自动变速器的结构原理与检修.doc
《自动变速器的结构原理与检修.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《自动变速器的结构原理与检修.doc(31页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、摘 要自动变速器具有操作容易、驾驶舒适、能减少驾驶者疲劳的优点,已成为现代轿车配置的一种发展方向。随着装备自动变速器的车辆增加,以及国产车型中装备的自动变速器的牢辆进入维修阶段,大量的自动变速器维修业务迫使汽车维修企业不断提高自动变速器维修技术。由于自动变速器是集机械、液压、电子技术于一体的产物,其结构复杂,原理难懂,装配工艺要求较高。本文介绍了自动变速器的结构及工作原理,并对其现状及发展趋势进行了阐述;然后对于自动变速器的常见典型故障进行了分析。关键词:自动变速器 常见故障 试验 维修 目 录摘 要I目 录II第一章 自动变速器的应用与发展趋势11.1自动变速器的优点及应用11.1.1 自动
2、变速器的优点11.1.2 自动变速器的应用11.2自动变速器的发展2第二章 自动变速器的结构与原理52.1自动变速器的结构52.2自动变速器工作原理7第三章 自动变速器的检测93.1道路试验93.2失速实验113.3 AT的检验123.3.1 基础检验123.3.2 时滞试验123.3.3 油压试验13第四章 自动变速器常见故障与维修144.1自动变速器常见故障与维修144.1.1 汽车不能行驶故障的诊断144.1.2 自动变速器打滑故障的诊断154.1.3 换挡冲击过大故障的诊断164.1.4 升挡过迟故障的诊断194.2皇冠自动变速器故障诊断与排除20第五章 无级变速器245.1无极自动变
3、速器原理与操作方法245.2梅赛德斯-奔驰7挡自动变速器24第六章 总结27致 谢28参考文献29第一章 自动变速器的应用与发展趋势1.1自动变速器的优点及应用1.1.1 自动变速器的优点自动变速器取消了传统的离合器片与离合器压盘,取而代之的是液力变矩器,它的优点是通过自动变速器的油液按传递发动机传出的动力,这样即使在车辆怠速挂档后也不会熄火,而且发动机的动力平缓地传递给变速器。另外,它可以实现在前进档位下的自动变档,即根据车辆的负荷以及车速的变化增减档,减少了人为换档的劳动量,使人们在城市拥挤的交通状况下享受到轻松的驾车感受。1.1.2 自动变速器的应用(1)液压控制式自动变速器。这是一种利
4、用车速和加速踏板踏入量之间的关系所决定的传动比,通过油压控制机构进行自动控制的变速器。常用的液压控制式自动变速器一般由液力偶合器或液力变矩器、液压操纵系统和行星齿轮传动系统组成。 液力变矩器虽然能在一定范围内无级地改变扭矩比,但由于它存在着变扭能力与效率之间的矛盾,目前应用的液力变矩器一般变扭系数都不够大,难以满足汽车使用要求,故在高级轿车上,广泛采用的是液力变矩器与齿轮式变速器联合组成液力机械式自动变速器。与液力变矩器配合使用的齿轮式变速器有行星齿轮式变速器和固定轴线式齿轮变速器两种。国产红旗牌高级轿车上采用的就是液力变矩器与行星齿轮式变速器联合的液力机械式自动变速器,它由一个四元件(泵轮、
5、涡轮、第一导轮与第二导轮)的综合液力变矩器与可以自动换档的两个行星齿轮变速器所组成。(2)电子控制式自动变速器。常规的汽车自动变速器中锁止式液力变矩器均靠液压传动,但随着电子技术在汽车上的推广应用,采用微型电子计算机等装置作为自动变速器的液压控制装置,再用某些液压控制装置对变速器换档机构进行操纵控制,这样不仅使换档时间更加精确、换档更加平稳,而且操纵自如灵活:另一方面可以使变速档尽量与驾驶员的意愿相结合;其次采用电子控制,通过选择适合行驶状态的最佳传动比,可以提高汽车的动力性,提高乘坐的舒适性,并与发动机控制相结合,相应提高燃油的经济性。电子控制式自动变速器是利用油压回路的电磁线圈通电和断电,
6、来控制变速器的变速定时及变速时的过渡特性。其电子控制系统主要有:变速点控制、自锁控制、变速时过渡特性控制、油压控制、变速时锁止控制等。在电子控制式自动变速器中,由车速传感器和节流阀开度传感器将车速和节流阀开度转换成电信号后,作为电子控制装置电控单元的输入信号,经变速器中的电控单元计算处理后,再适时输出信号给电磁阀,利用这些电磁阀来控制油压回路。显而易见,液压控制式自动变速器与电子控制式自动变速器的不同之处在于,利用电子技术检测方式和对油压的控制方式上,电子控制式自动变速器是采用传感器来检测车速和节流阀开度,利用电子技术对电磁阀进行控制,从而实现对汽车自动变速器进行更迅速、适时和更精确的控制。1
7、.2自动变速器的发展1自动变速器的发展的历程1926年别克汽车第一次将液力偶合器和手动变速器装在一起。尽管不是自动变速器,但偶合器的优点已经显出来。变速器在前进档上,发动机也可以怠速运转。1940年美国奥兹莫比尔汽车上装上了第一台现代意义的自动变速器。这是一种槽置式的串联式行星齿轮机构的液压控制变速器,20世纪50年代起美国三大汽车公司都已经开始批量生产自动变速器。1968年法国雷诺第一次在自动变速器上使用了电器元件。1982年丰田公司生产出第一台由微机控制的电控自动变速器,它家就是装配在四缸佳美上的A140E自动变速器。1984年美国奥兹莫尔汽车上装上了THM440T4美国的第一台电子控制的
8、自动变速器,到20世纪80年代末美国三大公司都分别推出了两种以上的电子控制自动变速器。1992年以前生产的电子控制自动变速器的执行器电磁阀最多的也只有两个,一个负责变矩器锁止,一个负责D位上四挡的升降,在这一阶段电子控制还处于辅助阶段。 1992年至1994年是电子控制变速器飞速发展的阶段。电磁阀特别是换挡电磁阀数量的增加,使得换挡电磁阀已经完全取消了节气门油压和速度油压对D位升挡的控制。经济模式、运动模式、雪地驾驶模式这些控制模式的出现使汽车的驾驶随心所欲。2.自动变速器的发展趋势。现代汽车变速器的发展趋势是向着可调自动变速器或无级变速器方向发展。采用无级变速器可以节约燃油,使汽车单位油耗的
9、行驶里程提高30%。通过选择最佳传动比,能够使发动机保持在很窄的转速范围内运转,从而获得最有利的功率输出,无级变速器传动比传统的自动变速器结构更简单而紧凑。近年来,随着微电子技术的飞速发展,电子控制自动变速器的问世,给汽车带来了更理想的传动系统。机电一体化技术进入汽车领域,推动了汽车变速装置的重大变革。3.自动变速器装置均出现了电子化的趋势:(1)电子控制全域锁止离合器:为了提高传动效率,改善经济性能,轿车用自动变速器普遍采用了液力变矩器锁止离合器,并进行电子控制以保持其换档的平顺性。锁止式液力变矩器其功能特点所决定了自动变速器由液力偶合器液力变矩器锁止式液力变矩器的过程。液力变矩器除了能传递
10、扭矩外,还能增大发动机的扭矩,以吸收扭转振动的作用,液力偶合器却不能。带锁止离合器的液力变矩器,克服了液力变矩器输出轴与输入轴之间存在滑动而使液力变矩器传动效率降低的缺点,这种锁止装置实际上是全自动离合器。锁止离合器时,液力变矩器将不起作用。这对改善燃料的经济性和降低变速器的温度有益处。(2)适合于整车驱动系统的电子控制智能型自动变速器:智能型的电子控制自动变速器的电子系统可以在汽车行驶过程中,对汽车的运行参数进行控制,合理地选择换档点,而且在换档过程中对恶化的参数进行修正。如:摩擦片的摩擦系数、油的粘度、车辆的负荷变化等。同时具有自动诊断系统,可以将汽车运行中的故障记录下来,便于维护。电子控
11、制技术利用微机控制变速器,不仅使换档程序更加符合驾驶员的意愿,而且还能利用模糊控制理论,解决特殊情况下变速程序的复杂问题,使自动变速器的控制能力及可靠性大幅度提高。现代电子控制自动变速器的主要特点是一机(微机)多参数、多规律性的控制。多参数指输入微机的控制参数多元化,即控制参数不仅有发动机转速、车速、节气门开度等信号,而且又反映发动机、变速器工作环境和行驶等信号。可见控制参数多元化,更能全面的反映发动机和变速器的实际工况;多规律是指控制微机时存储多种不同的换挡规律,如最佳经济性、动力性,各种加速行驶时的最佳经济性、最佳排放量等,驾驶员可按需要调用相应的规律实现最佳控制。总之电子控制能实现多参数
12、、多规律性的控制,使发动机和变速器在不同油门开度和各种行驶环境下都能处于最佳工作状态。日本丰田凌志牌高级轿车应用了智能型发动机一变速器综合控制系统。该系统利用计算机控制系统进行综合控制。在变速时,使发动机扭矩临时降低,与此同时,控制离合器油压,使变速平稳。在离合器油压控制中,检测与预计最优化值的偏差,并利用新开发的线性电磁阀进行修正反馈控制。(3)电子控制无级变速器(ECVT):随着电子技术的应用,电子控制的V型金属带型无级变速器在西欧及日本得到重视,正在积极开发市场,以希望其一步到位。目前研制开发并在微型轿车上采用此类变速器约有日本富士重工公司及荷兰VDT公司等。由于电子技术的不断发展和进步
13、,特别是微机控制功能的进一步增加,各种传感器和执行机构性能的改善,所以在自动变速器上也开始大量采用。1969年出现的程序式变速器是电子技术在自动变速器中的首次应用。进入20世纪80年代后,大规模集成电路技术的发展,使得由微机控制发动机和变速器自动换档成为可能。在我国,上海通用汽车公司在其生产的别克轿车上装备了4T65E电控液力自动变速器,这是我国第一家汽车公司将自动变速器作为标准装置装于轿车,该变速器于1998年10月份正式下线生产。(4)自动预选式换档系统:近来采埃孚公司又开发了一种自动预选式换档系统,它可以使驾驶员体会到驾驶车辆的快感,又不需要紧张费力的操作。这种自动预选式换档装置,是全自
14、动换档系统的基础,它的性能包括:电子控制自动选档,换档时刻由驾驶员确定:驾驶员不需要手操作换档。主动和被动保护装置;诊断屏幕实现系统监督。(5)小型化:减轻重量、缩短动力传递路线,能使汽车节油,自动变速器的小型化正起着这种作用。20世纪70年代以来微型车急剧增多,从而为自动变速器小型化提供了前提条件。此外,自动驱动桥(即把变速器与驱动桥合为一个整体)的趋势十分突出,小型化又推动了前置前驱动(FF)化和自动驱动桥的发展。当今世界各大汽车公司对无级变速器的研制都十分活跃。不久的将来,可望电子控制式的无级变速器将得到广泛的应用和发展。图1.1 自动变速器内部图第二章 自动变速器的结构与原理2.1自动
15、变速器的结构典型的AT由以下部分组成:液力变矩器、齿轮变速器、液压控制装置、电子控制装置、壳体。 图2.1 自动变速器的构造1.液力变矩器:(1).组成:泵轮、涡轮、导轮(2).原理:泵轮带动油的力矩MP,油带动涡轮的力矩MT,导轮推动油的力矩MD. MP + MD = MT2、液力偶合器(1).组成:由泵轮与涡轮组成。(2).原理:泵轮带动油液转的力矩MP,油液带动涡轮转的力矩MT , MP = MT 3.行星齿轮(见图2.2)(1)组成:太阳轮(斜齿,圆柱形,外齿轮)。齿圈(斜齿,圆环形,内齿轮)。行星齿轮架(带有若干个行星齿轮)(2)作用; 用离合器和制动器来改变行星齿轮机构中各元件的相
16、对运动关系,实现不同档位传动,改变传动比。4、液压控制装置(见图2.3)(1)作用:泵油并调节油路压力。向换档执行元件提供压力油以控制档位变化。控制液力变矩器的锁止及其ATF油的冷却。控制各摩擦表面的润滑。(2)组成: 油泵、阀板总成、散热器、控制管路、ATF油滤清器。(3)换档控制原理:将节气门开度信号、车速信号、换档控制手柄的位置信号等转变成液压信号,利用液压传动原理,由液控装置向执行元件输送压力油,使其工作,以得到不同的档位。图2.2行星齿轮结构图5、电子控制装置(1)作用:通过传感器检测车辆运行参数的信号,由电脑计算和断送后,向执行器发出控制指令,实现对自动变速器的各项控制。 (2)组
17、成:传感器, 开关, ECU(PCM),执行器(3)工作原理:把车速信号和节气门开度信号转变成电信号送进电脑,作为换档控制的基本信号,经过电脑的分析、计算、判断,向电磁阀发出指令,驱动电磁阀工作,实现换档、油压、锁止、平顺、冷却强度等的控制。 图2.3 自动变速器液压控制过程图2.2自动变速器工作原理当我们分解自动变速器以了解其内部结构时,会发现其在相当小的空间内容纳了各种各样的部件。除了其他部件外,您还会看到;一套精致的行星齿轮组;一组钢带,用于固定齿轮组的部件; 一组三个湿式离合器,用于固定齿轮组的其他部件;一套神奇的液压系统,用于控制离合器和钢带;一个大型齿轮泵,用于运送变速器液力传动油
18、 。所有行星齿轮组都有三个主要部件:太阳轮行星齿轮和行星齿轮的齿轮架。 每种部件可以作为输入、输出,也可以保持不动。当各种部件担任不同角色时,可相应得到齿轮组的某一传动比。 变速器中的一个行星齿轮组包括一个72齿的齿圈和一个30齿的太阳轮。通过该齿轮组,可以得到很多不同的传动比,如表2-1所示。 表2-1 传动比组合方式输入 输出 不动 计算 传动比A太阳轮(S)行星架(C)齿圈(R) 1+R/S 3.4:1B行星架(C)齿圈(R) 太阳轮(S) 1 /(1+S/R)0.71:1C太阳轮(S)齿圈(R)行星架(C)-R/S -2.4:1另外,将其中任何两个部件锁定在一起,都会将整个装置锁定在1
19、:1齿轮减速比。 请注意,上面列出的第一个传动比是减速挡输出速度比输入速度慢。第二个是超速挡输出速度比输入速度快。最后一个又是减速挡,但输出方向相反。 从这个行星齿轮组还能得到其他几种传动比,不过这几种传动比与我们的自动变速器相关。在一挡中,较小的太阳轮由液力变矩器中的涡轮顺时针驱动。行星架要逆时针旋转,但被单向离合器(只允许顺时针方向旋转)固定,齿圈成为输出。小齿轮有30齿,齿圈有72齿。因此,旋转传动比是负的2.4:1,这意味着输出方向与输入方向相反。但输出方向与输入方向实际上相同这就是两组行星齿轮的奥秘。第一组行星齿轮与第二组啮合,第二组行星齿轮带动齿圈,这种组合引起反向。可以看到,这还
20、使较大的太阳轮旋转。但由于离合器已松开,因此较大的太阳轮能以与涡轮相反的方向(逆时针)自由旋转。 二挡中为了获得二挡所需的传动比,变速器的操作十分巧妙。它的运作就像两个行星齿轮组通过一个公共的行星架相互连接。行星架的第一级实际上使用较大的太阳轮作为齿圈。 因此,第一级包括太阳轮(较小的太阳轮)、行星架和齿圈(较大的太阳轮)。输入是较小的太阳轮、齿圈(较大的太阳轮)由制动带固定,输出是行星架。对于这一级,由于太阳轮作为输入,行星架作为输出,齿圈固定。较小的太阳轮每转动一圈,行星架就转动2.2圈。 在第二级,行星架作为第二个行星齿轮组的输入,较大的太阳轮(不动)作为太阳轮,齿圈作为输出。在三挡中多
21、数自动变速器三挡的传动比为1:1。您会记得在上一节中提到我们要得到1:1的输出,所需做的只是将行星齿轮三个部件中的任意两个锁定在一起。对于本齿轮组的排列,甚至更简单所需做的只是啮合离合器,将每个太阳轮锁定到涡轮。如果两个太阳轮同向转动,行星齿轮会锁住,因为它们只能反向旋转。这便将齿圈锁定到行星齿轮,使得所有部件作为一个整体旋转,从而产生1:1的传动比。 在超速挡中按照定义,超速挡的输出速度比输入速度快。它的速度会提高,正好与减速挡相反。在本变速器中,啮合超速挡会一次完成两件事情。如果您阅读过液力变矩工作原理,可能已经了解了锁定液力变矩器。为了提高效率,某些汽车有一个锁定液力变矩器的机构,以便发
22、动机的输出直接传递到变速器。 在本变速器中,啮合超速挡后,连接到液力变矩器外壳的轴(通过螺栓固定到发动机的飞轮)会通过离合器连接到行星架。较小的太阳轮空转,较大的太阳轮被超速挡制动带固定。没有任何部件连接到涡轮,仅有的输入来自变矩器外壳。我们回到图表,这次以行星架作为输入、太阳轮固定、齿圈作为输出。 因此,发动机每转动三分之二圈,输出装置就旋转一圈。如果发动机转速为2000 转/分(RPM),则输出速度为3000RPM。这使得在保持发动机转速缓慢的同时,汽车可以以高速行驶。 在倒挡中倒挡和一挡极为类似,但由液力变矩器涡轮驱动的不是较小而是较大的太阳轮,较小的太阳轮反向空转,行星架被倒挡制动带固
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 自动变速器 结构 原理 检修
限制150内