓 在拆卸阀板总成时 应对照该车型的维修手册 认准阀板与自动变速器之间的固定螺栓 或在拆卸阀板时 应先松开阀板四周的固定螺栓 再检查阀板总成是否松动 若未松动 可将阀板中间的固定螺栓逐个松开少许 直至阀板松动为止 此时即可找出阀板上所有固定在自动变速器壳体上的螺栓 如图4 19所示 图4 19A340E自动变速器阀板的固定螺栓 阀板总成以整体结构装在自动变速器的下部 是重要部件 又有精密的配合偶件 稍有差错 散落碰伤 就会影响自动变速器的正常工作 所以不要轻易分解 取出自动变速器壳体油道中的止回阀和弹簧 取出自动变速器壳体油道中的蓄压器活塞 方法是 用手指按住蓄压器活塞 向蓄压器活塞周围相应的油孔中吹入压缩空气 将蓄压器活塞吹出 拆下手控阀拉杆和停车闭锁爪 必要时也可卸下手控阀操纵轴 2 拆卸油泵总成 拆下油泵固定螺栓 用专用拉具拉出油泵总成 2 阀板的分解阀板是自动变速器中最精密的部件之一 其性能好坏直接影响到自动变速器的换挡规律 在拆检自动变速器时 并非一定要拆检阀板 以免无谓的拆装 破坏阀板内各个控制阀的装配精度 只有在自动变速器换挡规律失常或摩擦片严重烧毁 阀板内沾有大量摩擦粉末时 才对阀板进行拆检修理 不论是液力式控制系统还是电液式控制系统 其阀板的检修方法是基本相同的 阀板的分解应特别小心 不能丢失或分散小的节流阀 安全阀 随动阀和有关的弹簧 按图4 20所示的顺序拆下阀板上的手控阀阀芯及电磁阀等零件 图4 20A340E自动变速器手控阀和电磁阀的拆除1 手控阀摇臂定位弹簧2 手控阀3 4 换挡电磁阀5 油压电磁阀6 锁止电磁阀7 换挡电磁阀底座8 换挡电磁阀滤网9 泄压阀10 阀板 如图4 21所示 松开上下阀板之间的固定螺栓 将上下阀板分开 图4 21分开上下阀板 在拿起上阀板时 为了防止上阀板油道内的单向节流阀球阀掉落 应将上下阀板之间的隔板和衬垫与上阀板一同拿起 并将上阀板油道一面朝上放置 用木锤轻轻敲击隔板 防止小的球阀黏在隔板上 然后再取下隔板 特别是在没有详细技术资料的情况下检查自动变速器时 更要特别注意 如果阀板油道内的某个球阀或其他小零件掉出 由于阀板油道的形状十分复杂 往往会因找不到这些小零件的原有位置而不能正确安装 导致修理后的自动变速器工作异常 从上阀板一侧取下隔板 取出阀板油道内的所有单向阀球阀 按图4 22所示的顺序拆出上阀板中所有的控制阀 图4 22A340E自动变速器上阀板的分解1 隔板和衬垫2 9 13 17 21 25 29 33 40 45 锁销3 锁止控制阀阀套4 锁止控制阀5 11 16 27 31 36 39 42 43 48 弹簧6 锁止继动阀7 节气门阀凸轮8 销套10 强制降挡阀12 节气门阀14 18 22 26 30 34 41 46 挡塞15 3 4挡换挡阀19 23 止回阀球阀20 24 止回阀28 倒挡控制阀32 2 3挡换挡阀35 前进挡蓄压器活塞37 锁片38 节气门阀调节螺钉44 前进挡蓄压器节流阀47 次调压阀 在拆出每个控制阀时 应先取出锁销和挡塞 再让阀芯和弹簧从阀孔中自由落出 若阀芯在阀孔中有卡滞 不能自由落出 可用木锤或橡皮锤敲击阀板 将阀芯震出 不要用铁丝或钳子伸入阀孔去取阀芯 以免损坏阀孔内径或阀芯 按图4 23所示的顺序拆出下阀板中所有的控制阀 图4 23A340E自动变速器下阀板的分解1 止回阀2 6 13 16 20 25 29 31 40 45 49 弹簧3 9 14 18 22 26 33 34 37 42 47 锁销4 10 35 38 43 阀套5 11 36 39 44 阀杆7 垫圈8 主油路调压阀12 锁止控制阀15 19 23 27 30 48 挡塞17 止回阀21 电磁转换阀24 电磁调节阀28 截止阀32 蓄压器控制阀41 46 滑行调节阀50 1 2挡换挡阀 3 阀板零件的检修 将上下阀板的所有控制阀的零件用干净的煤油或酒精清洗 检查控制阀阀芯表面 如有轻微刮伤痕迹 可用金相砂纸抛光 检查各个阀弹簧有无损坏 测量各阀弹簧的长度 如不符合规定要求 应更换 各阀弹簧的自由长度如表4 2所示 检查滤油器 如有损坏或堵塞 应更换 检查隔板 如有创伤或损坏 应更换 更换隔板上的纸质衬垫 更换所有塑胶球阀 如控制阀卡死在阀孔中 应更换阀板总成 4 拆检注意事项由于阀板中各个控制阀的加工精度和配合精度都极高 不正确的检修方法往往会损坏控制阀 影响其正常工作 因此在检修阀板时 应注意以下几点 拆检阀板时 切不可让阀芯等重要零件掉落 不要将铁丝 螺丝刀等硬物伸入阀孔中 以免损伤阀芯和阀孔的精密配合表面 阀板分解后的所有零件在清洗后 可用压缩空气吹干 不允许用棉布擦拭 以免沾上细小的纤维丝 造成控制阀卡滞 装配阀板时 应检查各控制阀阀芯是否能在阀孔中活动自如 如有卡滞 应清洗后重新安装 不能在阀板衬垫及控制阀的任何零件上使用密封胶或黏合剂 在更换隔板衬垫时 要将新旧件进行对比 确认无误后再装入 以防止因零件规格不符而影响自动变速器的正常工作 有些自动变速器的修理包中没有阀板的隔板衬垫 在维修中如果旧衬垫破损 可用青稞纸 即电工用绝缘纸 自制 方法是 将旧衬垫的形状画在青稞纸上 用割纸刀和圆冲照原样刻出 在分解 装配阀板时 要有详细的技术资料 如阀板分解图 以作为对照 如果在检修时没有这些资料可供参考 可以在分解之前先画出阀板的外形简图 然后每拆一个控制阀 就在阀板简图的相应位置上画下该控制阀的形状和排列顺序 同时测量并记下各个弹簧的外径 自由长度和圈数 以作为装配时的参考 拆下的各个控制阀零件要按顺序排放 以便于重新安装 另外 在分开上 下阀板时 要特别注意不要使阀板油道中的球阀 滤网等小零件掉出 在拿起上面的阀板时 要将隔板连同阀板一同拿起 待翻转阀板使油道一面朝上后 轻轻敲打隔板 使各小球阀落位 再拿开隔板 认清上下阀板油道中所有球阀等零件的位置并画在简图上 同时测量并记下不同直径的球阀的位置 然后才能取出球阀等零件 做进一步的分解及阀板清洗工作 4 4换挡执行机构 4 4 1换挡执行机构的组成行星齿轮变速器的换挡执行机构由离合器 制动器和单向超越离合器3种不同的执行元件组成 换挡执行机构有连接 固定和锁止3个作用 1 连接连接指将行星齿轮变速器的输入轴与行星排中的某个基本元件连接 以传递动力 或将前一个行星排的某一个基本元件与后一个行星排的某一个基本元件连接 以约束这两个基本元件的运动 2 固定固定指将行星排的某一基本元件与自动变速器的壳体连接 使之被固定住而不能旋转 3 锁止锁止指把某个行星排的3个基本元件中的两个连接在一起 从而将该行星排锁止 使某3个基本元件以相同的转速一同旋转 产生直接传动 换挡执行机构的各执行元件通过按一定的规律对行星齿轮机构的某些基本元件进行连接 固定或锁止 让行星齿轮机构获得不同的传动比 从而实现挡位的自动变换 4 4 2离合器的结构与原理对于行星齿轮变速器换挡执行机构中的离合器 比较常见的是片式离合器 而且较多地使用多片湿式离合器 如图4 24所示 离合器通常由离合器毂 离合器活塞 回位弹簧 钢片 摩擦片 调整垫片及密封圈 卡环等组成 图4 24片式离合器1 前进离合器毂2 活塞3 O形密封圈4 回位弹簧及弹簧座圈5 卡环6 钢片7 摩擦片8 挡圈9 卡环10 密封环11 止推轴承 活塞 回位弹簧 弹簧座圈安装在离合器毂内 它是一种环形活塞 由活塞内外圈的橡胶密封圈保证其密封 从而和离合器毂配合 形成一个密封的环形液压腔 并通过离合器内圆轴颈上的油孔和控制油道相连通 钢片和摩擦片交错排列 两者统称为离合器片 钢片的外花键齿与离合器毂的内花键齿相配合 沿齿圈键槽作轴向移动 摩擦片由其内花键齿与离合器毂的外花键齿连接 也可沿键槽作轴向移动 摩擦片的两面均为摩擦系数较大的摩擦材料 离合器毂或离合器毂以一定的方式和变速器输入轴或行星排的某个基本元件相连接 当控制阀的液压油进入离合器液压缸时 作用在离合器活塞上的液压推动活塞 使之克服回位弹簧的弹力 将所有的钢片和摩擦片相互压紧在一起 钢片和摩擦片之间的摩擦力使离合器毂和离合器毂连接为一体 分别与离合器毂和离合器毂相连接的输入轴或行星排的基本元件也因此被连接在一起 此时离合器接合工作 当液压控制系统将作用在离合器液压缸内的液压油的压力泄掉后 离合器活塞在回位弹簧的作用下回位 同时将液压缸内的液压油从油孔排出 钢片和摩擦片两者之间无压力 相互分离 离合器毂和离合器毂可以互不干涉地运动 离合器分离 为保证钢片和摩擦片之间无任何轴向压力 离合器活塞和离合器片之间还留有一定的轴向间隙 这个间隙就叫做离合器自由间隙 它的大小可以用挡圈的厚度来调整 离合器自由间隙标准的大小取决于离合器片的片数和工作情况 同时也因厂家 型号的不同而有所差异 一般情况下 离合器片数越多或离合器的工作频率越大 离合器自由间隙就越大 某些离合器在活塞和钢片之间有一个缓冲环 它具有一定的弹性 可以减缓离合器接合时的冲击力 如宝马的4H922 EH型自动变速器中的离合器内就带有缓冲环 只不过它是将回位弹簧和缓冲环做成一体的 即膜片式弹簧 膜片式弹簧既能起到一般回位弹簧的作用 又能起到减缓冲击力的作用 使换挡更加平顺 柔和 为保证离合器在传递动力时不产生打滑现象 要求钢片和摩擦片之间应有足够的摩擦力 离合器所能传递的动力的大小取决于摩擦材料 接触面积及施加在钢片和摩擦片之间的压力 而钢片和摩擦片之间压力的大小是由作用在离合器活塞上的液压油的压力及活塞的面积所决定的 在同一台自动变速器中通常有多个离合器 它们的直径都基本上相同或相近 但它们所传递的动力的大小往往有很大的差别 为了保证动力的传递 每个离合器所使用的摩擦片的片数也各不相同 离合器所要传递的动力越大 其摩擦片的片数就应越多 4 4 3制动器的结构与原理顾名思义 制动器就是一种起制约作用的机构 它将行星齿轮机构中的太阳轮 齿圈和行星架3个基本元件之一与变速器壳体相连 使该元件被约束固定而不能运动 制动器的结构型式较多 最常用的有带式制动器和片式制动器两种 1 带式制动器带式制动器是利用围绕在制动毂周围的制动带的收缩来进行制动的 带式制动器的优点如下 占用的空间小 有自增力作用 带式制动器主要由制动毂 制动带 油腔 液压缸 活塞等组成 如图4 25所示 图4 25带式制动器1 制动带2 变速器壳体3 销4 推杆5 端盖6 油腔7 活塞8 回位弹簧9 制动毂10 推杆11 回位弹簧12 端盖 带式制动器的制动毂与行星齿轮机构的某一个基本元件相连接 制动带的一端支承在变速器壳体上的制动带支架上 另一端与液压缸活塞上的推杆相连接 液压缸被活塞分隔为施压腔和释放腔两部分 分别通过各自的控制油道与控制阀相通 制动带的工作由作用在活塞上的液压油压力所控制 当液压缸的施压腔和释放腔内均无液压油时 带式制动器不工作 制动带与制动毂之间有一定的间隙 制动毂可以随着与它相连接的行星排基本元件一同旋转 当液压油进入制动器液压缸的施压腔时 作用在活塞上的液压油压力推动活塞 使之克服回位弹簧的弹力而移动 活塞上推杆随之向外伸出 使制动带抱紧在制动毂上 于是制动毂被固定住而不能旋转 制动器处于制动状态 在制动器处于制动状态且有液压油进入液压缸的释放腔时 由于释放腔一侧的活塞面积大于施压一侧的活塞面积 活塞两侧所受的液压压力不相等 释放腔一侧的压力大于施压腔一侧的压力 因此活塞在这一压力差及回位弹簧弹力的共同作用下后移 推杆随之回缩 制动带被放松 使制动器由制动状态转变成释放状态 带式制动器的结构简单 轴向尺寸小 维修方便 在早期的自动变速器中应用较多 但它的工作平顺性较差 2 片式制动器片式制动器由制动毂 制动器活塞 回位弹簧 钢片 摩擦片 制动毂等部件组成 它的工作原理和多片湿式摩擦离合器基本相同 但片式制动器的制动毂 相当于离合器毂 固定在变速器壳体上 如图4 26所示 钢片通过外花键齿安装在固定于变速器壳体上的制动毂内花键齿圈中 或直接安装在变速器壳体上的内花键齿圈中 摩擦片则通过内花键齿和制动毂上的外花键齿连接 图4 26片式制动器1 制动毂2 卡环3 挡圈4 钢片 摩擦片5 壳体6 蝶形环7 弹簧座8 活塞9 弹簧10 O形密封圈 当制动器不工作时 钢片和摩擦片之间没有压力 制动器毂可以自由旋转 当制动器工作时 来自控制阀的液压油进入制动器毂内的液压缸中 油压作用在制动器活塞上 推动活塞将制动器摩擦片和钢片夹紧在一起 与行星排某一基本元件连接的制动器毂就被固定住而不能旋转 片式制动器的工作平顺性优于带式制动器 因此在轿车的自动变速器中 采用片式制动器的越来越多 4 4 4辅助装置自动变速器中除了各种控制系统外 还包括储油箱 滤清器和冷却系统等辅助装置 1 储油箱一般情况下 自动变速器的储油箱都与自动变速器连成一体 直接把变速器的油底壳作为储油箱使用 储油箱通常都有可靠的密封 以防油液泄漏和杂质进入 在正常的温度条件下工作时 储油箱液面应保持正确的高度 油面过低 则油泵在吸油时可能吸入空气 空气的可压缩性会导致自动变速器难以正常工作 并且使在换挡过程中出现打滑和接合延迟现象 使得变速器机件发热和加速磨损 如图4 27所示 正确的液面高度应根据冷态和热态时不同的标尺刻度进行检查 泵的吸油口应低于最低油面高度 以防吸入空气 此外 一般储油箱还应有一个通气孔 以保证油箱内正常的大气压 图4 27储油箱液面高度检查 2 滤清器自动变速器液压系统的零件非常精密 工作性能很灵敏 对油液的清洁程度要求极高 经过长期使用后 由于油液变质 零件磨损颗粒 摩擦衬面剥落 密封件磨损脱落 空气中的尘埃颗粒以及其他污物等 都可能使油液污染 从而导致各种故障的发生 如滑阀受卡 节流孔堵塞 随动滑阀失灵等 因此 采用了多种措施对油液进行过滤 在自动变速器供油系统中 通常设有3种形式的滤油装置 1 粗滤器粗滤器通常装在油泵的进油管口 以防止大颗粒或纤维杂物进入供油系统 为了避免出现吸油气穴现象 一般采用80 110 m的金属丝网或毛织物作为滤清材料 以保证不产生大的压降 2 精滤器精滤器通常设置在回油管道或油泵的输出管道上 作用是滤去油液中的各种微小颗粒 以提高油液的清洁度 避免颗粒杂物进入控制系统 因此 要求精滤器有较高的过滤精度 3 阀前滤清器在自动变速器的液压控制系统回路中 常在一些关键而精密的控制阀前端串接设置有专用的阀前滤清器 以防止杂质进入节流孔隙处而造成调压阀的失灵 影响整个控制系统的工作 由于它要求通过的流量不大 这种滤清器的尺寸通常都做得很小 过滤材料则用多层的金属丝或微孔滤纸