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汽车自动变速箱故障诊断毕业论文
汽车自动变速箱故障诊断-毕业论文
摘要
随着汽车的不断发展，汽车变速箱也随着发展,从以前没有变速箱到有简单的变速箱，从人为控制的换挡到自动换挡。
驾驶员在驾驶车辆时觉得汽车性能的好与坏，不仅取决于发动机，还跟变速箱与发动机的匹配有关。
为了提高车辆的动力性和燃油经济性，便发明了自动变速箱技术。
随着电子和自动控制技术的日益成熟，自动变速箱的种类也日益增多。
换挡技术中融合了计算机技术，大大的推动了汽车工业的发展。
自动变速箱的维护,由定期维护与日常维护组成。
为了在维护的过程尽量的解决问题，对自动变速箱应有充足的了解，应此本文的研究具有重要的现实意义。
关键字：
液力变矩箱，自动变速箱，电控
Abstract
Withthecontinuousdevelopmentofauto,autotransmissionalsoalongwiththedevelopment,frombeforetransmissiontohavesimpletransmission,theshiftfromhumancontroltoautomaticshift.Driversdrivingfeelthecarperformanceisgoodorbad,dependsnotonlyontheengine,alsorelatedtothetransmissionandenginematching.Inordertoimprovethepowerperformanceandfueleconomyofvehicles,theyinventedthetechnologyofautomatictransmission.Alongwiththeelectronicandautomaticcontroltechnologymatures,increaseofthetypesofautomatictransmission.Shiftingtechnologycombinedwithcomputertechnology,greatlypromotethedevelopmentoftheautomotiveindustry.Themaintenanceofautomatictransmission,ismadeupofregularmaintenanceandmaintenance.Asfaraspossibleinordertomaintaintheprocessofproblemsolving,understandingoftheautomatictransmissionshouldbeenough,shouldbetheresearchofthispaperhasimportantpracticalsignificance.
Keywords:
Torqueconverter，Automatictransmission，Electroniccontrol
1概述
1.1自动变速箱的发展趋势
以往的汽车速度控制采用机械变速箱,就是变速时,驾驶员进行手动换挡让变速箱进行不同的齿轮啮合,为了增加/减少总发动机扭矩[1],以适应各种各样的条件。
但是司机在换挡时手和脚都用于操作,当面对复杂的路况,驾驶员很难操作,容易发生交通事故。
自动变速箱就是解决了这个问题而设立的,以及提高汽车运动的灵活性,安全性和越野能力。
因此自动变速箱的广泛应用是必然的发展趋势[2]。
1938年,美国克莱斯勒汽车公司的液力偶合箱是用来取代普通离合装置,从而使变速箱挂在发动机怠速下运行是可能的。
它的成功使用为自动变速箱齿轮传动奠定了基础。
1940年,通用汽车首次使用Hygrgmatic自动变速箱。
1952年,自动变速箱不仅在美国47%的轻便汽车上使用，德国、英国和一些东欧国家也在使用。
50年代后期,日本在西方进口了自动变速箱，之后日本人迅速投入大规模生产,自动变速箱的发展越来越快。
截至1978年,美国80%和西欧50%的城市交通车都在使用自动变速箱。
近年来,随着微电子技术的迅速发展,汽车上使用电控自动变速箱给汽车带来了更理想的传输效果。
适用于汽车驾驶系统、智能电子控制、自动变速箱的智能电子控制系统可以在汽车行驶的过程中,车辆的运行参数控制,合理选择换挡点,和对参数的恶化过程中发生变化。
如摩擦系数、原油粘度、车辆负载变化,同时自动诊断系统汽车可以运行在故障记录，易于维护。
日本的丰田凌志牌高级轿车综合应用智能引擎，传输控制系统。
系统使用TCCS（丰田计算机控制系统）综合控制。
在变速，使用临时减少发动机扭矩，同时，控制液压离合箱系统，变速平稳。
利用新开发的线性电磁阀修正反馈控制。
电控锁止离合箱及液力缓速装置提高了传输效率和经济效益，汽车自动变速箱锁止离合箱被广泛使用，电子控制以维持其换挡平顺。
如:
日产汽车的公爵以及荣光汽车。
在一些重型卡车和公共汽车配备液压缓冲装置将得到大多数驱动程序，它可以大大提高驾驶安全性和制动系统部件的寿命。
自动预选式换档系统：
ZF公司最近开发了一种新的系统:
自动预选式换档。
它既让司机感受到了驾驶的乐趣也让司机感到容易操作。
这个提前自动换挡装置的基础,其性能包括:
（1）电子控制自动装置,由司机换档时间。
（2）司机不需要手动的转变。
（3）主动和被动保护装置。
（4）诊断屏幕实现监督体系
电子控制无级变速箱（ECVT）:
无级变速箱可以自由变化传动比,因此,理想的速度控制,比多棣位齿轮传动机制优越。
但是有很大的体积,沉重的无级变速箱和传播效率低的问题,同时它的耐久性问题没有有效的措施去解决。
随着电子技术的日益发展,电子控制金属V型带式无级变速箱在西欧和日本,正在积极地开拓市场。
现在有日本公司和荷兰VDT公司的微型车使用了这种研究和开发的变速箱。
1.2我国自动变速箱的发展与现状
汽车变速箱是解决发动机输出功率和汽车驾驶所需的速度和转矩之间的矛盾。
汽车性能好坏,在很大程度上取决于传输和发动机匹配。
由于自动变速箱有许多的优点，所以越来越多的汽车装备了自动变速箱。
据了解，现在自动变速箱在日本，美国，东南亚的装配率占98%,95%和75%，中国的加载速率不到10%。
目前在我国的汽车上仍然装配的是手动变速箱,手动变速箱的缺点是要经常的频繁换挡,容易使司机疲劳,影响道路安全。
手动变速箱不同于自动变速箱,在燃油经济性、驾驶性能、乘坐舒适的上都存在巨大的差异,因此,自动变速箱是一个长期的目标,是一个重要的象征车辆发展的高级阶段。
目前,自动变速箱在汽车、城市公交车,高级旅游客车、军用车辆、重型载货汽车及矿用车上已呈现越来越旺盛的需求。
⑴液力自动变速箱的发展与现状
从60年代起,我国“红旗”770轿车上使用有两个前进档液压自动变速箱,在1975年又研究出具有3个前进挡的CA774液压自动变速箱。
随着中国的改革开放,大量的外国汽车进入中国市场,其中有许多高档的自动变速箱汽车,及其类别几乎所有液压自动变速箱。
这也使得大量的汽车修理企业液压自动变速箱维修变得非常熟悉。
由于自动变速箱的使用性能很好，越来越多的人们喜欢自动变速箱的汽车，有了更多的需求，国内的汽车行业也加快了研究自动变速箱。
1998年,上海通用汽车（generalmotors）（SGM）生产用于4t65e别克汽车电子控制自动变速箱正式下线,1999年开始大规模生产,在国内的汽车上将自动变速箱作为标配安装在汽车上。
1999年本田雅阁汽车合资品牌也正式投入生产,其AT为本田技术PAX型,它抛弃了行星齿轮,并选择平行轴常啮合结构,零件少,容易制造是它的强项,它使用一个完整的电子控制变速装置,可以控制速度、燃油喷射和巡航系统。
与此同时,上海大众帕萨特B5,一汽大众捷达都市先锋ag4-95都配备了自动变速箱。
神龙公司在富康988“领导者”和富康车1.6L配备了进口AL4智能型自动变速箱。
它使用了综合控制技术,实现智能控制,在电子控制单元有10种换挡规律,根据驾驶员的需要换挡，共同控制变速箱的状态。
一汽大众轿车A6采用的自动变速箱类型为Tiptronic型,自动变速箱的基础上可以提供手动换挡。
北京吉普公司小批量越野车辆上配备了切诺基AW4自动变速箱,已经达到了超过1000辆。
因此,在国内汽车选择液压自动变速箱已成为必然趋势。
由于在城市行驶时需要频繁起步换挡时，变速箱、离合箱、刹车片等使用是平常汽车的10倍。
经常会感觉疲惫，在开车时他们的心理和生理都承受了一定的压力，所以他们迫切需要使用自动变速箱。
1995年我国首次在国内公车配备Allison自动变速箱,在深圳,上海,广州,南京等城市使用,其中深圳已占据40%。
⑵电控机械式自动变速箱的发展与现状
AMT技术国内研究相对较晚,九五期间被列为科技研究项目之一的第九个五年计划。
国内AMT变速箱的处于发展阶段,与国外相比,存在相当大的差距,但在理论研究与国际水平一样。
吉林大学的原始理论AMT技术进行了广泛的研究,提出了最优转移2参数和动态参数3转变规则,最好同步转变规则,动态位移闭环控制,起动离合箱控制理论,在轻型汽车和重型车辆,汽车和其他荷载试验进行了不同的模型。
北京理工的AMT的研究主要在重型车辆,学校开发了一个装甲车辆AMT产品测试、定型试验检查,通过定型产品设计3000公里。
采用电气控制液压执行机构,可以自动移位操作,也可以手动处理移位操作,产品也有维护文件的函数,自学习功能。
原车运行机制,在电子控制系统故障,可以手动。
深圳市鑫源盛实业有限公司,实现了汽车AMT自动转变,通用汽车（generalmotors）的执行机构,分别由三个汽车油门、离合箱、齿轮、齿轮移位操作,通过传动机构的设计、选择和转移操作电机完成,使用省力设备,离合箱驱动机构,减少驱动电动机的功率。
⑶无级变速箱的发展与现状
至于机械无级变速箱,早在十年前,国内高校就在国外购买进行分析。
重庆大学对CVT的结构以及运动机理进行研究。
东风汽车公司与吉林大学、东北大学、湖北汽车工业学院合作,承担国家科技部下发的重大项目上,对CVT技术的实际应用进行研究。
目前CVT自动变速箱已经应用在许多车型上。
2常见自动变速箱的类型、原理及结构
2.1常见自动变速箱的类型
1）根据自动变速箱的结构可分为自动和半自动变速箱,进一步细分如下:
自动变速箱：
液力式、电磁式。
机械半自动变速箱:
真空式、机械、电磁、液压式（液压泵的压力）,液力式（变矩箱,偶合箱）。
2）根据自动变速箱可变速度控制模式可分为:
液压式-以液压力作为变速信号，电子式—以电流作为变速信号。
2.1.2自动变速箱类型
目前自动变速箱技术的应用，主要有以下三种形式：
液力自动变速箱（AT全称AutomaticTransmission）、电控机械式自动变速箱（AMT全称AutomaticMechanicalTransmission）、无级变速箱（CVT全称为ContinuouslyVariableTransmission）。
其中，AutomaticMechanicalTransmission和AutomaticTransmission一样，是有级变速箱的自动换档控制，而非无级变速箱。
⑴液压自动变速箱
液压自动变速箱的基本结构：
由液力变矩箱和动力转变辅助变速装置组成。
液力变矩箱安装在发动机和变速箱之间,液压油作为工作介质,传动扭矩,扭矩和变速和离合箱的功能。
液力变矩箱可以在一定范围内自动无级变化传动比和扭矩比,以适应行驶阻力的变化。
但由于液力变矩箱扭矩系数很小,不能完全满足汽车使用的要求,必须结合齿轮传动,使传动比的范围扩大。
目前,大多数的液压自动变速箱行星齿轮系统是辅助传播。
行星齿轮系统主要由行星齿轮机构和执行机构组成,不同的传动比是通过改变动态路线。
液压自动变速箱是一种最常用的自动变速箱，使用这种类型的自动变速箱,消除了手动变速箱和复杂的操作,使驾驶更简单。
与此同时,电子控制自动转换过程是柔软,光滑,所以汽车具有良好的行驶舒适和安全,优越的性能和方便的可操作性。
但是,传动效率较低,结构复杂,成本也较高。
⑵电控机械式自动变速箱
电子控制的自动机械传动是在传统的固定轴传输和干式离合箱的基础上,应用电子技术和自动变速箱理论机电一体化的协调控制。
车辆启动、自动换档控制基于电子控制单元（ECU）为核心,通过液压或气动执行机构控制离合箱的分离和组合可选的移位操作和调整发动机油门。
ECU根据车辆的运行状况（发动机转速、变速箱输入轴,汽车的速度）和驾驶员意图（节流阀打开和制动踏板行程）和道路路面状况等因素（坡道、弯曲）,根据模拟驾驶熟练的规律（换挡规律、离合箱）,借助相应的执行机构（发动机油门控制致动箱,离合箱执行箱,换挡机构）、发动机、离合箱、变速箱、自动控制的协调行动。
AMT既有自动变速箱液力自动变速箱的优点,并保留原始的手动变速箱齿轮传动的效率高、成本低、结构简单、容易制造优势。
它揉合了二者优点,非常适合我国情况的机电一体化的高科技产品。
在机械变速箱被修改的生产,在很大程度上保留了原始的装配零件,只改变手动档杆操作系统的一部分,良好的继承和转换使生产投入成本少,很容易被制造商接受。
其缺点是非动力换挡，这可以通过电子控制软件来弥补。
在三种自动变速箱中，电控机械式自动变速箱的性价比最高。
在中低档轿车、城市客车、军用车辆、载货车等方面应用前景较广阔。
⑶无级变速箱
机械无级变速箱种类很多,只有实用价值v型带式金属。
金属带式无级变速箱摩擦式无级变速箱,传输关键件与V型槽主锥轮,驱动锥轮和金属带,皮带安装在主动锥轮和驱动轮锥的V型槽。
每个锥轮的固定锥板和活动可以沿着锥盘的轴向移动,从主要的液压系统的压力,驱动到移动锥轮板,通过改变作用到主、从动锥轮可动锥盘上液压力的大小，可以使主,从动锥轮扭矩是一个连续变化的节圆半径,从而达到无级变化的目的比率。
连续机械无级自动变速箱齿轮传动比,传动功率平稳,操作方便,同时由于加速度不需要切断电源,汽车的舒适性,超车加速性能好。
特别是,他们可以使发动机总是在经济运行速度,从而极大地提高燃油经济性。
但与齿轮传动相比,效率不高,传输性能差,起动装置。
制造困难,价格也更高。
2.2自动变速箱的原理及结构
如果你驾驶的汽车配备自动变速箱,你应该知道,自动变速箱没有离合箱以及换挡机构。
我们在驾驶的时候，如果需要前进只要将传输挂入前进挡就可以，其他的操作都是自动变速箱自动操作，不需人为的去操作。
虽然自动变速箱和手动变速箱做的事情差不多，但他们的工作方式不一样,自动变速箱的工作方式较为复杂，也比手动变速箱的工作方式更具有探讨性。
本文我们主要研究自动变速箱。
我们会先了解自动变速箱的重要组成部分：
行星齿轮。
我们还会介绍自动变速箱的总成以及自动变速箱的工作原理,也会探讨一下自动变速箱在运行过程中的一些故障。
自动变速箱与手动变速箱相比最大的不同是保持发动机在一个小的范围内运行,并提供一个广泛的输出速度。
如果没有变速箱,汽车只会一种传动比,我们只能选择汽车的最高速度传动比。
如果你想将速度提高到最大值130公里/小时,那么传动比就相当于手动变速箱的三挡。
你可能从来没有试图用三档来驾驶手动变速箱驱动汽车。
如果你试一试,你很快就会发现几乎没有在开始加速。
高速行驶时,发动机会发出尖锐的声音,转速表将接近红线。
这辆车很快就会磨损,以至于无法驾驶。
因此,变速箱使用齿轮，为了更有效地利用发动机的扭矩,使发动机运行在适当的速度。
手动和自动变速箱的关键区别在于,前者将不同组的输出轴齿轮锁,以得到各种传动比;自动变速箱,相同的齿轮可以得到所有不同的传动比,自动变速箱是由行星齿轮组来实现这个功能。
下面让我们来了解行星齿轮组的工作原理。
当我们分解自动变速箱以后我们仔细地观察了它的内部结构，虽然自动变速箱的空间不大，但里面的零件很多。
除了其他部件外，您还会看到：
一套精致的行星齿轮组；
一组钢带，用于固定齿轮组的部件；
一组三个湿盘离合箱，用于固定齿轮组的其他部件；
一套神奇的液压系统，用于控制离合箱和钢带；
一个大型齿轮泵，用于运送变速箱液力传动油；
我们主要讲解的是行星齿轮组。
这个部件虽然不大但能产生不同的传动比。
变速箱内的其他零件都是去配合行星齿轮去工作。
自动变速箱由两套行星齿轮组组成一个部件。
行星齿轮组由：
太阳轮、行星架、齿圈等三个部分组成。
每个部件有不同的作用有时可以作为输出，有时也可以作为输入，或者保持不变。
他们的作用不同时他们的传动比也会随之而变得到几组不同的传动比。
变速箱中的一个行星齿轮组包括一个72齿的齿圈和一个30齿的太阳轮。
通过该齿轮组，可以得到很多不同的传动比，如表2.1所示。
表2.1传动比
输入
输出
不动
计算
传动比
A
太阳轮（S）
行星架（C）
齿圈（R）
1+R/S
3.4:
1
B
行星架（C）
齿圈（R）
太阳轮（S）
1/（1+S/R）
0.71:
1
C
太阳轮（S）
齿圈（R）
行星架（C）
-R/S
-2.4:
1
此外,如果将其中任何两个组件锁在一起,整个装置将被锁定在1:
1齿轮减速比。
我们从图表中可以看出来，A代表的齿轮传动比是一个减速齿轮，输出速度慢于输入速度。
B代表的齿轮传动比是一个超速档，输出速度比输入速度快。
C代表的传动比是一个减速档，输入与输出方向相反。
从行星齿轮组可以得到几个传动比,但这几个传动比与我们的自动变速箱相关。
因此,不需要啮合或脱离任何其他齿轮,这组齿轮可以产生所有不同的传动比。
两组连续的齿轮,可以传输需要四个前进挡和一个倒挡。
这个自动变速箱使用一组齿轮，这组齿轮组合称为行星齿轮组。
似乎是一个行星齿轮组,但事实上它就像两个行星齿轮组在一起。
齿轮组总是一个传输输出齿环,两个太阳轮,和两个行星齿轮组。
行星架的行星齿轮,行星齿轮的右边比左边的行星齿轮位置底,但与其他行星齿轮啮合。
只有左边的行星齿轮和环形齿轮啮合。
接下来,您可以看到行星架，矮行星齿轮与小太阳轮、行星齿轮与大的太阳齿轮组合。
下面图2.1显示了所有部件在变速箱中是怎么啮合传动的。
图2.1啮合传动
一挡：
在一档中,较小的太阳轮由液力变矩箱驱动涡轮机顺时针。
行星架逆时针旋转,而是单向离合箱（只允许顺时针）固定,环形齿轮作为输出。
小齿轮有30齿，齿圈有72齿，因此,根据下面的图表,传动比为:
传动比R/S=-72/30=2.4:
1。
由此得出，旋转的传动比是负的2.4:
1,说明啮合传动的输出和输入的方向是相反的。
这是两组行星齿轮的奥秘。
第一组与第二组行星齿轮啮合,第二组行星齿轮驱动环形齿轮的扭转。
正如你所看到的,这也使得更大的太阳轮旋转。
但由于离合箱有放松,所以更大的太阳轮和涡轮机旋转相反的方向（逆时针）。
图2.2一档传动
二挡：
为了能够达到二挡的传动比。
自动变速箱工作原理：
两个行星齿轮组由一个公共框架连接。
第一级行星架的实际使用较大的太阳轮作为环形齿轮。
因此,第一级包括太阳轮,行星架和齿圈。
太阳轮作为输入,齿圈固定,行星架输出。
根据上面的图表，二挡的传动比公式是:
1+R/S=1+36/30=2.2:
1。
小的太阳轮每转动一圈,行星架就转动2.2圈。
在第二层次,行星架的输入第二个行星齿轮组,大的太阳轮（不动），太阳轮为输入，齿轮环为输出，因此,得到的传动比为:
1/（1+S/R）=1/（1+36/72）=0.67:
1为得到二挡减速比,我们将第一级乘以第二级：
，得到1.47:
1减速比。
这听起来有点古怪，但的确有效如图2.3所示。
图2.3二挡传动
三挡：
大部分的自动变速箱三档的时候是1:
1传动比。
你还记得上一节中提到的我们要1:
1的输出,需要做的是行星齿轮三个部件锁定任何两个一起。
齿轮组的安排,或者更简单——你所要做的只是啮合式离合箱,每个太阳轮锁涡轮。
如果两个方向太阳轮,行星齿轮锁,那么他们只能反转。
这锁住的行星齿轮,使所有的部分作为一个整体旋转,导致1:
1比例。
超速档:
根据定义,超速档的输出速度比输入速度快，它的速度增加。
在啮合传动,超速将完成两件事。
如果你读了液力变矩箱的工作原理,可能知道锁定液力变矩箱。
为了提高效率,一些汽车液力变矩箱锁定,因此发动机的输出直接传播。
在啮合传动,超速轴通过离合箱与行星架连接到液力变矩箱壳体（通过发动机飞轮螺栓）。
较小的太阳轮空转，较大的太阳轮被超速挡制动带固定，没有部分连接到涡轮机,仅有的输入来自变矩箱外壳。
我们回到图表，行星架作为输入,太阳轮固定,环形齿轮作为输出。
传动比=1/（1+S/R）=1/（1+36/72）=0.67:
1[5]。
因此，发动机每转动三分之二圈，输出装置就旋转一圈。
如果发动机转速每分钟2000转（RPM）,输出速度是每分钟3000转。
这使得在保持引擎速度慢,汽车可以在高速行驶。
倒挡：
倒挡和一挡非常相似,但由液力变矩箱驱动涡轮机并不小,驱动较大的太阳轮不是较小的太阳轮,较小的太阳轮反向旋转,行星架固定在外壳反向齿轮刹车带。
因此,根据前一页公式,传动比:
比率=72/36-R/S=2.0:
1通过这种方式,倒挡的传动比略小于一挡的传动比[5]。
3常见自动变速箱主要元件介绍以及液压控制系统原理
3.1自动变速箱主要元件介绍
自动变速箱由液力变矩箱、变速齿轮机构、换挡执行机构、液压控制系统、电子控制系统等五大部分组成。
液力变矩箱：
液力变矩箱位于自动变速箱的最前端，安装在发动机的飞轮上，其作用与采用手动变速箱的汽车中的离合箱相似。
它利用油液循环流动过程中动能的变化将发动机床底给自动变速箱的输入轴，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，具有一定的减速増扭功能。
变速齿轮机构：
自动变速箱中的变速齿轮机构所采用的行驶有普通齿轮式和行星齿轮式两种。
采用普通齿轮式的变速箱，由于尺寸较大，最大传动比较小，只有少数车车型采用。
目前绝大多数轿车自动变速箱中的齿轮变速箱采用的是行星齿轮式。
行星齿轮机构，是自动变速箱的重要组成部分之一，主要由太阳轮（也称中心轮）、内齿圈、行星架和行星齿轮等元件组成[11]。
行星齿轮机构是实现变速的机构，速比的概念是通过以不同的元件作主动件和限制不同元件的运动而实现的、在速比改变的过程中，整个行星齿轮组还存在运动，动力传递没有终端，因而实现了动力换挡[8]。
换挡执行机构：
换挡执行机构主要用来改变行星齿轮中的主动元件或限制某个元件的运动，改变动力传递的方向和速比，主要由多片式离合箱、制动箱和单向超越离合箱等组成[15]。
离合箱的作用是把动力传给行星齿轮机构的某个元件使之成为主动件。
制动箱的作用是将行星齿轮机构中的某个元件抱住，使之不懂。
单行超越离合箱也是行星齿轮变速箱的换挡元件之一，其作用和多片式离合箱及制动箱基本相同，也是用于固定或连接几个行星排中的某些太阳轮、行星架、齿圈等基本元件，让行星齿轮变速箱组成不同传动比的档位[9]。
液压控制系统：
自动变速箱的液压控制系统主要由油泵、油箱、滤清箱、调压阀及管道所组成。
油泵是自动变速箱最重要的总成之一，它通常安装在变矩箱的后方，由变矩箱壳后端的轴套驱动。
在发动机运转时，不论汽车是否行驶，油泵都在运动，为自动变速箱中的变矩箱、换挡执行机构、自动换挡控制系统提供一定油压的液压油。
油压的调节由调压阀来实现。
电子控制系统：
驾驶员通过自动变速箱的操纵手柄改变阀板内的手动阀位置，控制系统根据手动阀的位置、节气门开度
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