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六安职业技术学院毕业论文 丰田A341E自动变速器六安职业技术学院 毕业设计论文 【丰田A341E】自动变速器的应用技术 六安职业技术学院机电系汽车运用技术0801学生姓名 刘生磊指导老师 孙冉辅导员 姚刚目录 摘要*1关键词*2前言*3设计论文主页*4一 自动变速器的概述 二 丰田A341E的技术指导三 丰田A341E工作原理 四 自动变速器的维护和维修五 未来汽车自动变速器的发展趋势参考文献*5结束语*6摘要丰田A340E/A341E系列自动变速器曾广泛应用于丰田Lexus、Tudra等多种车型,是辛普森行星齿轮式自动变速器的典型代表,它有4个前进档,1个倒档,D4档是超速档。学习它的工作原理，维修知识，为更好的掌握自动变速器打下基础 前言自动变速器是通过各种液压多片离合器和制动闸限制或接通行星齿轮组中的某些齿轮得到不同的传动比的。随着电子技术和计算机的飞速发展，现代轿车装用电子控制式自动变速器已越来越普遍。据统计，在美国的90年代新车型上，作为标准件的自动变速器装车率已超过90%，日本为73%，欧洲为25%。自动变速器汽车具有操纵简单、乘坐舒适、动力性和经济性较好等特点。 由此，正确运用和维护自动变速箱就显得比较重要 1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、润滑系统设计主页自动变速器的概述一 自动变速器的发展自动变速器是汽车上一个高科技的机电一体化产品。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，在引擎控制计算机和自动变速器控制计算机之间进行通讯和联合控制，使整车的控制性能大为提高。与此同时，自动变速器在内燃机车、工程机械、船舶等方面也得到了广泛地应用。它的优越性主要体现在以下几个方面：1.操作简单、省力，提高了运行安全性和乘做地平稳性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，通过变速杆（或称选檔杆）选择了换档范围以后，在一般情况下，就不在需要任何换檔动作。 手动换档：驾驶员根据路况，操纵换档杆，通过滑移齿轮达到换档目的。 自动换档：计算机或自动控制系统，接受各种传感器的数值，根据预先设定的程序，当达到换文件条件时，计算机板自动发出控制指令，使，自动变速器换档2.延长了机件寿命 自动变速器采用的液力变矩器可以吸收和消除传动装置的动载荷。由于自动变速器的自动换档避免了换档时产生的冲击与动载，因此，一般可使传动零件的使用寿命延长2-3倍。 据统计，在恶劣条件下，装自动变速器汽车的传动轴上，其最大扭矩振幅只相当于手动机械变速器的20-40。因此，也使发动机的使用寿命提高了0.5-2.0倍。3. 提高了汽车的动力性 自动变速器中的液力变矩器由于它本身所具有的性能和它自身能自动连续地变速，从而提高了汽车起动的加速性。 由于自动变速器在换文件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地加速性，而且提高了平均速度。二自动变速器的分类 不同的汽车厂家在不同的车型上，装有不同型号的自动变速器，在这些型号各异的自动变速器中，根据不同的角度，可以对它们进行不同的分类。1按汽车的驱动方式分类 汽车本身的驱动方式有前驱动和后驱动两种，装置在这两种汽车上的自动变速器在结构上也就有很大地不同而分为前驱动自动变速器和后驱动自动变速器，如图1-1所示即为前、后驱动地自动变速器地基本形式示意图。2. 按控制方式分类 自动变速器根据其控制方式分类有全液压（AT）式和电控式（ECT）两种。值得注意地是，这两种都有一套原理基本相同的液压控制系统。 图1-1 前后驱动自动变速器图1-2 全液压式和电控式系统自动变速器的基本组成1.液力变矩器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扭矩和转速柔性地传递给自动变速器的变速机构。2.变速机构在自动变速器中紧接在液力变矩器之后的便是变速机构。它由行星轮系和换档执行机构组成。3.控制机构 自动变速器的控制机构是一个复杂的液压（或电液）控制系统，它是整个自动变速器的心脏。4.自动变速器的工作过程1.动力传递过程: 变速变速、变向变扭行星齿轮机构变扭动力输出扭矩转速发动机变矩器 图1-3 动力传递过程2.控制过程 全液压式控制方式 :油门油门踏板 发动机节气门阀变矩器润滑变速机构速控阀选檔杆控制机构图1-4全液压式控制流程 电液式控制方式:微型计算机液压控制系统节气门开度变速器锁止 车速S1控阀 超速档水温S2控阀模式选择变速选档杆位置开关S3控阀变速杆位置原理(丰田A341E自动变速器)自动变速器（与它的液力变矩器）和手动变速器（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！ 自动变速器的位置与手动变速器一样，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。丰田A34IE自动变速器如果没有变速器，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。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，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。博闻网之前已经介绍过这种神奇的齿轮装置，您可以从电动螺丝刀一文中认识这种装置。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。有关行星齿轮组的介绍，请参见齿轮比原理。 从左到右：齿圈、行星架、两个太阳轮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。下面让我们观察单个行星齿轮组。 变速器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。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速器相关。您可以从下面的动画中试验这几种传动比因此，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。在下一节中，我们会将这两组齿轮放在一起。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。下面我们来看看其中的一些部件：变速器中的齿轮如何组合在一起从左到右：齿圈、行星架、两个太阳轮下图显示了行星架中的行星齿轮。请注意，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。行星架：请注意两组行星齿轮。接下来，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，也与较小的太阳轮啮合。行星架内部：请注意两组行星齿轮。下面的动画显示了所有部件在变速器中是如何啮合传动的。 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。 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阳轮作为齿圈。 因此，第一级包括太阳轮（较小的太阳轮）、行星架和齿圈（较大的太阳轮）。输入是较小的太阳轮、齿圈（较大的太阳轮）由制动带固定，输出是行星架。对于这一级，由于太阳轮作为输入，行星架作为输出，齿圈固定，因此公式为：1+R/S=1+36/30=2.2:1较小的太阳轮每转动一圈，行星架就转动2.2圈。 在第二级，行星架作为第二个行星齿轮组的输入，较大的太阳轮（不动）作为太阳轮，齿圈作为输出，因此传动比为：1/(1+S/R)=1/(1+36/72)=0.67:1为得到二挡的整体减速比，我们将第一级乘以第二级：2.2x0.67，得到1.47:1减速比。这听起来有点古怪，但的确有效。三挡多数自动变速器三挡的传动比为1:1。您会记得在上一节中提到我们要得到1:1的输出，所需做的只是将行星齿轮三个部件中的任意两个锁定在一起。对于本齿轮组的排列，甚至更简单所需做的只是啮合离合器，将每个太阳轮锁定到涡轮。如果两个太阳轮同向转动，行星齿轮会锁住，因为它们只能反向旋转。这便将齿圈锁定到行星齿轮，使得所有部件作为一个整体旋转，从而产生1:1的传动比。超速挡按照定义，超速挡的输出速度比输入速度快。它的速度会提高，正好与减速挡相反。在本变速器中，啮合超速挡会一次完成两件事情。如果您阅读过液力变矩器工作原理，可能已经了解了锁定液力变矩器。为了提高效率，某些汽车有一个锁定液力变矩器的机构，以便发动机的输出直接传递到变速器。在本变速器中，啮合超速挡后，连接到液力变矩器外壳的轴（通过螺栓固定到发动机的飞轮）会通过离合器连接到行星架。较小的太阳轮空转，较大的太阳轮被超速挡制动带固定。没有任何部件连接到涡轮，仅有的输入来自变矩器外壳。我们回到图表，这次以行星架作为输入、太阳轮固定、齿圈作为输出。传动比=1/(1+S/R)=1/(1+36/72)=0.67:1因此，发动机每转动三分之二圈，输出装置就旋转一圈。如果发动机转速为2000 转/分（RPM），则输出速度为3000RPM。这使得在保持发动机转速缓慢的同时，汽车可以以高速行驶。 倒挡倒挡和一挡极为类似，但由液力变矩器涡轮驱动的不是较小而是较大的太阳轮，较小的太阳轮反向空转，行星架被倒挡制动带固定到外壳上。 因此，根据上一页的公式，传动比为：传动比=-R/S=72/36=2.0:1这样，本变速器中，倒挡的传动比略小于一挡的传动比。传动比本变速器有四个前进挡和一个倒挡。下面让我们来总结一下传动比、输入和输出：挡位输入输出固定传动比一挡30齿太阳轮72齿齿圈行星架2.4:1二挡30齿太阳轮行星架36齿齿圈2.2:1行星架72齿齿圈36齿太阳轮0.67:1二挡总计1.47:1三挡30齿和36齿太阳轮72齿齿圈1.0:1超速挡行星架72齿齿圈36齿太阳轮0.67:1倒挡36齿太阳轮72齿齿圈行星架-2.0:1阅读了上述内容后，您大概想知道不同的输入装置是如何连接和断开的，其实这些装置是通过变速器内部的一系列离合器和制动带完成的。接下来，我们将了解这些离合器和制动带如何工作。丰田A341E自动变速器的检查与维修1、自动变速器故障检测一般程序轿车自动变速器的故障往往是由发动机和电控系统引起，也有是由自动变速器本身引起，在进行检修之前，根据由简入繁、由易到难的原则，应先将故障部位大致分清(即发动机故障还是自动变速器故障)。若变速器带有自我诊断系统，则应先进行自诊。检查自动变速器鼓掌一般按以下程序进行：(1)先进行基础检查：如变速器油的质量和数量是否合适；节气门拉线记号是否正确；变速操纵杆系及空挡启动开关是否工作正常；空转转速是否合适；轮胎气压是否标准。汽车维修者之家(2)然后进行时速试验：以检查发动机和自动变速器的性能。(3)时滞试验：对液压管道进行基础检查后，通过液压试验来确认液压系统是否有故障。(4)最后道路试验：通过路试，进一步检查变速器的性能，确认故障发生的部位，为变速器检修提供依据。2、自动变速器常见的故障及原因轿车自动变速器的结构较为复杂，故障原因涉及面广，常见的故障多集中在液压控制系统的堵、漏、卡和执行元件的磨损或失调等方面。在其诊断中，液压试验是故障诊断的重要手段之一，而机理分析是正确诊断的前提，熟知结构是正确诊断的关键。一旦确定引起故障的原因，排除故障的具体方法一般是调整或更换元件即可。(1)润滑油变质或变色：使用中，润滑油编制或变色的原因是高温、氧化和磨料污染，应查明摩擦(引起高温)或磨料(产生磨料)的部位：一般每行驶1万公里应更换润滑油(2)漏油：这多属于传动轴侧密封不良所致，更换密封件时，尤其注意清洁。若在变速器与发动机一侧漏油时，应更换泵轮凸缘上垫片，为避免凸缘歪斜，安装时交替均匀拧紧固定螺丝，并达到规定的扭矩。(3)离合器油缸供油压力过低：挂档和换档后不能力气提高车速，着主要是油面太低，离合器调压阀失灵、滑阀卡滞或调整不当，应予及时检修调整或更换部件。(4)离合器摩擦盘烧蚀：使用不当，起步前挂档，转速过高，主、从动盘同步时间过长使摩擦盘烧蚀。(5)挂入行车档无驱动反应：应分解自动变速器，检查手动阀是否失调而引起不能进入工作档位，检查液力变矩器是否损坏；分解阀体，检查油路是否堵塞，油压失调或油泵失效等。(6)无前进档或无倒档：汽车使用中，只能前进不能倒车，或只能倒车而不能前进，说明自动变速器液压控制系统正常，故障发上在前进档或倒档执行元件，应拆检对应的离合器和制动器。(7)升、降档时滞过长：一是节气门阀、调节气阀和换档阀失调或泄露失控；二是换档执行元件失调或磨损所致。(8)直接档无力。多属于直接离合器打滑。应检查离合器片是否磨薄，控制油压是否过低，密封件是否漏油。(9)空档爬行：汽车空档时爬行现象。应检查手动阀位置是否准确、离合器和制动器是否分离不彻底，需进行调整或更换。(10)工作油温过高：离合器滑转或分离不彻底；滤清器或冷却器堵塞；泵轮、涡轮和导轮端面发生摩擦，冷却风扇不转动等。轿车自动变速器出现故障，首先对其进行基础检验；即是否具有正常工作的能力；而不能轻易判定为自动变速器本身故障。其方法如下：(1)发动机怠速检验：怠速过低，档位转换时会引起车身震动甚至发动机熄火；怠速过高会引起在“D”或“R”档位“爬行”，换档时发生冲击和震动。怠速不符合要求应按规范调整。汽车维修者之家(2)油量检验：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。如果每次维护检查时，将车停在平坦地面上，是变速器预热，当变速器油温达70左右时，用油尺检查油面高度，应达到固定值。油液不足时应立即填加；油液过量，容易引起变速器过热。(3)油液质量检查：对自动变速器油液的质量检查，可以提供其故障线索，为变速器的维护修理提供依据。根据油液的颜色、气味、黏度可直接检查。油液清晰颜色正常为自动变速器机械状况良好；油液呈棕褐色，但闻不出烧焦的糊味，为变速器长时间过热，有机件磨损损坏应予以检修和更换；对已变质油液应及时更换黏度相当于SAELOW的润滑油。(4)节气门全开检验：加速踏板踩到底，节气门应全开。否则，高速大负荷室会因功率输出不足而达不到最高车速，加速性能也变坏，还会影响强制低档投入工作的早晚。若加速踏板踩到底而节气门不能全开，应调整或更换节气门操纵机构。(5)节气门阀拉索的检验：节气门阀拉索过紧，使节气门阀过早的工作，以致造成换刀点滞后，往往是由于车身和自动变速器相对位置的改变引起的，应予及时检查和调整。(6)空档启动开关的检验：变速器选档手柄与变速器之间的传动拉索或拉杆长度，直接影响选档手柄与手动阀的对应位置，而这一对应位置关系到在“N”“P”档时发动机能否启动。当选档手柄在“N”档位置时，一般变速器上的控制拉臂应与地面垂直，其调整部位因车而异。(7)超速档控制开关的检验。自动变速器油温达到50-80的正常工作温度后，发动机熄火，接同超速档开关，变速器中心电磁阀应有“咔咔”操作声。再试时，车速有明显提高。(8)油压试验：首先仔细清洗变速器，以免脏物进入。顶起车桥，根据不同车型按其使用说明书的规定位置和规定的油压值进行油压是呀。还应检查液面，油质和操纵机构调节是否正常，必要时予以恢复。根据油压试验的结果，判定其内部故障，找出原因。予以修复。4、自动变速器的使用维护使用中，应将自动变速器所有的管路固定牢靠，接头无泄露油液现象：壳体、盖、油封等连接件结合面以内感无油掖渗漏现象；通气装置应畅通。发动机在运转工况下，工作油温正常时，正常的油面高度在变扭器观察窗二刻度之间。检查工作油压时，使发动机转速稳定在650r/min，离合器油压为170-180kp，变扭器油压和润滑油也符合规定。滤清器一般工作300h左右解体，必要时更换滤芯，并用压缩空气吹干净后装复；每工作600h左右更换工作油；严格按照规定油品加注，不得代用或混用，使用中应经常保持正常的液面高度，不够时填加。油液温度过高,应予检查冷却系统；发现过热，漏油、部件磨损等，应立即修复。为保证自动变速器的工作性能，必须定期更换自动变速器油。换油里程或时间间隔，不同品牌的油品相差较大，一般要求正常行驶1万公里或一年更换一次。未来自动变速器发展趋势国产乘用车变速器未来发展趋势在历史变迁中，车的变迁，可谓与人们的生活息息相关，都具有着时代的个性，代表着一种文化背景和品位。汽车从它的由简到繁、由人(畜)力到机械、由慢到快随着社会的进步，生活的提高，人们对于汽车的性能要求越来越高，汽车的物理操作性和驾乘舒适性的变化也越来越大，越来越高。当下就汽车的驱动形式与变速器的种类，目前汽车市场上的变速器基本分为5大类：手动变速器(MT)、自动手动变速器(AMT，如奇瑞QQ)、自动变速器(AT)、无级变速器(CVT，如奥迪等车)和双离合器变速器(DCT，如一汽迈腾(报价 图片 参数)所用02E型变速器)。这些变速器都有不同的优势：自动变速器的传动效率虽然只有85，但舒适性、安全性好；手动变速器的传动效率高；无级变速器的换挡性能、舒适性、安全性更好；而双离合器变速器则兼容了自动变速器和手动变速器的双重优点，既保证了驾驶安全性、舒适性，同时还提高了传动效率。自动变速器相对于手动变速器最大的优点就是操作简单，驾驶起来轻松舒适，尤其是在交通状况比较堵的城市(报价 图片 参数)，自动档的车比手动档的车更实用，手动档的车需要频繁挂档踩离合起步。我们再来来看一组近几年来国产乘用车的数据。手动变速器2006年销售4236375辆，2010年销售9444501辆，五年间增幅高达123%；自动变速器在2006年销量10157辆，2010年销量1810959辆，五年间增幅高达17730%：无极变速器2008年销量60130辆，2010年销量79519辆，五年间增幅高达32.2%：自动挡的增幅尤为惊人，笔者从其发展态势上看，国产乘用车自动挡的增幅在未来仍将持续走高。从下图可以看出，2006年和2007年间，我国乘用车自动挡在市场上所占的份额几乎可以忽略不计，因为当时尚未普及，同时市场上很难鲜见自动挡汽车，国人对此不了解。但到2008年，自动挡汽车开始在中国市场上启动，其市场上的份额从可以“忽略不计”一下子上升到15%以上。但与此同时，手动档在这五、六年里有明显的下降趋势，到2010年，手动档下降了16个百分点。一大升和一大降，说明了中国汽车技术与市场正快速地与国际接轨。目前，不仅轿车、MPV驱动形式有向自动挡发展的大趋势，而且纯越野抑或家用型越野汽车也在向自动挡发