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张子凌毕业设计论文

目录

摘要（中文）………………………………………………………………………1

1自动变速器的组成及原理………………………………………………………2

1.1液力变扭器的组成…………………………………………………………………3

1.2齿轮变速机构………………………………………………………………………4

1.2.1希普森式行星齿轮变速机构的组成…………………………………………4

1.2.2各挡工作原理…………………………………………………………5

1.3制动器的组成与工作原理…………………………………………………6

1.4控制系统……………………………………………………………………6

1.4.1液控系统原理……………………………………………………………7

1.4.2电液控自动变速器基本原理…………………………………………7

2自动变速箱维护………………………………………………………………9

2.1 日常检测……………………………………………………………………9

2.2自动变速器油的更换………………………………………………………10

3结论……………………………………………………………………………11

参考文献…………………………………………………………………………12

[摘要]随着电子技术和计算机的飞速发展，现代轿车装用电子控制式自动变速器已越来越普遍，如何使用、维护、检测自动变速器成为车主和维修人员关注的重点。

本文重点分析了自动变速器结构和工作原理，对自动变速器的维护方法了详细的说明，对自动变速器的使用与维护有一定的指导意义。

[关键词]自动变速器；结构；工作原理；维护

汽车自动变速箱的运用与维护

自动变速器是通过各种液压多片离合器和制动闸限制或接通行星齿轮组中的某些齿轮得到不同的传动比的。

随着电子技术和计算机的飞速发展，现代轿车装用电子控制式自动变速器已越来越普遍。

据统计，在美国的90年代新车型上，作为标准件的自动变速器装车率已超过90%，日本为73%，欧洲为25%。

自动变速器汽车具有操纵简单、乘坐舒适、动力性和经济性较好等特点。

由此，正确运用和维护自动变速箱就显得比较重要

1自动变速器的组成及原理

自动变速器由四大部分组成：

液力变矩器；齿轮变速机构；控制系统；冷却、润滑系统。

1.1 液力变扭器的组成

带锁止离合器的液力变矩器由泵轮、涡轮、导轮、锁止离合器压盘和变矩器壳等组成。

泵轮与变矩器壳体连成一体，其内部径向装有许多扭曲的叶片，叶片内缘则装有让变速器油液平滑流过的导环。

变矩器壳体与曲轴后端的驱动盘相连接。

涡轮上也装有许多叶片。

但涡轮叶片的扭曲方向与泵轮叶片的扭曲的方向相反。

涡轮中心花键孔与变速器输入轴相联。

如图变速器输入轴，涡轮通过花键装在输入轴上，泵轮叶片与涡轮叶片相对安置，中间有3～4mm的间隙。

导轮位于泵轮与涡轮之间，通过单向自由轮安装在与变速器壳体连接的导管轴上。

它也是由许多扭曲叶片组成。

图1.1

如图1.2

1.2齿轮变速机构

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。

1.2.1希普森式行星齿轮变速机构的组成

图1.3

1.2.2各挡工作原理

一、D-1挡工作原理 

1． 在D-1挡时，控制系统使离合器C0、C1接合，单向离合器F2参加工作。

2． 对超速行星排来说，离合器C0接合，将行星架与太阳轮连接在一起，超速行星齿轮排自锁，作为一体转动，传动比为1。

3． 对三挡变速部分来说，前传动轴通过离合器C1带动后传动轴、后排齿圈转动，单独看后排行星齿轮机构，齿圈顺时针输入，带动太阳轮逆时针转动。

4． 再单独看前排行星齿轮机构，太阳轮将动力传到前排行星齿轮机构后，由于单向离合器不允许前排行星架逆时针转动，所以当太阳轮逆时针转动时，行星架不转，齿圈顺时针转动，带动输出轴转动，向外输出。

5． 在整个传动过程中，经过两排行星齿轮降速，变速器处于一挡。

二、L挡工作原理

1．  L挡时离合器C0、C1接合、制动器B3制动。

2．  对超速行星排来说，离合器C0接合，将行星架与太阳轮连接在一起，超速行星齿轮排自锁，作为一体转动，传动比为1。

3．  对三挡变速部分来说，前传动轴通过离合器C1带动后传动轴、后排齿圈转动，单独看后排行星齿轮机构，齿圈顺时针输入，带动太阳轮逆时针转动。

4．  再单独看前排行星齿轮机构，太阳轮将动力传到前排行星齿轮机构后，由于制动器B3不允许前排行星架转动，所以当太阳轮逆时针转动时，行星架不转，齿圈顺时针转动，带动输出轴转动，向外输出。

5．  与D-1挡工作元件比较，L挡时，制动器B3制动前排行星架，所以在正向传动中，即由发动机向车轮传动时，L挡工作原理与D-1挡完全相同，但是在反向传动时，即由车轮向发动机传动时，由于B3制动了前排行星架，所以在L挡时反拖。

而D-1挡不反拖。

三、D－2挡工作原理

1． D－2挡时离合器C0、C1接合、制动器B2制动、单向离合器F1参加工作。

2.  同D-1挡一样，C0接合时，超速行星排的传动比是1。

3． 对三挡变速机构来说，C1接合，动力传到后排齿圈，这些同于一挡。

制动器B2和单向离合器F1工作，不允许太阳轮逆时针转动，允许顺时针转动。

对于后排行星齿轮机构来说，齿圈顺时针输入，力图使太阳轮逆时针转动，而太阳轮不动，所以齿圈带动行星架转动，行星架带动输出轴转动而输出。

对于前排行星齿轮机构来说，齿圈顺时针转动，行星架自由转动，不影响后排行星齿轮机构输出。

4． 由于是齿圈带动行星架转动，所以是减速传动，变速器处于二挡。

四、2-2挡工作原理

1． 2-2挡时离合器C0、C1接合、制动器B1制动。

2.  当选挡手柄位于2位置时，自动变速器可以有1挡和2挡，2-1挡工作原理与D-1挡相同，这里不再赘述。

3． 与D-2挡工作元件比较，在D-2挡时，太阳轮由单向离合器F1、制动器B2控制不允许其逆时针转动，允许顺时针转动，而在2-2挡时，太阳轮由制动器B1控制既不能顺时针转动，也不能逆时针转动，所以在正向传动中，即由发动机向车轮传动时，2-2挡工作原理与D-2挡完全相同，但是在反向传动时，即由车轮向发动机传动时，由于B1制动了太阳轮，所以在2-2挡时反拖。

4． 2-2挡动力传递线路与D-2挡相同。

五、D－3挡工作原理

1． D－3挡时离合器Ｃ0、C1、C2接合。

2． 同D-1挡一样，C0接合时，超速行星排1：

1的输出。

3． 对三挡变速机构来说，C1接合，动力传到后排齿圈，这些也同于一挡。

C2接合，动力传给太阳轮。

对于后行星齿轮排来说，齿圈和行星架都与中间轴连接，所以后行星齿轮排自锁，由此也导致了整个前后排行星齿轮自锁，所以，前后行星齿轮作为一个整体转动向外输出。

4． 由于超速行星排和三档齿轮排传动比均为1，所以整个传动的传动比为1， 通常称为直接挡.

六、D－4挡工作原理

1． D－4挡时制动器B0制动、离合器C1、C2接合。

2． 对超速部分来说，B0制动，制动太阳轮，超速行星排中行星架输入，太阳轮固定，齿圈输出，传动比小于1，为超速传动。

3． 对于三挡部分来说，传动同于D-3挡，即传动比为1。

4． 超速部分与三挡部分合起来整个传动为超速传动。

变速器处于4挡。

七、R挡工作原理

1． 当选挡手柄在R位置时为倒挡，倒挡时离合器C0、C2接合，制动器B3制动。

2． 同D-1挡一样，C0接合时，超速行星排1：

1的输出。

3． C2接合时，动力传给太阳轮。

当制动器B3制动时，制动前排行星架，对前排行星齿轮机构来说，太阳轮顺时针输入，行星架制动，齿圈逆时针减速输出。

4． 自动变速器倒挡传动。

1.3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。

1.3.1.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。

1.3.2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）.带式制动器组成及原理：

　　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。

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：

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，是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。

1.4控制系统

1.4.1液控系统原理

节气门对应的节气门阀产生节气门油压，速控阀产生与车速相对应的速控油压，换挡阀控制换挡油路，控制系统的工作油压在换挡阀的控制下通过高挡油路进入变速机构，使自动变速器挂上高挡，通过低挡油路进入变速机构，使自动变速器挂上低挡，

　　当汽车负载大，节气门开度大，车速低时，节气门阀输出的节气门油压高，速控阀输出的速控油压低，换挡阀左侧大于右侧油压，阀芯右移，工作油压将通过换挡阀、低挡油路进入变速机构，使低挡离合器或制动器结合，自动变速器挂上低挡。

　　当汽车负栽小，车速高时，节气门阀输出的节气门油压低，速控阀输出的速控油压高，换挡阀中左侧油压低于右侧油压，阀芯左移，工作油压将通过换挡阀、高挡油路进入变速机构，使高挡离合器或制动器结合，自动变速器挂上高挡；

　　从上述分析可以看出，换挡阀的移动，主要取决于换挡阀左右侧节气门油压和速控油压的油压差，阀芯移动，将使不同的离合器、制动器接合，从而使变速机构输出不同的挡位。

图1.4

1.4.2电液控自动变速器基本原理

为电液控自动变速器基本原理示意图。

　　与液控自动变速器不同的是换挡阀左右侧的油压不再是节气门油压和速控油压，取而代之的是由换挡电磁阀控制的油压。

节气门位置传感器感受节气门开度信号，车速传感器感受车速信号，这些信号送给自动变速器电脑ECT　ECU，电脑将这些信号经过处理后发出指令，控制电磁阀A阀和B阀工作，例如节气门开度大，车速低时，节气门位置传感器和车速传感器将节气门开度大的信号和车速低的信号送给ECT　ECU，ECT　ECU发出指令，电磁阀B通电，打开换挡阀右侧油压的通道，让换挡阀右端泄压；电磁阀A不通电，工作油压加到换挡阀的左端，阀在油压以及弹簧的作用力下右移，接通了低挡油路，使变速机构的低挡离合器或制动器接合，变速机构挂上低挡。

　　当车速高，节气门开度小时，ECTECU使电磁阀A通电，换挡阀左侧泄压，电磁阀B不通电，换挡阀右侧加控制油压，阀芯在油压差的作用下左移，接通了高挡油路，使变速机构的高挡离合器、制动器接合，变速机构挂上高挡。

图1.5

2自动变速箱维护

2.1日常检测

1.经常检查自动变速器油 

   自动变速器对油液的要求极其严格，它要求油液不仅有润滑、清洗、冷却作用，还应具有传递扭矩和传递液压以控制离合器、制动器的工作性能，所以自动变速器油是一种特殊的高级润滑油，通常称之为ATF，其型号有很多种，国内常见的有Ford标准F型和GM标准 DEXRONII型，使用时切记要认清。

ATF型号不同，其摩擦系数就不一样。

若该使用DEXRONII 型而错用为F型，则会使自动变速器发生换挡冲击和制动器、离合器突然啮合的现象。

F型错用为DEXRONII型则会引起自动变速器内离合器、制动器打滑，加速摩擦片早期磨损。

   另外，自动变速器油量的检查也很重要，自动变速器的生产厂家不同，工作液的检查条件也就不同。

检查时一般都要求在变速器热态（油温50℃80℃）时将汽车停放在水平路面上，发动机怠速运转（本田车规定发动机熄火），选挡杆放在P位（日产车允许放在N位），此时抽出油尺擦净后重新插入再拔出检查，油面应达到油尺上规定的上限刻度附近为准。

    油质的检查，一般使用和维护人员因无检测设备，只能从外观上判断，可用手指捻一捻，感觉一下粘度，用鼻子闻一闻气味如何，若已变色或有烧焦的气味，则应更换新油。

2.停车挡的制动性能检查 

   在坡道上停车，应将选挡杆扳入P位，此时松开制动踏板，汽车应不会自行滑下。

若需要将选挡杆从P位移开，应记住必须先踩下制动踏板，否则会摘不下来，因此在停车挡无制动性能时应检查维修。

3.检查手动选挡机构 

   手动选挡机构从选挡杆到手动阀是通过连杆或拉线连接起来的，均有调整部位。

手动手柄的位置应与自动变速器内的弹簧卡片位置一一对应，若不对应则需调整。

手动选挡机构的调整往往被忽视，有时自动变速器修理结束后，由于没有调整选挡机构，最后导致换挡冲击力过大，甚至会造成事故。

4.制动带的调整 

    自动变速器的制动带为可调结构的均需调整，以补偿其正常磨损。

制动带的调整应遵照厂家的技术规定，调整后可通过道路试验判断调整的结果。

制动带调整的作业位置，视变速器的型号而不同。

2.2正确使用自动变速器油 

自动变速器油（ATF）是特殊的高级润滑油，不仅具有润滑、冷却作用，还具有传递扭矩和液压以控制自动变速器的离合器和制动器工作的性能。

如果对自动变速器油不按规定使用，将影响自动变速器使用寿命。

1、合理选用

   自动变速器型号很多，各国用油规定也不同。

我国一般使用兰州、上海炼油厂生产的自动变速器油，按其100℃运动粘度分为6号、8号两种规格，其中8号油用于各种轿车、轻型客车的液力变速器，可以替代国外的同类产品。

目前世界各国主要使用通用公司的Dexron、Dexronl、Dexronll型和福特公司的E、F型。

2、正确加注

    严格控制加油量自动变速器油量的多少，对其使用性能和使用寿命均有较大影响。

若油面低于标准，机油泵会吸入空气，导致庹气混入工作液，降低油压，使各控制阀和执行元件动作失准，操纵失灵；如果控制阀体浸滑于自动变速器油中，则液压管路中的制动器、离合器的泄油口会被自动变速器油阻塞。

    正确方法将汽车停放在水平路面，选档杆放入停车位（P档位），从加油口注入自动变速器油液达到规定的标准。

起动发动机，在发动机怠速动转的情况下，移动选档杆经所有的档位后回到P档位，然后再加油至规定的标准。

加强检查

    油量检查自动变速器生产厂家不同，油量的检查条件也不同。

检查时一般都要求：

变变速器在热态（油温50℃80℃），发动机怠速运转，将自动变速器的选挡杆在各挡杆位轮换停留短时，使油液充沛变矩和油缸。

油面应达到油尺上规定的上限刻度附近为准。

3、油质检查

    正常的变速箱油应该是无味、半透明，红或黄色。

如果使用不当，容易出现油液变质，无检测设备检查时，只能从外观上判断，可用手指捻一捻，感觉一下粘度，用鼻子闻一闻有无特殊的气味。

4、油温和通气管检查

    油温是影响自动变速器和自动变速器使用寿命的一个重要因素。

行车途中注意检查变速器壳体的温度是否正常，发现温度过高，应立即停车检修。

5、定期更换

每家汽车生产企业生产的轿车品牌不同，换油周期也不相同，部分国产车自动变速箱车换油周期：

1、上海大众系列：

每6万公里更换ＡＴＦ；

2、福特：

每4万公里检查一次，每6万公里更换ＡＴＦ；

3、广州本田：

每4万－6万公里更换ＡＴＦ；

4、丰田：

每4万公里更换ＡＴＦ；

5、一汽大众、一汽轿车：

每6万公里更换ＡＴＦ；

6、东风雪铁龙：

每6万公里更换ＡＴＦ。

   将设备和汽车的电源连接，使用配套的接头将设备和变速器冷却管相接。

然后，在发动机怠速状态下，加入自动变速器清洗剂，用脚踩住刹车，逐一更换自动变速器的各个档位，以清除有害的物质，然后借助于设备全面更换自动变速器油液。

   向自动变速器中兑入自动变速器保护剂，添加比例为5%，对老旧车的自动变速器，最好加入一瓶自动变速器止漏剂，以恢复变速器密封件的老化，防止渗漏。

3.结论

随着人们对自动档汽车的青睐，越来越多的人开始驾驶自动档汽车，但是却很少有人知道自动档汽车的自动变速器应该如何使用，如何保养，很多车主在使用自动档汽车的过程中，并没有对汽车的自动变速器进行特殊的保养，导致自动变速器出现了不可修复的问题。

本文对汽车自动变速箱的结构和工作原理进行了详细的论述，并且说明了自动变速箱日常检测和维护的方法，对自动变速箱使用及维护有一定的指导意义。

[参考文献]

[1]张沈生《汽车维修技术的发展》.汽车维修,2002年版

[2]曹德芳《汽车维修[M].北京》人民交通出版社,1999年版

[3]邵松明《汽车维护与修理》2003年版

[4]吴玉基《汽车自动变速器构造与维修》人民交通出版社，2002年版

[5]过学讯《汽车自动变速器》机械工业出版社，2001年版