液力自动变速器的原理与维护Word下载.docx

1、 本论文属于 不保密。（请在以上方框内打“”）毕业论文作者签名： 指导教师签名： 年 月 日 日期：摘 要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。自动变速器在汽车上应用越来越广泛。目前，液力自动变速器在日本、美国、东南亚的装车率约为98%、95%和75%，中国的装车率不到30%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，自动变速

2、器具有操作容易、驾驶舒适、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。装有自动变速器的汽车能根据路面状况自动变速变矩，驾驶者可以全神贯注地注视路面交通而不会被换挡搞得手忙脚乱。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。由此，正确了解自动变速器的原理和维护是比较重要的。关键词：变速器；自动变速器；变速变矩；变速器油；维护目 录摘要I第1章 绪论1.1 液力自动变速器11.2 我国液力自动变速器的发展与现状2第2章 液力自动变速器的组成及原理32.1 液力变扭器的组成3 2.2 齿轮变速机构32.2.1 行星齿轮机构的组成

3、及工作原理32.2.2 离合器的组成及工作原理42.2.3 制动器的组成及工作原理52.3 控制系统52.3.1 液控系统原理5第3章 液力自动变速器的维护73.1 液力自动变速器的日常检测73.1.1. 经常检查自动变速器油73.1.2 检查手动选挡机构73.1.3 制动带的调整8 3.1.4 停车挡的制动性能检查83.2 正确使用自动变速器油延长自动变速器寿命83.2.1 合理选用变速器油83.2.2 正确加注变速器油93.2.3 油质和油温检查93.2.4 定期更换变速器油9第四章 结论11参考文献12致谢13第一章 绪论经过一百多年的发展，车辆自动变速种类很多，各种不同种类自动变速之间

4、相互融合渗透。目前自动变速器大致可分为3种：液力自动变速器（AT）、电控机械式自动变速器（AMT）和机械无级变速器（CVT）。其中液力自动变速器（AT）是应用最广范的一种自动变速器。自20世纪末以来，我国自动变速器的年销量增速一直高于乘用车，而且还在不断加快。国产车从二十多年前没有自动挡汽车，发展到今天自动变速器装车率超过1/4。自动变速器近年来迅猛发展和国家的政策支持密不可分。不论是汽车产业发展政策，还是汽车产业调整和振兴规划，国家都对变速器等关键零部件的发展给予高度重视，技术含量较高的自动变速器自然成为企业竞逐的焦点1.1 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

5、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

6、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。1.2 我国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

7、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装置，能使变速、燃油喷射以及巡航等控制相结合。与此同时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

8、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，国产车上选装液力自动变速器已成为必然之势。第二章 液力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。2.1 液力变矩器的组成 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

9、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。这是变速器输入轴，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34mm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。2.2 齿轮变速机构2.2.1 行星齿轮机构的组成及工作原理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

10、的。1）齿圈固定，太阳轮主动，行星架被动。此种组合为降速传动，通常传动比一般为2.55，转向相同。2）齿圈固定，行星架主动，太阳轮被动。此种组合为升速传动，传动比一般为0.20.4，转向相同。3）太阳轮固定，齿圈主动，行星架被动。此种组合为降速传动，传动比一般为1.251.67，转向相同。4）太阳轮固定，行星架主动，齿圈被动。此种组合为升速传动，传动比一般为0.60.8，转向相同。5）行星架固定，太阳轮主动，齿圈被动。此种组合为降速传动，传动比一般为1.54，转向相反。6）行星架固定，齿圈主动，太阳轮被动。此种组合为升速传动，传动比一般为0.250.67，转向相反。7）把三元件中任意两元件结合

11、为一体的情况： 当把行星架和齿圈结合为一体作为主动件，太阳轮为被动件或者把太阳轮和行星架结合为一体作为主动件，齿圈作为被动件的运动情况。行星齿轮间没有相对运动，作为一个整体运转，传动比为1，转向相同。汽车上常用此种组合方式组成直接档。8）三元件中任一元件为主动，其余的两元件自由： 从分析中可知，其余两元件无确定的转速输出。第六种组合方式，由于升速较大，主被动件的转向相反，在汽车上通常不用这种组合。其余的七种组合方式比较常用。2.2.2 离合器的组成及工作原理 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

12、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。2.2.3 制动器的组成及工作原理 制动器分为带式制动器和片式制动器两种

13、。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。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

14、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。2.3 控制系统 2.3.1 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

15、，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

16、离合器、制动器接合，从而使变速机构输出不同的挡位。第三章 液力自动变速器的维护3.1 液力自动变速器的日常检测3.1.1. 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

17、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至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。3.1.2 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

18、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。3.1.3 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。3.1.4 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

19、性能时应检查维修。3.2正确使用自动变速器油延长自动变速器寿命 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。3.2.1 合理选用变速器油 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 3.2.2 正确加注变速器油 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

20、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 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：变速器在热态，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

21、的上限刻度附近为准。3.2.3 油质和油温检查 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。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。3.2.4 定期更换变速器油自动挡轿车中的自动变速箱是轿车最关键的部件之一，多数自动变速器要求定期更换工作油，汽车正常行驶至万公里或者停车超过一年时，均应将油液全部更换。这种专用液体称为汽车自动传动液（ATF）自动变速箱内的自动传动液（ATF）不仅用来润

22、滑降温，它的主要作用是传递扭矩，它的工作温度在140左右。如果自动变速箱中的自动传动液（ATF）脏了会出现什么后果呢？首先，脏油中的油泥积炭会形成磨料磨损，从而加大各摩擦片及各部件的磨损，降低各部件的寿命。第二，脏油中的油泥积炭会使各阀体油管中的油流动不畅，影响动力传递，从而使自动变速箱提速慢或失速，严重了就会使某个挡位无油压致使烧片。第三，脏油还会使各缸之间的密封胶圈过早老化，使各缸卸油油压受影响，也会造成提速慢、失速等故障，严重者使各摩擦片打滑、烧片。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；2）福特：每4万公里

23、检查一次，每6万公里更换；3）广州本田：每4万6万公里更换；4）丰田：每4万公里更换；5）一汽大众、一汽轿车：6）东风雪铁龙：每6万公里更换。第四章 结论 汽车自动变速器作为一种新型的传动器，最早是由1939年通用公司奥兹莫比尔部开发的，由于当时自动变速器存在不少缺点，所以没有广泛使用。直到1977年美国克菜斯勒公司首先开发出了带锁止离合器的液力变矩器。这种锁止装置实际上是全自动离合器。锁止离合器时，变矩器将不起作用。这对改善传动效率、燃料的经济性、降低变速器的温度有很大的帮助。随着技术的发展，汽车自动变速器其形式也多种多样，其优越性也被大部分人接受，目前世界上大部分汽车上都采用自动变速器。

24、自动变速器具有操作容易、驾驶舒适、能减少驾驶者疲劳、能提高发动机和传动系的使用寿命及汽车的动力性和适应性、能减轻汽车对环境的污染等多方面的优点，在汽车上被广泛应用。已成为现代轿车配置的一种发展方向。对自动变速器技术的研究，我们起步较晚，与发达国家还有一定的差距。我们应有效利用目前在自动变速器研究方面取得的成果和各方面力量，建立与发展这一高新技术产业，共同去开拓国内自动变速器技术的美好未来。参考文献1 郭金刚,刘飞跃.汽车自动变速器的发展现状及前景J;北京汽车;2005年02期2 马怀琳.轿车自动变速器的发展与未来轿车市场对其需求初探J;汽车工业研究;1996年03期3 吴洪胜.国外自动变速器油

25、液（ATF）及其比较J;汽车与配件;1992年06期4 杨妙梁.车用自动变速器发展概述J;上海汽车;1994年05期5 孙祝宽;汽车自动变速器的使用方法J;汽车技术;1996年09期6 林平.新型汽车自动变速器结构、原理、检修M.福州:福 建科学技术出版社,1996.7 8 揭琳锋.汽车自动变速器原理与维修1-10 30-409 novazhang .10 汽车自动变速器油的正确使用11 lumeidan. 12 自动变速器维护的小窍门12 吴玉基.汽车自动变速器构造与维修M. 北京： 人民交通出版社， 2002.致 谢本课题在选题及研究过程中得到侯佳老师的悉心指导。侯佳老师多次询问研究进程，并为我指点迷津，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。侯佳老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度，踏踏实实的精神，不仅授我以文，而且教我做人，虽历时三载，却终生受益。对侯佳老师的感激之情是无法用言语表达的。感谢侯佳老师、张延伟老师、王继岳老师、王中原老师等对我的教育培养。他们细心指导我的学习与研究，在此，我要向诸位老师深深地鞠上一躬。感谢我的同学张志亮、陈士琪、李鹏、柳哲、刘付杰、王光威三年来对我的学习、生活的关心和帮助。