作者：刘汉涛
出版社：电子工业出版社
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谁拆了我的汽车：图解汽车自动变速器构造与原理试读：
内容简介
《谁“拆”了我的汽车：图解汽车自动变速器构造与原理》是“刘总监解车热线书系”之一。本书是面向广大汽车爱好者、车主、驾驶人、汽车类专业学生、汽车技术人员及汽车维修人员的图册，书中以125个问题为主线并配合大量精美的实物图、剖视图、构造图、透视图以及原理示意图和简单的文字说明，让您看完此书后能对自动变速器构造与原理有个基本概念和认识，以帮助您快速了解汽车自动变速器，从而来解开您心中存在已久的谜团——汽车为什么有“挡”。前言回答您一个问题汽车为什么有“挡”？这可能是大多数车主、汽车爱好者及驾驶人的疑惑。然而，对于大多数车主、汽车爱好者及驾驶人来说，不可能也没有必要像工程技术人员那样精通汽车自动变速器技术。编写此书，就是想用图画与文字相结合的方式来解答您心中存在已久的这个问题。
汽车知识的普及是社会发展的需要，也是人们生活的需要。然而，随着对自动变速器知识的了解，我们会发现对现在的自动变速器反而是越来越看不懂了，AT、AMT、DCT、CVT、DSG、KRG，这些新的技术名词让人眼花缭乱。
在这个不谈点汽车技术都不好意思聊天的时代，汽车爱好者也需要学习和更新知识，对汽车自动变速器应有更深层次的认识和了解。对于驾驶汽车的车主和驾驶人来说，也必须掌握一定的自动变速器知识，了解自动变速器的基本构造，了解自动变速器是如何自动升降挡的，为了节省燃油，液力变矩器内的锁止离合器是如何工作的，了解发动机熄火后自动挡车辆为什么不能采用推拉的方法起动发动机。只有这样，您才能了解在汽车行驶过程中所遇到的各种疑惑，并不断提高自己的驾驶技巧，让爱车延年益寿。刘汉涛第一章初识自动变速器
自动变速器作为汽车上一个看得见摸得着的重要总成，它也像人一样，也是有“生命”之物，有心脏、有神经、有腿、有血液。只有敢于接近，才能对它真正了解。1 汽车为什么安装变速器？
汽车是速度的象征，而变速器是改变速度的装置，它与发动机配合工作，保证汽车具有良好的经济性和动力性。但现代汽车使用的动力装置大多数仍然是往复活塞式发动机，而发动机一旦制造出来后，其排量大小是不变的。因此，发动机的输出转矩和转速的变化范围比较小，不能满足现代汽车在多种行驶条件下的要求，为此，在汽车传动系统中安装了能够在大范围内改变发动机转矩和转速的变速器。变速器在汽车中的位置示意图
变速器的基本功能就是根据工况不断地调整由发动机传递到驱动轮的转矩与转速，它的首要任务就是与发动机协同工作，以保证汽车能在不同使用条件下正常行驶。变速器在汽车中的位置示意图你知道吗Do you know?
汽车变速器具有如下功能：
1）变速器可以增大发动机传递到驱动轮上的转矩和调整转速的变化范围，以使汽车适应在各种情况下行驶的要求，即我们平时所说的前进挡位。
2）变速器可以在保持发动机原转动方向不变的情况下，使汽车实现倒车功能，即我们平时所说的倒挡位。
3）变速器可以暂时地切断发动机与驱动轮之间的动力传递，使发动机处于空转的怠速状态，即我们平时所说的空挡位。奥迪09E自动变速器构造图奥迪无级变速器构造图2 汽车变速器如何分类？
变速器的分类方式多种多样，但总的分类方式有以下两种。
1）按照变速器的操纵方式分为：手动变速器和自动变速器。对于手动变速器大家都很熟悉，它最大的特点是在每次换挡时，驾驶人必须操作离合器，同时右手推拉变速杆，来满足我们的驾驶需求，MT即为手动变速器；而自动变速器没有离合器踏板，驾驶人只需将变速杆置于所需的挡位，操纵方向盘，通过加速踏板来控制车速，AT、AMT、DCT、DSG、CVT、KRG都属于自动变速器。奥迪Q5六速手动变速器构造图
2）按照变速器的变速方式分为：有级变速器和无级变速器。通常，具有有限几个固定传动比（各挡的传动比是个定值，也就是所谓的“级”）的变速器，称为有级变速器，MT、AT、AMT、DCT、DSG均属于有级变速器，比如，1挡传动比是3.454，3挡是1.370，再到5挡的0.85，总共只有5个值（即有5级），所以说它们是有级变速器；而能使其传动比在一定范围内连续变化的变速器，称为无级变速器，它的传动比不是间断的点，而是一系列连续的值，譬如可以从3.454一直变化到0.85，CVT、KRG即是这类变速器。3 什么是自动变速器？
自动变速器就是能自动改变行驶速度的变速器。它没有离合器踏板，在汽车行驶前或行驶时，驾驶人根据行驶条件来选择合适的挡位，即驾驶室内变速杆旁的前进挡位D、2、L或倒挡位R。例如，驾驶人将变速杆置于D挡位，则变速器电脑会根据节气门位置传感器和车速传感器两个主控信号以及其他参考信号来控制变速器自动在D1、D2、D3、D4挡之间切换，即我们所说的自动换挡。这样，可以大大减轻驾驶人的劳动强度，提高汽车行驶的安全性。它和手动变速器的相同点就是两者都是有级变速器，只不过它能自动换挡，可以消除手动挡车“顿挫”的换挡感觉。自动变速器驾驶室内三个踏板4 自动变速器为何而生？
如果您驾驶过手动变速器的车辆，它给您的一个最大的感觉是什么？累！对，由于手动变速器在每次换挡时驾驶人都要经历松加速踏板→踩离合器踏板→移动变速杆→松离合器踏板→踩加速踏板等一系列的换挡动作，这样就大大增加了驾驶人的劳动强度，尤其是在交通复杂的路况时，对驾驶人的体力和精力都是一种严峻的考验。在汽车发展的历史中，伴随着轿车大量进入家庭的是大量非职业驾驶人的出现。针对上述情况，自动变速器应运而生，它可以省去一系列麻烦的换挡动作，使驾驶人集中精力操纵方向盘、加速踏板和制动踏板即可。手动变速器换挡过程示意图你知道吗Do you know?
在手动变速器车辆的驾驶室内有三个踏板，分别是离合器踏板、制动踏板和加速踏板，在每次换挡时，离合器踏板和加速踏板要进行协调配合；而自动变速器车辆的驾驶室内只有制动踏板和加速踏板，在正常行驶时，驾驶人只需集中精力操纵方向盘、加速踏板和制动踏板即可。5 自动变速器如何分类？
自动变速器按控制方式不同，可分为液压控制液力式自动变速器和电子控制液力式自动变速器两种。
1）液压控制液力式自动变速器是通过机械的手段，将汽车行驶时的车速及节气门开度两个参数转变为液压控制信号，阀体中的各个控制阀根据这些液压控制信号的大小，按照设定的换挡规律，通过控制换挡执行元件动作，实现自动换挡，现在已经淘汰。液压控制液力式自动变速器原理图电子控制液力式自动变速器原理图
2）电子控制液力式自动变速器是通过各种传感器，将发动机转速、节气门开度、车速、发动机冷却液温度、自动变速器油液温度等参数转变为电信号，并输入电脑，电脑根据这些电信号，按照设定的换挡规律，向换挡电磁阀、油压电磁阀等发出电子控制信号，换挡电磁阀和油压电磁阀再将电脑的电子控制信号转变为液压控制信号，阀体中的各个控制阀根据这些液压控制信号，控制换挡执行元件动作，从而实现自动换挡，现在市场上所有的自动变速器均采用此种控制方式。电子控制液力式自动变速器构成图6 自动变速器有多少个部件？
这个问题没有标准答案。一台完好的自动变速器，根据其构造复杂程度不同，大约由几百甚至上千个不可拆解的独立零部件组装而成。奥迪01V变速器部件分解示意图1奥迪01V变速器部件分解示意图27 自动变速器有哪些主要结构？
现在的自动变速器一般都是液力式自动变速器，它主要由液力变矩器、油泵、齿轮变速机构、控制系统、阀体、自动变速器油液和冷却器等组成。
1）液力变矩器的安装位置和手动变速器中的离合器的安装位置差不多，即通过螺栓和发动机的飞轮相连接，其内部充满自动变速器油液，属于液力传动。其作用是负责将发动机的动力传递给自动变速器内的齿轮变速机构。
2）自动变速器油泵是自动变速器的“心脏”，因为只有油泵工作才能建立起变速器工作的油压。油泵一般位于液力变矩器和齿轮变速机构之间，由液力变矩器直接驱动。因此，只要发动机运转，自动变速器油泵就一直工作。
3）齿轮变速机构在自动变速器油泵的后面。自动变速器中的齿轮变速机构有普通齿轮式和行星齿轮式两种，采用普通齿轮式的主要是本田车系。目前，绝大多数汽车自动变速器的齿轮变速机构采用的是行星齿轮式。
4）控制系统主要是指位于驾驶室内的自动变速器控制电脑以及各种传感器和执行器。电脑通过对各种传感器的信息进行分析、处理、运算后来发出控制指令，从而使执行器（主要指换挡电磁阀）工作，从而形成不同的挡。
5）阀体位于变速器油底壳内，处于齿轮变速机构的下面，其内部包含很多机械滑阀，通过执行器的控制，使不同滑阀相互动作，从而控制自动变速器油液的流动方向和油压的大小，从而形成不同的挡。
6）自动变速器的油液和冷却器。如果说机油是发动机的血液，那么自动变速器的血液就是自动变速器油液，它负责传递动力并通过冷却器的冷却来使变速器在正常温度下工作。自动变速器主要部件构造指引图8 自动挡车辆有什么优点？
首先，自动挡车辆不用操作离合器。手动挡车辆要想开好，最重要的技巧在于油离配合，弄不好抖动、熄火事小，造成机械损耗，缩短车子使用寿命，使车子很难驾驭事大。而自动挡车辆，只要把变速杆置于D挡位，从起步到极速，统统交给变速器来控制，驾驶人只要细心操作加速踏板和制动踏板即可。无论是大角度的急转弯、超车急加速等动作都可以放心让自动变速器完成。当然，如果有足够的知识和技巧，还可以用提前换挡来达到更快提速的目的。
再有的好处就是上坡起步不会失误。坡起一向是新手的难关，加速踏板、离合器踏板、制动踏板三个踏板同时顾及，或是驻车制动杆、离合器踏板、加速踏板相互配合，常常让人手忙脚乱。自动挡车辆就方便得很，踩住制动踏板等候，松开后不用踩加速踏板，车也会向前蠕动，根本不必担心会溜车。特别陡的坡，松开制动踏板马上踩加速踏板也绝不会有什么危险。奥迪自动挡车辆液力传动示意图9 自动挡车辆费油吗？
很多人都会有这样的疑问，自动挡车辆到底省油还是费油。对于这个问题，我们只有把比较参数确定，才能使问题明确化。
假如一台手动挡车辆和一台自动挡车辆，所装的发动机参数完全相同，变速器的挡数及传动比也相同。那么，这两辆车在相同的行驶条件下，手动挡车辆比自动挡车辆省油。因为，自动挡车辆依靠液力变矩器将发动机的动力传递给自动变速器，属于液力传动。由于液力传动不如齿轮传动直接，在传动过程中会丢失一部分动力而存在能量损失。而手动挡车辆依靠离合器将发动机的动力传递给手动变速器，属于机械传动，不存在能量损失。10 自动挡车辆比手动挡车辆贵吗？
一般情况下，装备自动变速器的车辆比装备手动变速器的车辆要贵些，这主要是因为：
1）自动挡车辆技术含量较高。相对于手动挡车辆而言，自动挡车辆包含有更多的先进技术和专利，至今我国都不能算真正掌握自动变速器的核心技术。手动变速器技术相对比较简单，已经不存在技术保密问题。
2）自动变速器对制造工艺要求较高，制造成本较高。许多国外品牌的发动机都已经国产化甚至出口，但目前我国还没有完全国产化的自动变速器，甚至散件组装都不多。自动挡车辆11 自动变速器更容易出现故障吗？
变速器是否更容易出现故障与是否是自动变速器或手动变速器无关。这两种变速器技术都已经非常成熟，它们出问题的可能性大小只与制造水平有关，与什么变速形式没有太大关系。
由于自动变速器比手动变速器结构复杂得多，因此在维修方便性和维修费用方面，手动变速器更有优势。自动变速器自动变速器12 自动变速器没有挡吗？
自动变速器没有挡？错误，自动变速器有挡。我们在驾驶室变速杆旁看到的P、R、N、D、2、1就是自动变速器的挡位，而自动变速器的挡是指在自动变速器的前进挡位中所包含的挡，如在前进D挡位中包含有D1、D2、D3、D4等，则D1、D2、D3、D4就是自动变速器的挡。同样在前进2挡位和1挡位里也包括不同的挡，如21和11挡。当我们挂入不同的挡位时，在仪表板内显示当前的挡位。仪表板内的挡位显示图仪表板内的挡位显示图手动挡变速杆上的挡位显示自动挡变速杆旁的挡位显示奥迪Q7 0AT六速自动变速器途锐08D六速手动变速器13 自动变速器的挡位与挡有什么区别？
接触过手动变速器轿车的汽车人都知道，在变速杆上通常标有1-2-3-4-5-R等几个挡位。而我们所说变速器挂入1挡或2挡等，实际上就是变速杆上标示的1挡位或2挡位。因此，手动变速器的挡位和挡可以认为就是一个。但对于自动变速器而言，挡位与挡是两个完全不同的概念。我们在驾驶室变速杆旁看到的P、R、N、D、2、L就是自动变速器的挡位，而自动变速器的挡是指在自动变速器的前进挡位中所包含的挡，如在前进D挡位中包含有D1、D2、D3、D4等，则D1、D2、D3、D4就是自动变速器的挡。同样在前进2挡位里包括21、22、23三个前进挡；在L挡位里包括L1和L2两个前进挡。14 自动变速器最多可以实现几个挡？
多挡变速器近来成为众多汽车厂商应对经济性和排放性的解决之道，从最初的4挡自动变速器替代3挡自动变速器开始，自动变速器的挡数就不断提高。现在8挡自动变速器是所有汽车厂商提供的最高技术水平的产品，不过，8个挡也会成为过去时。2011年，德国著名变速器生产商ZF宣布，代号为9HP的世界首台9挡自动变速器即将问世。
ZF表示，这台9挡自动变速器主要是为横置发动机的四驱车设计的，与现在的6挡自动变速器相比，燃油效率提升高达16%，其中最佳的油耗转速是在1900r/min，现在普通的6挡自动变是在2600r/min。另外，据悉这台9挡自动变速器可以应用于四驱车和混合动力车，但承受的转矩范围仅在280～480N·m之间。9速自动变速器构造图搭载9速自动变速器的揽胜极光15 为什么设计有多个前进挡位？
汽车的行驶条件是千变万化的，有时是在良好的路面上高速行驶，有时是在崎岖的路面上低速行驶，有时上坡有时下坡，这就要求变速器要适应各种行驶条件，为此自动变速器设计有多个前进挡位以适应不同的行驶路况。
在良好路面上行驶时，变速杆位于D挡位，这样变速器会在1-2-3-4挡之间适时变换，满足驾驶需求；而当汽车在崎岖路面行驶时，通常将变速杆置于2挡位，这时变速器只能在1挡、2挡和3挡之间变换，变速器的换挡区间变小，防止了变速器频繁换挡，提高了其使用寿命。当汽车上陡坡或下大坡时，为了提高动力和有效稳定车速，通常将变速杆置于1挡位，这样变速器只能在1挡和2挡之间变换，换挡区间变得更小，这样可以防止频繁换挡，从而提高动力并可利用发动机制动来稳定车速，提高安全，延长自动变速器的使用寿命。
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