01N型自动变速器的常见故障与检测.doc
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1、西安航空职业技术学院 毕业设计论文01N型自动变速器的常见故障与检测【摘要】本文内容主要阐述了01N型自动变速器的常见故障和诊断方法,大众01N型自动变速器广泛用于大众公司生产的大众、奥迪系列轿车上,根据01N电控自动变速器的结构特点、自动变速器故障诊断的基本步骤,提出01N电控自动变速器故障的诊断方法及故障排除的步骤和途径。 关键词:01N自动变速器 结构 检修Abstract: This mainly explains 01N common trouble and diagnosis of automatic transmission method, mass-01N is widely
2、used in mass production of automatic transmission on the Volkswagen, Audi series passenger car, according to 01N structure characteristics of electronically controlled automatic transmission, automatic transmission fault diagnosis of the basic steps, proposed 01N electronically controlled automatic
3、transmission fault diagnosis and troubleshooting procedures, and approaches.Key words:01N automatic transmission structure overhaul目录101N型自动变速器的基本组成11.1液力变矩器11.2 行星齿轮变速器机构11.2.1 行星齿轮机构11.2.2 离合器21.2.3 制动器21.2.4 单向离合器21.3 液压系统31.4 换挡操纵机构31.5 电子控制系统3201N型自动变速器的检修42.1自动变速器的基本检查42.1.1 油面的检查42.1.2 油质的检查5
4、2.1.3液压控制系统漏油检查与液压油的更换62.1.4档位开关的检查和调整72.1.5 怠速检查82.2 液力变矩器的检修82.2.1 液力变矩器的清洗82.2.2液力变矩器的检查92.3 供油系统的检修102.3.1 油泵的检修102.3.2 散热器的检修112.4档行星齿轮和离合器的检修112.4.1 测量离合器活塞行程122.4.2测量离合器片的厚度122.4.3 测量带有弹簧座的活塞回位弹簧的自由长度132.4.4检查离合器活塞单向球阀132.4.5用量缸表或内径千分表,测量离合器毂衬套内径132.4.6检查行星齿轮衬套内径132.5自动变速器的道路试验与检查132.5.1升挡检查1
5、42.5.2升挡车速的检查142.5.3升挡时发动机转速的检查142.5.4换挡质量的检查152.5.5锁止离合器工作状况的检查152.5.6发动机制动作用的检查152.5.7强制降挡功能的检查162.6失速试验与检查162.6.1 准备工作162.6.2 实验步骤(图 2.7)163自动变速器档位分析及执行元件的分解过程173.1 换档执行元件在各档位时的动作表183.3 各元件的分解过程21结束语24谢 辞25参 考 文 献26271 01N型自动变速器的基本组成01N型自动变速器由液力变矩器、行星齿轮变速机构、液压系统、电子控制系统以及换档操纵机构等组成。1.1液力变矩器液力变矩器位于自
6、动变速器最前端,安装在发动机飞轮上,它的作用是将发动机的动力传递给自动变速器中的齿轮变速器,并具有一定的增矩作用。液力变矩器组要由泵轮、涡轮、导轮及带扭转减振器的锁止离合器组成,如图1.1。液力变矩器的泵轮与发动机相连,转速与发动机一样,涡轮与变速器输入相连。液力变矩器以液力来传递动力,它的工作原理是:发动机工作时带动变矩器泵轮旋转,旋转的泵轮带动工作液随之旋转,旋转的工作液产生离心作用流向外缘,冲向涡轮,并由涡轮内缘通过导轮流回泵轮,如此循环,工作液即推动涡轮旋转,将动力传递给涡轮。图1.1液力变矩器1.2 行星齿轮变速器机构行星齿轮变速器主要包括行星齿轮机构、离合器、制动器和单向离合器。离
7、合器和制动器以液压方式控制行星齿轮机构元件的旋转,而单向离合器则以机械方式对行星齿轮机构元件进行锁止。片式离合器和盘式制动器是由滑阀箱通过液压控制。离合器K1用于驱动小太阳轮,离合器K2用于驱动大太阳轮,离合器K3用于驱动行星齿轮架,制动器B1用于制动行星齿轮架,制动器B2用于制动大太阳轮。1.2.1 行星齿轮机构行星齿轮机构是自动变速器的重要组成部件之一,主要由大太阳轮、小太阳轮、长行星齿轮、短行星齿轮、内齿圈、行星架元件组成。大、小太阳轮采用分段式结构,使3档到4档的转换更平顺。短行星齿轮与长行星齿轮及小太阳轮啮合,长行星齿轮同时与大太阳轮、短行星齿轮及啮合齿圈,动力通过齿圈输出。行星齿轮
8、机构是实现变速的机构,速比的改变是通过以不同的元件作主动件和限制不同元件的运动而实现的。在速比改变过程中,整个行星齿轮组还在运动,动力传递没有中断,因而实现了动力换挡。1.2.2 离合器离合器的作用是连接轴和行星齿轮机构的旋转元件。01N型自动变速器中所用的离合器为湿式多片离合器。它由离合器鼓、离合器活塞、回位弹簧、钢片、摩擦片、花键毂等组成。离合器鼓是一个液压油缸,鼓内有内花键齿圈,内圆轴颈上有进油孔与控制油路相通。离合器活塞为环状,内外圆上有密封圈,安装在离合器鼓内。交错排列的钢片和摩擦片统称离合器片,均使用钢料制成,但摩擦片的两面烧结有铜基粉末冶金摩擦副。为保证离合器接合柔和及散热,离合
9、器片浸在油液中工作,因而称为湿式离合器。钢片带有外花键齿,与离合器鼓的内花键齿圈连接,并可轴向移动。摩擦片则以内花键齿与花键毂的外花键槽配合,也可作轴向移动。花键毂和离合器鼓分别以一定的方式与变速器输入轴和行星排的某个基本元件相连,与输入轴相连的通常为主动件,而另一个则是从动件。当液压油经油道进入活塞左面的液压缸时,液压作用力便克服弹簧力使活塞右移,将所有离合器片压紧,离合器接合,与离合器主、从动部分相连的输入轴及行星排元件也被连接在一起,以相同的速度旋转。当控制阀将作用在离合器液压缸的油压力撤除后,离合器活塞在回位弹簧的作用下回复原位,并将缸内的变速器油从进油口排出,离合器分离,离合器主、从
10、动部分可以不同转速旋转。离合器处于分离状态时,离合器片之间有一定的轴向间隙,以保证钢片和摩擦片之间无轴向压力,这一间隙称为离合器的自由间隙。1.2.3 制动器制动器的作用是固定行星齿轮机构中的基本元件,阻止其旋转。01N型自动变速器中使用片式制动器,主要由制动器活塞、回位弹簧、钢片、摩擦片及制动器毂等组成,与湿式离合器基本相同。1.2.4 单向离合器单向离合器又称做自由轮离合器,它在行星齿轮变速器中的作用和离合器、制动器相同,也是用于固定或连接行星排中的太阳轮、行星轮、齿圈等基本元件,使行星齿轮离合器组成不同传动比的档位。其工作原理是依靠其单向锁定原理来发挥固定或连接作用,它的连接和固定是单方
11、向性的。01N型自动变速器的单向离合器是滚柱斜槽式,由外环、内环、滚柱等组成。内环用内花键和行星排的基本元件相连接。在外环的内表面有楔形槽,楔形槽与滚柱数量相同,在内外环之间的楔形槽内装有滚柱。1.3 液压系统01N型自动变速器的液压系统主要由油泵、油道、滤清器和滑阀箱等组成,如图1.2。油泵是自动变速器最重要的总成之一,它安装在变矩器的后方,由变矩器壳后端的轴套驱动。图1.2 液压系统在发动机运转时,不论轿车是否行驶,油泵都在运转,为自动变速器中的变矩器、换档执行机构、自动换档控制系统等部分提供一定油压的液压油。油压的调节由调压阀来实现。俊杰型轿车使用的油泵是内啮合齿轮泵,它主要由主动小齿轮
12、、从动内齿轮、月牙形隔板、泵壳、泵盖等组成。1.4 换挡操纵机构换档操纵机构主要由换档操纵手柄、换档杆、换档杆拉索和安装支架等组成。1.5 电子控制系统01N自动变速器电子控制系统主要由控制单元、各种传感器(车速传感器啪8、节气门位置传感器G69、ATF油温度传感器)、各种电磁阀(换档杆锁止电磁阀Nll0、电磁阀N88N93)、各种开关(强制降档开关F8、巡航控制装置J213、多功能开关,F125)VAG1551诊断端子等组成。2 01N型自动变速器的检修2.1自动变速器的基本检查2.1.1 油面的检查在对变速器进行检查前或故障诊断前,首先要对变速器油面高度进行检查,一般在车辆行驶1万公里后检
13、查油液面。变速器与差速器有一公用的油池,其间是相通的,在拉出油尺之前,应将护罩和手柄上的脏东西都擦净。把选挡手柄放在P挡或N挡(空挡),将发动机在怠速时至少运转一分钟,汽车必须停放在水平路面上,这样才能确保在变速器和差速器之间的油面高度正常、稳定。检查应在正常油液工作温度(5090),时进行自动变速器油面检查的具体方法是:(1)将汽车停放在水平地面上,并拉紧手制动。(2)让发动机怠速运转一分钟以上。(3)踩住制动踏板,将操纵手柄拨至倒档(P)、前进挡(D)、前进低档(S/L或2/1)等位置,并在每个档位上停留几分钟,使液力变矩器和所有的换挡执行元件中都充满液压油。最后将操纵手柄拨至停车挡(P)
14、位置。从加油管内拨出自动变速器油尺,将擦干净的油尺全部插入加油管后再拔出,检查油尺上的油面高度。液压油油面高度的标准是:如果自动变速器处于冷态(即冷车刚刚启动,液压油的温度较低,为室温或低于25时),液压油油面高度应在油尺刻线的下限附近;如果自动变速器处于热态(如低速行驶5min以上,液压油温度已达7080),油面高度应在油尺刻线的上限附近(图2.1)。图2.1 自动变速器油面高度的检查这是由于低温时液压油的粘度大,运转时有较多的液压油附着在行星齿轮等零件上,所以油面高度较低;高温时液压油粘度小,容易流回油底壳。因此油面较高。若油面高度过低,应从加油管处添加合适的液压油,直至油面高度符合标准为
15、止。继续运转发动机,检查自动变速器的油底壳,油管接头等处是否漏油。如有漏油,应立即予以修复。在自动变速器调整,加压液压油,并经试车之后,应重新检查自动变速器液压油的油面高度是否正常,油底壳,油管接头等处是否漏油。2.1.2 油质的检查变速器在正常工作温度下一般能行驶约4万公里或24个月,影响油液和变速器使用寿命的最重要因素之一是温度,而影响油液温度的主要因素是液力变矩器有故障、离合器、制动器滑转和分离不彻底,单向离合器滑转和油冷却器堵塞等,所以油液温度过高或急剧上升是十分重要和危险的信号,说明自动变速器内部有故障或油量不够。若发现温度过高,应当立即停止检查。延长自动变速器的使用寿命的关键就在于
16、经常检查油面、检查油液的温度和状态。油液温度过度,将会使油液粘性下降,性能变坏(产生油膏沉淀和积炭)、堵塞细小量孔、卡滞控制阀门、降低润滑效果、破坏橡胶密封部件,从而导致变速器损坏。检查变速器的气味和状态,也是十分重要的。油液的气味和状态可以表明自动变速器的工作状态。检查油液时,从油尺上嗅嗅油液的气味,在手指上点少许油液,用手指互相摩擦看是否有渣粒,或将油尺上的液压油滴在干净的白纸上,检查液压油的颜色及气味。正常液压油的颜色一般为粉红色,且无气味。如液压油呈棕色或有焦味,说明已变质(表2.1),应立即换油。换油时应优先采用车辆随车手册上推荐使用的变速器油,也可使用8号自动传动油,无推荐用油时,
17、可用国内的22号透平油,液力编辑器号、号油。某些轿车自动变速器使用D EXRON-或M-型液压油。这两种液压油的稳定性好,使用寿命长。注意切不可用齿轮油或机油代替液压油。否则会造成自动变速器的严重损坏。如果不慎加入过多液压油,使油面高于规定温度,切不可凑合使用。因为当油面过高时,行驶中油液被行星排剧烈的搅动,产生大量的泡沫。一般自动变速器的总油量为10升左右,按上述方法换油时,变矩器内的液压油是无法放出的。如液压油严重变质,必须全部更换时,可先按上述方法换油,让汽车行驶约5min后再次换油。表 2.1油质与故障原因油液状态变质原因油液变为深褐色或深红色没 没有及时更换液油长 重载荷运转,某些部
18、件打滑或损坏引起变速器过热油液中有金属屑离合器盘、制动器盘或单向离合器严重磨损油尺上粘附胶质油膏变速器油温过高油液有烧焦气味油 油温过高,油面过低油 冷却器或管路堵塞油液从加油管溢出油面过高或通气孔堵塞2.1.3液压控制系统漏油检查与液压油的更换(1)液压控制系统漏油检查液压控制系统的各连接部位上都有油封和密封垫,这些部件是长发生漏油的地方。液压系统漏油会引起油路压力下降,油位下降是换挡打滑和延迟的常见原因。(2)液压油的更换自动变速器换油的具体方法可参照如下方法进行: 车辆运行至自动变速器达到正常工作温度油温7080后停车熄火。 拆下自动变速器油底壳上的放油螺塞,将油底壳内的液压油放净。有些
19、车型的自动变速器油底壳上没有放油螺塞,应拆下整个油底壳,然后放油。拆油底壳时应先将后半部油底壳螺钉拆下,宁松前半部油底壳螺钉,再将后半部油底壳撬离变速器壳体,放出部分液压油,最后将整个油底壳拆下。 拆下油底壳,将油底壳清洗干净。有些自动变速器的油底壳上的放油螺塞为磁性螺塞,也有些自动变速器在油底壳内专门放置一块磁铁,以吸附换屑。清洗时必须注意将螺塞或铁屑上的磁铁清洗干净后放回。 拆下自动变速器液压油散热器油管接头,用压缩空气将散热器的残余液压油吹出,再装好油管接头。 装好油底壳和放油螺塞。 从自动变速器加油管中加入规定牌号的液压油。一般自动变速器油底壳内的贮油量为4升左右。 启动发动机,检查自
20、动变速器油面高度。要注意由于新加入的油液温度较低,油面高度应在油尺刻度的下限附近。如果油面高度太低,应继续加油至规定油面高度。 让汽车行驶至发动机和自动变速器达到正常工作温度,再次检查油面高度是否在油尺的上限附近。如过低,应继续加油,直至满足规定要求为止。 如果不慎加入过多液压油,使油面高于规定温度,切不可凑合使用。因为当油面过高时,行驶中油液被行星排剧烈的搅动,产生大量的泡沫。这些带有泡沫的液压油进入油泵和控制系统后,对自动变速器的工作极为不利。其后果和油面高度不足一样,会造成油压过低,导致自动变速器内的摩擦元件打滑磨损。因此油面过高时,应把油放掉一些。有放油螺塞的自动变速器只要把螺塞打开即
21、可放油;没有放油螺塞的自动变速器在做少量放油时,可从加油管处往外吸。一般自动变速器的总油量为10升左右,按上述方法换油时,变矩器内的液压油是无法放出的。如液压油严重变质,必须全部更换时,可先按上述方法换油,让汽车行驶约5min后再次换油。2.1.4档位开关的检查和调整将操纵手柄拨至各个档位,检查档位指示灯与操纵手柄位置是否一致、P位和N位时发动机能否启动,R位时倒档灯是否亮起。发动机应只能在空挡(N挡)和驻车挡(P挡)启动,其他档位则不能启动,若有异常,应调节空挡启动开关螺栓和开关电路。(1)松开档位开关的固定螺钉,将操纵档位放到N档位。(2)将槽口对准挡基准线。有些自动变速器的档位开关外壳上
22、有一条基准线,调整时应将基准线和手动阀摇臂轴上的槽口对齐,如图所示,也有一些自动变速器的档位开关上有一个定位孔,调整时应使摇臂上的定位孔和档位开关上的定位孔对准,如(图2.2)图2.2档位开关的调整(3)档位开关的位置调好后进行固定。2.1.5 怠速检查对于电子控制自动变速器而言,为了确定故障存在的部位,区分故障是由机械系统、液压系统引起,还是由电子控制系统引起的,可进行手动换挡试验。 所谓手动换挡试验就是将电子控制自动变速器所有换挡电磁阀的线束插头全部脱开,此时电脑不能通过换挡电磁阀来控制换挡,自动变速器的换挡取决于操纵手柄的位置。不同车型的电子控制自动变速器在脱开换挡电磁阀线束插头后的档位
23、和操纵手柄的关系都不完全相同。手动换挡试验的步骤如下:(1)脱开电子控制自动变速器的所有换挡电磁阀线束插头。(2)启动发动机,将操纵手柄拨至不同位置,然后做道路试验(也可以将驱动轮悬空,进行台架试验)(3)观察发动机转速和车速的对应关系,以判断自动变速器所处的档位。不同档位时发动机转速与车速的关系参考(表2.2)。由于变矩器的减速作用与传递的扭矩有关,以此表中车速只能作为参考,实际车速将随着行驶中油门开度的不同而产生一定的变化。表2.2 自动变速器不同档位时发动机转速和车速的关系 档位发动机转速(r/min)车速(Km/h) 1挡 2000 1822 2挡 2000 3438 3挡 2000
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