《汽车底盘构造与维修》第4章自动变速器(2)

4.3.3液压控制系统（1）液压控制系统的作用。自动变速器的齿轮变速器提供了若干个传动比供选择，并且可以在动力传递不被中断的情况下实现挡位的变换，而这一切都需要在液压控制系统的控制下进行。（2）液压控制系统的组成。液压控制系统主要由液压泵、执行装置（执行组件）、控制装置（控制组件）和辅助装置（联接管路）等四部分组成。2．液压泵液压泵是液压系统的动力源，它用来将发动机的动能转换成液压能。如图4-38所示为液压泵在轿车上装配位置，它由液力变矩器的轮毂驱动。常用的液压泵有齿轮式、摆线转子式和叶片式等三种，它们都是利用泵内容积的变化进行吸油、出油。（1）齿轮式液压泵。1-集滤器；2-进油管；3-吸油腔；4-外齿轮；5-月牙形隔板；6-内齿圈；7-压油腔；8-泵壳齿轮式液压泵的核心部件为一对相互啮合的齿轮。根据齿轮啮合的不同，齿轮式液压泵分成外啮合和内啮合两种。外啮合液压泵体积较大，通常用在大型车辆上；而内啮合式液压泵体积较小，通常轿车上。如图4-39所示为内啮合式齿轮液压泵。由一对内、外齿轮组成，内、外齿轮节圆紧靠一边，另一边被泵盖上月牙隔板隔开，以便把吸油腔和压油腔隔开。主轴上的主动内齿轮带动其中外齿轮同向转动，在进口处齿轮相互分离形成负压而吸入液体，齿轮在出口处不断嵌入啮合而将液体挤压输出。图4-40摆线转子泵组成和结构1-泵壳；2-外转子；3-内转子；4-端盖及导轮反作用支撑套；5-密封环；O1-内转子旋转中心；O2-外转子旋转中心（2）摆线转子泵。摆线转子泵又称摆线齿形啮合泵由内、外转子组成，如图4-40所示。在这种泵中，内、外转子只相差一个齿，因而不需设置隔板。内转子与变矩器壳体相连是主动轮，外转子是从动轮，工作时外转子随内转子同向旋转。其中内转子绕其中心O1旋转，外转子绕其中心O2旋转。当转子旋转时，内转子的A齿顶与外转子的B齿间形成的密封容积随转子转动而逐渐增大，形成局部负压，通过端盖上的吸油槽完成吸油过程。转子继续旋转，由A和B形成的密封容积达到最大后逐渐减小，油液受到挤压，通过出油槽完成泵的排油过程。转子旋转一圈，每个齿完成吸排油过程一次。如此循环不已，即实现连续不断的供油工作。（3）叶片泵。单作用叶片泵结构如图4-41所示，它主要由配油盘、转子、定子、叶片和壳体等零件组成。定子内表面为圆柱形，转子上有均匀分布的径向狭槽，矩形叶片安装在槽内，并可在槽内滑动。转子与定子的偏心距为e。在定子和转子的两个端面装有配油盘，盘上开有吸油窗口和排油窗口，分别与泵壳上的进出油口相通。当转子逆时针方向旋转时，叶片在离心力及高压油的作用下紧贴在定子的内表面上。其工作容积开始由小变大，从吸油口吸进油液；而后工作容积由大变小，压缩油液，经压油口向外供油。图4-41定量式叶片泵1-转子；2-定子；3-叶片；4-配油盘3．执行装置（1）液压多片式离合器。图4-42多片式离合器平面与分解结构1-离合器毂；2-液压活塞；3-回位弹簧座及卡圈；4-离合器摩擦片；5-压盘；6-定位弹簧卡圈；7-离合器钢片；8-波纹弹簧片；9-回位弹簧；10-单向阀；11-活塞液压缸；12-内齿圈图4-43制动带及传力零件1-调节螺母；2-垫圈；3-活塞推杆；4-端盖；5-伺服活塞；6-回位弹簧；7-制动带；8-顶杆；9-密封环；10-密封圈（2）制动带及传力零件。（3）制动带与伺服机构.当液压油压力作用于液压缸时，液压活塞克服回位弹簧的作用力将离合器毂内的离合器摩擦片与离合器钢片压紧在一起，使离合器处于接合状态传递动力。当液压油排出时，回位弹簧使液压活塞回位，离合器处于分离状态，离合器摩擦片与离合器钢片相互滑移，切断动力传递。图4-44制动带与伺服机构1-调节螺钉；2-推力销；3-变速器壳体；4-制动带；5-液压活塞；6-伺服液压缸；7-作用端；8-端盖；9-回位弹簧；10-释放端4．控制装置控制装置分为换挡阀、限压阀和压力调节阀等类型。（1）换挡阀。自动变速器液压系统中的换挡阀用来接通、切断液压执行组件油路，以实现动力的传递或改变行星齿轮机构组件的工作状态。通过换挡手柄来操纵的换挡阀被称为手动换挡阀。手动换挡阀是一种多油路切换的手动滑阀，它由拨叉、手动滑阀和阀体等组成，如图4-46所示。图4-46手动阀1-拨叉；2-手动滑阀；3-阀体当换挡手柄位于P挡位时，自动变速器内的机械结构将变速器内部的旋转组件与变速器壳体连接为一体，对车轮进行有效制动，可防止起动发动机和停车时汽车出现不应有的运动。当操纵杆位于R挡位时，接通相应的主油路与执行组件油路即可实现倒车。而当操纵杆位于D挡位时，变速器可自动实现由低挡至最高挡或由最高挡至低挡的变换。当操纵杆切换至2挡或1挡位时，变速器只工作在低速挡，而不会随车速变化换入高速挡。这两个挡位主要用于重载或道路条件极差的状况，正常道路情况下不使用。如连续上、下坡弯路，需要使用发动机制动时才使用2挡或1挡。（2）限压阀。图4-47限压阀1-滑阀；2-限压弹簧限压阀用来限制液压系统的最高压力，防止液压系统损坏，结构如图4-47所示。限压弹簧弹力的大小直接决定液压系统压力的高低。当系统压力超过限定值时，高压油推动球阀或滑阀克服弹簧力右移开启泄油口，一部分油液通过限压阀返回油箱。泄油后，液压系统压力降低，弹簧将滑阀推回，关闭进油口，从而维持系统压力在调定范围内。压力调节阀又称主油路调节阀，其功用是根据车速、节气门开度和选挡杆位置自动控制主油压（管道压力），保证液压系统油压稳定。（3）压力调节阀。图4-48压力调节阀1-滑阀；2-弹簧12（4）节气门阀。节气门阀的工作取决于气门的开度，因此其输出油压由加速踏板的位置决定。节气门调压阀的作用是产生与节气门开度成正比的节气门油压，传给主调压阀和换挡阀，控制主油压和换挡操作。节气门阀主要有机械式和真空式两种形式。图4-49机械式节气门阀的结构1-强制降挡柱塞；2-弹簧；3-节气门阀；4-减压阀图4-50真空式节气门阀的结构1-真空气室；2-弹簧；3-膜片；4-推杆；5-滑阀；A-主油压；B-节气门油压；C-泄油口；D-真空界面图4-51速控阀的结构1-阀轴；2-重锤；3-滑阀；4-壳体；5-弹簧；6-变速器输出轴5．速控阀速控阀又叫调速器或速度调压阀，它的功用是产生与车速成正比的控制油压（速控油压），传给换挡阀，以便控制换挡。速控阀是液控自动变速器反映车速的装置，仅用于液控自动变速器，电控自动变速器采用车速传感器来反映车速。6．强制降挡阀强制降挡阀的功用是为了加速超车，当节气门开度大于85％时，使自动变速器在当前挡位降一挡。7．换挡阀换挡阀的功用是根据换挡控制信号或油压，切换挡位油路，以实现两个挡位的转换。图4-52二三挡换挡阀换挡阀直接与换挡控制组件（离合器、制动器）相通，当换挡阀动作后，会切换相应的油道以便给相应挡位的离合器和制动器供油，得到所需要的挡位。换挡阀的数量与自动变速器前进挡的个数有关。一般，四挡自动变速器需要三个换挡阀，即一二挡换挡阀、二三挡换挡阀和三四挡换挡阀。4.4.1自动变速器的性能检查1．失速试验图4-53自动变速器失速试验4.4电控液力自动变速器的维修失速试验是通过测量D位或R位时的失速来检查发动机在该状态下的转速。失速转速是指发动机在特定转速下变矩器输出转速为零变矩比最大时的转速。（1）失速实验注意事项。①在正常工作温度（50～80℃）下进行试验。②该试验连续进行不得超过5s。③为保证安全，请在宽阔水平地面上进行，并确保试验用车前后无人。④失速试验应两人共同完成。一人观察车轮情况或车轮塞木情况，另一人进行试验。（2）失速（D位或R位）试验操作步骤如图4-53所示。①塞住前后车轮；接上发动机转速表（指无转速表汽车）。②拉紧驻车制动器。③起动发动机，将换挡杆换入D位。④用力踩下制动踏板，⑤将加速踏板迅速踩到底，此时的车速即为失速转速（持续时间不要超过5s）。⑥放松加速踏板，恢复发动机怠速转速并维持一定时间，以使油液循环冷却。（3）失速试验的结果分析。常见车型自动变速器的失速转速为2200r/min左右，但也有的自动变速器的失速转速低于1800r/min，有的自动变速器的失速转速高于2800r/min。若失速转速值高于规定值，表明发动机工作不良或液力变矩器传递转矩不良；若失速转速值低于规定值，表明换挡执行组件打滑。应真对这些情况进行检查，以确定故障原因和部位。图4-54换挡时间试验2．换挡迟滞试验换挡迟滞试验是在发动机怠速状态下，拨动自动变速器操纵杆，在感觉振动前会有一段时间的迟滞或延迟，这用于检查OD挡离合器、前进挡离合器、直接挡离合器及一、倒挡制动器的工作情况。（1）换挡试验的操作方法如图4-54所示。①车轮用三角木止动，拉紧停车制动器手柄。②起动发动机并怠速运转。③怠速状态下将换挡杆从N位换入D位，感觉到车身振动的测量时间以低于1.2s。（2）换挡迟滞试验注意事项。①试验应在对汽车进行基本检查和基本调整后进行。②试验油温应达到汽车正常行驶温度（50～80℃）。③各挡位测试时间间隔应保持在1min以上，以使被测试离合器和制动器完全恢复到自由状态。④进行三次试验并取平均值。（3）试验结果分析。①滞后时间在标准时间内为正常。②滞后时间超过标准时，可判断为相应的离合器或制动带打滑或液压系统压力低，可通过其他试验进行进一步检查。3．道路试验道路试验是诊断自动变速器故障的基本试验之一，这主要是因为汽车的行驶速直接影响着自动变速器的换挡时机。此外，自动变速器在修复之后，也应进行道路试验，以检查自动变速器工作性能，检验修理质量。（1）道路试验注意事项。①车辆试验前应进行各项安全检查、油液检查等项工作。②选择路面宽阔、人员、车辆少的道路进行试验。③试验前汽车怠速运转10分钟左右，以使变速器油温升高到工作温度。④将超速挡开关置于ON位置，并将模式开关置于普通模式。（2）道路试验内容。①静止换挡验。②升挡检查。③升挡车速的检查。④升挡时发动机转速的检查。⑤换挡质量的检查。⑥锁止离合器工作状况检查。⑦发动机制动作用的检查。⑧强制降挡功能的检查。⑨P位制动效果的检查。4．油压试验1．注意事项①在正常工作油温时进行试验（50～80℃）。②油压试验应两个人共同完成。其中一人应观察车轮及车轮塞木情况，同时另一人进行试验。2．油压试验前的准备①关闭发动机，变速挡置于P位，拆下测压点油堵螺栓，换上测试管接头，接上油管和油压表（量程0～3MPa）。②起动发动机，检查各接头处是否有泄漏。图4-56在速度试验台上进行主油路压力测试3．油压试验方法步骤（如图4-56所示）①起动发动机，让发动机和变速器温度正常。②拨去变速器壳体上的检查接头塞，连接压力表。③拉紧驻车制动手柄，塞住四个车轮。④起动发动机，检查怠速转速。⑤左脚踩下制动踏板，将选挡杆置于D位。⑥发动机怠速下测量主油压。⑦将加速踏板踩到底。在发动机达到失速转速时迅速读下油路最高压力。⑧在R位重复试验。4．油压试验分析（1）主油路压力与故障分析。（2）发动机负荷信号油压测试与分析。（3）车速信号油压测试与分析。（4）液力变矩器液压测试及分析。1．利用车载故障诊断仪显示故障码2．人工读取故障码4.4.2电控自动变速器的故障自诊断4.4.3液压系统主要零部件的检修1．液压泵的检修（1）拆卸。液压泵拆卸前应作好标记，防止装错。如果反复装配液压泵可造成密封件损坏。液压泵齿轮折解后应将主从动齿轮作好定向标记，如果内齿轮被装反，齿轮在啮合过程中会产生严重噪声，甚至使液压泵齿轮的自由运动受阻而造成齿轮断裂或严重磨损。（2）检测。用塞尺检测液压泵的内齿与泵体间的间隙如图4-58a所示，以及内齿圈与月牙隔板的间隙如图4-58b所示，均应在0.08～0.15mm之间，用钢直尺和塞尺检查主动齿轮和从动齿轮的侧隙如图4-58c所示，应在0.02～0.04mm之间。若间隙过大，应更换液压泵。图4-58液压泵间隙的测量1-塞尺；2-外齿轮；3-泵壳体；4-内齿轮；5-直边；6-液压泵驱动齿轮2．离合器总成的维修（1）拆卸。①用螺丝刀撬出弹簧挡圈，拆下主、从动