汽车自动变速器常见故障的检测诊断与机理研究.doc
车辆工程毕业设计51汽车自动变速器常见故障的检测诊断与机理研究
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车辆工程毕业设计51汽车自动变速器常见故障的检测诊断与机理研究,毕业设计论文
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四门孙小学 毕业设计（论文） I 摘 要 随着科学技术的进步，汽车已经成为 当今 世界的主流，汽车的发明给人类带来极大的方便，汽车的操纵性、舒适性也一直在逐渐提高，而手动变速器已经逐渐被自动变速器所取代。自动变速器能进行 反复 的加速、减速、变速换档等功能，具有变速平滑、驾驶轻便等优点。但是与传统的手动变速器相比，也存在结构复杂、 检测 、诊断和维修难等问题， 所以本文针 对 汽车自动变速器常见故障进行研究。 本文首先 论述了自动变速器的发展情况，然后 对自动变速器组成、结构、特点、工作原理进行研究。 其次对自动变速器常见故障进行检测诊断研究，主要有汽车不能行驶、 自动变速器打滑、自动变速器异响 。描述故障具体现象和可能的故障原因，进行详细的故障机理分析，并将自动变速器动态性能试验运用其中，有失速试验和时滞试验，对故障进行检测诊断，准确确定故障部位。进而对故障进行排除，并 画出故障 诊断 流程图。 最后通过现场收集实际案例进行分析，证明故障检测诊断分析的正确性。 关键词： 自动变速器；机理分析； 常见故障； 检测诊断 nts 四门孙小学 毕业设计（论文） II Abstract With the scientific and technological progress, cars have become the mainstream of the world, the invention of cars brings mankind great convenience, the handling and comfort has also been gradually improving, and the manual transmission has been gradually replaced by automatic transmission. Automatic transmission can be repeated for the acceleration, deceleration, speed transmission, and other functions, the speed with smooth, light and other advantages of driving. But companed with the traditional manual transmission, there are issues such as complex structures, detection, diagnosis and difficult maintenance,so this study is on common-vehicle automatic transmission failure . This paper discusses the development of the automatic transmission, automatic transmission and the composition, structure, character, principle research. This was followed by the automatic transmission to detect common fault diagnosis, the main vehicle can not be closed, slipping automatic transmission, automatic transmission abnormal sound. Fault specific description of the phenomenon and possible cause of the malfunction, a detailed analysis of the failure mechanism, automatic transmission and dynamic performance tests use them, stall and delay test pilot, the fault diagnosis to detect and accurately determine fault location. Then the failure to rule out the possibility, and to draw fault diagnosis flow chart. Finally, the scene to collect the actual case analysis to prove that the fault detection accuracy of diagnosis and analysis. Key words: automatic transmission; mechanism analysis; common fault; detection and diagnosis nts 四门孙小学 毕业设计（论文） III 目 录 第 1 章 绪 论 . 1 1.1 自动变速器的发展状况 . 1 1.2 自动变速器的特 点 . 2 第 2 章 自动变速器的组成及基本原理 . 4 2.1 自动变速器组成 . 4 2.2 自动变速器基本原理 . 4 第 3 章 汽车不能行驶故障检测与诊断研究 . 9 3.1 汽车不能行驶的故障现象 . 9 3.2 汽车不能行驶的原因 . 9 3.3 汽车不能行驶的机理分析 . 9 3.4 时滞试验 . 11 3.5 故障诊断与排除 . 12 3.6 汽车不能行驶故障排除流程图 . 13 3.7 案例分析 . 13 第 4 章 汽车自动变速器打滑故障检测与诊断研究 . 15 4.1 汽车自动变速器打滑的故障现象 . 15 4.2 汽车自动变速器打滑的原因 . 15 4.3 汽车自动变速器打滑的机理分析 . 15 4.4 失速试验 . 16 4.5 故障诊断与排除 . 17 4.6 汽车自动变速器打滑流程图 . 18 4.7 案例分析 . 19 第 5 章 汽车自动变速器异响故障检测与诊断研究 . 22 5.1 汽车自动变速器异响的故障现象 . 22 5.2 汽车自动变速器异响原因 . 22 5.3 汽车自动变速器异响机理分析 . 22 5.4 故障诊断与排除 . 25 5.5 汽车自动变速器异响故障排除流程图 . 27 5.6 案例分析 . 27 nts 四门孙小学 毕业设计（论文） IV 第 6 章 结 论 . 28 参考文献 . 29 nts 四门孙小学 毕业设计（论文） 1 第 1 章 绪 论 1.1 自动变速器的发展状况 经过百余年的发展，世界汽车工业进入了一个全新的时代。中国的汽车工业虽然起步较晚，但从进入 20 世纪 90 年代以来，民族汽车工业沿着合资引进与独立开发相结合的道路。发展突飞猛进，汽车的发明给人类带来了极大的方便，汽车的操作性能、舒适性也一直在逐渐提高。随着城市车辆密度的加大，自动变速器已逐渐成为汽车的必备装备，而不仅仅是豪华的标志。因为有了自动变速器，改变车速度 变 得轻松自如，且不必频繁地踩踏板。 早在 1908 年 , 福特 T 型车最早采用一种两个速比的自动变速器。其构造是采用多 组齿轮 , 并且分成中央齿轮和周边齿轮 , 最外边则是一个转轮 , 随着中央齿轮从发动机引入的扭矩不同 , 齿轮组相机行事 , 从而得到高低不一的转速 , 包括倒车档的反向旋转。从那以后 , 自动变速器的构造原理并无大的改变 , 但材料技术的进步与润滑油性能的提高 , 使这种变速器的速 度 比更为丰富。美国在第二次世界大战之前就生产过一种 3 个速比的自动变速器 , 只要把变速杆推至 D 的位置上 , 便可由油门踏板随意地改变车速。传统的离合器由一个涡轮转换器所取代。后来 , 又有人发明了涡流转换器的锁止机构 , 消除了加速时打滑的感觉 , 从而大大地降低了油耗。转轮式自动变速器存在一个缺点 , 即起步加速时令人有一种车轮打滑的感觉 , 于是驾车人会猛加油门 , 但车速又并不随即增高。驾车者根本无需扳动手柄 , 便可以轻松自如地改变车速。随着发动机燃油喷射与点火装置的不断完善 , 自动变速器也有新的花样 , 如设置了 “运动式” 或 “雪地行驶” 等不同的操控方式 , 有的在仪表盘上设有一个印有 S 字母的按钮 , 可以在加速时变得格外迅捷 ; 或者印有雪花图案代表雪地行驶的按钮 , 可避免在起步时打滑。 更有甚者 , 新一代 “随机应变式” 变速器还可以顺应驾车 者不同的习惯、 相应的反应、 使驾驶变得更加得心应手。 到了 1940 年美国通用汽车公司研制出来的奥兹莫比尔汽车，这是一台串联式的行星齿轮结构的液控变速器。是距六十多年的今天，汽车自动变速器已经发生了重大的变化。 自动变速器是汽车上一个高科技术的机电一体化产品。随着电子技术、计算机技术、液压控制技术的综合发展，汽车自动变速器的控制技术也由全液压式（ AT）发展到电控式（ ECT）。新型的电控式自动变速器已应用智能计算机和脉宽调制式nts 四门孙小学 毕业设计（论文） 2 的电液比例压力阀，大大地改善了自动变速器的性能。而且，在发动机控制计算机和自动变速器 控制计算机之间进行通信和联合控制，使整车 性 能大为提高。 在现代轿车上 ,常见的是采用电控的液力自动变速器 , 主要是由自动离合器和自动变速器两大部分组成。它能够根据油门的开度和车速的变化 , 自动地进行换档。与无级变速器相比 , 液力自动变速器最大的不同是在结构上 , 它是由液压控制的齿轮变速系统构成。因此 , 液力自动变速器并不是真正的无级变速 ,还是有档位的。 其所能实现的是在两档之间的无级变速。 而无级变速器则是两组变速轮盘和一条传动带组成的 , 因此 , 其比传统自动变速器结构简单 , 体积更小。另外 , 它可以自由改变 传动比 ,从而实现全程无级变速 , 使汽车的车速变化平稳 , 没有传统变速器换档时那种 “顿” 的感觉。 然而安装了自动变速器的汽车取消了离合器踏板。在变速过程中，通过换 档操纵手柄（或称变速杆）选择了换 档 范围以后在，在一般情况下，就不再需要任何换 档 动作。由于自动换 档 过程中传动系统传递的动力不中断，而且没有手动换档 过程中减少供油的操作，再加上自动换 档 在时机的控制上能保证发动机功率得以充分利用，所以，自动换 档 可以得到很好的加速性，而且提高了平均速度。但是，与传统的手动变速器相比，自动变速器存在着结构复杂，检验、诊断和 维修要求高等问题。对自动变速器产生的故障，我们大多数维修企业都进行解体检查，有时并不是自动变速器的故障。盲目的拆检未能查出故障部位而且还会破坏各系统、总成的整体性，重新装配工艺达不到要求，致使汽车总体性能下降或出现新的故障，造成资源浪费和经济损失。 1.2 自动变速器的特点 自动变速器能进行 反 复的加速、 减速变速器换档等功能 , 具有变速平滑、 驾驶轻便等优点。 汽车自动变速器一般和变矩器一起使用 , 带有液力传动的特点 , 可以弥补机械变速器的一些缺点。它可以根据发动机的工况和车速情况 , 自动选择档位 , 而且具有 下列显著特点 : (1)整车具有更好的驾驶性能 : 汽车驾驶性能的好坏 , 除 了 与汽车本身的结构有关外 , 还取决于正确的控制和操纵。 自动变速器能通过系统的设计 , 使整车自动去完成这些使用要求 , 以获得最佳的燃油经济性和动力性 , 使得驾驶性能与驾驶员的技术水平关系不大 , 因而特别适用于非职业驾驶。 (2)良好的行驶性能 : 自动变速装置的档位变换不但快而且平稳 , 提高了汽车的乘坐舒适性。 通过液体传动和微电脑控制换档 , 可以消除或降低动力传递系统中的冲击和动载 , 这对在地形复杂、 路面恶劣条件下作业的工程车辆、 军 用nts 四门孙小学 毕业设计（论文） 3 车辆尤为重要。 (3)高行车安全性 : 在车辆行驶过程中 , 驾驶员必须根据道路、 交通条件的变化 , 对车辆的行驶方向和速度进行改变和调节。 正是由于这种连续不断的频繁操作 , 使驾驶员的注意力被分散 , 而且容易产生疲劳 , 造成交通事故增加 ； 或者是减少换档 , 以操纵油门大小代替变速 , 即以牺牲燃油经济性来减轻疲劳强度。 自动变速的车辆 ,取消了离合器踏板和变速操纵杆 , 只要控制油门踏板 , 就能自动变速 ,从而减轻了驾驶员的疲劳强度 , 使行车事故率降低 , 平均车速提高。 (4)降低废气排放 : 发动机在怠速和高速运行时 , 排放的废气中 , CO 或 CH 化合物的浓度较高 , 而自动变速器的应用 ,可使发动机经常处于经济转速区域内运转 , 也就是在较小污染排放的转速范围内工作 , 从而降低了排气污染。 (5)可以延长发动机和传动系的使用寿命 : 因为自动变速器采用液力变矩器和发动机 “弹性” 连接 , 外界的冲击负荷可以通过耦合器缓冲 , 有过载保护的功能。在汽车起步换档、 制动时能吸收振动 , 相应减小了发动机和传动系的动载荷 。 nts 四门孙小学 毕业设计（论文） 4 第 2 章 自动变速器的组成及基本原理 2.1 自动变速器组成 自动变速器由液力 变矩器、变速机构和控制机构三大部分组成。 （ 1）液力变矩器 液力变矩器位于自动变速器的最前端。它通过螺栓与发动机的飞轮相连，其作用与采用手动变速器的汽车中的离合器相似。它利用液力传动的原理，将发动机的动力传给自动变速器的输入轴，这是一种软连接。此外，它还可以起减速增矩和偶合作用。 （ 2）变速机构 变速机构可以使变速器实现不同的传动比，使这处于不同的档位，大部分汽车的齿轮变速机构有 3-4 个前进档和 1 个倒档。这些档位与液力变矩器配合，就可获得由起步至最高车速的整个范围内的自动变速。 （ 3）控制机构 控制机构包含 各种控制阀体总成、液压控制管路、各种电磁阀、换档手柄、控制开关、控制电路等组成。它 的 作用是根据变速器换档手柄的位置以及汽车行驶时的车速、发动机负荷等因素，按照预先设定的换档规律，在汽车行驶过程中自动选择档位，并通过换档执行元件的工作改变变速器的传动比，实现换档。 2.2 自动变速器基本原理 液力变矩器一般多为三组件综合式，它的主要作用是把发动机输出的转矩和转速柔性地传递给自动变速器的变速机构。 液力变矩器位于变速器中，安装固定在发动机上。液力变矩器的泵轮和涡轮存在转速差，该转速差简称为滑转。汽车起步时的转速差 最大，液力变矩器在其最大的转矩范围内工作。随着速度的提高，泵轮和涡轮的转速逐渐接近。为了降低燃油消耗，即以更经济的方式行驶，动力传递可越过液力变矩器，由发动机直接传递给变速器。当液力变矩器出现肉眼可见的损坏或功能故障时，应更换。 液力变矩器的液压动力传递路径如下： 发动机泵轮涡轮带有单向自由轮支架的导轮。 涡轮轴片式离合器 K1， K2。 液力变矩器的机械动力传递路径如下： 发动机泵轮轴片式离合器 K3。 nts 四门孙小学 毕业设计（论文） 5 当变速器处于 1、 2、 3 档时，与负载有关的发动机转矩通过液力变矩器以液力方式传输到行星齿轮变速机构 中，片式离合器 K1 和 K2 通过涡沦轴与液力变矩器的涡轮连接在一起。 3 档时与负载有关的转矩越过液力变矩器，通过泵轮轴以机械方式将动力传递到片式离合器 K3 上。 4 档时，转矩将通过泵轮轴和片式离合器 K3 以机械方式传递动力。液力变矩器、泵轮和涡轮等的布置以及其动力传递路径如图 2.1 所示。 图 2.1 液力变矩器的动力传递路径 行星 齿轮变速机构主要是由 1 个行星齿轮组、 3 个片式离合器、 2 个片式制动器和 1 个单自由轮组成，行星齿轮组又是由 1 个小太阳轮、 1 个大太阳轮、 3 个短行星齿轮和 3 个长行星齿轮以及行星齿轮架和齿圈组成， 如图 2.2。 图 2.2 行星齿轮变速机构 变速杆拉索通过多功能开关向控制单元提供变速杆位置的信息。同时通过变速杆拉索和一个杠杆机构使阀体中的手动阀门动作。这样，手动阀门被置于基本拉置，即在变速拉于“ D”拉上时四个档可按程序自动换入。 nts 四门孙小学 毕业设计（论文） 6 变速杆拉于“ D”位时，离合器 K1、 K2 通过阀体中的手动阀体的手动阀门操纵，控制单元通过电磁阀 EV4 使离合器 K2 分离，在单向自由轮的控制下， 1 档 在发动机不超速的情况下运转，行星齿轮架固定不动。其动力传递路径为：泵轮涡轮涡轮轴片式离合器 K1小太阳轮短行星齿轮。 行星齿 驱动齿圈，动力总是能过齿圈输出。如图 2.3 所示 图 2.3 变速杆位于“ D”位的动力传递路径 变速 杆 位于“ R”位时， 通过阀体中的手动阀门，供给片式离合器 K2 和片式制动器 B1 压力，片式离合器 K2 驱动大太阳轮，片式制动器使行星齿轮架锁止，其他的控制功能都是被切断的。其动力传递路径为：泵轮涡轮涡轮轴片式离合器 K2大太阳轮长行星齿轮驱动齿圈，如图 2.4 所示。 图 2.4 变速杆位于“ R“位的动力传递路径 变速杆位于“ 1”位时，通过手动阀门使变速器挂入 1 档，手动阀门操作片式nts 四门孙小学 毕业设计（论文） 7 离合器 K1 和片式制动器 B1 闭合 ，其他的控制功能都被切断。其动力传递路径为：泵 轮 涡轮涡轮轴片式离合器 K1小太阳轮短行星齿轮长行星齿轮驱动齿圈，如图 2.5 所示。 图 2.5 变速杆位于手动“ 1”档的动力传递路径 自 动变速器电子控制装置由各种传感器、执行器、各种控制开关和电控组件组成。电控组件是整个控制系统的中心，它根据各种传感器测得的发动机转速、车速、节气门开度、自动变速器油温等参数，通过电控组件分析运算，根据各种开关输入的指令和电控组件内设定的程序，向各个执行元件输出工作指令，操纵液压阀体中各种控制阀的工作，实现对自动变速 器的控制。 图 2.6 自动变速器控制原理 液压控制系统。由油泵、阀体、电磁阀、储压器、离合器、制动器以及连接管路组成 ,系统根据车辆状态 ,将油泵建立起来的压力经调压后作用于液力变矩nts 四门孙小学 毕业设计（论文） 8 器、离合器和制动器 。 液压控制系统控制路线如图 2.7 液压控制系统起到传递、控制、操纵、冷却和润滑等功能 ,主要由油泵、主调压阀、 第二调压阀、节气门阀、换档阀、手控阀、锁定继动器及电磁阀等组成。 图 2.7 液压控制系统控制路线 液压控制 节气门 ECU 液压泵 各种阀体 电磁阀 离 合 器 制 动 器 行星齿轮系统 液力变矩器 nts 四门孙小学 毕业设计（论文） 9 第 3 章 汽车不能行驶故障检测与诊断研究 3.1 汽 车不能行驶的故障 现象 （ 1）无论变速杆位于倒档、前进档、或前进低档，汽车都不能行驶。 （ 2）汽车冷车启动后车辆不能行驶，待自动变速器油温上升后方可行驶；或冷车启动后可以行驶一段时间，但自动变速器油温上升后汽车就不能行驶。 3.2 汽车不能行驶的原因 （ 1） 变速器内混入普通润滑油，造成离合器、制动器全部烧蚀，严重时行星齿轮机构也烧蚀。 （ 2）油泵油压过低或没有。 （ 3）施力装置发生严重烧蚀。 （ 4）变压器内过脏，润滑用油道堵塞，造成行星齿轮机构因干磨擦而烧蚀。 （ 5）涡轮花键毂严重磨损，无法驱动变速器的输入轴。 3.3 汽车不能行驶的机理分析 3.3.1 自动变速器 磨损 世界上第一台液控自动变速器于 1940 年诞生后，所面临的第一个问题是没有合适的润滑油。在以往手动的齿轮传动系统中，工作条件最恶劣的为驱动桥主减速器准双曲面齿轮，由于其压强明显大于普通圆锥齿轮，且工作时又处于半滚动、半滑动状态，因此齿面工作温为 140，是传统汽车底盘中工作温度最高的，此处必须加重负荷润滑油。自动变速器施力装置摩擦表面的工作温度在 200左右，它明显高于准双曲面齿轮表面工作温度，而且也高于国家规定的准双曲面齿轮专用润滑油的 闪点 。有人曾在为 自动变速器换油时，错把汽车用 机油当 成自动变速器油，换油后，汽车从天津行驶到北京造成了所有的离合器和制动器严重烧蚀。前驱的变速器又叫变速驱动桥。在自动变速器中有一部分变速器和主减速器间没有隔板，加油时统一加自动变速器油。而对于变速器和主减器间有隔板的自动变速器，需按厂家规定在变速器一侧加自动变速器油，在主减速器一侧加主减速器nts 四门孙小学 毕业设计（论文） 10 专用油。有些自动变速器由于变速器与主减速器隔板上的油封密封不良，至使主减速器专用油窜入变速器，轻者造成离合器和制动器烧蚀，严重者则连行星齿轮机构也发生烧蚀。 涡 轮 花 键毂负责驱动变速器的输入 轴，花键毂一旦发生早期磨损，动力传递中断，汽车无法行驶。涡轮花键毂早期磨损除自身材材质的问题外，主要是由于变速器输入轴轴向位移量过大。变速器出厂时其轴向位移量通常控制在0.14-0.40mm 的范围内 ,使用极限为 0.80mm.造成变速器输入轴的轴向位移量过大的原因主要是漏装了输入轴上的止推垫圈和推力轴承或塑料的止推垫圈磨得过薄 .在大修时应将旧的塑料止推垫圈和新的止推垫圈比较厚度 ,如磨损变薄必须更换。变速器输入轴轴向位移量过大会给涡轮花键造成冲击载荷和应力集中，最终导致涡轮花键毂发生早期磨损。 任何一种手动变速 器和主减速器的润滑油均无法替代自动变速器油。而任何一种自动变速器油则能替代所有手动变速器和主减速器的润滑油。在变速器大修时，主减速器一侧也可加自动变速器油，这样既使变速器和主减速器之间隔板上的密封件发生泄漏，也不会影响变速器和主减速器的正常使用，更不会造成施力装置烧蚀。 3.3.2 油泵油压过低 油泵装配不当造成油压太低，油泵装配不当造成油泵主动轮破裂。绝大部油泵都是由液力变矩器的驱动毂直接驱动的。装配时先装变矩器再装自动变速器。当变速器向前推到不能动的位置时，变矩器壳上是螺栓虽然已经能够上发动机缸体，但严禁 螺栓。应一个旋转曲轴，其余人用力往前推自动变速器，待变速器壳与发动机缺体间没间隙时，再紧螺栓。 有的维修人员由于对自动变速器结构缺乏了解，往往在变矩器壳体与发动机缸体间还存在着间隙时就紧固连接螺栓，从而造成油泵主动齿轮断裂，没有油泵油压，汽车无法行驶。油泵密封件被破坏。 油泵油封主要负责油泵和变矩器之间的密封。该油封泄漏大都由变矩器驱动强径向圆跳动造成的，而某些变矩器驱动毂自身径 向圆 跳动量并不大，其径向圆跳动量超差是由于变矩器和曲轴间的连接板 -挠性板端面圆跳动过大造成的。 油泵和变速器壳体间的密封垫。 这两项在大修时必须更换、否则一旦泄漏则无法建立正常油泵油压。油泵与变矩器壳连接处衬套出现凹槽。 3.3.3 施力装置烧蚀 除 了所有的离合器的制动器都烧蚀外，负责 1、 2、 3 档和倒档的超速档离合器烧蚀后汽车也无法行驶。如所有的离合器和制动器都发生了早期磨损（此类故障大都发生在行驶 10000 公里左右），说明主油压过低。要重点检查主调压阀调压nts 四门孙小学 毕业设计（论文） 11 弹簧是否过软，主调压阀是否卡滞在泄油一侧。还应重点检查油泵是否发生早期磨损。如油泵发生早期磨损，而油滞内又十分清洁，说明油泵的驱动装置 变矩器驱动毂或油泵轴的径向圆跳动量过大。在 更换油泵的同时需要换油泵的驱动装置。如油泵里特别脏，则说明自动变速器油滤清器皮裂，需更换自动变速器油滤清器，并彻底清洗油道。 3.3.4 行星齿轮 造成烧蚀 自动 变速器正确的液面高度在行星齿轮机构的下边，控制阀体的上边。在变速器内部没有喷溅润滑，只有单一的压力润滑。自动变速器过脏，就容易堵塞润滑用油道，造成行星齿轮机构失去润滑保护，处于干摩擦状态，在很短时间内齿轮就磨秃了，造成行得齿轮烧蚀。 3.4 时滞试验 3.4.1 时滞试验的目的 时滞是指测定发动机怠速时，自动变速器自选档手柄从“ N”位换到“ D”位或“ R”位 ，直至感觉到换档冲击为止的这一段滞后时间。它经历液压控制系统启动、行星齿轮执行装置的启动，一直到将驱动力矩传至汽车驱动轮这一完整的过程。由此可见，时滞试验是作用是对换档执行元件的工作及液压高低的检验。 3.4.2 试验步骤 先对汽车驻车制动，在发动机油温和怠速转速正常状态下，将选档手柄从“ N”位换到“ D”位，用秒表测量从换档开始至感觉到振动的时间差，然后用同样的方法，测量“ N”位换到“ R”位时的时滞。为使测量结果准确可靠，同一内容试验应反复做 3 次，并取各次测量结果的平均值作为最终的时滞值。并且，在各项试验之间 起码要有 1min 以上的间隔，以便使变速器内部的相应离合器和制动器恢复至全开状态。 3.4.3 测试数值的评价 一般，正常时时滞值为“ N”至“ D”位就小于 1.2s, “ N” “ R”位应小于1.5s。若时滞超过规定值，以丰田为例，；若从“ N”到“ R”位的时滞过长，总之，自动变速器中离合器、制动器盘与片之间的间隙因磨损等原因变得越大，则接合所需时间越长；而管路中的油压越低，离合器、制动器活塞获得工作压力所需的时间也越长，因而时滞越长。 nts 四门孙小学 毕业设计（论文） 12 表 3.1 时滞试验数据分析 档位 标准值域 超时原因分析 N-R 小于 1.5s 油路压力太低；直接档离合器磨损；第一档和倒档制动器磨损，以及超速成档离合器磨损等； N-D 小于 1.2s 说明油路的压力太低，前进档离合器磨损，超速档单向离合器动作不正常 3.5 故障诊断与排除 检查自动变速器内有无自动变速器油，拔出自动变速器的油尺，观察油尺上有无自动变速器油。若油尺上没有自动变速器油，说明自动变速器内的自动变速器已漏光。如果有油，检查自动变速器油面、油质，如果油质沿可但油面过低，可修复漏油处，再补充油面至正常位置，可以交车，如果发现其他问题，进行下一步检查。如果自动变速器油中混有大 量的摩擦片颗粒、金属粉末或加入了齿轮油、机油等非 ATF，应解体大修自动变速器，需更换全部密封圈和活塞，彻底清洗变矩器。 拆下主油路测压孔上是螺塞，起动发动机，将变速杆拨到前进档或倒档位置，检查测压孔内有无自动变速器油流出。若主油路侧压孔内没有自动变速器油流出，油压很低或基本上没有油压，应打开油底壳，检查油泵进油滤网有无堵塞。如无堵塞，说明油泵损坏或主油路严重泄漏，对此，应拆卸分解自动变速器，予以修理。 如果是新装配自动变速器，还要考虑自动变速器总成与发动机总成的装配、油泵本身的装配、自动变速器的装配是否有问 题。比如在安装变速器时，变矩器壳还没有与发动机缸体完全贴合，便将连接螺栓强行拧紧，造成油泵驱动凸耳或主动齿轮断裂，没有油压，汽车无法行驶。再如在组装自动变速器时，变速器后面的离合器或制动器如果有一片没有安装到位，则油泵总成与变速器壳体就会存在缝隙，油压无法建立。 如汽车在冷车时能勉强行驶，热车后所有档位都无法行驶。检查主油压时，发现怠速油压和失速油压都过低。检查变速器油泵，如油泵内过脏，说明自动变速器油滤清器破裂，油泵已发生严重磨损，冷车时能勉强行驶，是因为自动变速器油在温度低时黏度较大。汽车在冷车状态下， 发动机运转正常，而变速器没有nts 四门孙小学 毕业设计（论文） 13 档不能行驶，通过几分钟热车后，变速器的档位恢复正常，汽车正常行驶。冷车时没有档，热车时有档，通常是由于空档开关进水或受潮造成的，维修时用热风机烘干，故障即可排除。 3.6 汽车不能行驶故障排除流程图 图 3.1 汽车不能行驶故障流程图 3.7 案例 分析 故障现象： 换档杆在任何位置时，车辆都不能行驶。 故障诊断： 此车已行驶 170000km,在行驶途中，突然出现车辆不能行驶的故障，随后拖至修车部修理。首先检查变速器油面，正常，但油质不良，判断已有很长里程没有更换变 速器油了。用 TECH2 检查电控系统，没有故障记忆；测量各时也没有发现异常。连接油压表，测量油压，结果发现是 0，踩下加速踏板，提高发动机转速，结果还是一点油压也没有。拆下油底，拆下滤清器，也没有完全堵死。于是决定拆下变速器，重点检查油泵是否损坏。解体自动变速器，首先发nts 四门孙小学 毕业设计（论文） 14 现油泵驱动轴从变矩器侧的端部断开，剩下的一小截还在变矩器内。观察油泵轴断裂处花键部位有明显扭曲的现象，说明油泵驱动辆在断裂前承受较大的扭力，还需进一步检查油泵。此变速器配用的是改进后的新型油泵，共有三层结构，把油泵的定位销冲出后，解体油泵，检查叶 片及滑动套，发现都有严重的磨损，出现很深的沟槽。询问车主，说此车在初始的 50000km 更换变速器油后，又行驶了120000km 没有更换过自动变速器油。因自动变速器油脏污、变质，加上叶片泵对油质敏感，叶片和滑动套间因严重磨损而发卡，咬死在一起，扭断油泵轴。更换油泵总成、油泵驱动轴和大修包后，自动变速器恢复正常。 nts 四门孙小学 毕业设计（论文） 15 第 4 章 汽车自动变速器打滑故障检测与诊断研究 4.1 汽车自动变速器打滑的故障 现象 （ 1）起步时踩下加速踏板，发动机转速很快升高但车速升高缓慢。 （ 2）行驶中踩下加速踏板加速时，发动机转速升高但车 速没有很快提高。 （ 3）平路行驶基本正常，但上坡无力，且发动机转速很高。 4.2 汽车自动变速器打滑的原因 （ 1） 自动变速器油面过低而 导致 主油路油压过低，导致离合器和制动器打滑。 （ 2）自动变速器油面太高，运转中被行星排剧烈搅动后产生大量气泡。 （ 3）离合器或制动器摩擦片、制动带磨损过甚或烧焦。 （ 4）油泵磨损甚过主油路泄漏，造成油路油压过低。 （ 5）单向超越离合器打滑。 （ 6）离合器或制动器活塞密封圈损坏，导致漏油。 （ 7） 减振器 活塞密封圈损坏，导致漏油 4.3 汽车自动变速器打滑的机理分析 4.31 自动变速 器油液面过低 变速器油量不足，液面过低，油泵会吸入空气，使空气吸入自动变速器油中降低了液压系统的工作压力，导致离合器制动滞后吻合或打滑；加速性能不良，润滑不良。油量过多，则可能从加油口或通风口喷油，或造成控制阀体上的排油孔被堵塞，以至排油不畅，影响离合器和制动器平顺分离，换档不稳。 4.32 自动变速器质量 自动变速器油的质量 , 油液呈棕褐色，但闻不出烧焦的糊味，变速器长时间过热，有机件磨损损坏 。 4.33 离合器或制动器损坏 离合器或制动器摩擦片、制动带磨损过甚或烧焦。 离合器和制动器活塞密封nts 四门孙小学 毕业设计（论文） 16 圈损坏，导致漏油； 减振器活塞密封圈损坏，导致漏油，油泵磨损过 甚或主油路泄露，造成油路油压过低； 4.4 失速试验 4.4.1 进行失速试验的目的 通过测取选 档 手柄置于“ D”位或“ R”位时的失速转速，来检查自动变速器的液力变矩器、齿轮变速机构以及发动机的整体性能。所谓失速转速就是当泵轮以最高转速旋转而涡轮被动制动静止不动时，泵轮即发动机的转速，就是液力变矩器的失速转速。 4.4.2 失速试验的步骤 (1)进行失速试验时，应满足以下要求：自动变速器油温正常；为保证车辆安全应选择开阔且有良好附着力的平坦地面；同时，试验要由两人配合进行， 一人进行试验，另一人在车外观察车轮或车轮三角垫木制动的情况。试验时先将转速表接至发动机，拉紧驻车制动器，并将制动踏板牢牢地踩到底。 图 4.1 失速试验的步骤 (2)具体操作过程：启动发动机，将选档手柄拉至“ D”位，再把加速踏板一脚踩到底，与此同时，记住发动机的最高转速，即失速转速；接着，将选 档 手柄推至“ R”位进行同样的试验，并快速读出相应的失速转速。试验完成后，将“ D”位“ R”位的失速转速与汽车制造厂家提供的失速转速标准值进行比较 ,以分析原因 ,找出故障所在 。 (3)注意事项：由于失速发 生时发动机所发出的全部能是都转化为液体的动能，所以对液力变矩器中油液的冲击和引起温升相当在，因此，自加速踏板踩下nts 四门孙小学 毕业设计（论文） 17 到松开，整个时间不得超过 5s，以防油温急剧升高和液力变矩器损坏，并应有一分钟以上的怠速运转以利散热。另外，连续试验的次数亦不得超过 3 次，且连续试验时，应等油温降至正常后再做下一次试验。 4.4.3 失速转速数值的分析 为便于 说明问题，以日本丰田汽车公司的凌志 LS400 轿车为例。该轿车“ D” 位的失速试验为（ 2000 150） r/min，在“ R”位时亦为相同数值。 (1)试验结果为“ D”位和“ R”位失 速转速都偏低，则可能的问题为发动机输出功率不足。 (2)若失速转速很低，只有 600r/min,则极有可能是液力变矩器内的导轮上的单向离合器卡滞，形成极大负载的故障所致； (3)若试验结果为“ D”位和“ R”位失速转速均高，则可能的问题是油路压力太低，自动变速器油液位不正确或超速档单向离合器运转有滑转运转不正常。 (4)如果试验发现仅是“ D”位失速转速高，那么可能的问题大致为油路压力太低，前进档离合器打滑， 2 号单向离合器运转不正常以及超速档单向离合器运转不正常等； (5)如仅是“ R”位失速转速高，则可能的故障原 因有：油路压力太低，直接离合器打滑，第一档和倒档制动器打滑，以及超速档离合器打滑等。 4.5 故障诊断与排除 自动变速器打滑是自动变速器最常见的故障之一。虽然自动变速器打滑往往都伴有离合器或制动器摩擦片严重磨损甚至烧焦等现象，但如果只有简单地更换磨损的摩擦片而没有找出打滑的真正原因，则会使修理后的自动变速器使用一段时间后又出现打滑现象。因此，对于出现打滑的自动变速器，不要急于拆卸分解，应先做各种检查测试，以找出造成打滑的真正原因。 (1)对于出现打滑现象的自动变速器，应先检查自动变速器油的油面高度和品质。若油 面过高或过低，应先调整至正常后再做检查。若油面调整至正常后自动变速器不再打滑，可不必拆修自动变速器。 (2)检查自动变速器油的品质。若自动变速器油呈棕黑色或有烧焦味，说明离合器或制动器的摩擦片或制动带有烧焦，应拆修自动变速器。 (3)进行路试，以确定自动变速器是否打滑，并检查出现打滑的 档 位和打滑的程度。将换 档 操纵手柄拨入不同的位置，让汽车行驶。若自动变速器升至某一 档位时发动机转速突然升高，但车速没有相应地提高。即说明该 档 位有打滑。打滑时发动机的转速愈升高，说明打滑愈严重。 nts 四门孙小学 毕业设计（论文） 18 根据出现打滑的规律，还可以判断产生 打滑的是哪一个换 档 执行元件，以行星齿轮机构的 辛普森式 4 档 行星齿轮变速器为例说明如下： 1)若自动变速器在所有前进 档 都有打滑现象，则为前进 档 离合器打滑。 2)若自动变速器在换 档 操纵手柄位于 D 位时的 1 档 有打滑现象，而在换 档 操纵手柄位于 L 位或 1 位时的 1 档 不打滑，则为前进单向超越离合器打滑。若不论换 档 操纵手柄位于 D 位或 L 位或 1 位时， 1 档 都有打滑现象，则为低 档 及倒 档 制动器打滑。 3)若自动变速器只在换 档 操纵手柄位于 D 档 时的 2 档 有打滑现象，而在换 档手柄位于 S 位或 2 位时的 2 档 不打滑，则为 2 档 单向超越离合器打滑。若不论换档 操纵手柄位于 D 位或 S 位或 2 位时， 2 档 都有打滑现象，则为 2 档 制动器打滑。 4)若自动变速器只在 3 档 有打滑现象，则为倒 档 及高 档 离合器打滑。 5)若自动变速器只在超速 档 时有打滑现象，则为超速 档 制动器打滑。 6)若自动变速器在倒 档 和高 档 时都有打滑现象，则为倒 档 及高 档 离合器打滑。 7)若自动变速器在倒 档 和 1 档 时都有打滑现象，则为低 档 及倒 档 制动器打滑。 (4)对于有打滑故障的自动变速器，在拆卸分解之前，应先检查自动变速器的主油路油压，以找出造成自动变速器打滑的原因。自动变速器不论前进 档 或倒 档均打滑，其原因往往是主油 路油压过低。若主油路油压正常，则只要更换磨损或烧焦的摩擦元件即可。 若主油路油压不正常，则在拆卸自动变速器的过程中，应根据主油路油压，相应地对油泵及阀板进行检修，并更换自动变速器的所有密封圈及密封环。 4.6 汽车 自动变速器 打滑 流程图 nts 四门孙小学 毕业设计（论文） 19 图 4.2 自动变速器打滑故障流程图 4.7 案例 分析 故障症状： 自动变速器打滑，车下冒烟。这辆车在行驶中先是自动变速器打滑，然后车下冒烟，接着就不能行驶了。 故障检修 ：首 先调查自动变速器机油水平，冷机时机油液面水平比最高上限高出 1.5cm 左右，机油很脏，有一股变速 器机油烧焦后特有的气味。 进一步试验运转，加热自动变速器机油，以便观察加热后自动变速器机油能升到什么水平。试验运转中意外发现升档相当平滑，从 1 档升到 2 档，从 2 档升到 3 档，都能正常换档，但一进入 4 档，发动机加速，自动变速器就开始打滑。把变 速选择杆置于 3 档位，在 3 档上恢复正常状态。 R 档位也正常 表 4.1 D、 R 档位标准值 档位 实际值 标准值 R 2150r/min 2100r/min D 2730r/min 2800r/min nts 四门孙小学 毕业设计（论文） 20 不管前进还是后退，发动机失速转速都是 2100r/min， 是正常的。 把车辆举升起来调查，在自动变速器和发动机之间这一带，副车架和动力转向泵这一带漏出许多自动变速器机油。冒烟的原因，说不定就是自动变速器
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