电控液力自动变速器的结构控制原理与维修--毕业设计论文.doc
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1、 2017届毕业论文 学 号:14D5804020448 成 绩:江西应用科技学院电控液力自动变速器结构与维修学 院: 机电与车辆工程学 专 业: 汽车检测与维修4班 姓 名: 指导教师: 江西应用科技学院毕业设计(论文)任务书I、毕业设计(论文)题目:JAVA电控液力自动变速器结构与检修II、毕 业设计(论文)技术要求:1.利用参考资料,熟悉并掌握电控液力自动变速器的结构2.了解和掌握电控液力自动变速器的工作原理3.应用原理,掌握电控液力自动变速器的检修III、毕 业设计(论文)工作内容及完成时间:1.2016.11:了解、熟悉课题要求。熟悉工作原理,完成课题开题报告2.2016.12:掌握
2、电控液力自动变速器结构和检修方法3.2017.1-2:编写毕业设计论文 、主 要参考资料:1.电控液力自动变速器的结构与维修宋福昌主编 国防工业出版社2000年2.电控液力自动变速器的结构与检修王元龙主编 冶金工业出版社2000年3.电控液力自动变速器的结构与检修麻友良主编 机械工业出版社2000年 机电与车辆工程 学院 汽车维修与检测 专业 14汽修(1) 班学生(签名): 卢露征 指导教师(签名):刘长女 教研室主任(签名):王修杰填写日期: 2016 年 11 月 20 日附注:任务书应该附在已完成的毕业设计论文首页。江西应用科技学院 毕业设计(论文)开题报告题目 十字路口交通信号灯设计
3、专业汽车维修与检测班级学号汽修4班学生姓名李上檬指导教师刘长女 填表日期 :2015.11.28 摘 要 随着科学技术的不断进步,汽车工业相应得到了迅速发展。如何快速而平稳地把发动机的动力传递到驱动车轮上,是影响汽车操纵方便性与平顺性的关键之所在,要想解决好这些问题,首先要了解自动变速器技术特别是液力变矩器等相关技术的发展。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。关键词:电控,自动变速器,结构,原理目 录1 引言12 自动变速器的组成22.1自动变速器
4、的组成22.2液力变矩器32.3机械变速器32.4液压控制系统32.5电子控制系统32.6油冷却系统33 自动变速器的工作原理43.1液力变矩器工作原理43.2行星齿轮变速器的工作原理54 液力变矩器的优点64.1使汽车具有良好的自动适应性64.2提高汽车的使用寿命64.3提高汽车的通过性和具有良好的低速稳定性64.4简化操纵和提高舒适性65 电控液力自动变速器的检修75.1液力变矩器的检修75.2液压泵的检修85.3 阀体的检修85.4变速器油冷却器的检修85.5行星齿轮系统的检修85.6多片离合器的维修95.7 制动器的检查:105.8制动鼓的检查105.9电控系统主要部件的检修105.1
5、0节气门位置传感器的检修115.11水温传感器和液压油温度传感器的检修115.12多功能开关的检修115.13脉冲式线性式电磁阀的检修115.14车速传感器和输入轴传感器鍀检修116 自动变速器的日常检查与保养126.1 经常检查自动变速器油126.2 自动变速器油的更换127 总 结13参考文献14致 谢151 引言 自动变速器是通过各种液压多片离合器和制动闸限制或接通行星齿轮组中的某些齿轮得到不同的传动比的。随着电子技术和计算机的飞速发展,现代轿车装用电子控制式自动变速器已越来越普遍。据统计,在美国的90年代新车型上,作为标准件的自动变速器装车率已超过90%,日本为73%,欧洲为25%。自
6、动变速器汽车具有操纵简单、乘坐舒适、动力性和经济性较好等特点。 由此,正确运用和维护自动变速箱就显得比较重要。 汽车自动变速器早在1940年已经应用在美国通用的奥兹莫比尔汽车上,这是一台串联式行星齿轮结构的液控变速器。时距60多年的今天,汽车自动变速器已经发生了重大的变化。这种变化主要体现在以下几个方面1。 一是汽车自动变速器向多档位方向发展,5档或者6档自动变速器将逐步取代4档自动变速器的主导地位。档位多使变速器具有更大的速比范围和更细密的档位之间的速比分配,从而改善汽车的动力性、燃油经济性和换档平顺性。两者对比,显然ZF6档自动变速器具有更大的速比和更小的速比级差,因此变速时也就更加平顺。
7、但是,档位越多意味着变速器越复杂,执行元件和齿轮数目会随之增加,不但成本增加,体积和重量也会增大,对于前轮驱动的汽车而言还会增加动力传动系统布置的困难。因此,为了缩小体积和减轻重量,要采用紧凑化设计,简化内部结构,引入电子控制系统,采用轻质材料。例如ZF6H26变速器设计基于一种名为Leveler的齿轮设计,使6个档位之间的齿轮大为减少,简化了内部结构,齿轮重量减少了11公斤。整个操作界面改为线控技术,由电子信息操纵换档。用塑料材料做油底壳及铝合金变速器箱体,进一步减轻重量。 二是采用多电磁阀方式控制换档,明显改善换档质量。以前的自动变速器的执行器只有一两个电磁阀,现在许多自动变速器已有多个电
8、磁阀。尤其是换档电磁阀数量的增加使得换档电磁阀完全取替了节气门油压和速度油压对D档位升降档的控制。变速器上各种新的电磁阀相继出现,例如正时电磁阀、倒档电磁阀、扭力转换电磁阀、扭力缓冲电磁阀、强制降档电磁阀等大量涌现使得电控系统对变速器的控制范围进一步扩大。现在,一些变速器的换档电磁阀完全负责了对D档、手动模式、倒档的控制,被称为全电子控制自动变速器。模糊控制技术的设置使变速器电脑可以学习、模拟驾驶者的驾驶习惯,自动修正控制指令,使汽车进一步体现人性化。例如在ZF6档自动变速器中,为了控制系统压力实现换档,设置了6个具有高流量特点的脉宽调制电磁阀,一个可变力(VFS)电磁阀等。中央电脑中还附加了
9、一个名为Adaptive Shift Strategy(自适应式换档),这个系统持续不断地收集行车数据,例如档位、行驶状态、驾驶者驾驶习惯等,通过变速器电脑学习模拟并建立起相关的行车程式,以最佳效果满足驾驶者的需求。 三是通过改造油泵、优化液压控制系统提高变速器传动效率。自动变速器在结构上主要由液力变矩器、油泵和机械齿轮传动机构组成。由于液力变矩器通过液力使泵轮、涡轮和导轮工作,油泵运转会消耗能量,加之换档执行元件的摩擦又会消耗能量,使得自动变速器的传动效率低于手动变速器,因此耗油也会高于手动变速器。采用现代控制理论的电控技术,自动变速器的机械效率已经大大提高。通过降低油泵的轴向和径向泄漏来提
10、高油泵效率,同时对整个油泵系统设计进行改进,可以进一步提高油泵高转速时的传动效率。 另外,通过传动机构类型多样化设计,结构细部的设计改进,多排行星齿轮组合机构,优化齿轮特性参数和支承结构等技术改进,今天的自动变速器技术已有重大发展,但是从整体看自动变速器的传动效率与手动变速器相比仍存在近10%的差距2。2 自动变速器的组成2.1自动变速器的组成主要由液力变矩器、机械变速器、液压控制系统、电子控制系统、油冷却系统等几个部分组成图2-1 自动变速器的组成2.2液力变矩器液力变矩器位于自动变速器的最前端,它安装在发动机的飞轮上,其作用与采用手动变速器的汽车中的离合器相似。它利用液力传递的原理,将发动
11、机的动力传给自动变速器的输入轴。此外,它还能实现无级变速,并具有一定的减速增扭的功能。2.3机械变速器机械变速器是自动变速器主要组成部分,它包括齿轮变速机构(行星排)和换档执行机构。换档执行机构可以使齿轮变速机构处于不同的档位,以实现不同传动比。大部分自动变速器的齿轮变速机构有34个前进档和1个倒档。这些档位与液力变矩器相配合,就可获得由起步至最高车速的整个范围内的无级变速。2.4液压控制系统油泵由变矩器驱动,为变速器液压系统提供压力油。液压控制系统由各种阀体、滑阀、弹簧、钢球等组成。根据驾驶员的意图和行驶条件(节气门开度以及车速信号等)的需要,利用速控液压阀等元件控制液压油的输出或释放,通过
12、操纵离合器和制动器的动作,控制行星齿轮机构,从而实现自动升降档3。2.5电子控制系统为了进一步改善自动变速器的工作性能,除液压控制系统外,又增设了电控系统包括各种传感器和电磁阀,如换档电磁阀、变矩器锁止电磁阀、强制降档电磁阀、驻车锁止电磁阀、油压调节电磁阀等,以及驻车和空档起动开关等辅助控制系统,由电脑根据行驶要求和负荷来控制换档,同时还具有电子自诊断功能。2.6油冷却系统将从液力变矩器中出来的油液冷却后再流至油底壳,以保证变速器的正常工作。油冷却器装于发动机前端水冷却器的附近。3 自动变速器的工作原理3.1液力变矩器工作原理(1)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
13、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。由泵轮到涡轮在到导轮,然后回到泵轮的液流称为涡流。(2)起步工况(发动机转速,负荷不变时)变矩器输出转矩(即:涡轮对液流反作用力)等于泵轮对液流的反作用力与导轮对液流反作用力之和,即变矩器增大转矩作用,当转矩产生的牵引力足以克服阻力时,汽车起步并加速从涡轮流出工作液的速度Vc可以看为工作液相对于涡轮叶片表面流出的分速度Va与随涡轮一起转动分速度Vb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。因导轮被单
14、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。(3)加速工况由导轮的液流绝对速度是沿圆周方向的牵连速度与沿叶片方向的相对速度合成,当涡轮速度到一定数值时,Mw=Mb时Md=0,当涡轮转速继续增大,输出转矩减少,当涡轮转速等于泵轮转速时,工作液停流,将不能传递力随着涡轮转速的增加,分速度Vb也变大,当Va与Vb的合速度Vc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。因单向离合器允许导轮与泵轮一同向前旋转,所以在工作液带动下,导轮沿泵轮转动方向自由旋转,工作液顺利地回流到泵
15、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(即为液力偶合工况)4。图3-1 液力变距器的工作原理图3.2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行星排组成行星排的多少与档数的多少有关。 图3-2 行星齿轮变速器的招待元件组成图行星齿轮变速器的换档执
16、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5。4 液力变矩器的优点现代汽车广泛采用了液力变矩器作为传动装置,是因为液力传动具有以下特点:4.1使汽车具有良好的自动适应性采用液力变矩器的汽车,在困难和复杂的道路上行驶,行驶
17、阻力增大时,液力变矩器能使汽车自动地增大驱动力,同时自动地降低行驶速度,以克服增大的行驶阻力;反之,当行驶阻力减小时,汽车又能自动地减小驱动力和提高汽车行驶速度,保证发动机能经常在额定工况下工作。既可避免发动机因负荷突然增大而熄火,又能满足汽车行驶的要求,因而具有自动适应性。4.2提高汽车的使用寿命液力传动的工作介质是液体,各叶轮之问可相对滑转,故液力元件具有减振作用。液力元件既能对发动机曲轴的扭转振动起阻尼作用,提高传动元件的使用寿命,又能降低来自汽车行驶系统或传动系统中的动载荷,提高发动机的使用寿命。4.3提高汽车的通过性和具有良好的低速稳定性装有液力变矩器的汽车可以在泥泞地、沙地、雪地等
18、软路面以及非硬土路面行驶,能提高车辆的通过性,并具有良好的低速稳定性。4.4简化操纵和提高舒适性采用液力传动的汽车,可使汽车起步平稳,并在较大范围内进行无级变速;可以少换挡或不换挡,减轻驾驶员的疲劳;在行驶过程中液力元件可以吸收和减少振动、冲击,从而提高车辆的舒适性。5 电控液力自动变速器的检修5.1液力变矩器的检修轿车自动变速器的液力变矩器的外壳是采用焊接式的整体结构,不可分解。液力变矩器内部,除了导轮的反向超越离合器和锁止离合器压盘之外,没有互相接触的零件,因此在使用中基本上不会出现故障。液力变矩器的维修工作主要是清洗和检查.液力变矩器的清洗 自动变速器的液压油污染,多表现为在油中可见到金
19、属粉末。这些金属粉末大多数来自换挡执行元件损耗。液力变矩器的清洗步骤如下:(1)倒出变矩器中残留的液压油;(2)向变矩器中加入干净的液压油,以清洗其内部,然后将液压油倒出(3)再次向变矩器中加入干净的液压油,清洗后倒出;(4)用清洗利洗变矩器零部件,只能用压缩空气吹干。(5)用压缩空气吹所有的供油孔或油道,确保清洁。也可加入专用的去污剂,在清洗台上一边旋转变矩器,一边不停地注入压缩空气,以便使清洗液作用得彻底。为取出清洗液,可在变矩器最外侧较平的面上,在两叶片之间打一个孔,将孔向下防止15分钟后,变矩器内的清洗液即可排出,清洗后再用鉚钉将钻孔封死。液力变矩器的检查(1)检查液力变矩器外部有无损
20、伤和裂痕,轴套外径有无磨损,驱动油泵的轴套缺口有无损伤。如有异常,应更换液力变矩器6。(2)将液力变矩器安装在发动机上,用于分表检查变矩器轴套的偏摆量。如果在飞轮转动一周的过程中,千分表指针偏摆大于0.03mm,应采用转换角度重新安装的方法予以校正,并在校正后的位置上作一记号,以保证正确安装。若无法校正,应更换液力变矩器。 (3)检查导论单向超越离合器:将单向超越离合器内座圈驱动杆插入变矩器中,将单向离合器外座圈固定器插入变矩器中,并卡在轴套上的油泵驱动缺口内,转动驱动杆,检查单向超越离合器工作是否正常。在逆时针方向上,单向超速离合器应锁止,顺时针方向上应能自动转动。如有异常,说明单向超速离合
21、器损坏,应更换液力变矩器。5.2液压泵的检修(1)用塞尺检查齿轮与泵体之间的间隙,大部分自动变速器液压泵外齿轮和泵体之间的正常工作间隙是在0.080.15mm之间。该处间隙如超过0.25mm,液压泵的工作油压就会过低,主油路油压受影响也过低,必须更换液压泵。(2)用塞尺检查液压泵内齿和月牙形隔板之间的间隙,该处正常工作间隙也是在0.080.15mm之间。该处间隙如果超过0.25mm同样会造成主油路油压过低。用钢板尺和塞尺检测齿轮和泵壳之间的间隙,该处的正常工作间隙为0.020.04mm,如果超过0.08mm,就会造成液压泵工作油压过低,最终导致主油路油压过低。5.3 阀体的检修阀体是自动变速器
22、中最精密的部件之一。它的性能好坏直接影响自动变速器的换挡规矩是否正常。只有在自动变速器换挡规矩失常,或摩擦片严重烧毁、阀板内沾有大量摩擦粉末时,才对阀板进行拆检修理。目前汽车生产厂家均严禁进行阀体维修。5.4变速器油冷却器的检修(1)检查变速器油冷却器及油管各接头处有无漏油,漏油应更换相应接头处的O型密封圈。(2)如检查出冷却器或油管破裂,应更换或拆下焊修后装回。(3)检查冷却器是否堵塞后,自动变速器油无法进行大循环,使自动变速器油工作温度过高而发生氧化。如果发现自动变速器温度过高,应拆下自动变速器上的冷却管,以200pa的压缩空气向冷却器的一侧加压,如压缩空气能将冷却器中的碎屑清除,冷却器就
23、不用清洗或更换。如压缩空气不能将冷却器中的碎屑清除干净,冷却器就必须清洗或更换7。5.5行星齿轮系统的检修(1)检查行星轮、太阳轮和齿圈的齿面,如有磨损或疲劳剥落,应更换整个行星排。(2)检查行星轮与行星架之间的间隙,其标准间隙为0.20.6mm,最大不得超过1.0mm否则应更换止推片或行星架和行星轮组件。(3)检查太阳轮、行星架、齿圈等零件的轴径或滑动轴承处有无磨损,如有异常,应更换新件。(4)检查单向超越离合器,如滚柱破裂、滚株保持架断裂或外圈滚道磨损起槽,应更换新件,如果在锁止方向上打滑或在自由转动方向上卡滞,也应更换。5.6多片离合器的维修(1).离合器摩擦片的使用极限摩擦片上的沟槽是
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