丰田自动变速器故障检测及检修设计正文学位论文Word格式文档下载.docx
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CartoPiedmontRoad,aroadmustbeToyota,"
ToyotaMotorCorporationiswell-knownquote,alltypesofToyotaMotoreconomy,andeaseofmaintenanceofbenefitsforthemajorityofcarsbyconsumers,whichmakesToyotacarownershipinChinashowedasteadygrowthtrend.Intheautomatictransmission,themajorityofconsumersliketheJapanesecars,ToyotaHonda'
sautomatictransmissioncomparedtosmoothshifttomuch,andwedevelopedtheirownnationalself-determinationonlyGeelyautomatictransmission,indicatingthecomplexityoftheautomatictransmissionsex,butalsototestandrepairalotoftrouble,atpresent,mostofourworkersengagedinvehiclemaintenanceandtechnicalpersonnelstructureoftheToyotaautomatictransmissionmodels,principles,testingandmaintenanceisstillrelativelyunknown,inordertofacilitateunderstanding,masteringandmaintenanceofthepointsisabletodo,soIchosethemajorityofconsumersliketheToyotamodelscommontroubleshootingautomatictransmissionasmyresearchtopic.
ResearchsummarizedasanoverviewofToyotachange,structuralcharacteristicsandcomposition;
andclassicToyotatransmissionA341E,A340EstructuralcharacteristicsoftheToyotaA341Eautomatictransmissionworks;
Finally,ToyotaAutomaticTransmissionA341E,A340EAutomaticTransmissionTroubleshootingthecaseofdiagnosisofthephenomenon.
ThroughthethesisnotonlyenrichtheirownclassicToyotaautomatictransmissiononthestructure,workingprincipleofunderstandingandknowledgeofclassicalautomatictransmissionwhilethecommonfaultshaveamorespecificdiagnosticmethod.
Keywords：
Toyotaautomatictransmission;
A341E;
A340E;
failure;
maintenance.
第一章引言
自动变速器的发展1914年，由德国奔驰公司最先推出第一个全自动齿轮变速器，当时装在少数为高级官员制造的汽车上。
11940年奥兹莫比尔（OLDSMOBILE）采用液力自动变速器，这是在批量生产的美国汽车上最早采用的全自动变速器。
该变速器采用两排行星齿轮机构提供四个前进档，利用节气门油压和速控油压进行换档控制。
1941年凯迪拉克（CADILAC）汽车装用液力自动变速器；
1948年旁帝克（PONTIAC）汽车装用液力自动变速器。
1941年克莱斯勒（CHRYSLER）推出了带有液力耦合器的4速半自动变速器。
自动变速器最重要的改进是在二战期间，别克（BUICK）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他部件结合成为液力变速器而定型为现在通用的自动变速器。
1949年，帕卡德（PACKARD）的超自动传动装置（ULTRAMATIC）采用了锁止液力变矩器。
但由于该变矩器具有工作冲击性，而于1957年被弃置，直到20世纪50年代才又被重新采用。
1956年，克莱斯勒（CHRYSLER）汽车公司投产了陶克福利特变速器（TORQUEFLITE），这种变速器是最早带有变矩器的现代自动3速变速器并且首先采用辛普森（SIMPSON）复合行星齿轮机构。
1983年，丰田（TOYOTA）汽车公司生产了A140E型自动驱动桥，这是第一种电控换档自动变速器，这种变速器开创了变速器发展的新趋势。
从1990年起，大部分轿车自动变速器都采用了电控自动变速器，特别是美国国内的各汽车制造厂，至少各推出了一种电控自动变速器（ECT）。
如1991年通用汽车公司在前轮驱动的豪华型轿车上装用了4T60-E型自动变速器；
福特汽车公司也在其生产的林肯—大陆上装用了AXOD-E型4速电控自动驱动桥。
在我国，上海通用公司在其生产的别克轿车上装备了4T65-E电控自动变速器，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lo月份正式下线生产。
第二节自动变速器的功能特点汽车在行驶过程中，有时需要驱动轮有较大的驱动力（如起步、上坡或加速时），有时需要驱动轮有较高的旋转速度（如高速行驶时）；
另一方面，汽车除了前进之外有时也还需要倒行。
因此，汽车上需要有一种可以根据车辆当时的工况能随时改变传动比和驱动轮旋转方向。
1.1丰田自动变速器的概述
1.1.1丰田公司变速器型号说明
（1）在丰田汽车上，采用的自动变速箱形式较多，其型号主要有：
A130L、A131（L）、A132（L）、A140E/L、A141E、A142E、A240E/L、A241E/L/H、A340E/H/F、A341E、A342E、A540E/H、A541E、A650E、A750E/F、A761E、A440F、A442F、U140E/F、U151E/F、U241E、A245E、A246E、U341E、U540E、U541E等。
（2）三位数字型号的自动变速器如：
A140E
A为自动变速器；
第一位阿拉伯数字为1、2、5、的是前驱变速器；
第一位阿拉伯数字为3、4、6的是后驱变速器；
第二位阿拉伯数字为前进档的档数；
第三位阿拉伯数字为产品序号：
0-第一代产品、1-第二代产品、2-第三代产品；
末端字母：
E-电子控制、H.F-四轮驱动、L-有锁止离合器。
（3）两位数字型号变速器：
A42D
第一位阿拉伯数字4为后驱变速器
第二位阿拉伯数字为产品序号，如2-海狮、3-皮卡、5-皇冠、6-大霸王；
D为超速档。
1.2丰田自动变速器的结构特点
（1）丰田自动变速箱是最早采用电控系统的自动变速箱之一，因此其纯液控变速箱较少，现在运用较多的一般都是半电控或全电控自动变速箱，半电控自动变速箱都由一根节气门拉线调节主油压（图一），这种拉线只调油压，不调换挡点。
1-1电控波箱的节气门拉线只调节主油压
（2）在丰田汽车的自动变速箱中，行星齿轮机构大多采用辛普森行星齿轮机构，其特点是共用太阳轮，整体结构比较简单，这有利于初学者理解和分析变速箱的传动路线，并掌握其维修方法。
（3）丰田四速自动变速箱都由一个超速行星排和一个辛普森行星排组成，一般后驱变速器（如：
A340E、A341E等）的超速行星排一般装在辛普森齿轮机构的前边，而前驱变速器（如：
A140E、A540E等）的超速行星排则装在变速箱的尾部（辛普森行星排的后边）。
（4）对于比较老款的丰田电控自动变速箱，多数阀体上有三个电磁阀，其中包括两个换挡电磁阀和一个锁止电磁阀。
当变速箱出现故障进入安全应急模式运行时，电控系统通常将变速箱锁定在四挡，即变速箱锁四挡。
（5）丰田自动变速箱在机械构造方面，一般都设计有2挡手动带式制动器（图二），因此当变速杆置于手动2挡时，车辆都具有发动机制动作用。
（6）丰田自动变速箱的变矩器都具有锁止功能。
1-2设计的手动2挡制动带起发动机制动作用
1.3自动变速器的组成
丰田的自动变很多本文我以丰田的A341E、A340E自动变速器为例。
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、液压操纵系统、电子控制系统五部分组成如图2-3。
1-3自动变速器
（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的汽车中的离合器相似。
（2）行星齿轮机构：
行星齿轮机构，是自动变速器的重要组成部分之一，主要由于太阳轮（也称中心轮）、齿圈、行星架和行星齿轮等元件组成。
（3）换挡执行机构：
换挡执行机构主要是用来改变行星齿轮中的主动元件或限制某个元件的运动，改变动力递的方向和速比，主要由多片式离合器、制动器和单向超越离合器等组成。
（4）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。
（5）电子控制系统：
电子控制的自动变速器设有各种传感器、执行器、ECU。
第二章丰田自动变速器的结构
2.1丰田A341E自动变速器的结构分析
A341E自动变速器的行星齿轮变速器主要由3个行星排（超速排，前行星排，后行星排）和10个换档执行元件（O/D直接离合器C0，O/D档制动器B0，O/D档单向离合器F0，前进档离合器C1，直接档离合器C2，第2档跟踪惯性制动器B1，第2档制动器B2，第一档和倒档制动器B3，1号单向离合器F1，2号单向离合器F2）组成。
超速排位于前、后行星排的前部，动力由超速排输入，前、后行星排共用一个太阳轮，前排行星架和后排齿圈固连在一起共同对外输出。
如图3－1和图3－2为A341E自动变速器传动简图。
图3－3、图3－4和图3－5为A341E自动变速器分解简图。
1－涡轮2－泵轮3－O/D档制动器4－O/D直接档离合器5－超速行星排齿圈6－直接档离合器7－前进档离合器8－第2档跟踪惯性制动器9－前行星排齿圈10－第2档制动器11－第1档和倒档制动器12－2号单向离合器13－后行星排齿圈14－O/D输入轴15－导轮16－导轮单向离合器17－输入轴18－O/D档单向离合器19－超速行星排行星架20－超速行星排太阳轮21－输入轴22－前行星架23－中间轴24－前、后排共用太阳轮25－1号单向离合器26－后行星架27－输出轴
2-1A341E自动变速器传动简图
2-2A341E自动变速器传动简图
1－控制轴杠杆2－空档启动开关3－1号转速传感器4－转速表从动齿轮5－2号转速传感器6－O/D直接档离合器转速传感器7－节气门拉索8－液力变矩器壳9－输出法兰10－加长壳体11－油底壳12－滤油器13－阀体14－蓄压器活塞B015－蓄压器活塞C216－蓄压器活塞B217－蓄压器活塞C018、19、20、21－减振弹簧
2-3A341E自动变速器分解图（a）
1－油泵2、5、9、11、14、23、26、29－轴承圈3、8、12、17、22、25、30－轴承4－O/D行星齿轮，直接档离合器和单向离合器6、27、34、38、49－弹性档圈7－O/D制动单元10－O/D行星齿圈13－O/D支架15、18、32、37－止推垫圈16－直接档离合器19－前进档离合器20－第2档跟踪惯性制动圈21－销24－前行星齿圈28－前行星齿轮31－前后太阳齿轮33－1号单向离合器35－第2档制动单元36－活塞衬套39－第2档制动鼓40－第1档和倒档制动单元41－后行星齿轮和2号单向离合器42、44－轴承和轴承圈总成43－后行星齿轮45－输出轴46－弹簧47－第2档跟踪惯性制动器活塞48－第2档跟踪惯性制动器盖50－制动鼓密封垫51－变速器壳体
2-4A341E自动变速器分解图（b）
1-2号电磁阀2-1号电磁阀3-下阀体4-上阀体5-带爪弹簧6-手动阀7-3号电磁阀8-锁紧片9-4号电磁阀
2-5A341E自动变速器阀体结构
2.2凌志（Lexue）LS400A341E及A342E自动变速器结构
凌志（Lexue）LS400采用A341E及A342E四速自动变速器。
采用特大流量液力变矩器，改善了变速效率。
A341E和A342E自动变速器主要由带锬定离合器的变矩器、四速行星齿轮机构、液压控制系统和电子控制系统组成。
A341E和A342E自动变速器的差别仅仅在于超速挡齿轮速比不同，二者其余的零部件和动作是相同的。
如图3-6所示。
2-6LS400自动变速器结构图
2.3皇冠（Crown）3．0自动变速器A340E结构
A340E是4速电子控制变速器。
配合高性能发动机如2JA—GE使用。
液力变矩器中带有锁定机构。
A340E自动变速器主要由液力变矩器、超速挡（O／D）行星齿轮机构、3个前进挡行星齿轮机构、液压控制系统及电子控制系统组成。
2-7丰田皇冠（Crown）自动变速器结构图
第三章自动变速器的工作原理
3.1A341E自动变速器的工作原理
3.1.1行星齿轮机构的组成及工作原理
行星齿轮为轴转式齿轮系统，与定轴式齿轮系统一样，也可以变速、变矩。
它由太阳轮或称为中心轮、行星齿轮、行星齿轮架，通常简称为行星架、齿圈等组成，是通过固定其中的一个或多个构件来实现不同的传动比的。
（1）齿圈固定，太阳轮主动，行星架被动。
此种组合为降速传动，通常传动比一般为2.5～5，转向相同。
（2）齿圈固定，行星架主动，太阳轮被动。
此种组合为升速传动，传动比一般为0.2～0.4，转向相同。
（3）太阳轮固定，齿圈主动，行星架被动。
此种组合为降速传动，传动比一般为1.25～1.67，转向相同。
（4）太阳轮固定，行星架主动，齿圈被动。
此种组合为升速传动，传动比一般为0.6～0.8，转向相同。
（5）行星架固定，太阳轮主动，齿圈被动。
此种组合为降速传动，传动比一般为1.5～4，转向相反。
（6）行星架固定，齿圈主动，太阳轮被动。
此种组合为升速传动，传动比一般为0.25～0.67，转向相反。
（7）把三元件中任意两元件结合为一体的情况：
当把行星架和齿圈结合为一体作为主动件，太阳轮为被动件或者把太阳轮和行星架结合为一体作为主动件，齿圈作为被动件的运动情况。
行星齿轮间没有相对运动，作为一个整体运转，传动比为1，转向相同。
汽车上常用此种组合方式组成直接档。
（8）三元件中任一元件为主动，其余的两元件自由：
从分析中可知，其余两元件无确定的转速输出。
第六种组合方式，由于升速较大，主被动件的转向相反，在汽车上通常不用这种组合。
其余的七种组合方式比较常用。
3.2离合器、制动器的组成及工作原理
在自动变速箱中是通过离合器和制动器来固定三元件中的任意一或两元件来实现不同的传动比的。
3.2.1离合器的组成与工作原理
离合器由卡环、输出转鼓、钢片、摩擦片、弹簧座卡环组成。
卡环：
它安装在输入轴转鼓的卡环槽内，限制活塞的行程。
输出转鼓：
其中心有齿形花键与输出轴相连，边缘有键槽。
钢片：
是光板，外缘有矩形花键与输入轴转鼓内键槽相连。
摩擦片：
内圆有花键，与行星齿轮某一元件相连接，其表面有铜基粉末冶金层或合成纤维层，以增大摩擦力。
钢片与摩擦片相间排列，可轴向移动。
弹簧座卡环：
安装在输入轴卡环槽内。
许多个回位弹簧沿圆周方向均匀分布。
当离合器结合时，控制油压通过输入轴中心孔进入活塞，克服回位弹簧力将钢片和摩擦片压紧，产生摩擦力。
这时动力从输入轴经过离合器传到输出轴，当需要离合器分离时，控制油压通过原来的管路排出，由于回位弹簧的作用，活塞回到初始的位置，摩擦片和钢片分离，动力不能传递。
3.2.2制动器的组成与工作原理
制动器分为带式制动器和片式制动器两种。
（1）带式制动器的组成及原理：
1、带式制动器的组成
制动鼓：
它与行星齿轮的某一元件相连接。
制动带：
围在转鼓的外圆上，它的外表面是钢带，内表面有摩擦材料，制动带的一端用锁销固定在自动变速器壳体上，另一端与液压油缸的推杆相接触。
油缸：
它固定在自动变速器壳体上，其内部有活塞和推杆相连接。
2、带式制动器的工作原理
当液压缸无油压时，制动带与鼓之间要有一定的间隙，制动鼓可随与它相连的行星排元件一同转动。
当液压缸通油压时，作用在活塞上油压力推动活塞，使之克服回位弹簧的弹力而移动，活塞上的推杆随之向外伸出，将制动带压紧在制动鼓上，于是制动鼓被固定而不能转动，此时，制动器处于制动状态。
（2）片式制动器组成及原理：
固定架，有许多槽，它通过螺钉与变速器壳体相连接，固定架上有控制油道孔。
钢片外缘上有花键，与固定架上的槽或与变速器壳体上的花键槽相连接，使不动件摩擦片内圆上有花键，与行星齿轮的某元件相连接。
活塞安装在活塞缸内，回位弹簧作用在其上。
当需要制动行星架时，控制油压进入活塞油缸，推动活塞压缩回位弹簧，将摩擦片、钢片压紧，由于钢片与自动变速器壳体相连接，所以行星架制动不转。
制动器不起作用时，控制油液排出油缸，由于回位弹簧的作用，活塞回到原来位置。
3.3A341E自动变速器档位工作原理
表3-1丰田A341E自动变速器档位分析
档位
排档
1号电磁阀
2号电磁阀
C1
C2
C0
B1
B2
B3
B0
F1
F2
F0
P
驻车档
接通
关断
○
R
倒档
N
空档
D
第1档
第2档
第3档
O/D档
2
第3档*
L
第2档*
注：
*表示仅下行换档到L档位的第2档，在2档位的第3档时不上行换档；
○表示工作。
表3-2丰田A341E自动变速器各零部件功能
零部件名称
功能
前进档离合器
连接输入轴和前行星齿圈
直接档离合器
连接输入轴和前、后太阳齿轮
O/D直接档离合器
连接超速档太阳齿轮和超速档行星齿轮支架
第2档跟踪惯性制动器
防止前、后太阳齿轮顺时针和逆时针方向转动
第2档制动器
防止F1的外圈顺时针或逆时针方向转动，以防止前、后太阳齿轮逆时针方向转动
第1档和倒档制动器
防止后行星齿轮支架顺时针或逆时针方向转动
O/D档制动器
防止超速太阳齿轮顺时针或逆时针方向转动
1号单向离合器
当B2工作时，此离合器防止前、后太阳齿轮逆时针方向转动
2号单向离合器
防止后行星齿轮支架逆时针方向转动
O/D档单向离合器
当变速器开始被发动机驱动时，该离合器连接超速档太阳齿轮和超速档行星齿轮支架
行星齿轮
这些齿轮改变行迹，并根据每个离合器和制动器的工作情况传递驱动力，以提高或降低输入和输出转速
3.3.1超速排工作原理
（1）在O/D直接档离合器C0接合，O/D档单向离合器F0起作用时，超速排中心轮将和超速排行星架锁为一体。
其输入和输出部分以相同转速转动，传动比为1，实现超速排的直接传动。
（2）在超速制动器B0接合时，超速排太阳轮制动，超速行星架输入，超速排齿圈输出。
其输出转速高于输入转速，实现超速传动。
超速排超速档的传动路线为：
主动轴→超速排行星架→超速排行星齿轮→超速排齿圈→前后排输入轴。
3.3.2D位工作原理
（1）D位1档（D1）
D1档位时，O/D直接档离合器C0、前进档离合器C1接合，单向离合器F0和F2起作用，实现减速传动。
O/D直接档离合器C0和O/D档单向离合器F0起作用，将超速行星排的行星架和太阳轮结合为一体，并防止太阳轮逆时针方向转动。
超速排传动比为1。
动力由超速排齿圈传到前后排输入轴，经前进档离合器C1（接合）传给前行星排齿圈。
到这里，动力分为两条路线传递。
一条经前排行星架直接传递到输出轴；
另一条经前行星排行星齿轮、前后排太阳轮（逆时针转动）传到后排行星架行星齿轮。
由于2号单向离合器F2能够防止后排行星架逆时针方向转动，因而后行星架被锁定不动，后行星齿
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