总监修汽车自动变速器的油泵结构与工作原理

在前面我们多次讲到油泵，大家已经有了很好的印象，下面的学习你一定很轻松。油泵是自动变速器中最重要的总成之一，它通常安装在变矩器的后方，由变矩器壳后端的轴套驱动。此外也有将油泵布置在自动变速器后端壳体上面的，如福特的CD4E自动变速器。

油泵是液压系统的最主要元件。在自动变速器中的电液控制系统中所用的油泵大致有三种类型。第一种是齿轮泵，第二种是叶片泵，第三种是转子泵。自动变速器液压系统压力一般在4～16kg/cm²，通常不超过20kg/cm²，所以齿轮泵应用最多。本田自动变速器油泵稍有不同，属于“可调型”的油泵。

1.齿轮泵的结构与工作原理

齿轮泵主要由大齿轮、小齿轮、月牙形隔板、泵壳、泵盖等组成。

图4-13a是4HP20自动变速器齿轮泵，泵的内外齿轮紧密地装在泵体的内腔里，小齿轮为主动齿轮（变矩器驱动），大齿轮为从动齿轮，月牙形隔板的作用是将大齿轮和小齿轮隔开，两者均为渐开线齿轮。小齿轮和大齿轮紧靠着月牙形隔板，但不接触，有微小的间隙。泵体是铸造而成的，经过精加工，泵体内有很多油道，进油口和出油口一般设计得较大，以利吸油和排油，有的泵体还装有阀杆。泵盖（已分解）也是一个经过精加工的铸件，也有很多油道，泵盖和泵体用螺栓5连接在一起。

特点：结构紧凑、尺寸小、质量轻、自吸能力强、流量波动小、噪声低、耐用。

齿轮泵的排量取决于外齿轮的齿数、模数及齿宽，理论泵油量等于油泵的排量与油泵转速的乘积。实际泵油量会小于理论泵油量，因为油泵的各密封间隙处有一定的泄漏，其泄漏量与间隙的大小和输出压力有关。间隙越大、压力越高，泄漏量就越大。

油泵零件的检验：

1）用塞尺分别测量油泵外齿轮外圆与油泵壳体之间的间隙、小齿轮及大齿轮的齿顶与月牙板之间的间隙、小齿轮及大齿轮端面与泵壳平面的端隙。油泵测量标准见表4-8。如不符合标准，应更换油泵总成。

表4-8 油泵测量标准（单位：mm）

2）检查油泵小齿轮、大齿轮、泵壳端面有无肉眼可见的磨损痕迹。如有，应更换新件。

3）轴套磨损的检查。首先要检查一下液力变矩器驱动油泵的轴颈，如有较轻磨损、伤痕，可用细砂纸打磨，重者更换。将带有轴瓦的油泵盖套入并用双手晃动，检查间隙是否过大。如果间隙过大，可使用专用工具把轴套压出后，再敲入新的轴套。

图4-13 4HP20齿轮泵

1—大齿轮 2—小齿轮 3—月牙形隔板 4—泵体 5—螺栓 6—轴套（铜套/杯士） 7—进油口 8—出油口

2.叶片泵

叶片泵由定子、转子、叶片、壳体及泵盖等组成，如图4-14a所示。转子由变矩器壳体后端的轴套带动，绕其中心旋转。定子是固定不动的，转子与定子不同心，二者之间有一定的偏心距。

当转子旋转时，叶片在离心力或叶片底部的液压油压力的作用下向外张开，紧靠在定子内表面上，并随着转子的转动，在转子叶片槽内作往复运动。这样在每两个相邻叶片之间便形成密封的工作腔。如果转子朝顺时针方向旋转，在转子与定子中心连线的右半部的工作腔容积逐渐减小，将液压油从出油口压出。这就是叶片泵的工作过程。

叶片泵的排量取决于转子直径、转子宽度及转子与定子的偏心距。转子直径、转子宽度及转子与定子的偏心距越大，叶片泵的排量就越大。

叶片泵具有运转平稳、噪声小、泵油油量均匀、容积效率高等优点，但它结构复杂，对液压油的污染比较敏感。

（1）变量型叶片泵 图4-14b、c所示为别克GL8商务车4T65E自动变速器变量型叶片泵。叶片泵的定子不是固定在泵壳上，而是可以绕一个销轴5作一定的摆动，以改变定子与转子的偏心距，从而改变油泵的排量。

当转速较低时，泵量较小，油压调节阀将反馈油路关小，使反馈压力下降，定子在回位弹簧的作用下绕销轴向顺时针方向摆动一个角度，加大了定子与转子的偏心距，油泵的排量随之增大。当油泵转速增高时，泵量增大，出油压力随之上升，推动油压调节阀将反馈油路开大，使控制腔内的反馈油压上升，定子在反馈油压的推动下绕销轴朝逆时针方向摆动，定子与转子的偏心距减小，油泵的排量也随之减小，从而降低了油泵的泵油量，直到出油压力降至原来的数值。

一般泵的泵油量和发动机的转速成正比，变量泵的泵油量在发动机转速超过某一数值后就不再增加，保持在一个能满足油路压力的水平上，从而减少了油泵在高转速时的运转阻力，提高了汽车的燃油经济性。

故障：叶片经常易磨损，造成泵油压力不足，有时候低速压力还正常，当速度快时压力偏低，会造成变矩器工作异常，如产生TCC卡滞。两个弹簧工作时间过长，产生疲软，会引起油压的波动，有的在3、4档会出现噪声或者异响。

图4-14 叶片泵

1—泵盖 2—叶片圈 3—叶片 4—油泵滑环 5—油泵销 6—油泵出口滤网总成 7—泵体 8、9—内外部弹簧 10—油泵支架 11—定位销 12—油泵滑动密封支座 13—油泵滑动密封 14—叶片圈 15—O 形密封圈 16—油泵油封圈 17—油泵转子 18—进油口 19—出油口

（2）油泵驱动方式 4T65E油泵由一条轴驱动，如图4-15所示。前面介绍的油泵直接由变矩器轴颈驱动，这个与前者不同，可以将油泵远距离布置，通过一个油泵轴驱动，轴的一端直接插入变矩器内的最前端。

（3）叶片泵油量调节（大） 如图4-16所示。油泵将油底壳内的ATF油通过滤清器吸入泵内腔，然后经油泵滑动定子（油泵滑环）到达泵出口。这个过程：油泵滑环和油泵转子之间的间隙减小，见泵左侧。双弹簧推动油泵滑环右移，中间主动轮固定的，故油泵内左侧腔间隙减少，右侧腔间隙大，则供油量是最大的。

图4-15 4T65E叶片泵传动

ATF油经油泵加压泵出进入管路，称为管线压力（LINE），从而供应到自动变速器的阀体

（4）叶片泵油量调节（小） 如图4-17所示。

图4-16 4T65E叶片泵变量（大）

图4-17 4T65E叶片泵变量（小）

因为大多数正常驾驶条件下，不需要最大输出油量时，从压力调节器阀的标定压力下降，压力调节器阀下移，阀门被打开，管线压力进入油泵（被施加到油泵滑环的背面）推动油泵滑环左移，克服双弹簧力（被压缩），油泵左右腔发生空间大小改变，这个过程：左腔变大、右腔变小，降低泵的输出油压。管线油压得到调整。

压力调节阀由下列部件组成：压力调节阀（a）、倒档助力阀（b）、管路助力阀（c）、倒档助力阀轴套（d）。

此外，还有压力调节阀外/内部弹簧两个，阀孔塞和固定卡夹。我们好在学的是汉字，看到字面意义大家已知全部了。压力调节阀关联到六个阀口，倒档助力阀关联一个阀口，管路助力阀关联两个阀口。外部弹簧只关联压力调节阀，内部弹簧关联到压力调节阀和倒档助力阀以及管路助力阀之联动，故17#阀口是主油压电磁阀操控之油道，压力大则三阀芯上升，压力小三阀下降，一升一降间，管线油压得到调整。平稳的管线油压取决于主油压电磁阀（如TCM操控性能），三阀杆与阀孔磨损、卡滞情况以及弹簧疲软性等。

16#阀口，利用了管线压力自身控制的特点，进行了自动调整。

图4-18 转子泵

1—驱动轴 2—内转子 3—外转子 4—泵壳 5—进油腔 6—出油腔 7—进油口 8—出油口 e—偏心距

3.转子泵

转子泵由一对内啮合的转子、泵壳和泵盖等组成（图4-18）。内转子为外齿轮，其齿廓曲线是外摆线；外转子为内齿轮，齿廓曲线是圆弧曲线，所以也称之为摆线转子泵。内外转子的旋转中心不同，两者之间有偏心距e。一般内转子的齿数为4、6、8、10等，而外转子比内转子多一个齿。内转子的齿数越多，出油脉动就越小。通常自动变速器上所用摆线转子泵的内转子都是10个齿。

发动机运转时，带动油泵内外转子朝相同的方向旋转。内转子为主动齿，外转子的转速比内转子每圈慢一个齿。内转子的齿廓和外转子的齿廓是一对共轭曲线，它能保证在油泵运转时，不论内外转子转到什么位置，各齿均处于啮合状态，即内转子每个齿的齿廓曲线上总有一点和外转子的齿廓曲线相接触，从而在内转子、外转子之间形成与内转子齿数相同个数的工作腔。这些工作腔的容积随着转子的旋转而不断变化，当转子朝顺时针方向旋转时，内转子、外转子中心线的左侧的各个工作腔的容积由大变小，将液压油从出油口排出。

转子泵的排量取决于内转子的齿数、齿形、齿宽以及内外转子的偏心距。齿数越多，齿形、齿宽及偏心距越大，排量就越大。

转子泵是一种特殊齿形的内啮合齿轮泵，它具有结构简单、尺寸紧凑、噪声小、运转平稳、高速性能良好等优点；其缺点是流量脉动大，加工精度要求高。

图4-19 蒙迪欧转子泵压力调整(www.xing528.com)

我们以长安福特蒙迪欧2.5（V6）轿车5速5F31J自动变速器的转子泵（图4-19）进行讲解，由自动变速器JATCO（加特可）公司生产，除配套在福特上外，还配装在马自达JF506E/JA5A-EL（MPV）、大众09A/09D（6速）、JAGUAR（JF506E）等车上。

压力调节阀根据驱动情况调节油泵的输出压力从而调整管路压力。其工作过程：

1）调节前（所有档位）。

如图4-20所示，压力调节阀在弹簧的作用下被推向下方。弹簧力和修正压力（来自压力修正阀）作用在阀的顶部，从而推动阀向下运动。与之相反，油泵输出压力作用在阀的下部，从而推动其向上运动。通常情况油泵的压力大于弹簧力，因此迫使阀向上运动。当阀向上运动到一定位置时，泄压口（X1）就会打开，将使油泵输出压力减小。从而，油泵输出压力和弹簧力可以保持平衡，故油泵输出压力也称为管线压力。

2）调节后（仅1-5档）。如图4-21所示，触发压力（由入前进档而来）作用于阀的中部并推动阀向上运动，与调节前相比，此时推动阀向上的力增大，并且由于泄压更多，油泵输出压力降低。

注意：如果管线压力处于低压，并在此状态时踩下加速踏板，修正压力将增大。该压力将推动阀向下运动并关闭泄压口（X1）。这样即把管线压力调整为高压。因此，管线压力是根据修正压力来调整的，并且在每个离合器、制动器上都是如此工作的。

若油泵压力增大，一旦超过压力释放阀的弹簧预设值，则泄压回油。

图4-20 蒙迪欧转子泵压力调节前

图4-21 蒙迪欧转子泵压力调节后

4.油泵后置型式介绍

福特蒙迪欧四速自动变速器CD4E油泵装配在后端，可以直接拆卸下来。也不是靠变矩器轴颈驱动，而是通过一条油泵轴来连接油泵与变矩器。

如图4-22所示，油泵轴横穿整个自动变速器，前端在变矩器内部，另一端插入油泵体内的主动齿轮。

当变矩器从自动变速器上脱离后，这根油泵轴即可单独取出。装配时插入油泵用手转动数圈确认其安装到位。

5.本田车系自动变速器油泵和压力调节介绍

本田车系自动变速器的油泵是齿轮式泵，不同的是油泵的两个齿轮都是外齿轮型式，如图4-23所示。

油泵由主动齿轮（A）、从动齿轮（B）和从动齿轮轴（C）和主阀体（D）等组成。

安装油泵齿轮时，注意将其凹槽及倒角侧朝上。

油泵供油首先的流向是流向手动阀和主油压调节阀，本田油泵这点与其他自动变速器是相同的。在油压调节方面与斜齿轮的应用，本田技术都有别于其他的自动变速器，这是值得我们学习的内容。

本田车系阀体有一些共同点，阀体总成包括主阀体、调节器阀体和伺服阀体，也可以称为单个的阀板。主阀体（板）直接设计在自动变速器的前端盖壳体上，而调节器阀体（板）和伺服阀体（板）通过螺栓固定在主阀体（板）上。调节器阀体就是调节油泵、主油压的。主阀体、伺服阀体的功能和作用将在后面章节讲解。

（1）调节器阀体 如图4-24所示，是MAXA型自动变速器调节器阀体（板），主要由调节器阀、锁止正时阀和减压阀等组成。

调节器阀体位于主阀体的上方。调节器阀同油泵用来保持恒定的管线油压以供给液压控制系统，同时又为液压元件的润滑系统和液力变矩器供油。我们将学习两三种不同型号的自动变速器调节器阀体。

图4-22 蒙迪欧CD4E后置油泵

图4-23 本田外齿轮型式油泵

图4-25是B7XA型自动变速器调节器阀体（板）。

（2）压力调节过程 如图4-26所示，调节阀受两个大小弹簧力将其推向阀体左侧，调节器弹簧座被固定螺钉限制了一定的移动行程。此时，这些弹簧在座与调节阀之间处于张紧状态。分别至变矩器、至润滑/管线压力端口是切断的。只有来自油泵的ATF油流经B腔和B′腔。

进入B′腔的油经节流孔到达A腔，压力克服内部的大弹簧而被压缩，将压力调节阀体推向右侧，如图4-27所示。调节器阀的这个动作打开液力变矩器和减压阀的进油口。

调节阀的位置依据流经B的液压油的压力高低而变化，则B′通过液力变矩器的油量也改变了，这种过程持续进行，以保持油路中的压力。

图4-24 XMXA调节器阀体（板）

图4-25 B7XA调节器阀体（板）

图4-26 XMXA\B7XA型调节阀

图4-27 XMXA\B7XA型调节阀工作

（3）导轮反馈油压控制 与一般车辆不同，调节器阀体除上述功用外，其内部还设置有一导轮反作用力油压控制装置。油压是调节器阀采用导轮转矩反馈从而实现根据转矩增加油压。如图4-28所示，导轮轴与液力变矩器中的导轮以花键的形式连接，导轮轴的外端与调节器阀体相连并同时连接有一导轮轴臂杆，导轮轴臂杆伸出端则与调节器弹簧座相接触。

图4-28 本田导轮反馈油压控制

当车辆在加速或爬坡时（在液力变矩器的变矩区内），发动机的输出转矩增加，液力变矩器导轮在改变液流方向时所受的力也将增加，导轮便将其作用力的反作用力作用于导轮轴，导轮轴臂杆便按反作用力的大小朝图4-28所示箭头方向推动调节器弹簧座，于是调节器弹簧被压缩，调节器阀上移，调节器阀调节的管路油压也就因此而增加。当导轮作用力的反作用力达最大值时，管路油压也将达到最大值，以便与液力变矩器传递的发动机转矩相适应。

值得注意的是，该反作用力油压控制装置只在变矩器变矩区内有效。因在偶合区，由于液力变矩器的锁止控制，导轮不起改变液压流向的作用，因而也就无反作用力可言。

（4）本田油泵测量值（用塞尺）

主动齿轮尖与泵体：0.210～0.265mm。

从动齿轮尖与泵体：0.070～0.125mm。

主/从动齿轮与泵体平面间隙（用直尺）：

标准：0.03～0.06mm。

维修极限：0.07mm。