【正文】 第 4章 自動變速器液力系統(tǒng) 液壓油 和液力傳動油 自動變速器液壓控制系統(tǒng) 液力控制機構(gòu) 換擋執(zhí)行機構(gòu) 液壓油和液力傳動油 液體傳動是用液體作為介質(zhì)，利用液體的壓力能和動能來傳動能量。通常將利用壓力能的液壓系統(tǒng)所使用的液壓介質(zhì)稱為液壓油（液）；將利用液體動能的液力傳動系統(tǒng)（變矩器）使用的介質(zhì)稱為液力傳動油。 液壓油就是利用液體壓力能的液壓系統(tǒng)使用的液壓介質(zhì)，在液壓系統(tǒng)中起著能量傳遞、系統(tǒng)潤滑、防腐、防銹、冷卻等作用。 對于液壓油來說，首先應滿足液壓裝置在工作溫度下與啟動溫度下對液體黏度的要求。由于油的黏度變化直接與液壓動作、傳遞效率和傳遞精度有關(guān)，還要求油的黏溫性能和剪切安定性應滿足不同用途所提出的各種需求。 另外，液壓油要對液壓系統(tǒng)金屬和密封材料有良好的配合性以及過濾性；具有抗腐蝕和抗磨損能力以及抗空氣夾帶和起泡傾向；熱穩(wěn)定性及氧化安定性要好；具有抗乳化特性；對于某些特殊用途，還應具有耐燃性以及對環(huán)境不造成污染（如易于生物降解和無毒性）。 液 壓 油 1．液壓油的分類與牌號劃分 液壓油的種類繁多，分類方法各異，長期以來，習慣以用途進行分類，也有根據(jù)油品類型、化學組分或可燃性分類的。 這些分類方法只反映了油品的性質(zhì)，但缺乏系統(tǒng)性，也難以了解油品間的相互關(guān)系和發(fā)展。 1982年 ISO提出了 《 潤滑劑、工業(yè)潤滑油和有關(guān)產(chǎn)品 — 第四部分 H組 》 分類，即 ISO 6743/4— 1982，該系統(tǒng)分類較全面地反映了液壓油間的相互關(guān)系及其發(fā)展。 GB/T — 87等效采用 ISO 6743/4的規(guī)定。液壓油采用統(tǒng)一的命名方式，其一般形式如下。 類 — 品種 — 數(shù)字 L— HV— 22 其中： L— 類別（潤滑劑及有關(guān)產(chǎn)品，GB ）。 HV— 品種（低溫抗磨）。 22— 牌號（黏度級， GB 3141）。 液壓油的黏度牌號由 GB 3141做出了規(guī)定，等效采用 ISO的黏度分類法，以40℃ 運動黏度的中心值來劃分牌號。 2．液壓油的規(guī)格、性能及應用 在 GB/T — 87分類中的 HH、 HL、HM、 HR、 HV、 HG液壓油均屬礦油型液壓油，這類油的品種多，使用量約占液壓油總量的 85%以上，汽車與工程機械液壓系統(tǒng)常用的液壓油也多屬此類。 液力傳動油 液力傳動油又稱自動變速器油（ ATF）或自動傳動油，用作由液力變矩器、液力耦合器和機械變速器構(gòu)成的車輛自動變速器中的工作介質(zhì)，借助液體的動能起傳遞能量的作用。 20世紀 20年代初，美國材料試驗協(xié)會（ ASTM）和美國石油學會（ API）把液力傳動液分為 3類，即 PTF PTF PTF3。 PTF1主要用于轎車、輕型卡車的自動傳動裝置，包括通用汽車公司（ GM）、Dexron/Ⅱ D/Ⅱ E/Ⅲ 、福特汽車公司（ Ford）、 New mercon。 PTF2主要用于重負荷功率轉(zhuǎn)換器、卡車負荷較大的汽車自動傳動裝置、多級變矩器和液力耦合器，包括埃力遜公司（ Allison C C4）、卡特彼勒公司（ Caterpillar TO TO4）、 SAE J128580。 PTF3用于農(nóng)業(yè)及建筑機械的分動箱傳動裝置，液壓、齒輪、剎車和發(fā)動機共用的潤滑系統(tǒng)，包括約翰狄爾公司（ Johndeer） J120B、 J14B、 JDT303，福特公司（ Ford） M2C41A。 變矩器專用油屬 PTF2分類，它的研制、生產(chǎn)和應用是隨著汽車安裝了變矩器而發(fā)展的。變矩器能使汽車自動適應行駛阻力的變化，提高汽車的動力性能，并且起步無沖擊、變速震動小，過載時還能起到保護作用，使發(fā)動機處于最佳工況。 另外，能充分利用發(fā)動機功率，并有利于消除排氣污染。變矩器專用油除進行動力傳遞外，還要起潤滑、冷卻、液壓控制、傳動裝置保護以及有助于平滑變速的作用。 變矩器專用油是一種多功能、多用途的油，用于大型裝載車的變速傳動箱、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，以及工業(yè)上的各種扭矩轉(zhuǎn)換器、液力耦合器、功率調(diào)節(jié)泵及動力轉(zhuǎn)向器等。 為了實現(xiàn)自動變速裝置的多種功能和用途，對變矩器專用油（ PTF2）提出了既全面又苛刻的性能要求，是目前工業(yè)潤滑油中技術(shù)最復雜、性能要求最高的油液之一。 （ 1）黏度 以典型的自動傳動油來看，使用溫度范圍為 ?25℃ ～ 170℃ ，要求油品具有高的黏度指數(shù)和低的凝固點。一般規(guī)定黏度指數(shù)在 170以上，凝固點為 ?40℃ ，合成油為190℃ 與 ?50℃ 。 （ 2）熱氧化安定性 在汽車行駛過程中，液力傳動油溫度隨汽車行駛條件的不同而不同。油溫升高而氧化生成的油泥、漆膜等會使液壓系統(tǒng)的工作不正常、潤滑性能惡化、金屬發(fā)生腐蝕。 （ 3）剪切安定性 自動傳動油在液力變矩器中傳遞動力時，會受到強烈的剪切力，使油中的黏度指數(shù)改進劑之類的高分子化合物斷裂，使油的黏度降低、油壓下降，最后導致離合器打滑。 （ 4）起泡性能 1在自動傳動液中有泡沫混入后，會引起油壓降低，導致離合器打滑、燒結(jié)等事故發(fā)生。 （ 5）摩擦特性 自動傳動油要求有相匹配的靜摩擦系數(shù)和動摩擦系數(shù)，以適應離合器換擋時對摩擦系數(shù)的不同要求。 這兩種油對油品的性能要求是不同的，液力傳動油往往比液壓油的要求要嚴格。 自動變速器液壓控制系統(tǒng) 自動變速器的自動控制是靠液壓系統(tǒng)來完成的。液壓系統(tǒng)由動力源、控制機構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu) 3部分組成。 動力源是被液力變矩器驅(qū)動的油泵，它除了向控制器提供冷卻補償油液，并使其內(nèi)部具有一定壓力外，還向行星齒輪變速器提供潤滑。 控制機構(gòu)大體包括主供油系統(tǒng)、換擋信號系統(tǒng)、換擋閥系統(tǒng)和緩沖安全系統(tǒng)。根據(jù)其換擋信號系統(tǒng)和換擋閥系統(tǒng)采用的是全液壓元件還是電子控制元件，可將控制機構(gòu)分為液控式和電控式兩種。執(zhí)行機構(gòu)包括各離合器、制動器及其液壓缸。 液壓系統(tǒng)的基本組成 所有的液壓系統(tǒng)的基本組成相同，如圖 41所示。 圖 41 液壓系統(tǒng)的基本組成 各部分的功能如下。 ① 儲液罐或油箱用以儲存液體。 ② 油泵用來循環(huán)流體。 ③ 回油管用來傳遞液體和力的管路。 ④ 滑閥用來控制壓力和流動。 ⑤ 活塞等用來轉(zhuǎn)化成機械力。 自動變速器液壓系統(tǒng)的主要部件 1．儲液罐 儲液罐也稱為油底殼，用來存儲流體，同時可以冷卻液體。氣孔可以引入大氣壓，否則無法正常工作。 當泵運轉(zhuǎn)時，大氣壓使液體流向泵的低壓區(qū)?；赜凸芤彩潜仨毜?，否則液壓系統(tǒng)很快就會陷入無油的境地。 2．油泵 自動變速器中的油泵是重要組成之一，它的技術(shù)狀況的好壞對自動變速器的性能及使用壽命有很大影響。 油泵通常裝在變矩器的后端，有的是在變速器的后端，但是不管處于何位，都是變矩器的油泵通過軸套或軸來驅(qū)動的，轉(zhuǎn)速與發(fā)動機相同。 常見油泵的型式有內(nèi)嚙合輪泵、擺線轉(zhuǎn)子泵和葉片泵等定量泵，也有少數(shù)車型采用變量泵（葉片）。 （ 1）內(nèi)嚙合齒輪泵 內(nèi)嚙合齒輪泵在自動變速器中的應用最為普遍，它具有尺寸小、重量輕、流量脈動小、噪聲低等特點。 內(nèi)嚙合齒輪泵主要由起主動作用的小齒輪、從動的內(nèi)齒輪、月牙隔板、泵殼、泵蓋等組成，當小齒輪被發(fā)動機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)時，與其嚙合的內(nèi)齒輪也一起轉(zhuǎn)動月牙隔板，將工作腔分開成吸油腔和出油腔。 在下端的吸油腔，隨著齒輪退出嚙合，容積增大，形成局部真空，將油液帶到上端的出油腔；出油腔則由于齒輪進入嚙合，工作容積減少，壓力增加，而將油液排出。 決定液壓泵使用性能的主要是齒輪的工作間隙，特別是齒輪端面間隙的影響最大。在這些間隙處，總有一定的油液泄漏。 如果因裝配成磨損的原因使得工作間隙過大，油液泄漏量就會增加，嚴重時會造成輸出油液壓力過低，從而影響系統(tǒng)正常工作。 （ 2）擺線轉(zhuǎn)子泵 擺線轉(zhuǎn)子泵具有結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、噪聲小、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)高速性能良好等優(yōu)點；其缺點是流量脈沖大、加工精度要求高。它是由一對內(nèi)嚙合的轉(zhuǎn)子及泵殼、泵蓋等組成的，如圖 43所示。 1— 驅(qū)動軸 2— 內(nèi)轉(zhuǎn)子 3— 外轉(zhuǎn)子 4— 泵殼 5— 進油腔 6— 出油腔 e— 偏心距 圖 43 擺線轉(zhuǎn)子泵 內(nèi)轉(zhuǎn)子不同心，有一定的偏心距，且