汽车传动系统故障诊断与维修毕业设计.pdf
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1、 毕业设计 汽车传动系统故障诊断与维修 姓 名 班 级 院 系 机 电 工 程 系 专 业 汽 车 运 用 技 术 指导教师 201 年 10 月 15 号 诚 信 声 明 本人郑重声明:所呈交的毕业设计文本和成果,是本人在指导老师的指导下,独立进行研究所取得的成果。成果不存在知识产权争议,本毕业设计不含任何其他个人或集体已经发表过的作品和成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。毕业设计者签名:年 月 日 3 3 目 录 摘要-4 前言-5 第一章 传动系统的组成及功用-5 1.1 行驶系组成及其功用-6 1.2 传动系统的影响-6 第2章 传动系常见故障分析-8 2.1 离合器及故障
2、诊断-8 2.1.1 离合器概述-8 2.1.2 离合器常见故障的维修方案-8 2.2 变速器及故障分析-10 2.2.1 变速器概述-12 2.2.2 变速器常见故障和原因分析-13 2.2.3 变速器零件的维修-15 2.3 万向传动装置及故障分析-17 2.3.1 万向传动装置的概述-18 2.3.2 万向传动装置的组成和功用-19 2.3.3 万向传动装置故障的维修方案-20 2.4 驱动桥及故障分析-22 4 4 2.4.1 驱动桥的概述-23 2.4.2 驱动桥的故障诊断与排除-24 2.5 传动系故障的维修方案-27 第3章 传动系统故障诊断实例维修方案-29 总结-32 致谢-
3、33 参考文献-345 5 摘要 摘要:汽车传动系是保证汽车行驶最基础的系统,主要由离合器、变速器、万向节传动轴、驱动桥组成。只有在上述总成工作情况下,才能发动机发出的动力顺利的传递到驱动轮,保证汽车的正常行驶。笨文着重论述传动系两个常见的故障及解决方法。随着国民经济的增长,人们的生活水平的提高,汽车作为一中普及性的代步交通工具。在日常生活越来越受到人们的青睐。汽车使用率只增不减,尽管许多车主们明白汽车防护与维护的重要性,但是由于他们缺乏对汽车整体的恩师,导致在其日常生活中汽车维护工作,只关注汽车外观与车内是否有杂物。其实这是大多数车主都会走进的一个误区。通常来说。汽车主要有发动机、底盘、汽车
4、电器 4 部分组成。而底盘用来传递动力,是汽车产生运动,并保证汽车的正常行驶。然而传动机构又是直接导致车辆是否能正常运转的直接关系,现主要对汽车的传动系的基本知识和常见的故障进行探讨。关键字:汽车 传动系统 故障 诊断与排除 6 6 前言 第1章 当前努力发展汽车传动系已成为各国政府和汽车行业的共识,汽车传动系的发展已成为汽车行业的热点。因此,无论从设计、研究的观点,还是从实用角度来看,社会对传动系发展的需求会越来越大。同时,汽车传动系发展对我国汽车行业是个很好的机遇,是我国汽车行业进军世界汽车竞争行业的一个重要转折点,这也说明传动系在中国有非常大的发展空间。本文主要简单的谈论汽车传动系的故障
5、及诊断。7 7 传动系的组成和功用 1.1 传动系的组成和功用 汽车传动系的基本功用是将发动机发出的动力传给驱动轮。目前汽车上广泛应用机械式传动系(见图),发动机发出的动力依次经过离合器、变速器、万向传动装置、主减速器、差速器和半轴传给驱动轮。1.2 传动系统的影响 一辆汽车的动力和油耗最佳,这是汽车发动机和变速箱匹配,调校最完美的结果,变速器就是将发动机所输出地力通过它传到传动轴来驱动汽车,8 8 变速器内有不同大小的齿轮,不同的档位齿轮大小不同,所以车子有高档和低档,是车子速度可快可慢,油门控制发动机的转速,输出功率小,与变速器低档配合,输出功率大,于变速器高档配合,这是理论的最佳搭档,所
6、以现在的自动挡车变速器就会随着发动机输出功率进行档位的自动增减,如上述配合对调,就会导致低功率,动力不足,高功率,动力浪费。这一点,在手动车型上要驾驶员的驾驶技术很娴熟,车油耗和使用寿命和驾驶习惯,驾驶技术有很大关系9 9 第二章 传动系统常见故障分析 传动系常见故障有离合器打滑、离合器发响、变速器跳档、变速器乱档、传动系统异响、离合器分离不彻底、传动轴弯曲等故障。2.1 离合器及故障诊断 2.1.1 离合器概述 离合器的功用:离合器安装在发动机与变速器之间,用来分离或结合前后两者之间动力联系。其功用为:使汽车平稳起步。中断给传动系的动力,配合换挡。防止传动系过载。离合器的工作原理:离合器的主
7、动部分和从动部分借接触面间的摩擦作用,或者用液体作为传动介质,或是用磁力传动(电磁离合器)来传递转矩,使两者之间可以暂时分离,又可逐渐接合,在传动过程中又允许两部分相互转动。目前在汽车上广泛采用的是用弹簧压紧的摩擦离合器。发动机发出的转矩,通过飞轮及压盘与从东盘接触面的摩擦力作用,传给从动盘。当驾驶员踩下离合器踏板时,通过机件的传递,使膜片弹簧大端带动压盘后移,此时从动部分与主动部分分离。摩擦离合器应能满足以下基本要求:(1)保证能传递发动机发出的最大转矩,并且还有一定的传递转矩余力。(2)能做到分离时,彻底分离,结合时柔和,并具有良好的散热能力。10 10 (3)从动部分的转动惯量尽量小一些
8、。这样,在分离离合器换挡时,与变速器输入轴相连部分的转速就比较容易变化,从而减轻齿轮间冲击。(4)具有缓和转动方向冲击,衰减该方向震动的能力,且噪音小。三、离合器种类 汽车离合器有摩擦式离合器、液力偶合器、电磁离合器等几种。摩擦式离合器又分为湿式和干式两种。目前,与手动变速器相配合的绝大多数离合器为干式摩擦式离合器。称为周布弹簧离合器。采用膜片弹簧作为压紧弹簧的离合器成为膜片弹簧离合器。2.1.2 离合器常见故障的维修方案 1)分离不彻底 现象:发动机怠速运转,踩下离合器踏板,原地挂挡有齿轮撞击声,且难以挂入,情况严重时,会导致发动机熄火。产生原因及排除方法:离合器自由行程过大,当踩下踏板时不
9、能使膜片弹簧充分压缩,排除方法是进行调整;从动盘装错,造成从东盘任与飞轮有摩擦,排除方法是重新装配;从动盘翘曲变形,使从动盘与飞轮或压盘任有摩擦,排除方法是进行校正从动盘;从动盘花间在变速器一轴上移动不灵活,造成从动盘与压盘或飞轮仍有摩擦,使离合器分离不彻底,排除方法是更换从动盘。2)起步发抖 现象:起步时,离合器不能平稳结合,而产生抖动。产生原因及排除方法:从动盘的钢片或压盘发生翘曲,变形造成从动盘不能正常与飞轮或者压11 11 盘结合,排除方法是更换从动盘或压盘;2.2 变速器 2.2.1 变速器概述 自动变速器能够根据发动机负荷和车速等情况自动变换传动比,使汽车获得良好的动力性和燃料经济
10、性,并减少发动机排放污染。自动变速器操纵容易,在车辆拥挤时,可大大提高车辆行驶的安全性及可靠性。自动变速器的分类:按传动比变化形式可分为有级式、无级式和综合式三种。在无级式(和综合式)中,按变速的种类可分为:a.液控液动自动变速器 在手控制阀选定位置后,由反映节气门开度的节气门阀和反映车 速的调速器阀把节气门开度和车速转变为液压信号。在换档点,这些液信号直接控制 换挡阀进行换档。b.电控液动自动变速器 在手控制阀选定位置后,由反映节气门开度的节气门位置传感器 和反映车速的车速传感器把节气门开度和车速转变为电信号。这些电信号输入电子控制 单元(ECU),由电子控制单元控制液压阀和液压执行机构进行
11、换档 电子控制自动变速器通常由液力变矩器、行星齿轮变速系统、换挡执行器、液压操纵系。目前轿车上广泛采用由泵轮、涡轮和导轮组成的单级双相三元件闭锁式综合液力变矩器。泵轮和涡轮均为盆状的。泵轮与变矩器外壳连为一体,是主动元件;涡轮悬浮在变矩器内,通过花键与输出轴相连,是从动元件;导轮悬浮在泵轮和涡轮发动机启动后,曲轴带动泵轮旋转,因旋转产生的离心力使泵轮叶片间的工作液沿叶片从内缘向外缘甩出;这部分工作液既具有随泵轮一起转动的园周向的分速度,又有冲向涡轮的轴向分速度。这些工作液冲击涡轮叶片,推动涡轮与泵轮同方向转动。从涡轮流出工作液的速度 v 可12 12 以看为工作液相对于涡轮叶片表面流出的分速度
12、 与随涡轮一起转动分速度 u 的合成。当涡轮转速比较小时,从涡轮流出的工作液是向后的,工作液冲击导轮叶片的前面。因为导轮被单向离合器限定不能向后转动,所以导轮叶片将向后流动的工作液导向向前推动泵轮叶片,促进泵轮旋转,从而使作用于涡轮的转矩增大。随着涡轮转速的增加,分速度 u 也变大,当 与 u的合速度 v 开始指向导轮叶片的背面时,变矩器到达临界点。当涡轮转速进一步增加时,工作液将冲击导轮叶片的背面。因为单向离合器允许导轮与泵轮一同向前旋转,所以在工作液的带动下,导轮沿泵轮转动方向自由旋转,工作液顺利地回流到泵轮。当从涡轮流出的工作液正好与导轮叶片出口方向一致时,变矩器不产生增扭作用(这时液力
13、变矩器的工况称为液力偶合工况)。单向离合器 常用的单向离合器有滚柱式和楔块式两种。当单向离合器的外座圈相对于内座圈向一个方向转动时,外座圈与内座圈间被卡死不动;当外座圈相对于内座圈向另一个方向转动时,外座圈可相对于内座圈转动。液力变矩器靠工作液传递转矩,比机械变速器的传动效率低。在液力变矩器中设置锁止离合器,可以在高速工况下将泵轮与涡轮锁在一起,实现动力直接传递,提高变矩器的传动效率。液力变矩器的锁止离合器位于涡轮前端,由锁止活塞、减振盘和涡轮传动板等组成。锁止离合器在液压自动操纵系统的控制下,能在适当的时机进行锁止切换。行星齿轮变速器的工作原理 液力变矩器虽能传递和增大发动机转矩,但变矩比不
14、大,变速范围不宽,远不能满足汽车使用工况的需要。为进一步增大扭矩,扩大其变速范围,提高汽车的适应能力,在液力变矩器后面又装一个辅助变速器有级式齿轮变速器。该齿轮变速器多数是用行星齿轮变速的。行星齿轮变速器是由行星齿轮机构及离合器、制动器和单向离合器等执行元件组成。行星齿轮机构通常由多个13 13 行星排组成行星排的多少与档数的多少有关,其基本结构和工作原理,可用最简单的单排行星齿轮机构说明。单排行星齿轮机构的结构与工作原理单排行星齿轮机构的三个基本元件是:太阳齿轮、齿圈、行星齿轮及行星齿轮架。太阳齿轮位于中心位置;几个行星齿轮借助于滚针轴承和行星齿轮轴安装在行星齿轮架上,这些行星齿轮与太阳齿轮
15、相啮合,并一般均匀布置在太阳齿轮周围;最外面是同行星齿轮相啮合的齿圈。单排行星齿轮机构通过固定不同的元件或改变联锁。当仅有一个主动件,并且两个其他元件未被固定时,行星齿轮机构处于空挡状态。在现代汽车行星齿轮变速器中,广泛地采用了辛普森式(Simpson)双排行星齿轮机构和腊文脑(Ravigneaux 或译为拉维奈尔赫)式复合行星齿轮机构。腊文脑式复合行星齿轮系统的结构特点为:两排行星齿轮机构共用一个齿圈和一个行星齿轮架行星齿轮架上的两套行星齿轮互相啮合。其中,短行星齿轮与小太阳齿轮相啮合,长行星齿轮与大太阳齿轮相啮合。辛普森式行星齿轮系统由共用一个太阳齿轮的前、后两排行星。行星齿轮变速器的换档
16、执行元件包括换挡离合器、换挡制动器和单向离器。换挡离合器为湿式多片离合器,当液压使活塞把主动片和从动片压紧时,离合器接合;当工作液从活塞缸排出时,回位弹簧使活塞后退,使离合器分离。换挡制动器通常有两种形式:一种是湿式多片制动器,其结构与湿式多片离合器基本相同,不同之处是制动器用于连接转动件和变速器壳体,使转动件不能转动。换挡制动器的另一形式是外束式带式制动器。行星齿轮变速器的单向离合器与液力变矩器中的单向离合器结构相同。液力机械传动式自动变速器的控制 液压自动操纵系统通常由供油、手动选挡、参数调节、换挡时刻控制、换档品质控制等部分组成。供油部分包括滤清器、供油泵、主调压阀、第二调压阀、油冷却器
17、等。其中,主调压阀是根据节气门开度和选挡杆位置的变化,将油泵输出油压调14 14 节至规定值,形成稳定的工作液压。第二调压阀的作用是调节供给液力变矩器和润滑油路的油压,当发动机停止转动时,关闭液力变矩器的油路,以保持液力变矩器内一定的工作液量,使再启动工作时能正常传递转矩。在液控液动自动变速器中,参数调节部分主要有节气门压力调节阀(简称节气门阀)和速控调压阀(又称调速器)。节气门压力调节阀使输出液压的大小能够反映节气门开度;速控调压阀使输出液压的大小能够反映车速的大小。以上两个液压作为控制液压为分别加在换档阀(变速阀)的两端,起到控制换挡阀换档的作用。换挡时刻控制部分主要是换挡阀,用于转换通向
18、各换挡执行机构(离合器和制动器)的油路,从而实现换挡控制。锁定信号阀受电磁阀的控制,可输出液压信号去控制锁定继动阀,锁定继动阀根据锁定信号阀的锁定信号改变通往变矩器的工作液的流向,使液力变矩器内的锁止离合器适时地接合与分离换挡品质控制部分的作用是使换挡过程更加平稳柔和,一般包括液压通道上的蓄能减振器、缓冲阀、反向快出油阀、定时阀、执行力调节阀等。2.3 变速器常见故障和原因分析 2.3.1 变速器异响(1)空档发响 现象:发动机低速运转,变速器处于空档位置有异响,踏下离合器板响声消失。原因:变速器与发动机安装时曲轴与变速器第一轴中心线不同心,或变速器壳变形,第二轴前轴承摩擦、污垢、起毛。变速器
19、常吃齿轮摩擦,吃间隙过大,或个别齿轮牙齿破裂。常齿齿轮围城对更换,齿合不良。轴承松况、损坏、齿轮轴向间隙大。拔插与结合套间隙过大。15 15 (2)挂挡后发响 现象:变速器挂入档后发响,且车速越高声响越大 原因:轴的弯曲变形,华健与滑动齿轮桥配合松旷。齿轮齿合不当,轴承松旷。纵机构各连接处松动,拔叉变形。2.2.3 变速器零件的维修 汽车变速箱常见故障及零件修理:1)挂不上挡常见原因变速箱拨叉松动或变形;变速轴上的定位槽与定位销磨损,表面产生不规则的台阶,在变速时卡住;变速箱变形;锁紧连动拉杆松脱或调整不当;锁定轴限制螺钉等松动等。当然,当离合器分离不彻底、2)自动脱挡常见原因为挡位齿轮端面磨
20、损过大,使齿轮啮合面太短,并且齿身磨锥形而产生轴向力,导致脱挡;定位销折断、定位钢球失效,由振动而引起脱挡;拨叉与齿轮拨叉槽磨损、拨叉松动,引起滑动齿轮产生轴向窜动导致脱挡。3)乱挡常见原因定位销、定位钢球弹簧失效或折断;变速杆头和与它配。4)在使用中有噪声变速箱内更换或修复的齿轮齿侧间隙过小,或者齿轮在长期工作中产生磨损使齿侧间隙过大,都会因啮合不良而发出噪声。5)轴承座孔的修理当轴承座孔磨损过度时,可采用镗孔镶套的方法修复。镶套材料可选用 ht20-40 灰铸铁。镶套时,先将套外径尺寸加工好,压入轴承座孔后,再将套内径镗标准尺寸。镗削后的各轴孔,其圆柱度偏差应不大于 0.03mm;同轴两孔
21、的共同中轴线与加工后表面的垂直度偏差在 100mm,长度不应不大于 0.05mm;不同轴各孔中轴线平行度偏差在全长上应不大于0.06mm。6)变速箱壳体裂纹和穿孔的修理壳体裂纹和穿孔可采用补板、焊补或补16 16 胶的方法修复。补板修复时,可沿裂纹或穿孔四周钻数个直径为4.9mm 的孔,攻 m6 的螺纹,找开块 3mm 左右厚的铁板,在铁板的相应位置钻直径为 6.5mm的孔,在铁板与侧壁间夹入石棉垫后,用 m61.0 的螺钉将铁板与壳固紧。焊补时,必须在裂纹两端钻直径为 3.5mm 的孔,沿裂纹开 v 形坡口后,用铜铁焊条或用铸铁焊条冷焊。胶补时,也必须止裂孔,开 v 形槽,再用环氧树脂填补。
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