学习任务4 自动变速器

汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社学习任务4自动变速器【任务目标】1、了解：自动变速器的功用及组成。2、熟悉：自动变速器的结构、类型、特点以及工作原理。3、掌握：正确识别各种类型自动变速器的结构总成、零部件及其使用特点，并掌握自动变速器的拆装步骤及检修方法。4、学会：正确拆装各种类型的自动变速器，正确检测自动变速器的零部件，识别自动变速器的常见故障，并进行基本的故障诊断及检修。汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社【任务描述】自动变速器是汽车底盘中的最重要、最复杂的总成之一，它能根据节气门的开度、汽车行驶速度、挡位开关、ATF温度等多种参数的变化自行换挡，保证汽车具有良好的动力性、经济性和舒适性。它集机械、电子、液压于一体，结构复杂、控制精密，主要由液力变矩器、齿轮传动机构和控制系统组成。由于自动变速器经常在恶劣的情况下工作，加上一些不正确的使用、保养维护，又或是正常的磨损，自动变速器会常出现不能行驶、打滑、换挡冲击、换挡延时或不能正确换挡等故障。汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社项目4.1液力变矩器｛情境导入｝客户报修一辆雷克萨斯轿车出现在30~50km/h以下加速不良，车速上升缓慢，过了低速区后加速良好的故障现象。故障原因分析由于导轮的单向离合器打滑而导致汽车低速加速不良是一种常见的故障现象。变矩器里的单向离合器在低速工况下应该处于锁止状态，从而对变矩器起到低速增扭的效果，因此单向离合器打滑就会导致汽车的低速加速性变差。汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社一、液力变矩器的安装｛理论引导｝汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社二、液力变矩器的功用和组成1.功用1)传递转矩2)无级变速3)自动离合4)驱动油泵5)防止传动系过载汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社2.液力变矩器的组成由泵轮、涡轮、导轮、单向离合器、锁止离合器等组成。汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社三、液力变矩器的工作原理1.动力的传递汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社2.转矩的放大以带空气管道的一对风扇说明。汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社导轮的作用汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社进一步分析说明汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社8.2液力变矩器结论：a.nw=0，nBnw，ATF流向导轮正面，TD0，TW=TB+TDb.nw0，接近0.85nB时，ATF与导轮叶片相切，TD=0，Tw=TBc.nw≈nB，ATF流向导轮背面，TD0，Tw=TB-TD汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社8.2液力变矩器四、液力变矩器特性1.定义：当发动机转速和转矩一定时，泵轮的转速和转矩也一定，变矩比K、传动效率η与转速比i之间的变化规律。K=Tw/TB≥1i=nw/nB≤1η=Pw/PB=Ki≤1汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社2.特性曲线失速点偶合点汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社五、典型液力变矩器应用较多为三元件液力变矩器，并带有锁止离合器的单向离合器。汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社1.单向离合器（超越离合器、自由轮机构）a.功用：实现单向锁止，使变矩器在高速区成为偶合器。b.结构：滚柱式汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社楔块式汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社2.锁止离合器（TCC）a.功用：把泵轮、涡轮刚性连在一起，减少液力变矩器在高速比时的能量损耗，提高传动效率，提高汽车在正常行驶时的燃油经济性，并防止ATF油过热。b.结构：汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社c.原理：a)锁止状态b)分离状态1－涡轮轮毂2－变矩器壳体3－压盘4－扭转减振器汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社d.控制条件冷却液温度不能低于65°。选档杆处于D位，且档位在D2、D3或D4档。没有踩下制动踏板。车速必须高于56km/h。节气门开启。汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社六、液力变矩器的故障与检修1.涡轮花键1)现象：前后档不走，但油压正常。2)检查：拆检，目视检查即可。汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社2.单向离合器1)现象：车辆加速起步无力，不踩加速踏板车辆不走，但车辆行驶起来之后换挡正常，发动机功率正常，失速转速比正常值低400～800rpm。2)检查用专用工具插入油泵驱动毂和单向离合器外座圈的槽口中。然后用手指压住单向离合器的内座圈并转动它。检查是否顺时针转动平稳而逆时针方向锁止。汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社3)失速试验a.发动机起动运转到正常工作温度；b.拉起驻车制动手柄，左脚踩下制动踏板；c.将换挡杆置于D或R位；d.右脚将加速踏板迅速踩到底，在5s内读出发动机转速，此转速为失速转速。一般为2100~2300rpm。思考题：为什么单向离合器损坏会导致失速转速低？汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社3.锁止离合器1)不锁止a.现象：油耗增加，高速不快。b.原因：控制系统：电路：信号、ECU、电磁阀阀体：柱塞卡住、阀体装配TCC（更换）2)常锁止a.现象：发动机怠速正常，但选档杆置于动力档后发动机熄火。b.检修：拆检汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社4.其它检修项目1)检查液力变矩器的外部目视检查液力变矩器的外部有无损坏和裂纹，油泵驱动毂外径有无磨损、缺口有无损伤。如有异常应更换液力变矩器。2)液力变矩器的清洗当自动变速器曾有过热现象或ATF被污染后，应该清洗液力变矩器。清洗液力变矩器可以采用专用的冲洗机进行，也可以手工清洗，方法是加入干净的ATF，用力摇晃、振荡液力变矩器，然后排净油液，反复进行这样的操作，直到排出的油液干净为止。汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社3)液力变矩器内部干涉的检查主要指导轮和涡轮、导轮和泵轮之间的干涉。如果有干涉，液力变矩器运转时会有噪声。a.导轮和涡轮之间的干涉检查将液力变矩器与飞轮连接侧朝下放在台架上，然后装入油泵总成，确保液力变矩器油泵驱动毂与油泵主动部分接合好。把变速器输入轴（涡轮轴）插入涡轮轮毂中，使油泵和液力变矩器保持不动，然后顺时针、逆时针反复转动涡轮轴，如果转动不顺畅或有噪声，则更换液力变矩器。汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社b.导轮和泵轮之间的干涉检查将油泵放在台架上，并把液力变矩器安装在油泵上。旋转液力变矩器使液力变矩器的油泵驱动毂与油泵主动部分接合好。定住油泵并逆时针转动液力变矩器，如果转动不顺畅或有噪声，则更换液力变矩器。汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社项目4.2齿轮变速传动装置｛情境导入｝客户报修一辆丰田凌志LS400高级轿车，将自动变速器选挡操纵手柄挂入D挡行驶时，按动设置在选挡操纵手柄上的超速挡0/D开关后，车速不能随着加速踏板的踩下而自动加速到150km/h以上，即便在节气门全开时，最高车速也只能达到120km/h。故障原因分析自动变速器内部执行机构（单向离合器、离合器、制动器）的损坏通常是导致上述故障的主要原因之一。汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社｛理论引导｝一、概述1.为什么要有机械变速器2.行星齿轮变速器的基本组成多排行星齿轮机构换档执行机构汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社二、单排行星齿轮机构1.单排行星齿轮机构的结构汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社2.单排行星齿轮机构的运动规律n1＋αn2－（1＋α）n3＝0其中：n1—太阳轮转速；n2—齿圈转速；n3—行星架转速；α—齿圈与太阳轮的齿数比。汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社3.动力传动方式1)太阳轮主动，行星架从动，齿圈制动，则n2＝0，故传动比i13＝n1/n3＝1＋α1低速档汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社2)太阳轮制动，齿圈主动，行星架从动，则n1＝0，故传动比i23＝n2/n3＝(1＋α)/α1高速档汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社3)太阳轮制动，行星架主动，齿圈从动，则n1＝0，故传动比i32＝n3/n2＝α/(1＋α)1超速档汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社4)齿圈制动，行星架主动，太阳轮从动，则n2＝0，故传动比i31＝n3/n1＝1/(1＋α)1超速档汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社5)行星架制动，太阳轮主动，齿圈从动，则n3＝0，故传动比i12＝n1/n2＝－α0倒档汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社6)如果n1＝n2，则n3＝n1＝n2，故传动比i＝1直接档7)如果所有元件无约束，则动力无法传动空档汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社三、典型行星齿轮机构简介（一）、三档Simpson行星齿轮变速器1.结构、组成汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社1)结构特点二根轴：输入轴、输出轴两个离合器（C1、C2），三个制动器（B1、B2、B3），两个单向离合器（F1、F2）两排行星齿轮机构：共用一个太阳轮，前排行星架、后排齿圈与输出轴相连汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社2)换档执行元件的作用C1——前进档离合器：输入轴与前排齿圈相连C2——直接档（倒档）离合器：输入轴与前、后太阳轮相连B1——二档制动器：锁定前后太阳轮，使之不能逆时针转动B2——二档滑行（制动）制动器：锁定前后太阳轮，使之不动B3——一、倒档制动器：锁定后行星架，使之不动F1——单向离合器：B1作用时，锁定前后太阳轮，使之不能逆时针转动F2——单向离合器：锁定后行星架，使之不能逆时针转动汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社2.档位情况选档杆位置档位换档执行元件发动机制动C1C2B1B2B3F1F2D1○○2○○○3○○○21○○○○2○○○○○L1○○○○R倒档○○P驻车档○N空档汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社3.各档动力传动路线：1)D1档：C1、F2汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社2)D2档：C1、B1、F1汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社3)D3档：C1、C2汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社4)21(11)档：C1、B3、F2汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社5)22档：C1、B1、B2、F1汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社6)R档：C2、B3汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社7)P档：汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社（二）、四档Simpson行星齿轮变速器以凌志LS400的A341E、A342E为例。1.结构、组成汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社2.各档动力传动路线汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社总结：C0故障，前后均无动力C1故障，无前进档，倒档正常C2故障，无3、4档及倒档B2故障，无2档B3故障，无倒档D1→D2，B2工作D2→D3，C2工作D3、D4互换，C0、B0互换如果在传动路线上，有单向离合器，则无发动机制动汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社1)D1档：C0、C1、F0、F2汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社2)D2档：C0、C1、B2、F0、F1汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社3)D3档：C0、C1、C2、B2、F0汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社4)OD档：C1、C2、B0、B2汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社5)21档：同D16)23档：同D37)L2档：同22汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社8)L1档：C0、C1、B3、F0、F2汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社9)R位：C0、C2、B3汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社10)P位：汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社3.故障实例1)故障症状某车采用四档辛普森自动变速器，由于B3损坏而造成无R档，经拆检修复后，反而出现D位和2位均无动力输出，但在R位和L位时有动力输出。2)诊断与排除汽车底盘构造与维修哈尔滨工业大学出版社（三）、四档拉威诺行星齿轮变速器一）、拉威诺行星齿轮机构由一排单行星齿轮机