自动变速箱

起源与应用。

自动变速箱的历史可以追溯到 20 世纪初，当时工程师们开始尝试汽车自动换挡的方法。最初的试验发生在二十世纪二三十年代，但直到 1939 年，通用汽车公司才推出第一款真正意义上的自动变速箱，即 Hydra-Matic。这是一项开创性的研发成果，它使得无需驾驶员手动干预即可顺利换挡成为可能。

Hydra-Matic 很快得到了普及，许多其他汽车制造商都采用了它的设计。20 世纪 50 年代和 60 年代，自动变速器在美国越来越普遍，成为现代化和便利的象征。而在欧洲和亚洲，自动变速器的普及速度稍慢，主要原因是驾驶者的偏好不同，以及道路设计和驾驶风格的差异。

20 世纪 70 年代和 80 年代，自动变速器技术取得了进一步发展。推出了更先进的液压系统和首批电子控制版本，从而能够更好地控制换挡并降低油耗。在此期间，自动变速器变得更加可靠，并广泛应用于从轿车到卡车和公共汽车等各种车辆。

20 世纪 90 年代发生了一场真正的技术革命，计算机和电子设备开始在变速箱运行管理中发挥关键作用。第一台电子控制自动变速箱出现了，它可以根据路况和驾驶员的驾驶风格调整操作。这使得自动变速箱变得更加高效和人性化。

21 世纪，自动变速箱技术不断发展。如今的变速箱提供一系列模式，包括运动、经济或越野模式，以及可通过安装在方向盘上的拨片进行手动控制的系统。此外，还有无级变速箱（CVT）和双离合器变速箱（DCT）等新型设计，它们结合了自动变速箱和手动变速箱的优点。

结构和工作原理

经典自动变速箱（带转换器和行星齿轮变速箱）。

经典的自动变速箱通常被称为行星齿轮变速箱，是一种由多个关键部件组成的复杂装置。每个部件都在将动力从发动机传递到车轮方面发挥着重要作用，同时还能在驾驶员不干预的情况下平稳地改变齿轮比。

经典自动变速器的核心是行星齿轮组。行星齿轮组由三个主要部分组成：太阳轮、行星轮（也称为卫星轮）和环轮。太阳轮位于中央，行星轮（卫星轮）围绕太阳轮旋转，并与环轮相连。这种安排可以根据哪个轮子被驱动、哪个轮子停止以及哪个轮子传输动力，实现不同的齿轮比组合。

离合器和制动器由液压驱动，负责控制动力流和换挡。在传统的自动变速器中，有一个油泵为变速器的各个部件（包括离合器和制动器）提供加压油。需要换挡时，相应的离合器会接合或分离，从而改变行星齿轮箱的传动比。

经典自动变速箱的一个关键部件也是液力变矩器。它位于发动机和变速箱之间，起着液力离合器的作用。液力变矩器由三个主要部分组成：泵、涡轮和定子。泵通过飞轮与发动机曲轴相连，涡轮与变速箱输入轴相连，定子则位于两者之间。发动机运转时，泵带动机油运动，将动力传递给涡轮，然后定子引导回油的流动，以提高扭矩传递的效率。

传统自动变速器的运行由液压系统和电子系统控制。液压系统管理流向离合器和制动器的液体，而电子系统则监控各种驾驶参数，如车速、发动机负荷或节气门位置。根据这些数据，控制计算机（TCU - 变速箱控制单元）决定何时以及选择何种传动比。没有电子控制器的 TCU 称为阀块，而机电一体化则是集成自动变速器阀块和电子控制器的组件。

总之，经典的自动变速箱是一种高科技装置，它将机械、液压和电子元件结合在一起，确保换挡平稳高效。行星齿轮变速箱、离合器和制动器、液力变矩器以及控制系统相互配合，为驾驶者带来舒适便捷的驾驶体验。

无级自动变速器（CVT）。

无级变速器（CVT），即无级变速箱，其工作原理是无级变速，这使其有别于传统的手动和自动变速器。CVT 设计的关键部件是一条链条和两组锥齿轮（称为变速器）。

链条由耐用的金属或复合材料制成，将动力从电机传递到驱动轮。每对锥形轮，一个连接到输入轴，另一个连接到输出轴，由两个可沿轴线移动的锥形盘组成。当圆盘之间的距离改变时，链条移动的有效直径也随之改变。减小圆盘之间的距离会使链条移动到更大的直径，从而增大齿轮比，而增大距离则会使链条移动到更小的直径，从而减小齿轮比。

锥体之间的运动由液压系统控制，该系统可调节链条运行时的有效直径，从而实现平稳换挡。无级变速器由精密的电子系统控制，该系统监控发动机性能、车速、油门踏板位置和其他因素。根据这些数据，系统会决定最佳的变速器设置，以便在特定情况下提供最佳的齿轮比。

行星齿轮变速箱可用于 CVT 变速箱，可实现额外的变速或倒车等操作模式。行星齿轮箱增加了无级变速器的灵活性和工作范围。

无级变速器设计灵活，无级变速，行驶更平稳，性能更佳，油耗更低。无级变速器在注重舒适性和效率的混合动力车和城市车辆中尤其受欢迎。无级变速器的冷却和润滑系统可确保锥齿轮和链条得到适当的润滑和冷却，最大限度地减少摩擦和磨损，确保变速器的可靠性和耐用性。

双离合自动变速器（DCT/DSG）。

双离合器自动变速箱又称 DCT（双离合器变速箱）或 DSG（直接换档变速箱），是一种先进的机械装置，结合了自动变速箱和手动变速箱的特点。 

双离合变速器的基本元件是两个离合器：一个负责偶数齿轮（2、4、6），另一个负责奇数齿轮（1、3、5、7）。这些离合器根据湿式离合器（浸入油中）或干式离合器的原理工作，具体取决于变速器的设计和用途。离合器的工作由电子装置控制，因此可以精确地接合和分离。

另一个重要部件是两个输入轴，其中一个位于另一个的内部。一根轴负责奇数齿轮，另一根负责偶数齿轮。这样，下一个齿轮就可以同时准备啮合，从而最大限度地减少换挡时动力输出的中断。

双离合变速器的换挡机构由位于两个输入轴上的一组齿轮组成。这些齿轮负责不同的传动比，它们的啮合和脱开由液压回路和同步机构控制。通过移动拨叉并将相应的齿轮固定在一起，即可更换齿轮，从而选择所需的传动比。

双离合器变速箱的运行由一个称为 TCU（变速箱控制单元）的精密电子系统控制。TCU 监控各种驾驶参数，如车速、发动机负荷、节气门位置和驾驶员偏好（驾驶模式）。根据这些数据，TCU 决定接合哪个离合器、何时换挡以及选择哪个齿轮比，以获得最佳性能和驾驶经济性。

在双离合器变速器中，润滑和油冷却系统也是一个非常重要的部件。在湿式离合器中，润滑油用于润滑和冷却离合器，以延长其使用寿命和可靠性。润滑油在闭合回路中循环，由泵和冷却器保持适当的压力和温度。

再生过程。

首先对自动变速箱进行预清洗，然后进行拆卸。拆卸后，使用化学清洗机和超声波清洗机等专用设备对部件进行清洗。然后仔细检查清洁部件的磨损、损坏和其他缺陷。不符合要求的部件将更换为新部件或翻新部件。

下一阶段是更换磨损或损坏的部件。在经典自动变速器中，这些部件通常是离合器和制动盘、制动带、密封件、密封环、液压阀和轴承。在某些情况下，可能需要重新制造或更换油泵以及扭矩传动部件。

在 DCT/DSG 型变速箱中，双离合器总是要更换成全新的。机电一体化的机械或电子损坏、轴承损坏也是常见问题。需要更换同步器、齿轮和其他机械部件的情况较少。在翻新过程中，变速器中使用的所有滤油器都要更换。值得注意的是，除了可从外部接触到的滤油器外，某些型号的变速箱还配有位于外壳内部的滤油器，如果不拆卸变速箱，就无法更换滤油器。

从自动变速器上拆卸下来的液压控制单元（阀块/机电一体化装置）也要拆卸成部件并彻底清洗。更换密封件和其他磨损或损坏的部件后，重新装配并在专用测试台上进行测试。在动态测试中，对控制器的参数进行测试，以再现其在变速箱中的运行情况，尤其是到达控制换挡的各个执行器的油压。 

转换器是传统自动变速器（和某些无级变速器设计）的一部分，也需要经过翻新处理。这包括将转换器拆开，清洗所有部件，然后进行检查。更换所有密封件以及磨损或损坏的部件，如离合器衬片或锁止离合器盘、轴承、定子单向离合器等。安装完新部件后，变流器将准备焊接，焊接工作在一个特殊的自动站上进行。然后检查变流器的紧固情况，接着测量并在必要时校正其平衡。

自动变速器再制造的最后阶段是完成和评估各部件的密封性和运行情况，以及最后的质量检查。

损坏的原因和类型

可能表明自动变速器故障的症状：

1. 换挡不顺畅--延迟、抖动或换挡过于突然。
2. 无换挡或有限换挡，无挡位。
3. 在 P-R-N-D 模式之间切换时无响应或响应延迟。
4. 在 P-R-N-D 模式之间切换时出现颠簸。
5. 驱动打滑 - 发动机提速，但车辆的速度提升与发动机速度不一致。
6. 缺乏传动装置 - 发动机转速升高，但车辆无法启动。
7. 驾驶时可听到/感觉到噪音和振动。
8. 变速箱漏油。

自动变速器最常见的缺陷是

1. 摩擦片磨损、离合器和制动器损坏
2. 转换器损坏
3. 油泵磨损或损坏
4. 密封件损坏
5. 阀块/机电一体化损坏
6. 轴承磨损或损坏
7. 电子变速箱控制单元故障