模塊一 自動變速器維護

任務一 認識自動變速器

情境引入

鄭先生想買一輛奇瑞瑞虎轎車，來到4S店咨詢。

鄭先生：請問瑞虎汽車MT、AT在使用和價位上各有什么不同？

銷售顧問：目前瑞虎汽車有1.6L MT、1.8L MT/AMT兩種配置、2.OL SUV三種車型。AMT是手自一體的變速器，MT是手動變速器。目前瑞虎還沒有配置AT、CVT和DCT的產品。

什么是MT、AT、AMT、CVT和DCT?

學習目標

1.識別各種型號的自動變速器。

2.能敘述AT的結構與組成。

3.能敘述自動變速器各部分的功能。

4.了解自動變速器的使用特點。

一、自動變速器的分類

我們將檔位操作手柄上標有P、R、N、D等字母的變速器都稱為自動變速器。在D位（前進檔），無需駕駛員操縱，可以根據汽車的行駛狀態自動升降檔位改變傳動比。目前使用的自動變速器（俗稱自動檔）按照傳動及控制原理的不同可分為AT、AMT、CVT和DCT四種。

1.AT（液力自動變速器）

Auto Transmission是液力自動變速器，如圖1-1-1a所示。目前應用最廣，技術最成熟，是本書介紹的重點。液力變距器取代了傳統的離合器，通過液力傳遞和齒輪組合的方式來達到變速變矩的目的。

圖1-1-1 AT和AMT

優點：液力自動變速器免除了手動變速器繁雜的換檔和腳踩離合器踏板的頻繁操作，使開車變得簡單、省力，而且經過多年發展，AT的生產成本已經相當低。當前AT的檔位越來越多，從以前的4AT發展到現在的8AT，隨之改變的是換檔速度和舒適性的提升以及油耗的改善。

缺點：AT有自身的不足，如對速度變化反應較慢，換檔頓挫感明顯，相對耗油大等。雖然檔位增加（齒輪增加）可以減輕AT的天生缺陷。

2.AMT（手自一體自動變速器）

AMT的英文全稱是Automated Mechanical Transmission，即機械式自動變速器，如圖1-1-1b所示。AMT可以看成是自動的手動變速器，AMT變速器是在通常的手動變速器和離合器上配備一套電子控制的液壓操縱系統，以達到自動切換檔位的目的。AMT核心技術是微機系統，電子技術將直接決定AMT的性能與運行質量。

優點：AMT在性價比、節能環保等方面堪與AT、CVT產品媲美，而且解決了手動檔車的駕駛樂趣和自動檔車的安全省事的矛盾，AMT在四類自動變速器中，技術難度相對較低，實質上還是手動變速器，AMT在省油方面仍具有手動檔的優勢。

缺點：在行車過程中，AMT因檔位變動引起的頓挫感較強，舒適性較差，換檔過程中有可能出現動力中斷。

發展前景：在國內乘用車當中，AMT目前只應用于一些A0級別的車型，AMT在商用車上的普及速度比乘用車快。雖然AMT能在現生產的手動變速器基礎上進行改造，生產繼承性好，投入的費用也較低，容易被生產廠接受，但AMT的舒適性較差，傳動效率一般，AMT只局限應用在經濟型轎車之上，推廣難度較大。

代表車型：奇瑞QQ、威志、兩廂新賽歐。

3.CVT（無級變速器）

CVT（Continuously Variable Transmission）是無級變速器，如圖1-1-2a所示。CVT在操作上類似AT，但是速比的變化卻不同于AT的換檔過程，而是連續的，CVT采用傳動帶和可變槽寬的棘輪進行動力傳遞，即當棘輪變化槽寬時，相應改變驅動輪與從動輪上傳動帶的接觸半徑進行變速，其傳動一般用皮質帶、金屬帶和金屬鏈等。

優點：CVT由于沒有了一般自動檔變速器的傳動齒輪，也就沒有了自動檔變速器的換檔過程，由此帶來的換檔頓挫感也隨之消失，因此CVT變速器的動力輸出是連續的，在實際駕駛中非常平順。CVT的傳動系統理論上檔位可以無限多，檔位設定更為自由，傳統傳動系統中的齒輪比、速比以及性能、耗油、廢氣排放的平衡，都更容易達到，CVT還有質量輕、體積小、零件少的優點。

缺點：相比傳統自動檔變速器而言，CVT變速器制造成本略高，并且如果操作不當的話，出問題的概率較高。目前無論國內還是海外，CVT變速器在很多情況下還無法維修，只能整體更換。CVT傳動的金屬傳動帶能夠承受的力量有限，一般而言，3.0L排量或者300N·m以上的轉矩是它的上限，不過隨著技術的不斷發展，已經打破了這個上限，但是由于構造原理和機械磨損的不可逆性，金屬傳動帶的使用壽命始終無法完美地解決，尤其是在用戶喜歡激情駕駛的情況下，可靠性得不到充分的保證。

圖1-1-2 CVT和DCT

發展：CVT技術的發展已經有了一百多年的歷史。德國奔馳公司是在汽車上采用CVT技術的鼻祖，但日產和本田公司使CVT技術得到推廣，博世公司是最新CVT的發明者和生產者。

代表車型：在中國市場上應用CVT最多的整車企業主要是東風日產和本田，在軒逸、逍客、新天籟以及思域混合動力等車型上都有CVT，名爵的MG3 SW 1.8L、奇瑞旗云、奧迪A6L/A4L的Multitronic都采用了CVT技術。

4.DCT（雙離合器自動控制變速器）

DCT（Double Clutch Transmission）是雙離合器自動控制變速器，如圖1-1-2b所示。因為大眾集團對該技術應用較早，也比較廣泛，而且把其稱為DSG（Direct-Shift Gearbox），所以DSG的大名傳遍天下。其實除了這兩種叫法還有很多，比如三菱叫SST、保時捷叫PDK、寶馬叫DKG、福特和沃爾沃叫Powershift、奧迪叫S-Tronic等。DCT分濕式和干式兩種：濕式用的變速器油比較多，體積較大，可以承受較大的扭力；干式用的變速器油較少，體積更小，更緊湊，效率更高，適合小型車，但能承受的扭力不如濕式大。

優點：DCT在效率和成本上都顯示出許多優勢，與傳統的自動變速器相比，該系統換檔的舒適性更高，而且能滿足消費者對駕駛運動感和車輛節油的雙重要求。同時，雙離合器的使用，可以使變速器同時有兩個檔位嚙合，換檔速度不到0.2s，比專業車手的手動變速還快。從技術角度上DCT對所有檔次的車都非常適合，比其他變速器具有更高的燃油經濟性。

缺點：目前DCT變速器面臨的主要問題是制造加工的精度要求很高，導致成本也較高。另外，DCT依靠離合器來傳遞動力，在城市路況下，駕駛人通常要在較慢的速度下駕駛車輛，此時DCT的離合器經常處于半離合狀態，在較擁堵的城市路況下，長時間處于半離合狀態的離合器容易過熱，因此溫度傳感器會感知溫度過高，從而使變速器停機。目前已知的DCT變速器停機案例多半發生在市區行駛過程中。

發展前景：DCT雙離合器變速器是以大眾集團為首的歐洲車系主推的一款新型自動變速器。由于大眾和一汽、上汽的合作，在我國擁有廣泛的市場基礎，因此DCT變速器擁有廣闊的推廣平臺。

代表車型：大眾邁騰、斯柯達、朗逸。進口車方面，保時捷Panamera、寶馬M3、法拉利、三菱EVO、日產GT-R、奔馳部分AMG車型都采用DCT技術。

二、液力自動變速器的結構組成與工作原理

現代汽車使用的液力自動變速器（AT），一般由液力變矩器、齒輪變速機構、控制系統和冷卻潤滑系統四部分組成，如圖1-1-3所示。

圖1-1-3 液力自動變速器的結構組成

1—液力變矩器 2—油泵 3—輸入軸 4—齒輪變速機構 5—閥板總成 6—輸出軸 7—油底殼

1.液力變矩器

液力變矩器位于自動變速器的最前端，如圖1-1-4所示，安裝在發動機飛輪上，其作用與裝有手動變速器的汽車中的離合器相似。以自動變速器油（ATF）為工作介質，可實現變速增矩兼起離合器的作用，其工作狀態完全自動變化，無需駕駛人操縱。因此安裝液力自動變速器的汽車，取消了離合器踏板。

圖1-1-4 液力變矩器

2.齒輪變速機構

齒輪變速機構包括變速齒輪部分和換檔執行元件兩部分。不同車型自動變速器采用不同的變速齒輪組合型式，如圖1-1-5所示。目前應用較廣的有：辛普森式、平行軸式、拉維娜式、串聯式、萊派特式和組合式等。隨著汽車業的不斷發展，新的變速齒輪組合還在開發中。由于變速齒輪部分是自動變速器最主要組成部分，人們習慣以此給自動變速器分類和命名，如辛普森式自動變速器、拉維娜式自動變速器等。換檔執行元件可以使變速齒輪處于不同的檔位，以實現不同的傳動比。換檔執行元件有三種：離合器、制動器和單向離合器。

圖1-1-5 變速齒輪組合型式

3.控制系統

控制系統按控制方式分有液控系統和電液控系統兩種。完全的液控系統主要包括許多控制閥組成的閥板及液壓油路。電液控系統是在液控油路板上加裝了具有各種功能的電磁閥、電腦、傳感器和控制電路等電氣設備。完全的液控系統已經被電液控系統取代，而電控系統越來越顯示出優越性。油路板通常安裝在齒輪變速機構下方的油底殼內。駕駛人通過自動變速器的操作手柄，改變閥板內手動閥的位置。控制系統根據手動閥的位置以及節氣門開度、車速、控制開關等信號按照一定的規律控制齒輪變速機構中的換檔執行元件工作，實現自動換檔。

油泵通常安裝在液力變矩器之后，由發動機飛輪通過液力變矩器泵輪軸上的凹槽或花鍵驅動，是液壓控制系統的動力源，為液力變矩器、控制閥板以及換檔執行元件提供一定壓力的液壓油。

4.冷卻潤滑系統

冷卻與潤滑在自動變速器維修中，占有重要位置。由于冷卻潤滑故障，導致燒壞行星齒輪，損壞止推軸承，燒蝕摩擦片的現象非常普遍。液力變矩器工作時，部分機械能轉化成熱量，使變速器油溫度升高。為提高變矩器傳動效率、保證變速器正常工作，應把變速器油溫度控制在一定范圍內，這部分工作是由冷卻系統完成的。

變矩器的部分油液從泵輪、渦輪、導輪間循環后，經過散熱器管路進入冷卻散熱器，如圖1-1-6所示，然后再流回到變速器油底殼或進入潤滑油道。

圖1-1-6 冷卻散熱系統

自動變速器油冷卻器有的與發動機散熱器是一體的，也有的是獨立安裝。冷卻器多為管片式結構，管片狀冷卻器大多安裝在發動機散熱器出水腔內，采用水冷式冷卻方式。變速器油進入冷卻器中心的油道，其熱量被外圍的冷卻液吸收。由于貼近管壁的油液冷卻速度較快，因而此處的ATF流速降低，便于散熱，就像“粘”在管壁上。管道中心的油液溫度降低較慢，快速流出冷卻器，所以冷卻效果不理想。

散熱器常出現臟堵、漏油等故障，會使行星齒輪潤滑不好而高溫燒損、滾針軸承損壞、摩擦片燒損等較嚴重故障，有時在變矩器內發出異響，特別是反復燒壞行星齒輪的變速器，一定要清洗散熱器。變速器散熱器的清洗和安裝必須注意嚴格執行操作規程，任何疏忽均可能導致變速器嚴重損壞。

實踐任務