6轿车自动变速箱的结构原理与检修甄文超doc.docx
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6轿车自动变速箱的结构原理与检修甄文超doc
毕业设计（论文）
（说明书）
题目：
轿车自动变速箱的结构原理与检修
姓名：
甄文超
编号：
平顶山工业职业技术学院
年月日
平顶山工业职业技术学院
毕业设计（论文）任务书
姓名甄文超
专业汽车运用技术
任务下达日期年月日
设计（论文）开始日期年月日
设计（论文）完成日期年月日
设计（论文）题目：
A·编制设计
B·设计专题（毕业论文）
指导教师
系（部）主任
年月日
平顶山工业职业技术学院
毕业设计（论文）答辩委员会记录
机械工程系汽车运用技术专业，学生于年月日
进行了毕业设计（论文）答辩。
设计题目：
专题（论文）题目：
轿车自动变速箱的结构原理与检修
指导老师：
答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生毕业设计（论文）成绩为。
答辩委员会人，出席人
答辩委员会主任（签字）：
答辩委员会副主任（签字）：
答辩委员会委员：
，，，
，，，
平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语
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学生姓名：
甄文超专业汽车运用技术年级2009级
毕业设计（论文）题目：
轿车自动变速箱的结构原理与检修
评阅人：
指导教师：
（签字）年月日
成绩：
系（科）主任：
（签字）年月日
毕业设计（论文）及答辩评语：
摘要
自动变速器具有操作容易、驾驶舒适、而且能减少驾驶者疲劳的优点，已成为现代轿车配置的一种发展方向。
随着装备自动变速器的车辆增加，以及国产车型中装备的自动变速器的车辆进入维修阶段，大量的自动变速器维修业务迫使汽车维修企业不断提高自动变速器维修技术。
由于自动变速器是集机械、液压、电子技术于一体的产物，其结构复杂，原理难懂，对装配工艺的要求相对较高。
因此，对轿车的自动变速器的维修将成为汽车修理的重大事项。
本文具体的介绍了轿车自动变速器的结构原理，以及对一些自定变速器的常见问题的检测与修理。
关键词：
自动变速箱常见故障修理
ABSTRACT
Easyoperationwithautomatictransmission,drivingcomfort,reducedriverfatigueandadvantagesoftheconfigurationhasbecomeamoderncardevelopment.
Withtheincreaseinvehiclesequippedwithautomatictransmission,aswellasdomesticmodelsinautomatictransmissionequippedvehiclestoenterthemaintenancephase,alargenumberofautomatictransmissionrepaircarrepairbusinesstoforceenterprisestocontinuouslyimprovetheautomatictransmissionrepairtechnology.Astheautomatictransmissionisamechanical,hydraulicandelectronictechnologiesinoneproduct,itscomplexstructure,difficulttounderstandtheprinciple,therequirementsoftheassemblyprocessisrelativelyhigh.Therefore,theautomatictransmissioncarmaintenanceautorepairwillbecomemajorissues
Thispaperdescribesthespecificstructureoftheprincipleofautomatictransmissioncars,aswellassomeself-determinedtransmissionfrequentlyaskedquestionsofdetectionandrepair
Keywords:
automatictransmissionrepaircommonfaults
目 录
第一章自动变速器的优点与发展历程………………………..1
1.1自动变速器的发展1
1.1.1自动变速器的发展历程1
1.1.2自动变速器的发展趋势。
1
1.2自动变速器的优点3
1.3自动变速器的应用3
第二章自动变速箱的结构与原理……………………………..5
2.1自动变速箱的液压控制系统5
2.1.1液压控制系统的组成5
2.1.2液力变矩器的基本原理5
2.1.3液力偶合器和液力变矩器的能量转换原理6
2.1.4单向离合器和锁止离合器的应用7
2.1.5油泵7
2.1.6自动变速器的机械变速机构9
2.1.7液压控制系统的工作原理10
2.2自动变速箱的控制原理14
第三章自动变速器的检修…………………………………….26
3.1自动变速器拆卸的基本步骤26
3.2自动变速器的拆卸与检验26
第四章汽车自动变速箱常见故障及分析……………………30
4.1自动变速器油路故障的诊断30
4.2自动变速器打滑故障的诊断31
4.3换挡冲击过大故障的诊断32
4.4无超速档33
4.5自动变速器异响34
第五章结论…………………………………………………….36
参考文献…………………………………………………………38
第一章自动变速器的优点与发展历程
1.1自动变速器的发展
1.1.1自动变速器的发展历程
1926年别克汽车第一次将液力偶合器和手动变速器装在一起。
尽管不是自动变速器，但偶合器的优点已经显出来。
变速器在前进档上，发动机也可以怠速运转。
1940年美国奥兹莫比尔汽车上装上了第一台现代意义的自动变速器。
这是一种槽置式的串联式行星齿轮机构的液压控制变速器，20世纪50年代起美国三大汽车公司都已经开始批量生产自动变速器。
1968年法国雷诺第一次在自动变速器上使用了电器元件。
1982年丰田公司生产出第一台由微机控制的电控自动变速器，它家就是装配在四缸佳美上的A—140E自动变速器。
1984年美国奥兹莫尔汽车上装上了THM440—T4美国的第一台电子控制的自动变速器，到20世纪80年代末美国三大公司都分别推出了两种以上的电子控制自动变速器。
1992年以前生产的电子控制自动变速器的执行器——电磁阀最多的也只有两个，一个负责变矩器锁止，一个负责D位上四挡的升降，在这一阶段电子控制还处于辅助阶段。
1992年至1994年是电子控制变速器飞速发展的阶段。
电磁阀特别是换挡电磁阀数量的增加，使得换挡电磁阀已经完全取消了节气门油压和速度油压对D位升挡的控制。
经济模式、运动模式、雪地驾驶模式这些控制模式的出现使汽车的驾驶随心所欲。
1.1.2自动变速器的发展趋势。
现代汽车变速器的发展趋势是向着可调自动变速器或无级变速器方向发展。
采用无级变速器可以节约燃油，使汽车单位油耗的行驶里程提高30%。
通过选择最佳传动比，能够使发动机保持在很窄的转速范围内运转，从而获得最有利的功率输出，无级变速器传动比传统的自动变速器结构更简单而紧凑。
近年来，随着微电子技术的飞速发展，电子控制自动变速器的问世，给汽车带来了更理想的传动系统。
机电一体化技术进入汽车领域，推动了汽车变速装置的重大变革。
自动变速器装置均出现了电子化的趋势：
（1）电子控制全域锁止离合器：
为了提高传动效率，改善经济性能，轿车用自动变速器普遍采用了液力变矩器锁止离合器，并进行电子控制以保持其换档的平顺性。
锁止式液力变矩器其功能特点所决定了自动变速器由液力偶合器——液力变矩器——锁止式液力变矩器的过程。
液力变矩器除了能传递扭矩外，还能增大发动机的扭矩，以吸收扭转振动的作用，液力偶合器却不能。
带锁止离合器的液力变矩器，克服了液力变矩器输出轴与输入轴之间存在滑动而使液力变矩器传动效率降低的缺点，这种锁止装置实际上是全自动离合器。
锁止离合器时，液力变矩器将不起作用。
这对改善燃料的经济性和降低变速器的温度有益处。
（2）适合于整车驱动系统的电子控制智能型自动变速器：
智能型的电子控制自动变速器的电子系统可以在汽车行驶过程中，对汽车的运行参数进行控制，合理地选择换档点，而且在换档过程中对恶化的参数进行修正。
如：
摩擦片的摩擦系数、油的粘度、车辆的负荷变化等。
同时具有自动诊断系统，可以将汽车运行中的故障记录下来，便于维护。
电子控制技术利用微机控制变速器，不仅使换档程序更加符合驾驶员的意愿，而且还能利用模糊控制理论，解决特殊情况下变速程序的复杂问题，使自动变速器的控制能力及可靠性大幅度提高。
现代电子控制自动变速器的主要特点是一机（微机）多参数、多规律性的控制。
多参数指输入微机的控制参数多元化，即控制参数不仅有发动机转速、车速、节气门开度等信号，而且又反映发动机、变速器工作环境和行驶等信号。
可见控制参数多元化，更能全面的反映发动机和变速器的实际工况；多规律是指控制微机时存储多种不同的换挡规律，如最佳经济性、动力性，各种加速行驶时的最佳经济性、最佳排放量等，驾驶员可按需要调用相应的规律实现最佳控制。
总之电子控制能实现多参数、多规律性的控制，使发动机和变速器在不同油门开度和各种行驶环境下都能处于最佳工作状态。
日本丰田凌志牌高级轿车应用了智能型发动机一变速器综合控制系统。
该系统利用计算机控制系统进行综合控制。
在变速时，使发动机扭矩临时降低，与此同时，控制离合器油压，使变速平稳。
在离合器油压控制中，检测与预计最优化值的偏差，并利用新开发的线性电磁阀进行修正反馈控制。
（3）电子控制无级变速器（ECVT）：
随着电子技术的应用，电子控制的V型金属带型无级变速器在西欧及日本得到重视，正在积极开发市场，以希望其一步到位。
目前研制开发并在微型轿车上采用此类变速器约有日本富士重工公司及荷兰VDT公司等。
由于电子技术的不断发展和进步，特别是微机控制功能的进一步增加，各种传感器和执行机构性能的改善，所以在自动变速器上也开始大量采用。
1969年出现的程序式变速器是电子技术在自动变速器中的首次应用。
进入20世纪80年代后，大规模集成电路技术的发展，使得由微机控制发动机和变速器自动换档成为可能。
在我国，上海通用汽车公司在其生产的别克轿车上装备了4T65—E电控液力自动变速器，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10月份正式下线生产。
（4）自动预选式换档系统：
近来采埃孚公司又开发了一种自动预选式换档系统，它可以使驾驶员体会到驾驶车辆的快感，又不需要紧张费力的操作。
这种自动预选式换档装置，是全自动换档系统的基础，它的性能包括：
电子控制自动选档，换档时刻由驾驶员确定：
驾驶员不需要手操作换档。
主动和被动保护装置；诊断屏幕实现系统监督。
（5）小型化：
减轻重量、缩短动力传递路线，能使汽车节油，自动变速器的小型化正起着这种作用。
20世纪70年代以来微型车急剧增多，从而为自动变速器小型化提供了前提条件。
此外，自动驱动桥（即把变速器与驱动桥合为一个整体）的趋势十分突出，小型化又推动了前置前驱动（FF）化和自动驱动桥的发展。
当今世界各大汽车公司对无级变速器的研制都十分活跃。
不久的将来，可望电子控制式的无级变速器将得到广泛的应用和发展。
1.2自动变速器的优点
自动变速器取消了传统的离合器片与离合器压盘，取而代之的是液力变矩器，它的优点是通过自动变速器的油液按传递发动机传出的动力，这样即使在车辆怠速挂档后也不会熄火，而且发动机的动力平缓地传递给变速器。
另外，它可以实现在前进档位下的自动变档，即根据车辆的负荷以及车速的变化增减档，减少了人为换档的劳动量，使人们在城市拥挤的交通状况下享受到轻松的驾车感受。
1.3自动变速器的应用
（1）液压控制式自动变速器。
这是一种利用车速和加速踏板踏入量之间的关系所决定的传动比，通过油压控制机构进行自动控制的变速器。
常用的液压控制式自动变速器一般由液力偶合器或液力变矩器、液压操纵系统和行星齿轮传动系统组成。
液力变矩器虽然能在一定范围内无级地改变扭矩比，但由于它存在着变扭能力与效率之间的矛盾，目前应用的液力变矩器一般变扭系数都不够大，难以满足汽车使用要求，故在高级轿车上，广泛采用的是液力变矩器与齿轮式变速器联合组成液力机械式自动变速器。
与液力变矩器配合使用的齿轮式变速器有行星齿轮式变速器和固定轴线式齿轮变速器两种。
国产红旗牌高级轿车上采用的就是液力变矩器与行星齿轮式变速器联合的液力机械式自动变速器，它由一个四元件（泵轮、涡轮、第一导轮与第二导轮）的综合液力变矩器与可以自动换档的两个行星齿轮变速器所组成。
（2）电子控制式自动变速器。
常规的汽车自动变速器中锁止式液力变矩器均靠液压传动，但随着电子技术在汽车上的推广应用，采用微型电子计算机等装置作为自动变速器的液压控制装置，再用某些液压控制装置对变速器换档机构进行操纵控制，这样不仅使换档时间更加精确、换档更加平稳，而且操纵自如灵活：
另一方面可以使变速档尽量与驾驶员的意愿相结合；其次采用电子控制，通过选择适合行驶状态的最佳传动比，可以提高汽车的动力性，提高乘坐的舒适性，并与发动机控制相结合，相应提高燃油的经济性。
电子控制式自动变速器是利用油压回路的电磁线圈通电和断电，来控制变速器的变速定时及变速时的过渡特性。
其电子控制系统主要有：
变速点控制、自锁控制、变速时过渡特性控制、油压控制、变速时锁止控制等。
在电子控制式自动变速器中，由车速传感器和节流阀开度传感器将车速和节流阀开度转换成电信号后，作为电子控制装置电控单元的输入信号，经变速器中的电控单元计算处理后，再适时输出信号给电磁阀，利用这些电磁阀来控制油压回路。
显而易见，液压控制式自动变速器与电子控制式自动变速器的不同之处在于，利用电子技术检测方式和对油压的控制方式上，电子控制式自动变速器是采用传感器来检测车速和节流阀开度，利用电子技术对电磁阀进行控制，从而实现对汽车自动变速器进行更迅速、适时和更精确的控制。
【1】
第二章自动变速箱的结构与原理
2.1自动变速箱的液压控制系统
2.1.1液压控制系统的组成
自动变速器的自动控制是依靠由动力元件、执行机构和控制机构组成的液压控制系统来完成的。
动力元件是油泵；执行机构包括各离合器、制动器的各液压缸；控制机构包括主油路调压阀、手动阀、换挡阀及锁止离合器控制阀等。
它们都安装在自动变速器上。
电控液力自动变速器中的液压控制系统由油泵、阀体、储能器、执行机构和连接管路组成，主要控制换挡执行机构的工作，根据汽车运行状态将压力油调压后作用于液力变矩器、离合器及制动器。
2.1.2液力变矩器的基本原理
液力变矩器是一种液力传动装置，它以液体为工作介质来进行能量转换。
它的能量输入部件称为泵轮，以“B”表示；它和发动机的输出轴相连，并将发动机输出的机械能转换为工作介质的动能。
能量输出部件为涡轮，以“T”表示；它将液体的动能又还原为机械能输出。
1.液力偶合器的工作原理
如图2-1所示为液力偶合器原理图。
泵轮2固定在发动机曲轴上，为能量输入端，涡轮4固定在输出轴5上，为输出端。
泵轮和涡轮之间有2-4mm的间隙，整个偶合器充满了液体工作介质。
发动机曲轴，2-泵轮，3-偶合器壳体，4-涡轮，5-偶合器输出轴
图2-1液力偶合器
2.泵轮的运动
⑴发动机启动后，曲轴1旋转并带动泵轮2同步旋转。
充满在泵轮叶片间的工作液体随着泵轮同步旋转，这是工作液体绕传动轴的牵连运动。
⑵在离心惯性力的作用下，工作液体在绕传动轴坐牵连运动的同时，它沿叶片间的通道从内缘向外缘流动，这是流体和叶片间的相对运动，并于泵轮的外缘流入涡轮。
3涡轮的运动
工作液体流入涡轮后，把从泵轮处获得的能量（动量）传递给涡轮，使涡轮旋转。
从涡轮外缘（涡轮入口）流入的液体，既随涡轮旋转作牵连运动，又从外缘向内缘（涡轮出口）流动，这是涡轮叶片和流体的相对运动，最后，流体经涡轮内缘又流回泵轮
2.1.3液力偶合器和液力变矩器的能量转换原理
1.液力偶合器的能量转换
流体在偶合器（变矩器）内的循环流动是一个相当复杂的三维流动，流体与工作叶片间的相互作用也相当复杂。
因此，分析这类问题时，在流体力学方面作了一系列假定后，一般用一元流束理论来描述。
对于专业性较强的一些描述方式和术语，不作介绍。
2.变矩器的能量传递原理（见图2-2）
液力变矩器与液力偶合器在结构上的最大区别就是液力变矩器比液力偶合器多加装了一个固定的流体导向装置——导轮。
图2-2所示为最简单的液力变矩器的结构简图。
它由泵轮1、涡轮2和导轮3等三个基本组件组成。
当泵轮1由发动机驱动旋转时，工作液体泵轮的外端出口b甩出（R2即表示泵轮叶片出口在中间旋转曲面上的半径）而进入涡轮，然后自涡轮的C端（R3表示涡轮叶片出口在中的旋转曲面的半径）流出而进入导轮，再经导轮a端流入端流入泵轮而形成环1
图2-2变矩器结构图1-泵轮，2-涡轮，3-导轮
2.1.4单向离合器和锁止离合器的应用
涡轮转速升高以后，由涡轮流出流体的绝对速度的方向改变，使这些流体冲击导轮叶片的背部而引起了导轮流进泵轮的流体的方向改变而使流体对泵轮产生了一个阻滞泵轮运动的力矩。
要改变这种状况，关键是改变导轮流出流体绝对速度方向的改变。
1单向离合器的作用
当涡轮的转速不高，由于涡轮出口流体力图使导轮反转（指和泵轮转向相反），此时单向离合器反向锁止，导轮被固定不动。
最终使涡轮的输出力矩大于泵轮力矩。
当涡轮转速再升高，涡轮出口流体开始冲击导轮叶片背部，导轮旋转，导轮出口流体的绝对速度改变，使导轮输出力矩保持在偶合状态。
2锁止离合器的作用
当涡轮转速达到一定值以后，它就只能工作在耦合器的工作状态，成为一个耦合器。
当汽车处于高速轻载时，其效率必然很低。
当汽车高速轻载时，把变矩器的泵轮和涡轮直接锁止在一起形成机械传动，充分发挥机械传动效率高的特点，汽车在良好路面行驶时，通过锁止装置把泵轮和涡轮锁止在一起，使汽车高速行驶时的效率大为提高。
2.1.5油泵
液压系统的动力源主要是油泵。
在自动变速器中的电液控制系统中所用的油泵大致有三种类型。
一种是齿轮泵，一种是转子泵，第三种是叶片泵。
1.齿轮式油泵的结构和原理
在自动变速器中所用的齿轮泵一般是内啮合齿轮泵。
泵主要由泵体、从动论（齿圈）、主动轮和导轮轴组成。
由于从动论是一个齿圈且较大，而主动轮是一个较小地外齿轮，所以，在主、从动齿轮之间的空隙用一个月牙型隔板把这个容腔分为两部分。
其中一腔是进油腔（或称吸油腔），另一腔是压油腔（或称排油腔）。
2.转子式油泵的结构与原理
转子泵实际也是内啮合齿轮泵系列中的一种。
但它的齿型不是一般的渐开线齿轮而多用摆线，所以又称为摆线转子泵。
它主要由一对内啮合的转子组成。
内转子为外齿轮，且为主动件；外转子为内齿轮，是从动件。
内转子一般比外转子少一个齿。
内外转子之间是偏心安装。
内转子的齿廓和外转子的齿廓是由一对共轭曲线组成，因此内转子上的齿廓和外转子上的齿廓相啮合，就形成了若干密封容腔。
3.叶片泵的结构和原理
自动变速器叶片泵的工作原理（如图2-3）和普通液压传动用的单作用叶片泵的工作原理一样。
这种油泵由转子1、定子2和叶片3及端盖等组成。
定子具有圆柱形内表面，定子和转子之间有偏心距e。
叶片装在转子槽中，并可在槽中滑动。
当转子回转时，由离心力的作用，使叶片紧贴在定子内壁，在定子、转子、叶片和端盖间就形成了若干个密封空间。
图2-3叶片泵原理图
1转子2叶片3定子
4.变量泵的结构与原理
上述三种油泵的排量都是固定不变的，称为定量泵。
为保证自动变速器的正常工作，油泵的排量应足够大，以便在发动机怠速运转的低速工况下也能为自动变速器各部分提供足够大的流量和压力的液压油。
定量泵的泵油量是随转速的增大而成正比的增加的。
当发动机在中高速运转时，油泵的泵油量将大大的超过自动变速器的实际需要，此时油泵泵出的大部分液压油将通过油压调节阀返回油底壳。
由于油泵泵油量愈大，其运转阻力也愈大，因此这种定量泵在高转速时，过多的泵油量使阻力增大，从而增加了发动机的负荷和油耗，造成了一定的动力损失。
为了减少油泵在高速运转时泵油量过多而引起的动力损失，目前用于汽车自动变速器的叶片泵大部分都设计成排量可变的形式（称为变量泵或可变排量式叶片泵）。
采用这种油泵的车型有福特、马自达、大宇等轿车。
这种叶片泵的定子不是固定在泵壳上，而是可以绕一个销轴做一定的摆动，以改变转子与定子的偏心距，从而改变油泵的排量。
在油泵运转时，定子的位置由定子侧面控制腔内来自油压调节阀的反馈油压来控制。
当油泵转速过低时，泵油量较小，油压调节阀将反馈油路关小，使反馈压力下降，定子在回位弹簧的作用下绕销轴向顺时针方向摆动一个角度，加大了定子与转子的偏心距油泵的排量随之增大；当油泵转速增高时，泵油量增大，出油压力随之上升，推动油压调节阀将反馈油路开大，使控制腔内的反馈油压上升，定子在反馈油压的推动下绕销轴向逆时针方向摆动，定子与转子的偏心距减小，油泵的排量也随之减小，从而降低了油泵的泵油量。
2.1.6自动变速器的机械变速机构
手动变速器一般用外啮合普通齿轮变速机构，而自动变速器一般用内啮合的行星齿轮机构。
和普通手动变速器相比，在传递同样功率的条件下，内啮合行星齿轮机构可以大大减小变速机构的尺寸和重量；并可以实现同向、同轴减速传动。
此外，由于采用内啮合传动，变速过程中动力不间断，加速性好，工作可靠。
行星齿轮机构的基本结构和工作原理
行星齿轮机构按照齿轮排数不同。
可以分为单排和多排行星齿轮机构。
多排行星齿轮机构一般由几个单排行星齿轮机构组成。
在自动变速器中一般应用2-3个单排行星齿轮机构组成一个多排行星齿轮机构。
但单排行星齿轮机构是分析多排行星齿轮机构的基础。
1.单排行星齿轮机构和它的传动原理
一个单排行星齿轮机构由太阳轮1、行星齿轮和行星齿轮架2及环齿圈3组成。
由于行星齿轮和行星架是一个整体（以下简称行星架），所以，在一个行星排中只有三个
基本组件：
太阳轮、行星架和环齿圈。
2.单排行星齿轮机构的组合方式
由于单排行星轮机构有两个自由度，因此，它没有固定的传动比，不能直接用于变速传动，也就不能传递功率。
所以，行星排在传递功率时，三组件中的一个必须被锁止，使其它二个组件中的一个为主动件，另一个为从动件。
通过这两个组件才可能传递功率，也才有固定的传动比。
一个行星排可以得到八种不同的组合方式。
3.变速机构中换档执行机构与工作原理
内啮合式的行星齿轮机构，通过对行星排基本独立组件采取不同的约束，就可以改变传动关系而得到不同的传动比，使自动变速器得到不同的档位。
对行星排各基本独立组件进行约束的机构，就是换档执行机构。
换档执行机构由离合器、制动器和单向离合器组成。
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