自动变速器故障诊断与维修.docx
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自动变速器故障诊断与维修
学号
201012230436
湖南交通职业技术学院汽车工程系
学生毕业论文
设计（论文）题目：
汽车变速器故工作原理与故障原因
作者：
陈振华
专业：
汽车运用技术
班级：
1004班
实习单位：
广汽菲亚特
校内指导老师：
马才伏
校外指导老师：
2013年04月30日
目录
【摘要】………………………………………………………………………
【关键词】………………………………………………………………………
1.自动变速器技术发展历史………………………………………………
2.自动变速器组成及作用………………………………………………………
3.自动变速器的工作过程……………………………………………………
4.自动变速器电子控制系统…………………………………………………
5.自动变速器检修流程与动作规范…………………………………………
6.变速器常见故障与故障原因…………………………………………………………
7.浅淡汽车变速器的现状和发展方向………………………………………
【参考文献】…………………………………………………………………
汽车变速器工作原理与故障原因
陈振华汽车工程学院汽车运用技术1004班41004
【摘要】近年来随着我国汽车行业的飞速发展，汽车变速器技术的不断更新.为了符合大众的需求，自动变速器逐渐成为汽车变速器的主流，以不可阻挡之势登上历史的舞台。
因此，了解自动变速器，学会诊断维修自动变速器变得及其重要。
【关键词】自动变速器的故障原理、了解自动变速器的发展现状
1.自动变速器技术发展历史
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三个方面。
1.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
2.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。
3.通过改造油泵、优化液压控制系统提高变速器传动效率。
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.自动变速器基本组成及作用
自动变速器的厂牌型号很多，外部形状和内部结构也有所不同，但它们的组成基本相同，都是由液力变矩器和齿轮式自动变速器组合起来的。
常见的组成部分有液力变矩器、行星齿轮机构、离合器、制动器、油泵、滤清器、管道、控制阀体、速度调压器等，按照这些部件的功能，可将它们分成液力变矩器、变速齿轮机构、液压控制系统、自动换挡控制系统和换挡操纵机构等五大部分。
2.1液力变矩器
液力变矩器位于自动变速器的最前端，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。
它利用油液循环流动过程中动能的变化将发动机的动力传递自动变速器的输入轴，并能根据汽车行驶阻力的变化，在一定范围内自动地、无级地改变传动比和扭矩比，具有一定的减速增扭功能。
2.2变速齿轮机构
自动变速器中的变速齿轮机构所采用的型式有普通齿轮式和行星齿轮式两种。
采用普通齿轮式的变速器，由于尺寸较大，最大传动比较小，只有少数车型采用。
目前绝大多数轿车自动变速器中的齿轮变速器采用的是行星齿轮式。
2.3液压控制系统
自动变速器的供油系统主要由油泵、油箱、滤清器、调压阀及管道所组成。
油泵是自动变速器最重要的总成之一，它通常安装在变矩器的后方，由变矩器壳后端的轴套驱动。
在发动机运转时，不论汽车是否行驶，油泵都在运转，为自动变速器中的变矩器、换挡执行机构、自动换挡控制系统部分提供一定油压的液压油。
油压的调节由调压阀来实现。
2.4自动换挡控制系统
自动换挡控制系统能根据发动机的负荷（节气门开度）和汽车的行驶速度，按照设定的换挡规律，自动地接通或切断某些换挡离合器和制动器的供油油路，使离合器结合或分开、制动器制动或释放，以改变齿轮变速器的传动化，从而实现自动换挡。
自动变速器的自动换挡控制系统有液压控制和电液压（电子）控制两种。
2.5换挡操纵机构
换挡操纵机构主要由手控阀、换挡阀、强制降档阀、超速档电磁阀等组成。
该系统根据换挡信号系统提供的油压信号，控制自动变速其中的液压，操控油路的方向，由此决定所处的不同档位。
3.自动变速器工作过程
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自动变速器根据汽车速度、发动机转速、动力负荷等因素自动进行升降档位，不需由驾驶者操作离合器换档，使用很方便。
特别在交通比较拥挤的城区马路行驶，自动变速器体现出很好的便利性。
自动变速器比手动变速器复杂得多，有很多方面不相同，但最大的区别在于控制方面。
手动变速器由驾驶员操纵档位，加档或减档由人工操作，而自动变速器是由机器自动控制档位，变换档位是由液压控制装置进行的。
也就是说在汽车驾驶中，驾驶员踏下加速踏板（油门踏板），控制节气门开度和汽车的行驶速度（变速器输出轴转速），就能自动控制变速器内的液压控制装置，液压控制装置会利用液力去控制行星齿轮系统的离合器和制动器，以改变行星齿轮的传动状态。
自动变速器的核心控制装置是液压控制装置，液压控制装置由油泵、阀体、离合器、制动器以及连接所有这些部件的液体通路所组成。
关键部件是阀体，因此它是自动变速器的控制中心。
阀体的作用是根据发动机和底盘传动系的负载状况（节气门开度和输出轴转速），对油泵输出到各执行机构的油压加以控制，以控制液力变矩器，控制各离合器和制动器的结合与分离实现自动换档。
以上是自动变速器的基本控制形式，如果是电子控制自动变速器，就要在上述基础上增加电磁阀，ECU（电控单元）借助电磁阀控制自动变速器工作过程。
ECU输入电路接受传感器和其它装置输入的信号，对信号进行过滤处理和放大，然后转换成电信号驱动被控的电磁阀工作。
因此，电子控制自动变速器就要增加节气门位置传感器、车速传感器、水温传感器、液压温度传感器、发动机转速传感器、档位开关、刹车灯开关等数字信号汇入ECU，从而使得ECU精确控制电磁阀，使换档和锁止时间准确，令汽车运行更加平稳和节省燃油。
4.自动变速器电子控制系统
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现在许多轿车的自动变速器是电子控制的，电子控制也就是电子计算机（ECU）控制。
自动变速器主要由液力变矩器和行星齿轮变速器组成，ECU根据传感器输入信号和开关信号，通过电磁阀控制换档和变矩器锁止这两个工作过程，达到自动变档的最佳控制精度。
发动机曲轴与变矩器涡轮之间通过离合器接合的装置也称为变矩器锁止，其作用是减轻变矩器涡轮与叶轮之间的打滑现象，改善燃油经济性。
自动变速器的电子控制装置是由信号输入系统、计算系统和控制信号输出系统这三部分组成。
信号输入系统有：
变速器输入速度传感器、变速器输出速度传感器、发动机冷却温度传感器、节气门位置传感器、发动机曲轴转速传感器、润滑油温度传感器、歧管压力开关、制动开关等信号。
这些信号反馈到ECU（在通用汽车上称为PCM-动力传动控制组件），在ECU进行计算然后输出控制信号，通过换档电磁阀、离合器电磁阀等控制换档和锁止动作。
ECU接到传感器反馈信号后，根据程序计算的结果发出控制信号接通变矩器的离合器电磁阀电源，驱使电磁阀启动，使离合器接合；如果切断离合器电磁阀电源则离合器分离。
ECU是根据汽车行驶状态来操纵电磁阀通电开关开启或关闭的。
当汽车速度比较慢或停止时，ECU不启动电磁阀，当汽车速度达到一定值时，ECU就会启动电磁阀使离合器接合。
ECU接到传感器反馈信号后，根据汽车车速、发动机转速及工作温度、节气门位置、歧管真空度、选档位置等输入信号参数选择换档。
ECU根据即时变速杆的位置，对照参数计算选择最佳的档位位置，发出控制信号驱动换档电磁阀，令变速器换档。
5.自动变速器检修流程与动作规范
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对于有故障的自动变速器应先进行性能检验，以确认其故障范围，为进一步的分解修理提供依据。
修前检测是从诊断故障和确定修理部位出发，在车上作必要的检查或测试。
自动变速器在修理完毕后，也应进行全面的性能检查，修后检查是为了鉴定修理质量，检验自动变速器的各项性能指标是否达到标准要求。
5.1自动变速器的基本检查
自动变速器的油位不当，油质不佳、联动机构调节不当以及发动机怠速不正常，是引起自动变速器产生故障的最常见原因。
通常把对这些部件的检查与重新调整，叫做自动变速器的基本检查。
无论具体故障是什么，这种基本检查总是要进行，而且也是首先进行的。
基本检查和调整项目包括：
油面检查、油质检查、液压控制系统漏油检查、油门拉索检查和调整、换挡杆位置检查和调整、空挡起动开关和怠速检查。
5.2油面检查
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，应将护罩及手柄上的脏东西都擦干净。
把选挡手柄放在P位或N位（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，这样才能确保在差速器和变速器之间的油面高度正常、稳定。
检查应在油液正常工作温度（50~90）℃，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，将操纵手柄拨至倒挡（P）、前进挡（D）、前进低挡（S、L或2、1）等位置，并在每个挡位上停留几秒钟，使液力变矩器和所有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）位置。
（4）从加油管内拔出自动变速器油尺，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（即冷车刚刚起动，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70℃～80℃），油面高度应在油尺刻线的上限附近。
这是因为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止。
继续运转发动机，检查自动变速器油底壳，油管接头等处有无漏油。
如有漏油，应立即予以修复。
在自动变速器调整、加注液压油，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、油管接头等处有无漏油。
6.变速器常见故障与故障原因
6.1变速器异响
6.1.1空档发响
1）现象：
发动机低速运转，变速器处于空档位置有异响，踏下离合器板时响声消失。
2）原因：
①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。
②第二轴前轴承磨损、污垢、起毛。
③变速器常啮齿轮磨损，齿侧间隙过大，或个别齿轮牙齿破裂。
④常啮齿轮未成对更换，啮合不良。
⑤轴承松旷、损坏、齿轮轴向间隙大。
⑥拔叉与接合套间隙过大。
6.1.2挂挡后发响
（1）现象：
变速器挂入档位后发响,且车速越高声响越大。
.
（2）原因：
①轴的弯曲变形，花键与滑动齿轮毂配合松旷。
②齿轮啮合不当，轴承松旷。
③纵机构各连接处松动，拨叉变形。
6.1.3变速器跳档
（1）现象：
变速器自动跳回空档。
（2）原因：
①齿轮齿长方向磨成锥形。
②自锁装置失效③轴、轴承磨损松旷。
④纵机构变形松旷，使齿轮在齿长方向啮合不足。
6.1.4挂挡困难
（1）现象：
不能顺利挂入档位
（2）原因：
①拨叉轴变形。
②自锁和互锁装置卡滞 ③变速杆损坏 ④同步器耗损或有缺陷⑤变速轴弯曲或花键损坏
6.1.5变速器乱档
（1）现象：
所挂挡位于所需档位不符，或一次挂入两个档
（2）原因：
①换档杆预拨块间磨损。
②互锁装置失效
6.1.6变速器发热
现象：
机动车驾驶一段路后，用手摸变速器，有烫手感觉。
（2）原因：
①轴承过紧。
②齿轮啮合间隙过小。
③润滑不良。
6.1.7变速器漏油
原因：
①密封垫损坏。
②紧固螺栓松动。
③变速器壳破裂。
6.2变速器档位故障
6.2.1不能强制降档
（1）现象：
汽车行驶过程中，用突然加速踏板踩到底方法不能使自动变速器立即降低一个档位，导致汽车加速无力。
（2）原因：
①节气门拉索或节气门位置传感器位置不当。
②强制换挡开关接触不良。
③强制降档电磁阀损坏。
6.2.2不能升挡
（1）现象：
汽车行驶中，自动变速器始终在一档，不能升入二档，或虽能升入二档，但不能升入三档。
（2）原因：
①车速传感器不良。
②速控阀故障或其油路漏油。
③二档制动器或高档离合器故障。
④档位开关不良，换挡执行元件打滑。
7.浅淡汽车变速器的现状和发展方向
随着时间的推移，汽车技术日新月异的发展，人们对汽车要求的越来越高，驾驶的舒适性、速度的提升、节能环保等等都将成为人们关心的问题，而这些问题都与汽车变速器息息相关。
因此，变速器的发展是未来汽车发展重要的一环。
在未来，无级变速将会成为汽车变速器的主导地位。
但是，在跨越了三个世纪的一百多年后的今天，汽车还没有使用上满意的无级变速箱。
这是汽车的无奈和缺憾。
但是,人们始终没有放弃寻找实现理想汽车变速器的努力,各大汽车厂商对无级变速器（CVT）表现了极大的热情，极度重视CVT在汽车领域的实用化进程。
这是世界范围尚未根本解决的难题，也是汽车变速器的研究的终极目标在跨越了三个世纪的一百多年后的今天，汽车还没有使用上满意的无级变速箱。
这是世界范围尚未根本解决的难题，也是汽车变速器的研究的终极目标。
【参考文献】
【1】沈锦：
汽车底盘技术与检修北京机械工业出版社2010
【2】秦海滨：
车底盘电控技术大连大连理工大学出版社2003
【3】汽车教学网
致谢
时光飞逝如白驹过隙，三年的大专阶段学习生活马上就要结束了，这也标志着我的学生生涯也将告一段落，离开校园，走进社会，展望未来。
回想三年的大专学习生涯，我学到了很多，也懂得了很多，同时更多的是对三年来给予我帮助和鼓励的老师及同学们的感激之情。
首先，我要向我的论文指导老师马才伏老师致以深深的谢意！
马老师在论文的选题、框架的构造、内容的讨论及成文的修改等方面给予了我悉心的指导和鼓励，在老师的帮助下让在这方面一无所知的我能顺利完成这篇论文。
另外，在实习习生活上，老师也给了我们极大的鼓励与关怀，让刚接触社会的我能顺利完成实习生活。
老师博学的学识，创新严谨的治学态度、勤奋敬业的精神，无论在何时何地都将将永远是我学习的榜样！
同时，在学习期间，我要感谢公司的同学、同事及各位领导给予我热情的帮助和支持。
如果没有他们我想我的实习生涯不会这么顺心的结束。
在生活中，我的室友们也给了我很大的帮助，让我充分体会到在玩靠朋友这句话的真意，在此，我对他们表示衷心的感谢！
然后，我要感谢广汽菲亚特公司给我实习的机会，感谢它给我一个良好的、稳定的实习环境，让我一心一意的学习。
在广菲实习的这一年，我接触到了很多不一样的东西，学到了很多东西，为人处事上有了很大的提高。
通过不断的学习，让我更好的适应从学生转变成一个社会青年，让我更好的在社会上走的更远。
“学无涯，在广菲”这是广菲人的理念，同时我也将贯彻到底，早日实现自己的梦想。
最后，我要感谢我的家人，感谢他们一直以来对我的关怀和支持！
再一次感谢所有关心、支持过我的人！
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