论文自动变速器检测与维修傅银龙.docx
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论文自动变速器检测与维修傅银龙
毕业设计（或论文）
课题名称
自动变速器检测与维修
院/专业
机械工程学院/汽车检测与维修
班级
汽维0823
学号
学生姓名
傅银龙
指导教师：
周立
2011年5月23日
概要
自动变速器的核心控制装置是液压控制装置，液压控制装置由油泵、阀体、离合器、制动器以及连接所有这些部件的液体通路所组成。
汽车自动变速器早在1940年已经应用在美国通用的奥兹莫比尔汽车上，这是一台串联式行星齿轮结构的液控变速器。
时距60多年的今天，汽车自动变速器已经发生了重大的变化。
这种变化主要体现在以下几个方面。
一是汽车自动变速器向多档位方向发展，5档或者6档自动变速器将逐步取代4档自动变速器的主导地位。
档位多使变速器具有更大的速比范围和更细密的档位之间的速比分配，从而改善汽车的动力性、燃油经济性和换档平顺性。
但是，档位越多意味着变速器越复杂，执行元件和齿轮数目会随之增加，不但成本增加，体积和重量也会增大，对于前轮驱动的汽车而言还会增加动力传动系统布置的困难。
因此，为了缩小体积和减轻重量，要采用紧凑化设计，简化内部结构，引入电子控制系统，采用轻质材料。
二是采用多电磁阀方式控制换档，明显改善换档质量。
以前的自动变速器的执行器只有一两个电磁阀，现在许多自动变速器已有多个电磁阀。
尤其是换档电磁阀数量的增加使得换档电磁阀完全取替了节气门油压和速度油压对D档位升降档的控制。
变速器上各种新的电磁阀相继出现，例如正时电磁阀、倒档电磁阀、扭力转换电磁阀、扭力缓冲电磁阀、强制降档电磁阀等大量涌现使得电控系统对变速器的控制范围进一步扩大。
现在，一些变速器的换档电磁阀完全负责了对D档、手动模式、倒档的控制，被称为全电子控制自动变速器。
模糊控制技术的设置使变速器电脑可以学习、模拟驾驶者的驾驶习惯，自动修正控制指令，使汽车进一步体现人性化。
三是通过改造油泵、优化液压控制系统提高变速器传动效率。
自动变速器在结构上主要由液力变矩器、油泵和机械齿轮传动机构组成。
由于液力变矩器通过液力使泵轮、涡轮和导轮工作，油泵运转会消耗能量，加之换档执行元件的摩擦又会消耗能量，使得自动变速器的传动效率低于手动变速器，因此耗油也会高于手动变速器。
采用现代控制理论的电控技术，自动变速器的机械效率已经大大提高。
通过降低油泵的轴向和径向泄漏来提高油泵效率，同时对整个油泵系统设计进行改进，可以进一步提高油泵高转速时的传动效率。
另外，通过传动机构类型多样化设计，结构细部的设计改进，多排行星齿轮组合机构，优化齿轮特性参数和支承结构等技术改进，今天的自动变速器技术已有重大发展，但是从整体看自动变速器的传动效率与手动变速器相比仍存在近10%的差距。
概要………………………………………………………………………………………………1
第1章自动变速器的介绍……………………………………………………………………3
第2章自动变速器系统组成…………………………………………………………………4
工作原理……………………………………………………………………………4
工作过程……………………………………………………………………………5
结构分析……………………………………………………………………………6
常见类型……………………………………………………………………………10
第3章解码器和万用表的使用………………………………………………………………11
解码器的介绍及使用………………………………………………………………11
万用表的使用………………………………………………………………………11
第4章自动变速器常见故障的检测与维修…………………………………………………14
六大误区……………………………………………………………………………14
自动变速器各机件的更换周期……………………………………………………15
第6章常见问题及案例分析…………………………………………………………………17
常见问题……………………………………………………………………………17
案例分析……………………………………………………………………………17
总结………………………………………………………………………………………………20
答谢词………………………………………………………………………………………………22
参考文献…………………………………………………………………………………………23
第1章自动变速器的介绍
自动变速器是现时使用得最为广泛的变速器之一，市面上销售的汽车很多（包括那些宣称手自一体的）都采用自动变速器。
自动变速器由于使用湿式的耦合（离合）器，也被称为液力变矩器。
AT是由液力变扭器、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。
自动变速器常见结构图
（1）
优点：
操作容易，驾驶舒适，能减少驾驶者疲劳，提高行车安全性。
消除了驾驶员手动换挡技术的差异性，并能根据发动机的负荷和车速等工况自动变换传动系统传动比，可让整车获得良好的燃油经济性、动力性、安全性和排放情况，起步加速更加平稳，提高乘坐舒适性。
缺点：
结构复杂，制造成本高，维修保养不便；传动效率低；驾驶员对车辆的操控不及时。
汽车自动变速器常见的有四种型式
液力自动变速器（AT）分别是液力自动变速器（AT）、机械无级自动变速器（CVT）、电控机械自动变速器（AMT）、双离合器自动变速器（DualClutchTransmission--DCT）。
目前轿车普遍使用的是AT，AT几乎成为自动变速器的代名词。
液力自动变速器（AT）是由液力变扭器、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。
第2章自动变速器的组成
液力传动系统：
液力变矩器或液力耦合器连接发动机和齿轮变速系统，在功能上相当于机械式离合器。
由于液力耦合器不能改变转矩的大小，且不能使发动机与传动系彻底分离，现在已基本被淘汰。
机械式齿轮变速系统：
多数是行星齿轮机构，也有少数是固定轴线式齿轮机构。
一般具有三、四个档的自动变速器至少需要两排行星齿轮机构。
液压操纵系统：
液压油在油泵的驱动下，推动各种离合器和制动器，使变速器自动地换入各个档位。
电子控制系统：
传感器测出车速、发动机负荷等参数，转换为电信号。
电子控制单元（ECU）根据这些信号做出是否需要换挡的判断。
、液力自动变速器工作原理
液力自动变速器工作原理图
（2）
液力自动变速器（AT）传动系统的结构与手动档相比，在结构和使用上有很大的不同。
手动档主要由齿轮和轴组成，通过不同的齿轮组合产生变速变矩；而AT传动系统是由液力变矩器、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最具特点的部件，它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成，它直接输入发动机动力，并传递扭矩，同时具有离合作用。
泵轮和涡轮是一对工作组合，它们就好似相对放置的两台风扇，一台风扇吹出的风力会带动另一台风扇的叶片旋转，风力成了动能传递的媒介，如果用液体代替空气成为传递动能的媒介，泵轮就会通过液体带动涡轮旋转，再在泵轮和涡轮之间加上导轮，通过反作用力使泵轮和涡轮之间实现转速差就可以实现变速变矩了。
由于液力变矩器自动变速变矩范围不够大，因此在涡轮后面再串联几排行星齿轮来提高效率，液压操纵系统会随发动机工作的变化而自行操纵行星齿轮，从而实现自动变速变矩。
辅助机构自动换档不能满足行驶上的多种需要，例如停泊、后退等，所以还设有干预装置（即手动拨杆），标志P（停泊）、R（后位）、N（空位）、D（前进位），另在前进位中还设有“2”和“1”的附加档位，用以起步或上斜坡之用。
由于将其变速区域分成若干个变速比区段。
只有在规定的变速区段内才是无级的，因此AT实际上是一种介于有级和无级之间的自动变速器。
液力变矩器图（3）
液力自动变速器通常有两种类型：
一种为前置后驱动液力自动变速器；另一种为前置前驱动液力自动变速器。
液力自动变速器电子控制通过动力传动控制模块（Power-transmissionControlModule，PCM）接收来自汽车上各种传感器的电信号输入，根据汽车的使用工况对这些信息处理来决定液力自动变速器运行工况。
按照这些工况，动力传动控制模块给执行机构发出指令，并实现下列功能：
变速器的升档和降档；一般通过操纵一对电子换档电磁阀在通／断两种状态中转换；通过电子控制压力控制电磁阀（PressureControlSolenoid，PCS）来调整管路油压；变矩器离合器（TorqueConverterClutch，TCC）用以控制电磁阀的结合和分离时间。
自动变速器主要是根据车速传感器（VehicleSpeedSensor，VSS）、节气门位置传感器（17hrottlePositionSensor，TPS）以及驾驶员踩下加速踏板的程度进行升位和降位控制。
、工作过程
自动变速器之所以能够实现自动换挡是因为工作中驾驶员踏下油门的位置或发动机进气歧管的真空度和汽车的行驶速度能指挥自动换挡系统工作，自动换挡系统中各控制阀不同的工作状态将控制变速齿轮机构中离合器的分离与结合和制动器的制动与释放，并改变变速齿轮机构的动力传递路线，实现变速器挡位的变换。
传统的液力自动变速器根据汽车的行驶速度和节气门开度的变化，自动变速挡位。
其换挡控制方式是通过机械方式将车速和节气门开度信号转换成控制油压，并将该油压加到换挡阀的两端，以控制换挡阀的位置，从而改变换挡执行元件（离合器和制动器）的油路。
这样，工作液压油进入相应的执行元件，使离合器结合或分离，制动器制动或松开，控制行星齿轮变速器的升挡或降挡，从而实现自动变速。
电控液力自动变速器是在液力自动变速器基础上增设电子控制系统而形成的。
它通过传感器和开关监测汽车和发动机的运行状态，接受驾驶员的指令，并将所获得的信息转换成电信号输入到电控单元。
电控单元根据这些信号，通过电磁阀控制液压控制装置的换挡阀，使其打开或关闭通往换挡离合器和制动器的油路，从而控制换挡时刻和挡位的变换，以实现自动变速。
、结构分析
自动变速器的自动控制是靠液压系统来完成的。
液压系统由动力源、控制机构、执行机构三部分组成。
动力源是被液力变距器驱动的油泵，它除了向控制器提供冷却补偿油液，并使其内部具有一定压力，除此之外还向行星齿轮变速器供润滑油。
控制机构大体包括主油系统、换档信号系统，换档阀系统和缓冲安全系统。
根据其换档信号系统和换档阀系统采用的是全液压元件还是电子控制元件可将控制机构分为液控式和电控式两种。
执行机构包括各离合器制动器的液压缸。
2.3.1泵
自动变速器中油泵是重要总成之一，它技术状况的好坏，对自变器的性能及使用寿命有很大影响。
油泵通常装在变距器的后端，有的是在变速器的后端，但是不管何位都是变距器的泵通过轴套或轴来驱动，转速与发动机相同。
常见泵的型式有内啮合轮泵，摆线转子泵，和叶片泵等定量泵，也有少数车型采用变量泵（叶片）。
1）内啮合齿轮
内啮合齿轮在自动变速器应最为普遍，它具有尺寸小、重量轻、流量脉动小、噪声低特点。
内啮合齿轮主要由起主动作用的小齿轮，从动的内齿轮、月牙隔板、泵壳、泵盖等组成
2）摆线转子泵摆线转子泵具有结构简单、尺寸紧凑、噪声小，运转平稳高速性能良好等优点；其缺点是流量脉冲大，加工精度要求高。
它是由一对内啮合的转子及泵壳、泵盖等组成。
2.3.2主油路系统
自动变速器油从油泵泵出，既进入主油路系统。
由于油泵是发动机直接驱动的，因此它的输出流量和压力都受到发动机运转状况的影响。
发动机运行过程中，转速从1000r/min变化，从而使得油泵的输出流量和压力变化很大。
当主油路压力过高时，会引起换档冲击和增加功率消耗，当主油路压力太低时，又会引起离合器制动器的打滑，二者都会影响液压系统的工作，因此在主油路系统中必须设置主油路调压阀。
主油路调压阀：
作用是将油泵输出压力精确调节到所需的油压后再输入主油路，多余的油返回油底壳。
是系统压力稳定在一定范围内。
主油调压阀还应能满足主油路系统在不同工况，不同档位时，具有不同油压的功能要求：
1）节气门开度小时，自变器所传距较小，离合器制动器不易打滑，主油路压力可以降低一些与之相反，应使油压升高。
2）自变器处于抵挡行驶，所需转距较大，主油压要高而在高档时，自变器所传距小，可降低主油压。
3）倒档使用时间较少，为减少自变器尺寸，倒档执行机构做得较小，为避免打滑应提高油压。
2.3.3换档信号系统
给自变器提供换档操纵的有两个信号，就是所谓的两发控制参数：
发动机的负荷和离心速控阀提供信号。
1）节气门阀
节气门阀反应节气门开度大小变化时的油压。
根据输入方式的不同可分为机械式节气门哈真空式节气门阀两种。
（1）机械式节气门阀
一种常见的机械式节气门阀，它由上部是节气门阀体、回位弹簧、下部的强制低档柱塞和调压弹簧等组成。
节气门阀和强制低档柱塞并不直接接触，而是通过调压弹簧联系在一起，强制低档柱塞下装有滚轮，与节气门阀凸轮接触。
节气门阀凸轮经钢丝绳与加速踏板相连。
来自油泵的压力油由节气门阀的进油口进入，需经阀口后方能从出油口接至换档阀。
另外节气门上还有两个控制油口，分别与来自断流阀的油压及出油口油压相通，使阀体在A、B处受到向下的油压作用力。
当发动机怠速运行时，阀上进油口处的节流口开度很小，输出的油压很低。
当踩下加速踏板时，节气门缆绳被拉动，将强制低档柱塞上推，压阀压弹簧，调压弹簧则推动节气门阀体向上，使节流口开大，从节气门输出的油压增高。
加速踏板往下踩，就是节气门开度越大，节气门阀凸轮转动角度也越大，强制低档柱塞上移越多，节气门阀体向上移动也就越多，节流口也就越大，使得节气门的开度大小与自变器节气门阀输出的油压有了对应关系。
（2）真空式节气门阀
真空式节气门由真空气室、推杆和润滑等组成。
膜片作用在推杆的力即与膜片的弹簧力大小有关，也与真空度有关。
当节气门开度较小时进气管真空度较大，真空气室膜片对阀芯的推力减小，节气门阀输出油压较低；当节气门开度较大时，进气管真空度小，真空气室膜片对阀芯推力变大，节气门阀输出油压较高。
也就是说，真空节气门阀所产生的控制信号油压随负荷大小而变化。
2）离心式速控阀
也叫离心调速阀或离心调速器其作用：
为自变器换档阀提供一个随车速变化的控制油压。
原理是利用轴旋转时，重块所产生的离心力来控制润滑阀芯的位置故称离心式速控阀和中间传动复合式双级速控阀。
（1）普通复合式双级速控阀
来自油泵的主油路压力油由速控阀盖左端面上的小孔A，经盖上的轴向油道,速控阀外壳左端面上油道，从阀入口P进入速控阀内，再由阀出口O经外壳左端面油道，盖上轴向油道及轴颈外槽中的经向小孔B输出。
离心速控阀输出油压的大小由主油路压力油入口P的开度即滑阀的轴向位置决定。
变速器输出轴旋转时，滑阀自身的离心力及油压使滑阀向外移动（甩开）；而另一侧重块组件的离心力却通过速控阀轴力使滑阀向内（内收）移动。
当变速器输出轴转速很低时，离心力很小，不足以平衡油压作用力，于是滑阀外移,并通过速控阀轴把另一侧的重块组件往内拉，入口P开度减小，输出油压相应减小。
当输出转速逐渐生高时,重块组件的离心力迅速增大，拉动滑阀内移，使主油压入口P开度增大,阀输出油压随车速的提高而内急剧增大。
（2）中间传动复合式双级速控阀。
前驱变速器，普通复合式双级速控阀难以布置，而中间传动复合式双级速空阀因其体积小，可放开在变速器的轴管内，由装在变速器输出轴上的齿轮间接驱动。
因此在自动驱动桥中较多采用中间传动复合式双级速控阀。
当来自主油路的压力油由进油口A进入后，经阀芯左端，将阀芯向右推，使A口关小，泄压口C增大，速控阀输出压力减消。
当从动齿轮带动阀芯，阀体及保持架旋转时，重块组件在离心力的作用下可绕销孔向外摆动。
在输出轴转速低时，重块所受离心力小，阀芯在油压的作用下处于较右的位置AD开度减小，速控输出油压速随之降低，输出轴转速越高，重块组件所受离心力越低阀芯被向左推移得越，速控阀输出油压就越高。
从而使速控输出油压能随着输出轴转速的增大而增高。
2.3.4换档阀系统
换档阀组根据换档信号系统提供的信号，控制自动变速器中液压操纵油路的方向，由此决定所处不同档位。
换档阀组主要由手动阀、换档阀组成。
五、换档阀组根据换档信号系统提供的信号，控制自动变速器中液压操纵油路的方向，由此决定所处不同档位。
换档阀组主要由手动阀、换档阀组成。
1）手动阀
手动阀是安装于控制系统阀板总成中的多路换向阀，由驾驶室内的自动变速器操纵受柄控制。
操纵手柄的作用与普通手动变速器的换档手柄不同。
手动变速器换档手柄的工作位置就是变速器的档位。
变速器有几个档位，手柄就有几个工作位置。
而自动变速器操纵手柄的位置是自动变速器的工作方式，与档位数并不对应。
如手柄置于前进档（D）位置时，对三档自动变速器而言，变速器可根据换档信号在1至3档之间自动变换；对四档自动变速器而言，变速器则可根据换档信号在1至4档之间自动换档。
当手柄置于前进低档2位（或S位）时自动变速器只能在1至2档间自动变换。
当手柄置于前进低档1位（或L位）时，自动变速器被限制在1档工作。
手动阀还提供倒档（R）、空挡（N）、停车档（P）等功能。
2）换档阀
换档阀是弹簧液压作用式的方向控制阀，它有两个工作位置，可以实现升档或降档的自动变换。
3）强制低档阀
通常，只有车速降低一定数值时，自动变速器才能正常的回低档。
但在绝大多数自动变速器中都装有强制低档阀，其作用是：
当汽车已在较高车速下行驶，而此时把发动机油门踩到底仍觉加速不够强烈，则将自动变速器瞬时强制性的降低一档，即“强制低档”。
由于此时的车速较高，液压变矩器已在偶合器工况或者闭锁工况工作，变矩比为1，无增矩作用，而发动机油门几乎已踩到底，功率输出接近最大。
若将自动变速器降低一档，则由于传动比增加，输出转矩增大，在短暂的时间内，能起到极其强烈的加速作用，这是在非常情况下的迅速加速时所必需的。
结合低一档后，车速的下降可通过发动机转速的增加得到弥补，因此可用于短时的超车。
当加速的要求得到满足后，应立即松开油门踏板，否则在加速到接近发动机最大转速时再松油门升档，会对高档摩擦元件工作不利。
强制低档阀的工作原理是，从阀输出来自主油路的压力油，作用于各换档阀的与节气门阀油压作用相同的一端，其共同作用结果是将换档阀阀芯向降档方向移动，从而使自动变速器降档。
2.3.5缓冲安全系统
为防止自动变速器在换档时出现冲击，装有许多起缓冲和安全作用的液压阀和减振器。
这类装置统称为缓冲安全系统。
1）冲阀
下面先从一个两档的自动变速器看缓冲阀的工作原理。
该变速器在高档时需结合离合器，松开制动器；而低档时则制动器工作，离合器分离。
2）蓄压减振器
自动变速器中也常用蓄压减振器来缓冲换档冲击，蓄压减振器也称蓄能减振器或减振器，一般由减振活塞和弹簧组成。
3）倒档离合器顺序阀
在一些自动变速器中装有倒档离合器顺序阀，它用于自动变速器换倒档时减小换档冲击。
4）调整阀
换档阀动作时，如主油路压力被立即加至执行元件，将会产生较大的冲击。
为进行缓冲，油路中设置了一些调整阀，如中间调整阀、滑行调整阀等。
其工作原理大体上相同。
5）液力变距器控制装置
自动变速器在液力工况下工作时，其内部的工作油液要传递发动机的大部分功率，而由于液力变矩器效率不够高，损失的功率转化成热的形式，使得油液的温度升高，过高的油温会加速油液的老化变质，破坏密封，甚至产生沸腾，影响正常工作。
另外，变矩器工作轮中有些区域，工作液体的流速高，压力低，往往出现气蚀，使得传递的转矩减小。
因此，液力变矩器控制装置的作用就是把变矩器中的高温油引出加以冷却，然后加压送回到变矩器进行补偿，如果是闭锁式液力变矩器，控制装置则还要控制变矩器中的闭锁离合器。
液力变矩器控制装置有压力调节阀、锁止信号阀、锁止继动阀（也称锁止中继阀）等阀及响应的油路组成。
6）压力调节阀
变矩器压力调节阀的作用是将主油路的压力减压后送人变矩器，因为油泵输出的油压较高，而变矩器的补偿油压只需要~。
不少自动变速器的压力调节阀与主油路调压阀做为一体，直接调节由主油路输出的压力油，然后送往变矩器。
液力变矩器内的热油从导轮与泵轮之间或导轮与涡轮之间的通道引出，经冷却器冷却后用于行星齿轮变速器齿轮和轴承的润滑，然后流回油底壳。
7）止信号阀及锁止继动阀
液力变矩器中闭锁离合器的工作是由锁止信号阀和锁止继动阀共同控制。
常见类型
汽车自动变速器常见的有三种型式：
分别是液力自动变速甜（AT）、机械无级自动变速器（CVT）、电控机械自动变速器（AMT）。
轿车普遍使用的是AT，AT几乎成为自动变速器的代名词。
AT是由液力变扭器、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。
按传动比变化形式可分为有级式、无级式和综合式三种。
在无级式（和综合式）中，按变速的种类可分为：
a.液力变矩式无级变速器
b.机械式无级变速器
c.电力式无级变速
按齿轮变速系统的控制方式分为：
a.液控液动自动变速器在手控制阀选定位置后，由反映节气门开度的节气门阀和反映车速的调速器阀把节气门开度和车速转变为液压信号。
在换档点，这些液压信号直接控制换挡阀进行换档。
b.电控液动自动变速器在手控制阀选定位置后，由反映节气门开度的节气门位置传感器和反映车速的车速传感器把节气门开度和车速转变为电信号。
这些电信号输入电子控制单元（ECU），由电子控制单元控制液压阀和液压执行机构进行换档。
第3章解码器和万用表的使用
、解码器的介绍及使用
3.1.1解码器的介绍
汽车解码器又称汽车故障诊断仪，现代汽车都是由电脑控制工作的，如果哪个电控系统有故障，此电控系统的控制电脑就会存储故障记忆，用此仪器检测就会读出相关的故障记忆，以便于快速、准确的查找故障并进行维修。
汽车解码器是专业的汽车维修，汽车检测工具。
汽车故障检测器除了提供检测汽车故障码、清除故障码，数据流、元件测试、保养灯归零、读电脑版本、基本设定、匹配调整，甚至还提供汽车故障诊断流程和电路资料（比如奔驰、宝马专用检测仪）,为汽车维修提供众多的方便。
而部分解码器自带了示波器功能，从而更准确地提供发动机工作参数，如果熟悉标准波形数据与实际波形数据进行分析，从而使维修工作更加准确快捷。
现在绝大多数解码器已经用网络升级、甚至还有汽车字典、客户档案管理等功能。
3.1.2使用方法
解码器要看对应什么车系，不同的车系对应不同的插头，目前市面多为OBD2和OBD2带CAN的插头，选对插头，找到车辆诊断插头（一般大部分在方向盘下面左右两侧）然后进入系统，里面如何操作需要看操作手册，并不是每一种检测仪器的操作都一样，而且不同车系在诊断仪器里面显示的操作也不一样，需要选对车型，和药所要进入的系统，有的比较直观一看就明白是什么比如ABS气囊
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