自动变速器动力传递路线图

时间：2023-08-27 理论教育版权反馈

【摘要】：自动变速器动力传递路线是每个学习者和维修人员爱看的内容，真正理解个中含义是维修自动变速器的基础。我们将自动变速器各元件的实物以线条指导大家绘制动力传递路线图，并摄制成影像放

自动变速器动力传递路线图

自动变速器维修中，我们会见到、用到大量的图表。这些图有整体的、剖面的、局部的。维修手册里面的图包含着装配步骤、数据和方法，是指导我们操作、分析和学习的重要资料，如果缺少这些，实际操作中就像“摸黑走路”，是无法保证竣工质量的。如图3-20所示，能很直观地看到变矩器、输入轴、钢片、摩擦片、行星齿轮组等，并有数字标识，这样我们就了解了这是什么、那是什么、元件位置在哪里，对自动变速器总体上有个初步的认识。

图3-20 4HP-20剖面图

1—液力变矩器锁止离合器 2—液力变矩器涡轮 3—液力变矩器导轮 4—液力变矩器 5—输入轴 6—变速器前壳 7—油泵 8—油尺（已大部分取消） 9—制动器F组 10—液压控制单元（阀体） 11—输出轴传感器 12—制动器D组 13—制动器C组 14—离合器B组 15—输入轴传感器 16—离合器E组 17—行星架2 18—行星架1 19—中间斜齿轮 20—副轴 21—驻车锁止齿轮 22—差速器 23—差速器斜齿轮

又如，自动变速器分解图（图3-21），我们能清楚地看到机械部分全部的零件图，各组钢片、摩擦片清晰可数，行星齿轮组元件清楚可见，活塞分解也有，各种卡环和平面轴承皆有说明。那么这张图使我们认识到具体的零部件，在拆卸前学习一遍、组装自动变速器时又能参照，不会装错和漏装零件，真可谓“有了这张图走遍天下都不怕”了。

图3-21 4HP-20机械部分分解图

1—内盘架F 2—离合器钢片F 3—离合器衬片F 4—离合器外片F 5、18、23、40、57、49—弹簧片 6—止动环 7、21、28、61、71—盘状弹簧 8、9、59、62、64、66、67、70、73、75—O形圈 10—活塞F 11—开槽螺母 12、15—圆柱滚子轴承 13—调整环 14—轴承板 16—正齿轮 17—活塞D 19、30、33、38、41、44 53—弹簧卡环 20—离合器片D 22—离合器衬片D 24—盘架C/D 25—维修键 26—离合器钢片C 27—离合器外片C 29—离合器厚片C 31—活塞C 32—液压缸C 34—前齿圈 35—储油盘 36—前行星齿轮 37—前太阳齿轮 39、43、52、74—滚针轴承 40—后行星齿轮组 42—后太阳齿轮 45—油杯 46—离合器钢片B 47—离合器外片B 48—离合器衬片B 50、76—活塞环 51—内盘架E 54—离合器钢片E 55—离合器衬片E 56—离合器外片E 58—锁环 60—油塞 63—活塞E 65—输入轴 68—活塞B 69—油塞 72—止动环 73—垫片 77—后盖

再如，阀体是大家认为“神秘”、难懂的一个“物件”。如果有了一张阀体图，标注这个是什么阀，那个是什么阀，各种球阀和量孔的所在位置，其结果就是用“如虎添翼”来形容你的工作了。4HP-20阀体部分分解图见图3-22。

图3-22 4HP-20 阀体部分分解图

通过前面几幅图例的介绍，让大家感觉到资料的重要性，图形对大家来说从入门到熟练，成为一个初、中级工不可缺少的“一位老师”。除了这些图片，自动变速器还有其他的图表也是非常重要的，不得不去学习。如动力传递流程图、元件工作表等，将用于故障分析和故障诊断。

自动变速器动力传递路线是每个学习者和维修人员爱看的内容，真正理解个中含义是维修自动变速器的基础。自动变速器动力传递路线就是关于元件（如制动器/带、单向离合器、离合器等）组合实现各档位的，看出各档位是如何通过元件工作完成动力之传递，而将动力传到车轮（驱动轮）的，对分析档位故障有很大的作用。

1.元件工作表

我们在学习和理解自动变速器动力传递或看元件工作图表时，就类似于“排列组合”。排列组合是组合学最基本的概念。所谓排列，就是指从给定个数的元素中取出指定个数的元素进行排序。组合则是指从给定个数的元素中仅仅取出指定个数的元素，不考虑排序。排列组合的中心问题是研究给定要求的排列和组合可能出现的情况总数。

一个自动变速器从前至后是由几组制动器（带）与几组离合器来组成的，我们可以称之为元件。如图3-21所示，4HP-20从前至后排列有五组离合器片，前三组统一称为制动器（分别用大写字母：F、D、C代表），后两组称为离合器（分别用大写字母：B、E代表）；当需要完成某个档位时，那么就进行元件“组合”了，见表3-2。

表3-2 HP-20 元件工作表

注：⊙表示参与工作

●从表中可见元件（离合器、制动器）“排列组合”是根据变速杆位置而设计的，并且跟随变速杆处在不同的档位有一定的规律性。如变速杆在P位（驻车、停车档），B组离合器首先进入工作；当变速杆拉在R位（B组离合器工作保持）时实现D组制动器工作，那么完成了倒车档的组合。

●当变速杆继续后向后拉到N位，退下D组制动器工作（脱开了倒车档）；B组离合器工作仍保持（为下一个档位组合作持续准备）。实际上在这里有“承上启下”的作用，既可N至D、也可N至R。

●当变速杆拉到前进档D位时（B组离合器工作保持）实现F组制动器工作，那么就实现了前进档（D位）1档起步之组合。

●在上述几步中，看起来都是“人为”的，“算不上”自动。而只有变速杆拉在D位时，能自动实现1-4，4-1档位。这其中的“排列组合”完全是电气/液压自动控制完成的。

●实际上，无论人为的拉动变速杆还是由自动控制完成各元件的档位组合，自动变速器内部、外部控制系统是复杂的，我们将在后面的章节加以详细分析和讲解。

●将其运用到故障分析和判断上来，如出现没有倒车档，其他档正常的故障，我们一看此表就清楚了：B组离合器不会坏，因为它同时要驱动1档，那么就是D组制动器的问题了。又如，无4档（其他档位都正常），表中可以看到是C组制动器故障，可见其重要性。

2.看懂自动变速器动力传递路线图要领

将图3-17元件图绘制成图3-23动力传递路线图。这幅图对从事自动变速器维修行业的人或者汽车技术人员来说并不陌生。没错，设计人员用线条把自动变速器内部机械画成了原理示意图，用于维修中，让我们一起来学习它。我们将自动变速器各元件的实物以线条指导大家绘制动力传递路线图，并摄制成影像放在网站内。如果是熟练的读者，请跳过此章节。

图3-23 4HP-20 机械部分动力传递路线图

各名称含义和作用：

GWK 代表液力变矩器的锁止离合器

F组制动器作用：固定前排行星齿轮组的太阳轮

D组制动器作用：固定后排行星齿轮组的行星架/前环齿圈

C组制动器作用：固定后排行星齿轮组的太阳轮

B组离合器作用：传递动力，将输入轴的动力传递到后排行星齿轮组的太阳轮

E组离合器作用：传递动力，将输入轴的动力传递到后排行星架/前排环齿圈

前排行星齿轮组：S1-前太阳轮 P1-前行星架 H1-前环齿圈

后排行星齿轮组：S2-后太阳轮 P2-后行星架 H2-后环齿圈

输出机构：Z1-动力输出端齿轮，与前行星架花键联结

Z2-动力输出端过渡齿轮大端

Z3-动力输出端过渡齿轮小端

Z4-动力输出端差速器齿轮

3.各种机械部件动力传递图绘制方法

（1）曲轴、飞轮、液力变矩器泵轮、涡轮、锁止离合器与输入轴

绘制方法：

绘制动力传递路线通常是画元件的一半，以曲轴、输入轴中心为轴线。

起点以曲轴的中心为轴线画一横线，这条直行的横线就表示曲轴，箭头表示动力输出到飞轮；图3-24①。

第二笔，飞轮和液力变矩器都是成90°直角固定在曲轴上，所以线条依元件上升绘制，第三笔是液力变矩器壳体，并伸入油泵壳体内（驱动油泵），图3-24②和③。这些线条都是刚性的。

第四笔画出导轮及其固定轴，用斜线表示与壳体相连，图3-24④。

第五笔画出涡轮、锁止离合器，与输入轴相连，图3-24⑥。

第六笔画出输入轴，图3-24⑥。表示涡轮、锁止离合器都与输入轴连接，通过花键刚性连接将动力传入了自动变速器内部。

这里的线条画法明显是与发动机动力、泵轮分开的。涡轮、锁止离合器的动力都加在输入轴上。

图3-24 机械部分动力传递路线绘制

1—曲轴 2—飞轮 3—液力变矩器壳 4—导轮固定轴 5—涡轮/锁止离合器 6—输入轴

（2）输入轴及其离合器

绘制方法：

ZF4HP20输入轴后端带有两组离合器（B、E），图片中只看到一组，即B组离合器；还有一组被带花键的盅（图3-25中⑤）所遮盖，即E组离合器。

B组离合器盅是带太阳轮（图3-25中⑥），从侧面看形似“凹”盆，盅面长度盖过太阳轮，因为盅面键槽上要安装两组摩擦片，即一组是B组离合器；另一组是C组制动器。

绘制还是以输入轴开始，从①自左向右起笔，到②依离合器鼓半径上升至③，再依形状向左延长到④，并画四条小段垂直线，每两条表示是钢片。这些线条是刚性的，与输入轴整体旋转。

绘制E组离合器带花键的盅（图3-25中⑤），其花键与后行星架相连，这里我们只画出离合器这部分就可以了。

绘制B组离合器带花键的盅（图3-25中⑥），画出离合器、太阳轮（“T”形），其中C组制动器绘制稍有不同，表达的作用完全是一样的。

图3-25 4HP-20

（3）输入轴及其离合器

图3-26所示输入轴、离合器的结构形式比较直观明了，大家可以参照绘制

图3-26 输入轴及其离合器路线绘制

4.行星齿轮组绘制

绘制方法：

4HP20行星齿轮组特点是由两组辛普森式行星齿轮组合而成的，其“组合点”在：前行星架2连接了后环齿圈6，见图3-27中1；前环齿圈3连接了后行星架5，见图3-27中2，此处用卡簧固定。

图3-27b是组合之后的行星齿轮组，我们只能看到前排行星齿轮，后排行星齿轮组要参照图3-27d内部结构，并给出了图3-27a和图3-27c分别与行星组内部元件连接，大家便于理解其配置作用。

看懂了内部结构和各元件组合方式，依据元件物体的外形、长短和半径就可以绘制动力路线。

绘制常啮合斜齿轮时，一般用一个“等于”符号代表。如图3-27中的前后太阳轮与行星小齿轮、前后环齿圈与行星小齿轮啮合。行星架用一条直线横穿过行星小齿轮表示是一体结构。绘制时以太阳轮开始，长度依实物比例（半径）而定，依次画出，见图3-27e。

图3-27 4HP20行星齿轮组路线绘制

1—前太阳轮 2—前行星架 3—前环齿圈 4—后太阳轮 5—后行星架 6—后环齿圈

5.4HP20自动变速器各档位动力传递流程图

1）P/N档动力传递流程图如图3-28所示。

图3-28 4HP20P/N档动力传递路线

各名称含义和作用：

GWK 代表液力变矩器的锁止离合器 P/N档不参与工作故用灰线条表示。

F组制动器不参与工作固定前排行星齿轮组的太阳轮。

D组制动器不参与工作固定后排行星齿轮组的行星架/前环齿圈。

C组制动器不参与工作固定后排行星齿轮组的太阳轮。

B组离合器参与工作传递动力，将输入轴的动力传递到后排行星齿轮组的太阳轮。

E组离合器不参与工作传递动力，将输入轴的动力传递到后排行星架/前排环齿圈。

前排行星齿轮组：S1-前太阳轮 P1-前行星架 H1-前环齿圈。

后排行星齿轮组：S2-后太阳轮 P2-后行星架 H2-后环齿圈。

输出机构：Z1-动力输出端齿轮，与前行星架花键联结。

Z2-动力输出端过渡齿轮大端。

Z3-动力输出端过渡齿轮小端。

Z4-动力输出端差速器齿轮。

变速杆处在P、N档位，我的自动变速器在工作吗？有不少的车主如此问我，回答是肯定的。为什么呢？因为它已经为你的下一步操作做准备了，这个时候需要起步吧，即要么倒车

（R）、要么前行（D）。自动变速器内部已经开始工作了，等待着变速杆的下一个运动呢。

入门：发动机起动后，通过液力变矩器驱动了油泵。将油底壳的ATF泵送到两个部位：一是液力变矩器；二是阀体液压管道。经电气控制输送油压至离合器或者制动器，在本图中是“B组离合器”进入了工作状态。

中级：我们用“承上启下”来形容变速杆处在P、N的位置时，在此流程图中B组离合器始终处在工作状态，如在“N”时，则有两种可能：“承上”是R位，“启下”是D位。

高级：变速杆挂入R位，在原有的“B组离合器”工作情况下，“D组制动器”参与了进来，即“B+D”工作实现了倒档。同样，变速杆挂入D位，在原有的“B组离合器”工作情况下，“F组制动器”参与了进来，即“B+F”工作实现了前进档（1档）。自然地，我们知道了随着变速杆的活动，打开了不同的油路通道而已，这里即指D、F制动器油道。

那么，我们就不难对无倒档、无1档、起步打滑、无力等诸多故障现象加以分析判断了。

这个动力传递是：发动机→变矩器→输入轴→B组离合器→后太阳轮

2）R位动力传递流程图如图3-29所示。

根据行星齿轮组工作原理，三个元件中有一个是动力输入，一个固定，那么另一个就作为输出了。这一步中，就是设计了D组制动器用在固定后排行星架上，实现倒车档的功能。

图3-29 4HP20 R档动力传递路线

D组制动器参与工作固定后排行星齿轮组的行星架/前环齿圈。

当变速杆拉到R位时，阀体上的手动阀、电磁阀依据这个动作和信号打开通向D组制动器的油压，使活塞工作压紧钢片、摩擦片而固定了后行星架。

故障诊断指导：如“入R位冲击”，依次查：发动机怠速、入档信号、油压、阀杆电磁阀、制动器间隙等。

R位动力：

3)l档动力传递流程图如图3-30所示。

一档时，B组离合器保持，D组制动器油乐退下，释放后行星架。

图3-30 4HP20档动力传递路线

当变速杆拉到“D”时，阀体上的手动阀、电磁阀依据这个动作和信号打开通向F组制动器的油压，使活塞丁作压紧钢片、摩擦片而同定了前太阳轮。

在D位，自动变速器将根据车速等信号自动升档(1-2-3-4)或降档(4-3-2-1)。这里默认从1档起步。

1档动力：

故障诊断指导：

如，“入D档冲击”，依次查：发动机怠速、入档信号、油压、阀杆、电磁阀、制动器间隙等，这种现象多出现在年久之车辆上（多因油路、阀体、摩擦片磨损、活塞泄压所致）和大修之后的自动变速器上面。

又如，“入D档不走车”，先求证入R位走车（说明B组离合器无问题），依次查：ATF液面、油压、阀体、F组制动器等。

再如，“降档2-1冲击”，则大多数在阀体、电气方面。

4）2档动力传递流程图如图3-31所示。

在前面各档位中B组离合器起到了“承上启下”的作用，进行了B+D、B+F之组合，随着自动升档，B组离合器将“接力棒”传给了F组制动。

图3-31 4HP20 2档动力传递路线

变速杆在“D”位不变，车速起来、节气门开度增大，TCU依据这些信号控制阀体电磁阀，退下B组离合器的油压、打开通向E组离合器的油压，使活塞工作压紧钢片、摩擦片而将输入轴的动力传到后行星架，因后行星架是通过键槽连接到前环齿圈，故前排行星组元件符合了动力输出条件。

故障诊断指导：

如，“1升2冲击”，依次查：车速和节气门信号、油压、阀杆、电磁阀、离合器间隙等，这种现象多因油路压力、阀体、摩擦片磨损、活塞泄压所致。同时“退B”“升E”切换离合器过程中控制时间是否适当、原有的记忆值和故障码是否清除、学习过程是否完成等都是要考虑的。(www.xing528.com)

又如，“2档传动比不对”，一般是打滑了，引起机械部分问题（如烧片）。

再如，“降档3-2冲击”，则大多数在阀体、电气方面。

二档动力

5)3档动力传递流程图如图3-32所示。

4HP20自动变速器3档是直接档，根据行星齿轮组工作原理，子个元件中有两个元件同时是动力输入、另一个输㈩，无须固定，就是直接档(1：1)。4HP20自动变速器就有两组这样的离合器，我们同时使其工作，看看情况如何。

图3-32 4HP20 3档动力传递路线

变速杆在“D”位不变，车速起来、节气门开度增大，TCU依据这些信号控制阀体电磁阀，退下F组制动器的油压、打开通向B组离合器的油压，使活塞工作压紧钢片、摩擦片而将输入轴的动力传到后太阳轮，因此行星齿轮组中有两个元件是主动的，另一个是被动的，符合了动力输出条件。

故障诊断指导：

例如，“2升3冲击”，依次查：车速和节气门信号、油压、阀杆、电磁阀、离合器间隙等，这种现象多因油路压力、阀体、摩擦片磨损、活塞泄压所致。同时“退F”“升B”切换离合器过程中控制时间是否适当、原有的记忆值和故障码是否清除、学习过程是否完成等都是要考虑的。

又如，“3档传动比不对”，一般是打滑了，引起机械部分问题（如烧片）。

再如，“降档4-3、3-2冲击”，则大多数在阀体、电气方面。

三档动力：

6)4档动力传递流程图如图3-33所示。在4档时，c组制动器工作。由3档的E+B，变化为E+C。

图3-33 4HP20 4动力传递路线

变速杆在“D”位不变，车速起来，节气门开度增大，TCU依据这些信号控制阀体电磁阀，退下B组离合器的油压、打开通向c组制动器的油压，使活塞工作压紧钢片、摩擦片而将后太阳轮固定，动力依1日由E组离合器输入到后行星架，从后环齿圈输／U。

故障诊断指导：

例如，“3升4冲击”，依次查：车速和节气门信号、油压、阀杆、电磁阀、离合器间隙等，这种现象多因油路压力、阀体、摩擦片磨损、活塞泄压所致。同时“退B”“升C”切换离合器过程中控制时间是否适当、原有的记忆值和故障码是否清除、学习过程是否完成等都是要考虑的。

又如，“4档传动比不对，或者无4档”，一般是打滑了，引起机械部分问题（如烧片）。

再如，“降档4-3冲击”，则大多数在阀体、电气方面。

4档动力：

6．自动变速器动力传递路线图小结

1)绘制各种元件线路时，看清楚其结构、理清楚前后元件的配置关系。

2)掌握离合器绘制方法，动力传递到下一级画法。

3)掌握制动器绘制方法，斜线部分是自动变速器壳体。

4)一些自动变速器内有单向离合器，其绘制方法与变矩器内的单向离合器相同。

5)单排行星齿轮组的太阳轮、行星架、行星小齿轮、环齿罔的绘制，通常又是前后排行星齿轮组联合的结构，用线条表达整齐和规范。

6)绘制时通常以轴心起笔，以元件半径、前后伸展尺寸之长度，较有比例的收笔。

7)理解离合器、制动器、单向离合器在自动变速器中扮演的角色，它们的损坏大多数是因为油压不足、泄压、阀体、电磁阀、线路、传感器、TCU等“后方”的控制造成的，不要以为更换了烧坏的钢片和摩擦片就万事无忧了。

8)依动力传递图分析故障，具体地找到那个档位的参考工作元件，并分析上下元件工作的关系，并联想“后方”控制部分所“分担”的故障比例。

9)本节讲解中附上了一些故障现象，多次提到阀体、电磁阀等“后方”控制元件，这些是非常重要的，它们直接参与了各种档位的动力传递，每一本维修手册里面有这样一个元件丁作汇总表，值得大家去学习。本书以4HP20讲解，也有这样的一个表，请参照表3-3。

10)表3-3巾，两个主油压电磁阀、六个换档类电磁阀、子组制动器、两组离合器以及变矩器锁止离合器状态，都罗列了，都有各自的对应档位关系和工作作用。给我们分析故障、判断故障提供了有力的参考。

11)以线条绘制动力传递是方式之一，还有的用行星齿轮组元件形状图来绘制，这种表示法以亚系车为多。下面我们进行介绍。

表3-3 4HP-20执行元件工作汇总表

7.元件形状体动力传递路线

我们也可以将行星齿轮组、制动器、离合器等各个元件绘制成形状体的示意图来表示每个档位动力传递路线。下面以4HP20为例，各元件绘制方式如图3-34所示。

图3-34 4HP20动力传递元件示意图

F组制动器 D组制动器 C组制动器 B组离合器 E组离合器

前排行星齿轮组：S1—前太阳轮 P1—前行星架 H1—前环齿圈

后排行星齿轮组：S2—后太阳轮 P2—后行星架 H2—后环齿圈

输出机构：Z1—动力输出端齿轮，与前行星架花键联结 Z2—动力输出端过渡齿轮大端 Z3—动力输出端过渡齿轮小端 Z4—动力输出端差速器齿轮

说明：

输入轴前端连接变矩器内部的涡轮和锁止离合器，后端连接两组传力离合器（B和E）。分别表示动力可以通过B组离合器传递到后排行星齿轮组后太阳轮（S2）；也可以通过E组离合器传递到后排行星齿轮组后行星架（P2）和前环齿圈（H1）。

F组制动器只起到固定前太阳轮的作用。

C组制动器只起到固定后太阳轮的作用。

D组制动器可以固定前环齿圈和后行星架。

动力输出都通过前行星架（P1）。

这样的图示法直观地表示了各组制动器、离合器分别控制行星齿轮组的相互关系，可以说制动器、离合器为行星齿轮“而生”，一切“后方”的油道、活塞、密封圈、阀体、电磁阀、线路、传感器、TCU等都是为行星齿轮而设计的，都达到一个目的：实现各档位的动力传递作用。通过这些基本的学习，了解到修理自动变速器并不难，重点放在哪里？分析问题从哪里入手？这些就容易许多了。同时也给了我们学习的方向，使我们进一步提高。

（1）4HP20 P/N档动力传递路线（图3-35）