自動變速器維修

1、1.1 液力傳動的工作原理 一、液力傳動概述 在傳動裝置中以液體（礦物油）為工作介質(zhì)進(jìn)行能量傳 遞與控制的裝置稱為液體傳動裝置，簡稱液體傳動。 在液體傳遞能量時，存在著將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w能，再 由液體能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的過程。 液體能液體能有三種形式：位能、壓力能和動能。 在液體傳動中，液體的相對高度位置變化很小，故位能 與壓力能、動能相比，可以忽略不計。 液體傳動中液體能量變換的主要形式為壓力能和動能。 凡是主要以工作液體的壓力能進(jìn)行能量傳遞和控制的裝 置稱為液壓傳動裝置，簡稱液壓傳動。 其工作元件稱為液壓元件。 凡是主要以工作液體的動能進(jìn)行能量傳遞與控制的裝置 稱為液力傳動裝置，簡稱液力傳動或

2、動液傳動。 二、液力傳動原理 液力傳動裝置是20世紀(jì)初開始研究的，最早用于船舶 工業(yè)。汽車上采用液力傳動是第一次世界大戰(zhàn)之后。 在20世紀(jì)30年代，英國和美國將液力傳動應(yīng)用于公共 汽車，至第二次世界大戰(zhàn)期間，許多軍用車輛和專用汽車 也開始采用液力傳動裝置。 現(xiàn)代的汽車尤其是轎車廣泛采用了液力傳動裝置。 最初的液力傳動裝置方案是由德國的蓋爾曼費丁格爾教 授提出的，如圖所示。 由離心泵、集水槽、進(jìn)水管、連接管路、導(dǎo)水機構(gòu)、水輪 機等組成。 使汽車具有良好的自動適應(yīng)性 采用液力變矩器的汽車，在困難和復(fù)雜的路面上行駛，行駛 阻力增大時，液力變矩器能使汽車自動地增大驅(qū)動力，同時自動 地降低行駛速度，以克

3、服增大的行駛阻力；反之，當(dāng)行駛阻力減 小時，汽車又能自動地減小驅(qū)動力和提高汽車行駛速度，保證發(fā) 動機能經(jīng)常在額定工況下工作。既可避免發(fā)動機因負(fù)荷突然增大 而熄火，又能滿足汽車行駛的要求，因而具有自動適應(yīng)性。 1液力傳動的優(yōu)點 三、汽車采用液力傳動的優(yōu)缺點 提高汽車的使用壽命 液力傳動的工作介質(zhì)是液體，各葉輪之間可相對滑轉(zhuǎn)， 故液力元件具有減振作用。液力元件既能對發(fā)動機曲軸的扭 轉(zhuǎn)振動起阻尼作用，提高傳動元件的使用壽命，又能降低來 自汽車行駛系統(tǒng)或傳動系統(tǒng)中的動載荷，提高發(fā)動機的使用 壽命。 試驗表明：采用液力傳動后，發(fā)動機使用壽命可提高85 ，變速器使用壽命可提高倍，傳動軸、驅(qū)動半軸壽 命可提

4、高85。 提高汽車的通過性和具有良好的低速穩(wěn)定性。 裝有液力變矩器的汽車可以在泥濘地、沙地、雪地 等軟路面以及非硬土路面行駛，能提高車輛的通過性，并 具有良好的低速穩(wěn)定性。據(jù)對比試驗表明：采用液力傳動 的汽車，在軟路面起步和行駛時，下陷量約減小25，滑 轉(zhuǎn)小，附著儲備增大倍。 簡化操縱和提高舒適性 采用液力傳動的汽車，可使汽車起步平穩(wěn)，并在 較大范圍內(nèi)進(jìn)行無級變速?？梢陨贀Q擋或不換擋，減輕 駕駛員的疲勞。在行駛過程中液力元件可以吸收和減少 振動、沖擊，從而提高車輛的舒適性。 可以不中斷地充分利用發(fā)動機的功率，有利于 減少排氣污染。 2液力傳動的缺點 液力傳動系統(tǒng)的效率要比機械傳動系統(tǒng)低。液力傳

5、動 系統(tǒng)的傳動效率一般只有 82%87左右，而機械傳動的效 率可達(dá)95%97。 為了使液力傳動能正常工作，需要設(shè)置冷卻補償系統(tǒng)， 因而使結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積和重量大，成本高。 1.2 液壓傳動的結(jié)構(gòu)與工作原理 圖所 示為液壓千斤頂 的工作原理。它 由手動柱塞液壓 泵和液壓油缸兩 大部分構(gòu)成。大、 小活塞與缸體及 泵接觸面之間保 持良好的配合。 一、液壓傳動的工作原理 工作時關(guān)閉放 油閥，向上推起手 柄1時，活塞3被帶 動上移，油腔容 積增大，形成局部 真空，將油吸入油 腔。 當(dāng)這個作用力大于 油腔10中油液對鋼球的 作用力時，鋼球被推開， 油腔中油液的壓力就 傳遞到油腔10，油液被 壓入油腔10，迫

6、使它的 密封容積變大，結(jié)果推 動活塞11和重物一起上 升（圖-c），反復(fù) 推壓手柄1，就會連續(xù) 不斷地將油液壓入油腔 10，使活塞11和重物不 斷上升，從而達(dá)到起重 的目的。 當(dāng)壓下手柄1時， 活塞下移，油腔 容積減小。油液 受到外力擠壓，產(chǎn) 生壓力，迫使單向 閥關(guān)閉，并使單 向閥的鋼球受到 一個向上的作用力。 手壓手柄的力越大， 液體壓力就越高， 作用在單向閥的 鋼球上向上的力就 越大。 二、液壓傳動的組成 動力部分液壓泵。它將機械能轉(zhuǎn)換為液壓能，給液 壓系統(tǒng)提供壓力源，如圖1-2中的1、2、3、5、7組成的手動 和柱塞泵。 執(zhí)行部分液壓缸或電動機。它將液壓能轉(zhuǎn)換為機械 能，輸出力、行程和速

7、度，如圖1-2中活塞11和缸體12組成的 液壓缸。 控制部分控制閥?？刂埔后w壓力、流量、流速和方 向，如放油閥。 輔助部分輸送液體、儲存液體、過濾液體、密封等， 如油箱、管路。 三、液壓傳動系統(tǒng)的工作特性 力的傳遞按帕斯卡原 理進(jìn)行，在密閉容器內(nèi)的平 衡液體中，任何一點的變化， 將等值地傳給液體中的所有 各點，這就是帕斯卡原理。 因此，密閉容器內(nèi)的平衡液 體中，各點的壓力相等（圖 ）。 工作活塞的液壓作用力等于油壓與活塞面積的乘積，作 用方向為垂直于作用面。因此，可用提高壓力和加大活塞面積 的方法來產(chǎn)生較大的液壓作用力。 液體的可壓縮性很小，故一般液壓傳動中視液體為不 可壓縮的。因此運動的傳遞

8、按等容積原則進(jìn)行，并且，工作活 塞的運動速度，取決于流量而與壓力無關(guān)。 1.3 液壓基本回路的組成與特點 液壓基本回路是用液壓元件組成以液體為工作介質(zhì)并能完 成特定功能的基本回路。 常用的基本回路按其功能可分為方向控制回路、壓力控制回 路、速度控制回路和順序動作回路四大部分。 控制液流的通、斷和流動方向的回路稱為方向控制回路， 換向閥是方向控制回路中的主要元件。 （1）電磁換向閥及換向回路 電磁換向閥是電磁鐵來推動閥芯，控制液流的通、斷及 改變流向，實現(xiàn)自動化和遠(yuǎn)程控制。 1方向控制回路 一、液壓基本回路的組成和特點 電磁換向閥的工作原理： 當(dāng)電磁閥不通電時，閥芯在彈簧作用下，處于左端位置，

9、壓力油管與通，接油缸后腔，油缸前缸與回油路管 相通； 當(dāng)電磁閥通電時，電磁力向右吸銜鐵，銜鐵通過推桿使 閥芯右移，與通，與通，實現(xiàn)了換向。 常用的電磁換向閥有二位二通電磁換向閥、二位三通電 磁換向閥、二位四通電磁換向閥等。 （2）液動換向閥 利用液體壓力和彈簧的作用力實現(xiàn)換向。 閥芯的一端被彈簧推動，而另一端則受到液壓的作用， 利用液壓的升高或降低來使閥芯左、右移動，實現(xiàn)液流方 向的改變。 （3）電液換向閥 電液換向閥是利用電磁閥控制液動換向閥的控制油路， 從而實現(xiàn)流向的改變。 當(dāng)電磁閥通電時，換向閥的控制油壓泄空，彈簧的作用 力推動閥芯右移；當(dāng)電磁閥不通電時，換向閥的控制油壓形 成，推動閥芯

10、左移。 閥芯左、右移使油路發(fā)生變化。 自動變速器中受電磁閥控制的換擋閥就是此種形式。 圖1-7 電液換向閥 （4）手動換向閥 利用手動杠桿來改變閥芯位置實現(xiàn)換向。 連桿或纜繩 圖1-8 手動換向閥 壓力控制回路主要是調(diào)節(jié)系統(tǒng)或系統(tǒng)的某一 部分的壓力，可用來實現(xiàn)調(diào)壓、減壓等控制。實 現(xiàn)壓力控制的閥類稱為壓力調(diào)節(jié)閥。 自動變速器中常用的壓力調(diào)節(jié)閥有以下幾種。 壓力控制回路 （1）球閥式 它由彈簧和鋼球組成。 當(dāng)管路液壓低于規(guī)定值，球閥在彈簧作用下關(guān)閉。 當(dāng)管路液壓力超過規(guī)定壓力時，鋼球上升，球閥打開， 從管路排出油液，從而起到調(diào)節(jié)管路壓力的作用,防止管路壓 力過高。 圖1-9 球閥式壓力調(diào)節(jié)閥 （

11、2）活塞式 當(dāng)液壓未超出規(guī)定壓力時，在彈簧作用下活塞將上移，將排 液口關(guān)閉； 當(dāng)液壓超過規(guī)定壓力，活塞下移至一定位置時，排液口開啟， 從系統(tǒng)排出工作油液，以調(diào)節(jié)油壓。 圖1-10 活塞式壓力調(diào)節(jié)閥 這種壓力調(diào)節(jié)閥類 似于活塞形式 圖1-11 滑閥結(jié)構(gòu) （3）滑閥形式 當(dāng)油壓低于規(guī)定值時，油壓作用在端面上向下的力 小于彈簧作用在端面上向上的力2，滑閥將排液口 關(guān)閉。此時，閥將不起調(diào)節(jié)作用。 當(dāng)油壓超過規(guī)定壓力時，大于，液壓的作用力 使油閥下移，開啟排液口，通過排液口排出工作油液，起 到調(diào)節(jié)壓力的作用。 工作情況工作情況 圖1-12 滑閥式壓力調(diào)節(jié)閥工作原理 （4）改良滑閥式 在滑閥的上、下兩端施

12、加了兩個獨立油壓，可根據(jù)這兩 個獨立油壓的升高或下降來操縱調(diào)壓的油壓，其結(jié)構(gòu)示意圖如 圖113所示。 圖1-13 改良滑閥式壓力調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu) 滑閥上端面和端面的有效作用力不相同，即F2F1， 當(dāng)壓力油流經(jīng)時將產(chǎn)生一個向下的推力。 當(dāng)無外加壓力時，利用彈簧的作用力與壓力油產(chǎn)生的向下 的推力控制滑閥的位置，調(diào)節(jié)油壓。 無外加油壓的調(diào)節(jié)情況 當(dāng)下面有外加壓力時，調(diào)節(jié)油壓將變化，油壓會升高， 且外加油壓越高,調(diào)節(jié)后的油壓越高。 下面加油壓的調(diào)節(jié)情況 而當(dāng)上面有外加壓 力時，調(diào)節(jié)油壓將會降 低，外加壓力越大，調(diào) 節(jié)后的油壓越低。 自動變速器控制系 統(tǒng)的主調(diào)節(jié)閥就是這種 型式。 （5）調(diào)壓回路的 應(yīng)用 如圖

13、117所示， 為油泵、閥調(diào)節(jié)系 統(tǒng)壓力、閥為安全調(diào) 壓閥。 圖1-17 調(diào)壓回路 1-油泵；2-閥；3-閥 .流量控制回路 液壓系統(tǒng)流量控制的目的是控制液壓執(zhí)行元件的運動 速度。 在自動變速器控制系統(tǒng)中是用來控制液壓缸內(nèi)的活塞 的運動速度，防止執(zhí)行元件接合過快而出現(xiàn)沖擊。 流量控制閥包括節(jié)流閥、調(diào)速閥、溢流節(jié)流閥和分流 節(jié)流閥等。 自動變速器控制系統(tǒng)中，用來控制流量的主要是節(jié)流閥。 （1）筒式節(jié)流閥 旋動手輪，閥芯便作軸 向移動，并改變節(jié)流口的開 度，從而改變油液通過的流 量。這種節(jié)流閥結(jié)構(gòu)簡單， 一般用于流量調(diào)節(jié)要求不變 的場合。 圖1-18 筒式節(jié)流閥 （2）單向節(jié)流閥 當(dāng)油液從油口進(jìn)入時

14、，閥芯保持在調(diào)節(jié)桿所限定的位 置上，油液只能經(jīng)過閥芯上的三角形節(jié)流溝槽流向油口2，這 時閥起節(jié)流作用。 當(dāng)油液從該閥的油口進(jìn)入時，閥芯被油壓壓下，油液 得以通過并從油口流出，這時閥起單向閥的作用，不起節(jié) 流作用。 這種型式被自動變速器控制系統(tǒng)廣泛采用。 圖1-19 單向節(jié)流閥 （3）節(jié)流閥的應(yīng)用回路 用單向節(jié)流閥來控制活塞的前 進(jìn)速度，減小沖擊，回程時通過單 向閥迅速排油，以使活塞快速后退。 圖1-20 單向節(jié)流回路 （4）容積調(diào)速回路 自動變速器控制系統(tǒng)中是利用執(zhí)行元件的容積變化來調(diào)節(jié) 執(zhí)行元件的速度。 給液壓缸供油時，利用蓄壓減振器中活塞的下移使容積變 大，從而使液壓缸內(nèi)的活塞移動速度減小

15、，以減少接合沖擊。 圖1-21 容積調(diào)速回路原理 順序動作回路 順序動作回路的作用是控制執(zhí)行元件的先后動作順序， 回路中主要元件是順序閥。根據(jù)控制油液來源的不同，順序 閥可分為兩類：一類是直接利用本閥的進(jìn)油壓力進(jìn)行控制的 自控順序閥；另一種是利用外來油壓進(jìn)行控制的遠(yuǎn)控順序閥。 自動變速器控制系統(tǒng)中所用的為自控順序閥。 如圖122所示，只有進(jìn)油口油壓達(dá)到規(guī)定值后，才能 使閥芯克服彈簧作用力移動，從出油口流出，這就使這兩路 油壓控制的執(zhí)行元件有一個先后動作順序。 圖1-22 順序閥 圖1-23 倒擋離合器順序控制回路 圖1-23 倒擋離合器順序控制回路 二、自動變速器中簡單液壓回路 1換向回路 圖

16、1-24 液動換向閥控制的換向回路 11-2換擋閥；2 主油路；3調(diào)速器油壓；4節(jié)氣門油壓或主油 路油壓；52制動器B1；6高擋及倒擋離合器C1；72-3換擋閥； 8施壓腔；9釋放腔 自動變速器系統(tǒng)中的電液換向閥控制的換向回路。 圖1-25 液動換向閥控制的換向回路 1-1-2換擋閥；2-2-3換擋閥；3-3-4換擋閥；4-3擋油路； 5-2擋油路；6-超速制動器油路；7-直接離合器油路；8-來自手動閥的 主油路；A、B-換擋電磁閥 2壓力控制回路 圖126所示為自動變速器控制系統(tǒng)中調(diào)節(jié)主油路壓 力控制回路。 圖1-26 主油路壓力控制回路 3流量控制回路 自動變速器控制系統(tǒng)中用的流量控制回路主要用以減少 執(zhí)行元件結(jié)合產(chǎn)生的沖擊。 圖1-27 流量控制回路 4順序控制回路 自動變速器控制系統(tǒng)中倒擋離合器的控制，其目的 是減少換入倒擋時產(chǎn)生的沖擊。 液體傳動中液體能量變換的主要形式為壓力能和動能。 凡是主要以工作液體的壓力能進(jìn)行能量傳遞和控制的裝 置稱為液壓傳動裝置，簡稱液壓傳動。 其工作元件稱為液壓元件。 凡是主要以工作液體的動能進(jìn)行能量傳遞與控制的裝置 稱為液力傳動裝置，簡稱液力傳動或動液傳動。 液體的可壓縮性很小，故一般液壓傳動中視液體為不 可壓縮的。因此運動的傳遞按等容積原則進(jìn)行，并且，工作活 塞的運動速度，取決于流量而與