自动变速器常见故障诊断与维修.docx

1、自动变速器常见故障诊断与维修周 口 职 业 技 术 学 院毕 业 论 文2008级 机电工程 系 汽车检测与维修技术（4） 班论文题目： 自动变速器常见故障诊断与维修 姓 名： 李建云 学号： * 指导教师： 史 磊 职称： 助 教 2011年 04 月 19 日自动变速器常见故障诊断与维修摘要：在汽车工业100多年的发展史中 ，动力传动系的技术进步一直处于一个举足轻重的地位。车辆行驶性能的好坏，不仅取决于发动机，而且在很大程度上依赖于变速器及变速器与发动机的匹配。为了有效的提高车辆的动力性和燃油经济性，便产生了适应时代需求的自动变速技术。随着电子技术和自动控制技术的发展，自动变速技术已经越来

2、越成熟，自动变速器的种类和形式也日益多样化。计算机与换档变速技术的结合，有力的推动了汽车工业的发展。自动变速器的维护，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，对自动变速器应有充足的了解，而本课题则是主要介绍了典型的自动变速器以及维修维护的主要方向以及办法，应此本课题的研究具有重要的现实意义。关键词：液力变矩器；离合器；电控Abstract：In the automobile industry history of the development of more than 100 years, the powertrain of the technological advanc

3、es have been cited in a foot .Level position. The quality of performance vehicles, not only depends on the engine, but relies heavily on .In the transmission and matching of transmission and engine. In order to effectively improve vehicle dynamics and fuel economy, Would have had to adapt to the req

4、uirements of the times of the automatic transmission technology. With the electronic technology and automation technology, Automatic transmission technology has become increasingly mature, the type of automatic transmission and the increasing diversification of forms. Computer With variable-speed tr

5、ansmission technology, a powerful impetus to the development of the automobile industry.The maintenance of automatic transmission, from regular maintenance and routine maintenance components. In order to safeguard the process of problem-solving as much as possible on the automatic transmission shoul

6、d have sufficient understanding of this issue is mainly a typical automatic transmission, as well as repair and maintenance as well as the way to the main direction should be the subject of this research has important practical significance.Key words: Torque converter; clutch; electronic control1 概述

7、1.1 自动变速器的发展趋势目前，在汽车上所使用的自动变速器主要有以下几类：液力自动变速器、电子控制机械自动变速器和机械无级自动变速器。液力自动变速器（Automatic Transmission 或Automatic Transaxle，AT）的基本形式是液力变矩器与动力换档的旋转轴式机械变速器串联。从50年代起，装备液力自动变速器的轿车开始增多，但由于其效率明显低于机械变速器，而且结构复杂，成本高，从而限制了它的发展。60年代的研究重点是采用多元件工作轮来提高液力变矩器的效率。70年代是使用闭锁离合器提高变速器在高速时的效率。80年代则采用增加行星齿轮变速器档位的方法使用电子控制。90年代

8、，大量电子技术的应用，使液力自动变速器的发展进入了一个新的时期，综合性能有了较大的提高。如今，液力自动变速器在汽车上的装备率，美国为90%，日本为80%。电子控制机械自动变速器（Automatic Mechanical Transmission，AMT）是一种由普通齿轮式机械变速器组成的有级机械自动变速器。从60年代起就出现了对传统的离合器和手动机械变速器的半自动操纵，如：美国伊顿公司的半自动变速器ASKA、德国ZF公司的半自动变速器Semishift等 。1983年日本五十铃公司率先研制成功电子控制机械式有级自动变速器NAVI-5，并装于ASKA轿车上，随后伊顿公司和ZF公司都相继推出了自己

9、的产品。机械无级自动变速器（Continuously Variable Transmission，CVT）真正实现了无级变速。1955年荷兰DAF公司开始试用V形橡胶带CVT。 1956年德国PIV公司开始研究链传动CVT。1987年，伏特公司推出钢带式CVT ，日本富士重工研制成功ECVT。据统计，CVT的装车率日本将达到15%，美国将达到38%。根据国外目前的应用趋势预测，CVT 有着较为广阔的前景。1.1.1 轿车自动变速器的发展过程1938年，美国克莱斯勒汽车公司采用了液力偶合器来代替普通的离合装置，从而使变速器挂上档位而发动机处于怠速运转成为可能。这就为成功地采用自动换档齿轮变速器铺

10、平了道路。 1940年，美国通用汽车公司第一次使用了Hygrgmatic全自动变速器。 1952年，美国47%的轻便汽车已使用了自动变速器。同时，德国、英国及一些东欧国家也大量应用自动变速器。 50年代末期，日本从西方引进并开发自动变速器，很快即投入成批生产，其发展迅猛。 到期1978年，城市运输车辆使用自动变速器的在美国占80%，在西欧占50%。1.1.2 轿车自动变速器发展趋势近年来，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。 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

11、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。 日本丰田凌志牌高级轿车应用了智能型发动机-变速器综合控制系统。该系统利用TCCS（丰田计算机控制系统）进行综合控制。在变速时，使用发动机扭矩临时降低，与此同时，控制离合系统油压，使变速平稳。在离合系统油压控制中，检测与预计最优化什的偏差，并利用新开发的线性电磁阀修正反馈控制。电子控制全域锁止离合器及液力缓速装置为了提高传动效率，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。如：日

12、产汽车公司的公爵牌及荣光牌轿车。 在一些重型汽车及公共汽车上装有液力缓速装置将得到大多数驾驶员的拥护，它可以大大提高行车安全性及制动系统零件的寿命。自动预选式换档系统： 近来ZF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。这种自动预先式换档装置，是全自动换档系统的基础，它的性能包括：（1）电子控制自动选档，换档时刻由驾驶员确定。（2）驾驶员不需要手操作换档。（3）主动和被动保护装置。（4）诊断屏幕实现系统监督电子控制无级变速器（ECVT）： 无级变速器能够自由改变速比，故能进行理想的变速控制，比多棣位齿轮传动机构更优越。但是无级变速器存在着体

13、积大、笨重和传动效率低的问题，而且也缺少解决耐久性问题的相应措施。但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的有日本富有士重工公司及荷兰VDT公司等。1.2 对我国自动变速器及其产业发展的基本估计 汽车变速器是为解决发动机输出的转速和转矩与车辆驱动所需的转速和转矩之间的矛盾而设立的。车辆行驶性能的好坏，不仅取决于发动机，而且在很大程度上还依赖于变速器以及变速器与发动机的匹配。由于自动变速器具有许多优点，因此在汽车上应用越来越广泛。目前，自动变速器在日本、美国、东南亚的装车率约为98%

14、、95%和75%，中国的装车率不到10%。我国目前使用的汽车绝大多数仍为手动变速，手动变速汽车由于频繁换挡的操作，易使驾驶员疲劳，影响行驶安全;而不同的驾驶技术水平对车辆的燃料经济性、动力性、乘坐舒适性造成极大差异，所以自动变速是人们长期追求的目标，是车辆向高级阶段发展的重要标志。目前我国自动变速器在轿车、城市客车、高级旅游客车、军用车、重型载货汽车及矿用车上已呈现越来越旺盛的需求。1.2.1我国自动变速器的发展与现状液力自动变速器的发展与现状我国从60年代起，就在“红旗”770轿车上使用了具有2个前进档的液力自动变速器，1975年又研制出具有3个前进档的CA774液力自动变速器。 随着中国的

15、改革开放，大量国外轿车进入我国市场，其中许多中高档轿车是带有自动变速器的，而其类别几乎全部是液力自动变速器。这也使一大批汽车修理企业对液力自动变速器的维修变得十分熟悉。由于对自动变速器良好性能的逐渐认识，用户的需求量越来越大，使国内汽车企业加快了自动变速器的发展步伐。1998年上海通用汽车公司（SGM）生产的用于别克轿车上的4T65E电子控制自动变速器正式下线，1999年开始批量生产并投放市场，率先在国内将AT作为标准配置装于轿车。1999年中日合资生产的本田雅阁轿车也正式投产，其AT为本田技术PAX型，它弃用行星齿轮，而选择常啮合平行轴式结构，零件少、易制造是其长处，它采用了全电子直控式变速

16、装置，能使变速、燃油喷射以及巡航等控制相结合。与此同时，上海大众的帕萨特B5、一汽大众的捷达都市先锋都装备了自动变速器AG4-95。神龙公司也向市场投放了装备进口的AL4智能型自动变速器的富康988“领导者”以及富康1.6L轿车。它采用了模糊控制理论和动力传动系统综合控制技术，实现了智能化控制，电子控制单元中有10种换挡规律，按需分别调用几种换挡规律或同时或交替工作，共同控制变速器的状态。一汽大众的A6高级轿车上作为选装件的AT为Tiptronic型，在自动变速的基础上可提供手动换挡功能。北京吉普公司在切诺基越野汽车上小批量装备了AW4自动变速器，现已达到1000多台。因此，在国产车上选装液力

17、自动变速器已成为必然之势。至于城市客车（即公共汽车）频繁起步换挡，变速器、离合器和制动器的使用频率是一般车辆的10倍左右，劳动强度极大，即使是职业驾驶员也因受心理与生理所限，迫切要求使用自动变速器。国外几乎是100%装用，我国1995年首次在国产公共汽车上装备了Allison自动变速器，遍及深圳、上海、广州、南京等城市，其中深圳已占有40%。电控机械式自动变速器的发展与现状在电子控制机械式自动变速器方面，国内有关部门也正在进行研究。国内对AMT技术的研究开展的比较晚，九五期间被列为”九五”科技攻关项目。目前，开展这方面研究的有吉林工业大学、北京理工大学、上海交通大学、深圳市欣源晟实业有限公司、

18、哈尔滨埃姆特汽车电子有限公司、重庆东方欧翔汽车电子有限公司等。国内的研制水平基本上处于全自动AMT的发展阶段，和国外相比还存在着相当大的差距，但在理论上的研究和国际水平相当。原吉林工业大学对AMT理论进行了广泛的研究，先后提出了2参数最佳换档规律、动态3参数换档规律、最佳同步换档规律、动态闭环换档控制、离合器模糊起步控制等理论，并在轻型车、重型车、轿车等不同的车型上进行了装车实验。北京理工大学对AMT的研究主要在重型车辆上，该校所研制的某装甲车AMT产品已经进行了3000km定型试验考核，通过了产品设计定型。该产品采用电控液压执行机构，能够完全进行自动换档操作，也可操作换档手柄进行人工换档，该

19、产品还具有保持档功能、自学习功能。原车的操纵机构仍然保留，在电控系统出现故障时，可以进行手动操纵。深圳市欣源晟实业有限公司在轿车上实现了AMT自动换档，其执行机构为普通电机，由3个电机分别实现油门、离合器、选档、换档的操作动作，通过对传动机构的设计，选档和换档的操作只需一个电机就可完成，离合器的驱动机构采用省力装置，减小了驱动电机的功率。目前部分车型如奇瑞QQ等已选装AMT自动变速器。无级自动变速器的发展与现状至于机械式无级变速器，早在十年前，国内就有高校购买过国外样机作分析研究。重庆大学正在对CVT的结构、运动机理进行基础研究;东风汽车公司和吉林大学、东北工业大学、湖北汽车工业学院合作，承担

20、了国家科技部九五重大攻关项目，对CVT技术进行实用化研究。目前，CVT自动变速器已应用于很多车型，如奥迪A6、南京菲亚特的西耶那Speedgear、奇瑞旗云等。根据国外目前CVT应用的趋势和所做的预测，CVT可能是小功率（发动机排量2L以下）液力自动变速器最有威胁的挑战者，国内市场前景不容忽视。但要想完全依靠国内自己的力量做成实用的CVT，既不现实，时间上也不允许。走技术引进的道路是一条捷径。2 常见自动变速器的类型、原理及结构2.1常见自动变速器的类型2.1.1 自动变速器的分类 （1）按结构可分为自动变速器和半自动变速器，进一步细分如下： 自动变速器：液力式、电磁式、机械式 半自动变速器：

21、真空式、机械式、电磁式、液压式（液压泵产生压力，控制离合器）、液力式（变矩器，偶合器）（2）按变速控制方式可分为： 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自动变速器类型 目前自动变速器技术的应用，主要有以下三种形式：液力自动变速器（Automatic Transmission，简称“AT”）;电控机械式自动变速器（Automatic Me-chanical Transmission，简称“AMT”）;机械无级变速器（Continuously Variable Transmission，简称“CVT”）。其中，AMT和AT一样，是有级变速器的自动换档控制，而非无级变速

22、器。液力自动变速器液力自动变速器的基本结构是由液力变矩器与动力换档的辅助变速装置组成。液力变矩器安装在发动机和变速器之间，以液压油为工作介质，起传递转矩、变矩、变速及离合的作用。液力变矩器可在一定范围内自动无级地改变转矩比和传动比，以适应行驶阻力的变化。但是由于液力变矩器变矩系数小，不能完全满足汽车使用的要求，所以，它必须与齿轮变速器组合使用，扩大传动比的变化范围。目前，绝大多数液力自动变速器都采用行星齿轮系统作为辅助变速器。行星齿轮系统主要由行星齿轮机构和执行机构组成，通过改变动力传递路线得到不同的传动比。由此可见，液力自动变速器实际上是能实现局部无级变速的有级变速器。液力自动变速器是目前使

23、用最多的自动变速器。采用此种类型的自动变速器，免除了手动变速器繁杂的操作，使开车变得省力。同时，电子控制也使自动切换过程柔和、平顺，因此汽车具有良好的乘坐舒适性和安全性、优越的动力性和方便的操纵性。但这种变速器效率低，结构复杂，成本也较高。电控机械式自动变速器电控机械式自动变速器是在传统固定轴式变速器和干式离合器的基础上，应用电子技术和自动变速理论来实现机电一体化协调控制的。车辆起步、换档的自动操纵是以电控单元（ECU）为核心，通过液压或气压执行机构来控制离合器的分离与接合、选换档操作以及发动机节气门的调节的。ECU根据车辆的运行状况（发动机转速、变速器输入轴转速、车速）、驾驶员意图（油门开度

24、、制动踏板行程）和道路路面状况（坡道、弯道）等因素，按预先设定的由模拟熟练驾驶员的驾驶规律（换档规律、离合器接合规律），借助于相应的执行机构（发动机油门控制执行机构、离合器执行机构、变速器换档执行机构），对发动机、离合器、变速器的协调动作进行自动操纵。AMT既具有液力自动变速器自动变速的优点，又保留了原手动变速器齿轮传动的效率高、成本低、结构简单、易制造的长处。它揉合了二者优点，是非常适合我国国情的机电一体化高新技术产品。它是在现生产的机械变速器上进行改造的，保留了绝大部分原总成部件，只改变其中手动操作系统的换档杆部分，生产继承性好，改造的投入费用少，非常容易被生产厂家接受。它的缺点是非动力换

25、档，这可以通过电控软件方面来得到一定弥补。在几种自动变速器中，AMT的性能价格比最高。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。无级自动变速器机械式无级变速器种类很多，有实用价值的仅有V形金属带式。金属带式无级变速器属摩擦式无级变速器，其传动与变速的关键件是具有V型槽的主动锥轮、从动锥轮和金属带，金属带安装在主动锥轮和从动锥轮的V形槽内。每个锥轮由一个固定锥盘和一个能沿轴向移动的可动锥盘组成，来自液压系统的压力分别作用到主、从动锥轮的可动锥盘上，通过改变作用到主、从动锥轮可动锥盘上液压力的大小，便可使主、从动锥轮传递扭矩的节圆半径连续发生变化，从而达到无级改变传动比的目的。

26、机械式无级自动变速器传动比连续，传递动力平稳，操纵方便，同时因加速时无需切断动力，因此汽车乘坐舒适，超车加速性能好。特别值得一提的是，由于可使发动机始终在其经济转速区域内运行，从而大大改善了燃油经济性。但与齿轮传动相比，效率并不高，且此种变速器起动性能差，需另加起动装置，制造困难，价格也较高。2.2 自动变速器原理及结构2.2.1自动变速器工作原理及结构 如果您驾驶过配备自动变速器的汽车，则应该知道自动变速器和手动变速器之间有两个主要区别： 自动变速器汽车上没有离合器踏板。 自动变速器汽车上没有换挡机构。只要将变速器挂在前进挡，其他所有操作都会自动进行。 自动变速器（与它的液力变矩器）和手动变

27、速器（与它的离合器）完成一模一样的事情，但它们完成的方式完全不同。 自动变速器的工作方式十分的神奇！ 在本文中，我们将详细讲述自动变速器的原理。 首先您将了解整套系统的关键部件： 行星齿轮组。 然后，我们将告诉您变速器的装配、控制装置的工作原理，并讨论在变速器的控制中涉及到的一些难点。 与手动变速器一样，自动变速器的主要工作是让发动机在较窄的转速范围下运行，并且提供较宽的输出速度范围。 如果没有变速器，汽车将会只有一种传动比，而我们也只能选择让汽车以所需的最大速度行驶的那种传动比。 如果您想要的最大速度是130公里/小时，那么传动比应类似于大多数手动变速器中的三挡。 您可能从来没尝试过仅用三挡

28、来驾驶配备手动变速器的汽车。 如果体验一下，您很快会发现在起动时几乎没有加速感。高速行驶时，发动机会发出尖叫，转速表会接近红线。这样的汽车很快就会磨损，以至于几乎无法驾驶。 因此，变速器使用齿轮，以便更有效地利用发动机的扭矩，从而保持发动机在合适的转速下运行。 手动变速器和自动变速器之间的关键不同在于：前者将不同组的齿轮分别锁定到输出轴，以得到各种传动比；而在自动变速器中，同一组齿轮就可得到所有不同的传动比，自动变速器则是通过行星齿轮组来实现这一功能的。 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器以了解其内部结构时，会发现其在相当小的空间内容纳了各种各样的部件。除了其他部件外

29、，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 一组三个湿盘离合器，用于固定齿轮组的其他部件 一套神奇的液压系统，用于控制离合器和钢带 一个大型齿轮泵，用于运送变速器液力传动油 我们关注的重点是行星齿轮组。 这个部件的大小与甜瓜相仿，它产生变速器所能生成的所有不同传动比。变速器内的其他所有部件都是为了帮助行星齿轮组完成此工作。自动变速器包含两套完整的行星齿轮组，它们组合成一个部件。 所有行星齿轮组都有三个主要部件： 太阳轮 、行星齿轮和行星齿轮的齿轮架 、齿圈 。每种部件可以作为输入、输出，也可以保持不动。 当各种部件担任不同角色时，可相应得到齿轮组的某一传动比。 变速器

30、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。表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/S3.4:1B行星架（C）齿圈 （R）太阳轮（S）1 /（1+S/R）0.71:1C太阳轮（S）齿圈 （R）行星架（C）-R/S-2.4:1另外，将其中任何两个部件锁定在一起，都会将整个装置锁定在1:1齿轮减速比。 请注意，上面列出的第一个传动比是减速挡输出速度比输入速度慢。第二个是超速挡输出速度比输入速度快。最后一个又是减速挡，但输出方向相反。 从这个行星齿轮组还能得到其他几种传动比，不过这几种传动比与我们的自动变

31、速器相关。因此，不需要啮合或脱离任何其他齿轮，这组齿轮就可以产生所有不同的传动比。两套这样的齿轮组排成一行，就可以得到变速器需要的四个前进挡和一个倒挡。 这个自动变速器使用一组齿轮，这组齿轮称为组合行星齿轮组。看似单个行星齿轮组，但实际上其运行方式像两个行星齿轮组组合在一起。该齿轮组具有一个始终作为变速器输出的齿圈、两个太阳轮和两组行星齿轮。 行星架中的行星齿轮，右边的行星齿轮比左边的行星齿轮位置低，并且它不与齿圈啮合，而是与其他行星齿轮啮合。只有左边的行星齿轮与齿圈啮合。 接下来，您可以看到行星架的内部。较短的行星齿轮只与较小的太阳轮啮合，较长的行星齿轮既与较大的太阳轮啮合，也与较小的太阳轮

32、啮合。 下面图1的显示了所有部件在变速器中是如何啮合传动的。 图1 啮合传动一挡：在一挡中，较小的太阳轮由液力变矩器中的涡轮顺时针驱动。行星架要逆时针旋转，但被单向离合器（只允许顺时针方向旋转）固定，齿圈成为输出。小齿轮有30齿，齿圈有72齿，因此，根据下方的图表，传动比为： 传动比=-R/S=-72/30=-2.4:1因此，旋转传动比是负的2.4:1，这意味着输出方向与输入方向相反。但输出方向与输入方向实际上相同这就是两组行星齿轮的奥秘。第一组行星齿轮与第二组啮合，第二组行星齿轮带动齿圈，这种组合引起反向。可以看到，这还使较大的太阳轮旋转。但由于离合器已松开，因此较大的太阳轮能以与涡轮相反的方向（逆时针）自由旋转。 图2 一档传动二挡：为了获得二挡所需的传动比，变速器的操作十分巧妙。它的运作就像两个行星齿轮组通过一个公共的行星架相互连接。 行星架的第一级实际上使用较大的太