自动变速器.docx

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自动变速器

广西工业职业技术学院

设计说明书

课题名称：

汽车自动变速器故障诊断与维修研究

姓名：

杨书泉

专业：

汽车技术服务与营销

班级：

汽营0931

起止日期：

2011-9-01至2011-10-22

指导教师：

郭峰

 广西工业职业技术学院

设计说明书

题目：

汽车自动变速器故障诊断与维修研究

目录

摘要：

在今天汽车技术迅猛发展的时代，许多汽车的变速器都采用了自动变速器，随着不同的自动变速器的使用，也时常伴随着故障的产生，因为是机件组成的，故障点及故障原因繁多，要靠我们的知识，实践，及经验去找出故障，去排除故障。

本文通过对几种自动变速器构造-故障-维修研究进行了较全面的分析及研究。

关键词：

自动变速器故障诊断维修研究

前言

世界上第一台用于大规模生产的的全自动变速器是通用公司在1940年代生产的Hydra-Matic，这台变速器使用液力耦合器（而不是液力变矩器）和三排行星齿轮提供四个前进档和一个倒档。

Hydra-Matic最初被装于奥兹莫比尔，而后凯迪拉克和庞蒂克也采用了这种变速器。

自动变速器最重要的改进是在二战期间，别克公司为坦克开发了液力变矩器，到1948年，这种液力变矩器与其它部件结合成为液力变速器而定型成为现在通用的自动变速器。

1968年法国雷诺公司率先在自动变速器上使用了电子元件。

20世纪70年代，美国每年生产的600万～800万辆轿车中，自动变速器的装备率已超过90%。

随着自动变速器在汽车上的普遍使用，在使用过程中都会有故障的产生，按照不同的自动变速器，都有着不同或相同的故障，下面介绍（AT、CVT）两种变速器的故障诊断及维修研究。

第一章：

AT变速器

1.1：

AT变速器的特性、优缺点及发展前景：

特性：

AT的英文全称是automatictransmission，由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。

其中液力变扭器是AT最重要的部件，它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成，兼有传递扭矩和离合的作用。

因此AT也称为液力自动变速器。

优点：

液力自动变速器免除了手动变速器繁杂的换档和脚踩离合器踏板的频繁操作，使开车变得简单、省力，而且经过多年发展，AT的生产成本已经相当低。

当前AT的挡位越来越多，从以前的4AT发展到现在的8AT，随之改变的是换挡速度和舒适性的提升以及油耗的改善。

缺点：

AT有自身的不足，如对速度变化反应较慢，换挡顿挫感明显，相对耗油等。

虽然档位增加（齿轮增加）可以减轻AT的天生缺陷，不过，档位的增多也意味着体积和重量的增大，因此AT在未来档位增加上还是有一定局限性。

发展前景：

目前绝大部分自动档车型都是采用AT，国内主流AT车型都是5速AT，4AT的车型越来越少，有部分中级车和中高档车搭载6速甚至7速AT，而像雷克萨斯、宝马、奥迪和奔驰的一些高档进口车型，已经用上8速AT。

可以预见，随着生产成本降低，更多挡位的AT将被装配到更多车型上，而且由于技术成熟和成本优势，AT在未来很长时间里都将是自动挡车型的主流技术。

1.2:

AT变速器常见故障诊断方法

1.2.1：

极值检测

当系统正常运行时，各种参数的范围是有限的，一般事先可知其上，下限，当运行中参数超出这个范围时，可判断出现故障。

1.2.2：

时域、频域分析

1、双时域分析法

双时域分析法可以对变速器的振动信号作出初步分析，对变速器的振动状况作出初步评价。

但要对变速器故障进行精密诊断还必须借助频域分析、细化频谱分析、解调频谱分析、离线三维功率谱阵分析法。

2、频域分析

随着电子技术和FFT技术的发展，频域分析已经成为应用最广的变速器故障诊断方法，它可以分析信号能量和幅值随频率的分布，其中幅值的线性分布，自谱突出了主要矛盾，而对数谱将次要的频率成分显出来。

3、时频分析

有效地分析振动信号的时频域特征对于诊断设备至关重要，传统的频谱方法只适用于分析平稳信号，只能提供信号能量在频域中的分布，不能确切的提供信号能量在时域中的分布信息。

而机械设备故障诊断中涉及的信号不仅仅是平稳信号，常常遇到不平稳信号。

时频分析力图在整体上提供信号的全部信息，给出任意局部时间内信号变化的剧烈程度。

由于其较高饿时频分辨率及良好的特征，在一定程度上可有效分析时变。

瞬变和非线性信号为机械设备故障诊断提供一种新的强有力的分析手段，尤其是对于分析变速器的调制信号非常有效。

1.2.3：

变速器故障综合振动诊断法

变速器故障原因复杂、形式多样，单独用某一种方法，诊断能力是有限的，必须采用综合诊断法。

频谱分析、细化分析、解调谱分析相结合的“二时三频”综合分析法，加上wigner分布和三维功率谱阵时频分析可有效对变速器多种常见故障进行诊断。

1.2.4：

故障树

故障树分析法是目前分析复杂系统可靠性、安全性的一种好方法，在机械、电子、核能等许多领域中得到广泛的应用。

故障树分析法是以布尔代数为基础获得事件发生的概率。

1.2.5:

仪器和人工经验故障诊断

仪器故障诊断法是目前应用最广泛的方法，利用汽车专用解码仪读取故障代码，利用故障代码确定故障部位的一种方法，人工经验故障诊断，需要维修技术人员有较丰富的维修经验，凭借个人的经验确定故障点的方法，准确率较低。

1.3:

与变速器有关的故障

1、变速器缺油或润滑油变质

2、轴承磨损或损坏

3、齿轮啮合间隙过大

4、轴弯曲或变形

5、齿面金属剥落

6、操纵机构变形、磨损或变速杆支座松动

7、变速器壳体变形使齿轮啮合不良

8、轴承滚动体与滚道产生严重的磨损

9、油封失效

1.4:

自动变速器电控系统常见故障

1.4.1:

与ECU有关的故障

一、硬件故障

1、线路松动，腐蚀，脱落；

2、控制电脑，电磁阀的外部有损伤；

3、脚踏板角位移传感器故障；

4、节气门位置传感器故障；

5、电磁阀驱动电路故障；

6、挡位信号传感器故障；

7、电源故障；

8、接口电路故障；

9、车速传感器故障；

10、电磁波干扰、破坏；

11、保险丝熔断；

12、线圈短路或短路；

13、传感器表面有赃物；

二、软件故障

1、程序跑飞

原因：

主要原因是干扰所致。

因为系统中的干扰源较多，虽然采取了一系列的抗干扰措施，但程序跑飞现象会有发生。

2、选挡、换挡控制中，程序进入死等待，系统失控。

原因：

是当微机发出选挡、换挡控制命令后，查询选挡、换挡是否到位，用光电发射接收器检测。

有时因机械行程偏差或选档不到位，微机检测不到信号而进入死等待，使系统对其他信号概不响应，系统失控。

1.4.2:

AT变速器的故障分类与处理

一、按故障的严重程度分类

1、轻微故障：

一般不会导致汽车停车或性能下降，不需要更换零件，用随车工具适当调整即可排除。

2、一般故障：

导致汽车停车或性能下降，但一般不会导致主要部件和总成的严重损坏，可更换易损零件或用随车工具在短时间内排除。

3、严重故障：

可能导致主要零件的严重损坏，必须停车，并且不能用更换零件或随车工具在短时间内排除。

4、致命故障：

可能引起车毁人亡的重大事故。

二、按故障发生的频率

1、间歇性故障

2、持续性故障

3、突发性故障

4、渐发性故障

1.5:

AT变速器的故障处理办法

1.5.1:

控制系统自动处理

汽车正常运行时，电子控制单元ECU的输入、输出信号的电压值都有一定变化范围。

当某一信号的电压值超出了这一范围，并且这一现象在一段时间内不会消失，ECU便判断为这一部分出现故障。

当某电路产生了故障后，其信号就不能作为控制参数而使用。

为了维持汽车的运转，ECU便从其程序存储器中，调出某一固定值，作为应急参数，保证汽车可以继续运转。

当ECU中的微机系统出现故障时，ECU自动启动后备控制回路对汽车进行简单控制，使汽车可以开回家或到附近的汽车修理厂进行修理，这样的功能就是故障运行，又称“跛行”模式。

另一方面，当ECU检测到某一执行器出现故障时，为了安全起见，采取一些安全措施。

这种功能叫作故障保护。

当传感器或微机发生故障时，往往采取故障运行方式。

而当执行器发生故障时，往往采取故障保护措施。

1.5.2:

传感器的故障处理

由于传感器本身就是产生电信号的，因此，对传感器的故障不需要专门的线路，而只需要在软件中，编制传感器输入信号识别程序即可实现对传感器的故障诊断。

1.5.3:

执行器故障处理

汽车电子控制系统中，执行器是决定发动机运行和汽车行驶安全的主要器件，当执行器发生故障时，往往会对汽车的行驶造成一定的影响。

因此，对于执行器故障的处理方法通常是：

当确认为执行器故障时，由于ECU根据故障的严重程度采取相应的安全措施，在控制系统中，又专门设计故障保险系统。

由于ECU对执行器进行的是控制操作，控制信号是输出信号。

因此，要想对各执行器的工作情况进行诊断，一般要增设故障诊断电路，即ECU向执行器发出一个控制信号，执行器要有一条专用回路向ECU反馈其执行信号。

1.5.4:

人工简单应急修理

1、简修:

对于在零件，在条件允许，保证修复后可靠行驶的前提下，应采用“修”的方法。

2、堵漏：

即对于漏油、漏水、漏气的部位采用堵塞法。

如有穿孔可用木塞堵住，必要时用铁丝或绳等捆牢。

3、短路：

一般短路是对电路元件而言。

如电路中某个元件损坏，即不能修复，又无条件更换，在允许的情况下，将其短路相接，即为短路法。

短路法不可长时间使用，到达有条件的地方，要及时更换损坏的元件。

4、切断：

将损坏的电路或气路断开。

如某处导线搭铁放电，一时无法排除，可交其火线悬空断电，只给点火系供电，实行断电急救。

5、补充：

就是增加补充法。

在机件损坏失去一部分或配合间隙过大时，可以考虑增加补充一部分其他部件，进行抢修急救。

第二章：

CVT变速器

2.1：

CVT变速器的特性、优缺点及发展前景：

特性：

CVT的英文全称是ContinuousVariableTransmission，直接翻译就是连续可变传动，顾名思义就是没有明确具体的挡位，操作上类似自动变速箱，但是速比的变化却不同于自动变速箱的跳挡过程，而是连续的，CVT采用传动带和可变槽宽的棘轮进行动力传递，即当棘轮变化槽宽时，相应改变驱动轮与从动轮上传动带的接触半径进行变速，传动带一般用皮带、金属带和金属链等。

优点：

CVT由于没有了一般自动挡变速箱的传动齿轮，也就没有了自动挡变速箱的换挡过程，由此带来的换挡顿挫感也随之消失，因此CVT变速箱的动力输出是线性的，在实际驾驶中非常平顺。

CVT的传动系统理论上挡位可以无限多，挡位设定更为自由，传统传动系统中的齿轮比、速比以及性能、耗油、废气排放的平衡，都更容易达到，CVT还有重量轻、体积小、零件少的优点。

缺点：

相比传统自动挡变速箱而言，CVT变速箱制造成本要略高，并且如果操作不当的话，出问题的概率较高。

目前无论国内还是海外，CVT变速箱很多情况下还无法维修只能整体更换。

CVT的传动的钢制皮带能够承受的力量有限，一般而言3.0L排量或者300牛米以上的扭矩是它的上限，不过随着技术的不断发展，已经打破了这个上限，但是由于构造原理和机械磨损的不可逆行，钢制皮带的使用寿命始终无法完美的解决，尤其是在用户喜欢激情驾驶的情况下，可靠性得不到充分的保证。

发展前景：

CVT技术的发展，已经有了一百多年的历史，德国奔驰公司是在汽车上采用CVT技术的鼻祖，但日产和本田却是CVT的最佳拥趸，博世是最新CVT变速器的发明和生产者。

目前博世已与北汽签订CVT项目战略合作协议，加大对中国本土企业的技术转让力度，帮助中国自主品牌开发自己的CVT变速箱，以此来提高CVT关键技术对博世的采购量，从而推动国内CVT变速器市场的快速发展。

据悉，通过采取一系列成本控制手段，博世性能更为优异的第二代CVT变速器生产成本有望不升反降。

博世将利用CVT在国外小排量汽车和混合动力车型上的应用经验，结合当前中国市场实际需求，推进上述两个方面的技术在中国地区的应用。

代表车型：

在中国市场上应用CVT最多的整车企业主要是东风日产和本田，在轩逸、逍客、新天籁以及思域混合动力等车型上都有CVT，名爵的MG3SW1.8L、奇瑞旗云、奥迪A6L/A4L的Multitronic都是采用CVT技术。

2.2

说明书编写要求：

说明书为手写稿或打印稿，字数一般不少于6000字节,装订及书写格式如下：

1．封面　（第1页,要求单独成页）

2、题目　（第2页，要求单独成页）

3、目录　（第3页，要求单独成页）

4、摘要　（第4页，关键词及说明书摘要，要求单独成页）

摘录本次设计的要点及重点内容，要求在100字左右，

5、前言

6、正文

7、结论及体会

8、参考文献

开列参考文献的目的在于说明设计依据，公式、数据与资料的来源，便于查考、审核。

正确书写的方式为：

书籍：

作者、书名、版次、出版者、出版年代。

文献：

作者、篇名、刊物名称、卷数或期数、页数、出版年代。

9、行文、字体要求：

标题用四号宋体字，正文用小四号宋体字，行距均为25磅，要求用A4纸手写或打印。

广西工业职业技术学院实验、实训、实习及设计等用纸

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指导教师对专业班级学生的

说　明　书　评语

成绩评定：

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指导教师签名：

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同行教师对专业班级学生的

说　明　书　评语

注：

不参与答辩的学生的答辩成绩，由同行教师评定设计说明书的质量和分数，替代答辩成绩。

成绩评定：

（百分制）

同行教师签名：

年月日