任務一　認知電控液力自動變速器

任務導入

一位購買豐田COLLORA（卡羅拉）自動擋的新車主，電詢4S店售后人員，反映車輛上陡坡時動力不足，車速很慢，咨詢車輛是否出現了問題？是否選擋手柄的位置不當？聽朋友說要掛在低速擋時才行，那么究竟在什么時候才使用低速擋呢？能否在高速行駛中從D位直接撥到1位呢？倘若你是該店售后服務人員，應該怎樣正確答復客戶的詢問呢？

本任務的學習宜在整車實訓室或汽車底盤電控實訓室利用整車或自動變速器總成臺架完成。具體包括：了解自動變速器的類型、特點；快速辨識車輛是否裝備自動變速器且能識別該自動變速器的類型；知道正確操縱裝備自動變速器車輛的方法；掌握電控液力自動變速器的基本工作原理等。最后完成任務工單。

相關知識

自動變速器的普遍采用，使汽車駕駛變得舒適方便，操作簡單、省力，有利于行車安全和機件使用壽命的提高。現在95％以上的中高級轎車均采用了電控自動變速器，對普通家用轎車也在迅速普及。這就使得學習掌握自動變速器的相關知識和技能日顯迫切；否則，容易由于盲目拆卸或維護不當而引發各種故障，甚至導致自動變速器報廢。

一、電控液力自動變速器的概念

自動變速器是指在汽車行駛過程中，駕駛人無須操縱選擋手柄，僅通過踩踏加速踏板即可自動變換擋位進而改變車速的變速器，簡稱AT（Automatic Transmission，注：AT現在也專指采用電子控制液力傳動類型的自動變速器，以區別于AMT、CVT、DSG等不同類型。）目前的自動變速器全都是由ECU依據設計好的換擋規律或換擋策略來控制自動換擋過程的，因此自動變速器又可簡稱EAT、ECT、ECAT等（縮略語中的字母E、C分別對應于英文Electronic和Control。）

二、電控液力自動變速器的組成

盡管自動變速器的廠牌型號很多，外部形狀各異，內部結構也不盡相同，但它們的組成卻基本相同。電控液力自動變速器通常都是由液力變矩器、齒輪變速機構、換擋執行機構、液壓控制系統和電子控制系統五部分組成的。自動變速器結構圖如圖2-1-1所示。

1.液力變矩器

液力變矩器位于自動變速器的最前端，與飛輪固定連接，其作用相當于手動擋汽車中的離合器。它可利用油液循環流動過程中動能的變化將發動機的動力傳遞給自動變速器的輸入軸，并能根據汽車行駛阻力的變化，在一定范圍內自動、無級地改變傳動比和轉矩比，具有一定的減速增扭功能。

2.齒輪變速機構

齒輪變速機構用于構成不同的傳動比，進而組成不同的擋位。目前絕大多數的電控液力自動變速器都采用行星齒輪機構進行變速，但也有少數車型采用定軸輪系進行變速（如本田車系）。

3.換擋執行機構

換擋執行機構由若干多片濕式離合器、制動器（也有帶式的）和單向離合器組成。通過其中不同類型和數量的組合，用以改變行星輪系中主動元件的角色（太陽輪、齒圈、行星架中的一個）和限制某個元件的運動（固定或是與其他運動件聯動），進而使得動力傳遞的方向和速比發生改變。

4.液壓控制系統

液壓控制系統主要由油壓提供和限制部分、油壓調節部分、聯動控制部分、換擋控制部分、變矩器鎖止控制部分及其他部分組成。組成中的各種控制閥和油路通常設置在一個板塊內，稱為閥體總成。

5.電子控制系統

電子控制系統由輸入裝置、ECU、執行器三大部分組成。輸入裝置主要包括各種傳感器和部分控制開關；ECU根據各傳感器和控制開關的信號和設定的控制程序，通過運算、分析，向相應的執行器輸出控制信號，實現對自動變速器的控制。

三、自動變速器的特點

1.優點

（1）操作簡單省力。采用自動變速器的車輛取消了離合器踏板，只剩加速踏板和制動踏板；省去了手動換擋時離合器踏板與加速踏板、選擋手柄三者間的配合操作，極大地簡化了換擋動作，降低了駕駛人的勞動強度。

（2）行車安全可靠。由于操作的簡化，使駕駛人的注意力從頻繁地換擋操作中解放出來，有利于更加集中精力觀察道路交通情況，把控行車方向，極大地提高了行車安全。統計顯示，在公共汽車采用自動變速器后，交通事故可減少1/3。

（3）駕乘平順舒適。自動變速器能把發動機的轉速控制在一定范圍內，避免了發動機轉速忽高忽低地急劇變化，有利于減輕發動機的振動和噪聲；并可通過其專門的控制系統，得到平穩的換擋過程，減輕駕駛人操作不良所帶來的駕乘不適感覺；另外，液力傳動可吸收和減弱換擋過程中的沖擊。

（4）機件壽命延長。因為采用液力元件，可以消除或減弱動力傳動裝置中的動載荷；且由于自動換擋避免了粗暴換擋操作所產生的沖擊，所以裝備自動變速器的車輛，其傳動裝置零件的使用壽命較長；加上動力控制系統的作用，使發動機的使用壽命也得到了相應的提高。

（5）改善動力性能。由于液力變矩器性能及可連續自動換擋，車輛起步加速性能得以提高自動換擋過程中傳動系統可不中斷功率傳遞，并有減少換擋沖擊的設計措施（減油壓、蓄能器減扭矩等），加之換擋時刻與發動機功率的合理匹配，所有這些使得車輛平均速度有所提高，加速性能良好。

（6）通過性能提高。由于自動變速器絕大多數都是采用液力傳動，再加上自動控制換擋，使得車輛的通過性能也得到了顯著改善，能以較高的平均車速通過雪地和松軟路面。

（7）降低空氣污染。在手動變速器中，由于換擋過程中常伴有燃油供給量的急劇變化，發動機轉速的變化較大，導致燃燒過程變差，使得發動機排氣中的有害成分增加，加劇了對空氣的污染。使用自動變速器，由于液力傳動和自動換擋技術，能把發動機的工作限制在污染較小的轉速范圍內，進而減少排氣中有害物的數量，有利于大氣環境的保護。

2.缺點

（1）結構復雜，制造精度要求高，質量大，因而造成其成本較高，研制費用較大。通常裝備自動變速器的小轎車，較其相應的手動擋轎車價格高出10％左右。

（2）傳動效率降低，燃油消耗增加，這主要由液力傳動導致。通常，液力傳動效率最高可達6％～90％，比機械傳動效率低8％～12％，故通常燃料消耗較手動變速器略高。盡管許多教材和資料中都說到因結構改進和控制策略的優化，可使其燃料消耗較手動擋轎車更少，但目前的實際情況證明這只是一種理論上的設想。

（3）自動變速器由于結構復雜，故在使用維修、故障分析和處理等方面，要求必須有較高的技術水平。

四、自動變速器的類型

不同車型裝備的自動變速器在形式和結構上往往差異甚大，常見的分類方法和類型如下。

1.按變速方式分類

汽車自動變速器按變速方式的不同，可分為有級變速器和無級變速器兩類。

有級變速器是具有幾個固定傳動比的變速器（通常是有3～6個前進擋和1個倒擋）。無級變速器是能使傳動比在一定范圍內連續變化的變速器，無級變速器目前在汽車上日漸普及。

2.按汽車驅動方式分類

按汽車驅動方式的不同，自動變速器可分為后驅自動變速器和前驅自動變速器兩類。它們在結構和布置上有很大的差別。

后驅自動變速器的變矩器和齒輪變速器的輸入軸及輸出軸在同一軸線上，軸向尺寸較大，在小型客車上布置比較困難。其閥體總成通常布置在變速器下方的油底殼內，如圖2-1-1所示。

前驅自動變速器在殼體內還裝有差速器。其中，發動機縱向布置所配用的前驅自動變速器的結構和布置與后驅自動變速器基本相同，只是在后端增加了差速器。橫置發動機前驅自動變速器限于汽車橫向尺寸，要求必須有較小的軸向尺寸，因此常將輸入軸和輸出軸設計成平行排列方式；變矩器輸入、輸出軸和變速器輸入軸在同一軸線上，布置在上方，變速器輸出軸布置在下方，如圖2-1-2所示。這樣就使變速器的軸向尺寸減小，高度增加，因而常將閥體總成布置在變速器的側面或上方，確保汽車有足夠的最小離地間隙。

3.按前進擋位數分類

目前，自動變速器按前進擋位數的不同，可分為4～6個擋位，甚至于有些車型還裝備有7～9個前進擋。現在轎車裝備的自動變速器幾乎都是4個（已顯落后）或4個以上前進擋，均設有超速擋。擋位數的增多，必然使得自動變速器的構造更加復雜，但是對于車輛燃油經濟性的提高卻大有益處。

4.按齒輪機構的類型分類

按齒輪機構的類型不同，自動變速器分為普通（定軸）齒輪式和行星齒輪式兩類。定軸齒輪式自動變速器體積較大，最大傳動比較小，只有少數車型使用，如本田Accord轎車；行星齒輪式自動變速器因結構緊湊，能獲得較大的傳動比，為絕大多數轎車所采用。

5.按變矩器的類型分類

現代轎車自動變速器大多采用結構簡單的單級三元件綜合式液力變矩器，內部均設有鎖止離合器。這樣，當汽車達到一定車速時，控制系統使鎖止離合器接合，將液力變矩器輸入部分和輸出部分連成一體，發動機動力不再借助于液力傳動而是以機械傳遞方式直接傳入齒輪變速器，提高了傳動效率，降低了燃油消耗，使得車輛燃油經濟性得以改善。

6.按控制方式分類

液力自動變速器按控制方式不同，可分為全液力控制自動變速器（簡稱液力自動變速器）和電子控制液力自動變速器（簡稱電控液力自動變速器）兩類。前者，現已幾乎淘汰。

現代汽車普遍采用的電控液力自動變速器，是在液力自動變速器基礎上增設電子控制系統而形成的。節氣門開度和車速參數分別由節氣門位置傳感器和車速傳感器提供，替代了液力自動變速器中的節氣門閥和速控閥，簡化了液壓系統，提高了響應速度；并增設了油路控制電磁閥。

電控系統中的傳感器和開關感測汽車和發動機的運行狀態和駕駛人的駕駛意圖，并將其所檢測到的信息轉換成電信號輸入到電控單元ECU。ECU經過計算、比較處理后，根據設計的換擋程序（或稱控制策略），確定并輸出換擋指令信號，通過電磁閥的開閉，實施油壓的增加和泄放，完成對換擋閥的控制；使其打開或關閉通往相應換擋離合器和制動器的油路，最終實現換擋時刻和擋位的變換，達到自動變速的目的。其工作原理如圖2-1-3所示。

五、自動變速器的使用

不同類型的自動變速器擋位大同小異，使用方法相差無幾。選擋手柄一般有3～7個位置。如歐美部分車選擋手柄位置為P、R、N、D、S、L或P、R、N、D、3、2、1；本田車系選擋手柄位置為P、R、N、D4、D3、2、1；豐田車系選擋手柄位置為P、R、N、D、2、L；日產車系選擋手柄位置為P、R、N、D、2、1等。選擋手柄如圖2-1-4所示。

擋位指示器可以設置在選擋手柄旁，也可以設置在儀表板上，如圖2-1-4所示。

自動變速器選擋手柄各位置名稱與功能見表2-1-1。

有的手/自一體變速器上還有M（Manual）位，表示此位置可以手動控制：M+表示手動升擋，M-表示手動降擋。

任務實施

一、實施環境

（1）汽車底盤電控實訓室或汽車整車實訓室。

（2）裝備有自動變速器的轎車（如世嘉、標致307、科魯茲、英朗、君威等）或汽車自動變速器臺架（如MAXA、AF13、4T60E、AL4等）、舉升機、工具車（配有拆裝工具）、工作臺。

（3）相應的車輛維修手冊或自動變速器臺架資料。

二、實施步驟

分小組完成如下操作：

（1）對照本組指配的整車或臺架查看自動變速器構造特征，弄清其具體組成和工作原理。

（2）分組操作，領會自動變速操縱桿的換擋方法。

（3）完成任務工單。

三、任務工單

拓展知識

一、使用自動變速器的常見錯誤

（1）自動變速器車輛長時間停車時，變速桿仍滯留在D位。

在等待通過信號燈或堵車時，有些駕駛人喜歡將變速桿保持在D位，同時踩下制動踏板，若時間很短，這樣做是允許的。但若時間較長時最好換入N位，并拉緊駐車制動桿。

（2）自動變速器車輛高速行駛或下坡時，把變速桿置于N位滑行。

當下長坡確需滑行時，可將變速桿還保持在D位，也可以滑行，但不可使發動機熄火（因下長坡滑行將發動機熄火會減少車輪制動助力）。另外，會因發動機轉速處于怠速，造成油泵供油量過小，會導致換擋執行元件油壓不足而打滑且潤滑散熱效果下降，進而燒毀換擋執行元件。

（3）自動變速器在P位或N位以外的擋位啟動車輛。

裝備自動變速器的車輛被設計為只能在P位或N位才能將發動機啟動，以避免在其他擋位啟動時，使車輛立刻出現向前或向后的竄動而發生意外。因此，啟動發動機時一定確定變速桿處于P位或是N位。

（4）裝備自動變速器或三元催化轉換器的汽車通過外力推拉車輛來啟動發動機。

搭載自動變速器或三元催化轉換器的汽車因在發動機熄火狀態下，在任何擋位是不能將車輪滾動力矩反向傳遞給發動機的，而采用人推或其他車輛拖動的方法啟動，這種做法是錯誤的。這樣非但不能將外加動力施加到發動機上，反而會損壞三元催化轉換器。

（5）裝備自動變速器的車輛在坡道停車時不使用駐車制動。

裝備自動變速器的汽車在坡道上停車時，有些駕駛人只是將變速桿置于P位，而不使用駐車制動，這種操作容易引發交通事故。雖然裝備自動變速器的汽車在P位設有停車鎖止機構，一般是很少失效的，但一旦失效就會造成意外事故。因此，在坡道上停車時，還是應該同時使用駐車制動器。

（6）自動變速器汽車在D位可以起步，一直踩加速踏板就可以換到高速擋。

正確的換擋操作應是“松加速踏板提前升擋，急踩加速踏板提前降擋”。也就是說，在D位起步后，若要快速升擋，可以采用“踩—放—踩—放”這種循環操作方式。但要注意，不能將加速踏板踩到底；否則，會強制掛入低速擋，長期如此有可能造成自動變速器的損壞。

總之，自動變速器汽車相對于手動變速器汽車而言，省去了離合器踏板，不必頻繁地實施復雜的換擋操作，使駕駛汽車變得簡單、輕松。但倘若操作不當，也會人為增加自動變速器的故障發生頻率，降低其使用壽命，增加維修保養費用。正確使用自動變速器，不僅可以避免或減少交通事故的發生，還會降低車輛使用油耗，減少排放污染。

二、自動變速器型號的認知

一種變速器可能被用在多個公司不同款式的汽車上，而同種車型也可能裝用不同型號的變速器。如果對自動變速器的型號不了解，在維修中就會對故障分析、資料查找及零配件采購等造成障礙。通過自動變速器的型號可以了解其基本配置，其型號通常在油尺、油底殼或變速器殼某一特定位置上可以找到。

以下先介紹典型自動變速器型號的含義，然后對目前常見自動變速器的主要識別方法進行簡要介紹。

1.自動變速器型號的內容

自動變速器的型號中，主要包含以下內容：

（1）變速器性質：指的是自動變速器還是手動變速器。一般用A表示自動變速器，M表示手動變速器。

（2）生產公司：有的自動變速器型號前會加上表明生產廠家的字母，如ZF表示德國ZF公司生產的自動變速器。

（3）驅動方式：指車輛是前輪驅動還是后輪驅動。一般用F表示前輪驅動，R表示后輪驅動。

（4）前進擋位數：一般用數字表示。

（5）控制方式：指自動變速器是電控、液控還是電液控制。一般用E表示電控，H表示液控，EH表示電液控制。

（6）生產、改進序號：指自動變速器是基本型還是改進型。

（7）額定輸出轉矩：指自動變速器能夠輸出的最大轉矩。

2.自動變速器型號含義舉例

下面將幾個主要公司的自動變速器介紹如下：

1）采埃孚（ZF）公司自動變速器

全名ZF Friedrichshafen AG，與日本的愛信（Aisin AW）、捷特科（Jatco）并稱為世界三大自動變速器廠商。只要是汽車自動變速器標識為“××HP-××”的均為ZF公司產品。

例如：寶馬ZF5HP-19-EH。ZF：ZF公司；5：前進擋位數；H：液控類型；P：行星輪系；19：變速器額定轉矩19N·m；（E：電控類型變速器）；EH：電液控制類型變速器。

又如，ZF-6HP-22、8HP-30/45/70/90、9HP-28/48等。目前，ZF已推出10HP。

2）通用（GM）公司自動變速器

該公司自動變速器的型號主要有：4T60E、4L60E、5L40/45E、6L45E等。第一位阿拉伯數字表示前進擋的位數，“4”表示有四個前進擋。第二位字母表示驅動方式：“T”表示自動變速器橫置（前輪驅動）；“L”表示縱向安裝（后輪驅動、四輪驅動）。第三、四位阿拉伯數字表示自動變速器的產品系列。第五位字母表示控制類型，“E”表示電子控制。

3）豐田公司自動變速器

豐田公司自動變速器大部分為愛信公司生產的，型號分為A系列和U系列

早期的豐田自動變速器型號的形式以A43D這種型號中含有兩個數字為代表，這種形式的自動變速器主要有A40、A40D、A42DL、A45DF、A55、A55F等。其中，A表示自動變速器；4表示驅動方式，其中1、2、5表示前輪驅動，3、4、6、7表示后輪驅動；3表示生產序號，0是基本型，1是第一次改進型，3是第三次改進型；D表示前進擋位數，D表示具有超速擋，即4擋自動變速器，若無D則表示為3擋自動變速器；E表示電控自動變速器，同時具有鎖止離合器，若無E則表示液控自動變速器；L表示具有鎖止離合器；F表示四輪驅動自動變速器。

目前的豐田自動變速器型號以A340E這種型號中含有三個數字為代表，這種形式的自動變速器主要有A340E、A340H、A341E、A340F、A341F、A140E、A141E、A240E、A241E、A245E、A540E、A540H、A541E、A650E等，其中，左起第一個字母A仍表示自動變速器；左起第一位阿拉伯數字以及后附字母的含義同上；左起第二位阿拉伯數字表示該自動變速器前進擋位數；左起第三位阿拉伯數字表示生產序號。還需說明，上述各型自動變速器中，A340H、A340F、A540H的后面均省略了字母E。

豐田公司近年來升級版本的自動變速器型號有A750E、A760/761E、A960和AA80E等。U系列的有U151、U241、U250、U340/341E、U540、U660、U760/761E等型號。這里的U表示超級智能自動變速器，且均為前輪驅動。

特別說明：在當今的六速自動變速器市場上，愛信公司產品占有很大的市場份額，其中，國內最常見的就是愛信的TF-60SN，大眾將它安裝于多種車型中，將它稱為09G、09M以及09K。而用于奧迪、途銳及保時捷卡宴的09D也是愛信的六速后驅自動變速器，愛信的名稱為TR-6SN。此外，還有愛信的TF-80SC，整車廠稱為AF40；在歐系車中，如VOLOV、SAAB、OPEL、RANGE ROVRE、PEUGEOT等車型使用廣泛，而國內上海通用公司新近生產的新款君威2.0T用的也是這款AF40愛信六速自動變速器。而愛信的TF-81SC變速器被福特稱為AWF21，被用于新款福特蒙迪歐等車型上。這些愛信六速自動變速器將在今后幾年的維修市場中日益常見，尤其是大眾09G，此變速器已被用來完全取代早先的大眾01M和01N這兩種四速變速器，正用于各種國產的大眾車型中，如大眾途安、POLO、新寶來、朗逸、速騰、邁騰、斯柯達等，其今后維修保養量之大可想而知。然而愛信公司對于維修市場采取了一貫的技術資料和零配件的封鎖，維修人員除了一些基礎的整車廠培訓資料外，缺乏深入的技術資料以及需要更換的零配件，維修市場除了能出高價更換變速器總成或者小總成外，想要以低成本來維修這些愛信六速自動變速器似乎困難重重。

4）奔馳公司自動變速器

奔馳公司自動變速器型號形式為722.×，如722.4（四個前進擋）、722.5、722.6（五個前進擋）、722.7（5擋平行軸式）、722.9（七個前進擋，兩個倒擋）等。以722.6為例，進一步介紹。其中，722表示轎車用自動變速器；6表示自動變速器型號。

5）大眾公司自動變速器

大眾公司自動變速器型號分為兩大系列，即09系列和01系列。

09系列有096、097、098、099、09G、09E、09L、09D（09G系列由日本愛信公司生產）等。

01系列有01M、01N、001、01V（是大眾服務號，實為ZF公司生產的ZF-5HP-19）和01J（無級系列）。

DCT/DSG雙離合器直接換擋系列有02E（為6擋濕式離合器）、OAM（為7擋干式離合器）、0B5（為7擋濕式離合器）。