学习情境一 电控自动变速器结构与检修
任务一 电控自动变速器概述
一、任务分析
随着电子技术和计算机技术的迅速发展，由微型计算机控制的自动变速器已经在各种车辆上得到了广泛的应用和普及。使用自动变速器的车辆，驾驶员不需经常地变化挡位，自动变速器会根据汽车道路行驶条件和载荷情况，以最低油耗及最佳换挡时间进行自动换挡，使自动变速器的综合性能指标均达到最佳优化水平。读者首先要了解自动变速器分类、组成等相关的基础知识，为进一步掌握自动变速器的结构打下基础。
二、相关知识
自动变速器（Automatic Transmission，AT）是指汽车驾驶中离合器和变速器的操纵都实现自动化的变速装置，目前自动变速器的自动换挡过程都是由自动变速器的电子控制单元（Electronic Control Unit，ECU）控制的，因此自动变速器又可简称为EAT、ECAT、ECT等。
（一）自动变速器的分类
自动变速器可以按车辆驱动方式、控制方式、变速机构、挡位数的不同来分类。
1.按驱动方式分类
自动变速器按照汽车驱动方式的不同，可分为前驱动自动变速器和后驱动自动变速器两种。
前驱动自动变速器与驱动桥合为一体，又常称为自动传动桥；后驱动自动变速器用于发动机前置后轮驱动的布置形式，变速器与主减速器、差速器分开。这两种自动变速器在结构和布置上有很大的不同，如图1-1所示。
2.按控制方式分类
自动变速器按照控制方式的不同，可分为液压控制自动变速器和电子控制自动变速器两种。目前各大汽车制造厂商生产的自动变速器都采用了电子控制自动变速器。
图1-1 前驱和后驱自动变速器
3.按照变速机构分类
按照变速机构的不同，自动变速器又可分为行星齿轮自动变速器和非行星齿轮自动变速器（又称平行轴式变速器）。行星齿轮自动变速器应用最广泛，其又可以分为辛普森式、拉威娜式和串联式。非行星齿轮自动变速器应用较少，只在本田等个别车系中应用。
4.按自动变速器前进挡的挡位数分类
按照自动变速器换挡杆置于前进挡时的挡位数，可以分为四挡、五挡、六挡等自动变速器，目前比较常见的是五挡和六挡自动变速器。
（二）自动变速器的基本组成
液力自动变速器主要由液力变矩器、齿轮变速机构、换挡执行机构、液压控制系统、电子控制系统、冷却滤油装置等组成。
1.液力变矩器
液力变矩器位于自动变速器的最前端，安装在发动机的飞轮上。它是一个通过自动变速器油（ATF）传递动力的装置，可以实现动力的柔和传递。液力变矩器的主要作用是利用油液循环流动将发动机的动力传递给自动变速器的输入轴，并能根据汽车行驶阻力的变化，在一定范围内自动改变传动比和扭矩比，具有一定的减速增扭功能。液力变矩器还具有自动离合器的功用，在发动机不熄火、自动变速器位于动力挡（D位或R位）的情况下，汽车可以处于停车状态。
2.齿轮变速机构
齿轮变速机构是实现变速或变向传递动力的机构。自动变速器中的齿轮变速机构所采用的形式有行星齿轮式和非行星齿轮式（普通齿轮式）两种。采用非行星齿轮式的变速器，由于尺寸较大，最大传动比较小，只有少数车型（如本田汽车）采用。目前，绝大多数轿车自动变速器中的齿轮变速器采用的是行星齿轮式。
3.换挡执行机构
换挡执行机构主要是用来改变齿轮变速机构中的主动元件或限制某个元件的运动，改变动力传递的方向和速比，它主要由多片式离合器、制动器、单向超越离合器等组成。
4.液压操控系统
自动变速器的液压操控系统主要包括供油部分和液压控制部分。供油部分由油泵、调压阀、油箱、过滤器、管道等组成。液压控制部分由各种控制阀和相应的油路所组成。各种控制阀和油路设置在一个板块内，称为阀体总成。液压控制系统是由油泵、各种控制阀及与之相连通的液压换挡执行元件（如离合器、制动器）组成的液压控制回路。汽车行驶中根据驾驶员的要求和行驶条件的需要，控制离合器和制动器工作状况的改变来实现变速器的自动换挡。
5.电子控制系统
电子控制系统将自动变速器的各种控制信号输入ECU，经ECU处理后发出控制指令，控制各种电磁阀的接通或断开，通过控制液压系统控制换挡离合器和制动器的供油油路，使离合器接合或分开、制动器制动或释放，实现自动换挡，并改善换挡性能。
6.冷却滤油装置
自动变速器油（ATF）在自动变速器工作过程中会因冲击、摩擦产生热量，并且还要吸收齿轮传动过程中所产生的热量，油温会升高。油温升高将导致自动变速器油黏度下降，传动效率降低，因此必须对ATF进行冷却，保持油温在80℃～90℃。ATF是通过油冷却器与冷却水或空气进行热量交换来实现冷却的。自动变速器工作中各部件磨损产生的机械杂质，由滤油器从油中过滤分离出去，以减小机械的磨损、液压油路的堵塞和控制阀的卡滞。
（三）自动变速器工作原理
1.液控自动变速器的工作原理
液控自动变速器工作原理如图1-2所示。它是通过机械传动方式，将汽车行驶时的车速和节气门开度这两个主控制参数转变为液压控制信号；液压控制系统的阀板总成中的各控制阀根据这些液压控制信号的变化，按照设定的换挡规律，操纵换挡执行元件动作以实现自动换挡。
图1-2 液控自动变速器工作原理图
2.电控自动变速器的工作原理
电控自动变速器的工作原理如图1-3所示。它是通过各种传感器，将发动机的转速、节气门开度、车速、发动机水温、ATF油温等参数信号输入ECU。ECU根据这些信号，按照设定的换挡规律，向换挡控制电磁阀发出控制信号，换挡电磁阀再将ECU的控制信号转变为液压控制信号，阀板中的各控制阀根据这些液压控制信号，控制换挡执行元件的动作，从而实现自动换挡。
图1-3 电控自动变速器工作原理图
（四）自动变速器挡位
自动变速器的换挡操纵方式有按钮式和换挡手柄式两种。驾驶员通过操纵按钮或换挡手柄进行挡位选择，使车辆前进、停止或倒退。按钮一般布置在仪表板上，换挡手柄可布置在转向柱或驾驶室地板上，如图1-4所示。
自动变速器换挡手柄一般设有P（停车挡）、R（倒挡）、N（空挡）、D（前进挡）、2（S）和1（L）（前进低挡）和O/D（超速挡）开关，如图1-5所示，有的自动变速器换挡手柄设有P、R、N、O/D、3挡、2挡、1挡。其中O/D挡为超速挡，3挡、2挡、1挡为低速挡。
图1-4 换挡操纵手柄在车上的布置
图1-5 自动变速器换挡杆位置示意图
换挡手柄在不同位置的功能如表1-1所示。
表1-1 自动变速器各挡位名称及功用
（五）自动变速器的优点和缺点
1.自动变速器的优点
①操纵简单省力，减轻驾驶员的劳动强度，提高行车安全性，行驶平稳舒适性好。
②有效地衰减传动系扭转振动，并防止传动系过载。
③延长发动机及传动部件寿命，改善和提高汽车的动力性。
④减少燃油消耗，降低排放污染。
2.自动变速器的缺点
①与手动变速器相比结构较为复杂，制造难度大，生产成本高。
②维修困难，维修费用高。
③传动效率低。