自动变速器常见故障分析与排除.doc

XXXXXXXX学院毕业设计（论文）题 目 自动变速器常见故障分析与排除 系（分院） 汽车工程系 学生姓名 X X 学 号 08183122 专业名称 汽车电子技术 指导教师 X X 年 月 日河南职业技术学院 汽车工程 系（分院）毕业设计（论文）任务书姓 名尹 琪专 业汽车电子技术班 级汽电082毕业设计（论文）题 目自动变速器常见故障分析与排除毕业设计（论文）选题的目的与意义通过对自动变速器常见故障的分析，研究自动变速器的基本构成，它常出现的故障及排除方法，经常对自动变速器进行维护，提高他的工作性能及各元件的使用寿命。毕业设计（论文）的资料收集情况（含指定参考资料）闵思鹏、江冰：汽车底盘电控系统原理与维修，北京大学出版社、中国林业出版社2007年版。金加龙：汽车底盘构造与维修，电子工业出版社2007年版。张月相、赵英君：日韩汽车自动变速器检修，黑龙江科学技术出版社2005年版。罗富坤：汽车故障检测与诊断，中国劳动社会保障出版社2009年版。赵良红：汽车底盘系统检测，清华大学出版社2010年版。毕业设计（论文）工作进度计划1、2010年11月11日：指导老师布置编写课题及编写要求；2、2010年11月12日12月26日：前期论文初步检查；3、2010年12月27日2011年3月27日：论文指导；4、2011年3月28日4月27日：论文收缴；5 2011年4月28日4月30日：集中答辩。接受任务日期 2010 年 11 月 11 日要求完成日期 2011 年 3 月 27 日学生签名： 年 月 日指导教师签名：年 月 日 系（分院）主任（院长）签名：年 月 日毕业设计（论文）指导教师评阅意见表姓 名XX学 号08183122性 别男专 业汽车电子技术班 级汽电082毕业设计（论文）题 目自动变速器常见故障分析与排除评阅意见成 绩指导教师签字年 月 日20毕业设计（论文）答辩意见表姓 名XX学 号08183122性 别男专 业汽车电子技术班 级汽电082毕业设计（论文）题 目自动变速器常见故障分析与排除答辩时间地 点答辩小组成员姓 名职 称学 历从事专业组 长XX助教本科汽车类教学成 员XX助教研究生汽车类教学XX助教本科汽车类教学秘 书答辩小组意见 答 辩 成 绩：答辩小组组长签名：年 月 日自动变速器常见故障分析与排除摘要：自动变速器的技术含量较高、结构复杂，正确的对故障进行排除也需要一定的技巧，因此对自动变速器常见故障的认识是我们正确排排除故障的重要资料，了解汽车自动变速器的类型及特点，了解它的结构及工作原理，了解它的基本维护，让自动变速器更好的工作。关键字：自动变速器、自动变的一般维护、故障分析及排除自动变速器是根据汽车的车速、发动机的负荷等参数自动完成档位的变换，驾驶时省去了操作手动变速器时需要踩离合器踏板、拨动换挡手柄以及控制油门等动作，使驾驶汽车变得更简单。一、 自动变速器的分类不同车型所装用的自动变速器在型式、结构上往往有很大的差异，常见的分类方法和类型如下：1. 按变速方式分类汽车自动变速器按变速方式的不同可分为有级式和无级式。2. 按汽车驱动方式分类自动变速器按照汽车驱动方式的不同，可分为后轮驱动自动变速器和前轮驱动自动变速器。3. 按齿轮变速器的类型分类自动变速器按齿轮变速器的类型不同可分为普通齿轮式和行星齿轮式。4. 按变矩器的类型分类轿车自动变速器基本上都采用结构简单的单级三元件综合式液力变矩器，这种变矩器分为有锁止离合器和无锁止离合器两种。5. 按控制方式分类液力自动变速器按控制方式不同可分为全液力控制自动变速器和电子控制液力自动变速器。二、 自动变速器基本组成及工作原理1. 自动变速器的基本组成及功能电控自动变速器主要由液力变矩器、齿轮变速机构、液压控制系统及电子控制系统组成。1.液力变矩器1）液力变矩器的结构液力变矩器主要由泵轮、导轮、涡轮、单向离合器和锁止离合器等组成。如图1所示。图1 液力变矩器（1） 泵轮泵轮的作用是将发动机的机械能转变为液力能，并通过延伸套驱动变速器油泵工作。泵轮与液力变矩器壳体连成一体，液力变矩器壳体用螺栓固定在飞轮上，泵轮与曲轴相连，它总是与曲轴一起转动。泵轮由许多具有一定曲率的叶片按一定的方向辐射状安装在泵轮壳体上，泵轮的壳体固定在飞轮上，当曲轴旋转时，泵轮便随曲轴同方向同速旋转，而每个叶片间均充满自动变速器油液，当泵轮旋转时，叶片便带动其间的液体介质一起转动。（2）导轮导轮的作用是在汽车起步和低速行驶时，增大变速器的输入扭矩。导轮上有许多具有一定曲率、一定方向的叶片组装在导轮架上，导轮轴孔内装有单向离合器。导轮只能向一个方向自由旋转，而向反方向旋转时被单向离合器锁止在壳体上。（3）涡轮涡轮的作用是将液力能转变为机械能，输入变速器。涡轮液装有弯曲方向与泵轮叶片的弯曲方向相反的叶片，涡轮转轮装，变速器输入轴上，其叶片与泵轮叶片相对放置，中间留有3mm的间隙。涡轮转轮与变速器输入轴相连，变速器换挡杆置于D、2、L或R档位，当车辆行驶时，涡轮转轮就与变速器输入轴一起转动；当车辆停驶是，涡轮转轮不能转动；在变速器置于P或N档位时，涡轮转轮与泵轮一起自由转动。（4）单向离合器单向离合器可限制一些运动元件只能做单方向的转动，或者限制两个元件在某一方向自由转动，在相反的方向相互制约。目前，在自动变速器中应用的单向离合器有滚柱式单向离合器和楔块式单向离合器两种。滚柱式单向离合器工作原理如图2图2滚柱式单向离合器1.外圈；2.内圈；3.滚柱；4.弹簧楔块式单向离合器工作原理如图3图3.楔块式单向离合器1.外圈；2.内圈；3.楔块（5）锁止离合器液力变矩器的涡轮和泵轮之间存在转速差和液力损失，液力变矩器的传动不如机械传动效率高。为了提高变矩器在高传动比工况下的效率，可采用带锁止离合器的液力变矩器。2）液力变矩器的工作情况 （1）汽车起步低速行驶时。当汽车起步，泵轮和涡轮的转速差较大时，从涡轮流至导轮的液体冲击导轮叶片的正面，使导轮与泵轮反向转动，导轮被单向离合器锁止不转动，导轮叶片却使液体流向改变，如图4所示，这样可增强泵轮转动的能量，同时使得涡轮输出的转矩增加，远远大于泵轮的转矩，有利于汽车起步。图4.转矩增大时液流流动（2）汽车中速行驶时。当涡轮转速是泵轮转速的0.85倍时，从涡轮冲出的涡流正好与导轮叶片相切，此时液力变矩器相当于只有泵轮和涡轮的耦合器，如图5所示。此时涡轮输出的转矩等于泵轮的转矩，没有变矩作用。图5. 转矩耦合时液流流动（3）汽车高速行驶时。汽车高速行驶时，从涡轮冲出的涡流打在导轮叶片背面，液流的运动方向正好使导轮顺时针旋转而被单向离合器解除锁止，导轮随之自由转动，如图6所示。此时没有变矩作用。图6.高速时变矩器工作情况2. 齿轮变速机构1）行星齿轮机构的组成行星齿轮机构由一个太阳轮、一个内齿圈和一个行星架及若干个行星齿轮组成，一般称为单排行星齿轮机构。太阳轮、齿圈和行星齿轮架是行星排的三个基本构件，并且它们具有公共的固定轴线。行星齿轮安装于行星架的行星齿轮轴上，与齿圈和太阳轮两者啮合。行星轮既可绕行星齿轮轴自传，又可在齿圈内行走，绕太阳轮公转，如图7所示。图7.行星齿轮机构1.太阳轮；2.圈；3.行星架；4.行星齿轮2）行星齿轮机构各种运动情况分析设太阳轮、齿圈和行星齿轮的转速分别为、和，齿圈和太阳轮的齿数比为。则根据能量守恒定律，由作用在该机构各元件上的力矩和结构参数可导出表示单排行星齿轮机构一般运动规律的特性方程式：。当行星齿轮机构工作时，将太阳轮、齿圈和行星架这三者任一元件作为主动件，使它与输入轴相连；将另一元件作为被动元件，与输出轴相连；再将第三个元件加以约束，使它转速为零。这样整个行星齿轮机构即以一定的传动比传递动力。若将这三种元件分别进行固定可形成六种不同的传动形式。（1）当太阳轮固定，齿圈输入运动，行星架输出运动，如图8所示，根据特性方程：=0，则-（1+）=0。 传动比i=输入元件转速输出元件转速= /=（1+）/1，传动比i大于1且为正值，因此同向降速。图8.太阳轮固定，齿圈输入运动，行星架输出运动同理推出以下结论：（2）太阳轮固定，齿圈输出运动，行星架输入运动，i=/（1+）1,i0，该运动为超速运动，输入与输出方向相同。（3）齿圈固定，太阳轮输入运动，行星架输出运动，i=（1+）1，i0，该运动为减速运动，输入与输出方向相同。（4）齿圈固定，太阳轮输出运动，行星架输入运动，i=1/（1+）1，i0，该运动为超速运动，输入与输出方向相同。（5）行星架固定，太阳轮输入运动，齿圈输出运动，i=-，|i|1，i0，该运动为减速运动，输入与输出方向相反。（6）行星架固定，太阳轮输出运动，齿圈输入运动，i=-1/，|i|1，i0，该运动为超速运动，输入与输出方向相反。（7）任意两元件互相连接，则由运动特性方程可知，第三个基本元件的转速必与前两个基本元件的转速相同，即行星排按直接当传动，传动比i=1。（8）任一个为主动件，无夹持部件，该机构有两个自由度，因此不论以哪两个基本元件为主动件，从动件，都不能传递动力，处于空挡状态。3）行星齿轮机构的类型行星齿轮机构主要有辛普森式和拉维娜式两种形式。辛普森式行星齿轮机构采用双行星排，其结构特点是：前后两个行星排的太阳轮连成一个整体，称为太阳轮组件；前排的行星齿轮架和后排的齿圈连成一体，称为前行星齿轮架和后齿圈组件，通常输出轴与该组件连接。拉维娜式行星齿轮机构是一种复合式行星齿轮机构，它由一个单星行星排和一个双星行星排组合而成，后太阳轮和长行星轮、行星齿轮架、齿圈共同组成一个单星行星排；前太阳轮、短行星轮、长行星轮、行星齿轮架和齿圈共同组成一个双行星轮的行星排。3. 换挡执行机构1） 离合器离合器主要由摩擦片、压板、活塞、密封圈、离合器鼓及回位弹簧等组成。离合器的作用有两个：一是将行星齿轮机构中某一元件与输入部分相连，使该元件成为主动元件；二是将行星齿轮机构中任意两个元件连成一体，使三个元件具有相同的转速。2） 制动器制动器是将行星齿轮机构中某一元件与变速器壳体相连，使该元件受约束而固定。制动器有盘式制动器和带式制动器。2.自动变速器的工作原理自动变速器根据汽车速度、发动机转速、动力负荷等因素自动进行升降档位，不需由驾驶者操作离合器换档，使用很方便。自动变速器是由机器自动控制档位，变换档位是由液压控制装置进行的。液压控制装置根据节气门开度和变速器输出轴上输送来的信号控制升降档。根据节气门开度变化，液压控制装置中的调节阀产生与加速踏板踏下量成正比的液压，该液压作为节气门开度“信号”加到液压控制装置；另外有装配在输出轴上的速控液压阀可产生与转速（车速）成正比的液压，作为车速“信号”加到液压控制装置。因此，就有节气门开度“信号”和车速“信号”，液压控制装置根据这两个“信号”自动调节变速器油量，从而控制换档时机。 驾驶员踩下加速踏板，控制节气门开度和汽车的行驶速度（变速器输出轴转速），就能自动控制变速器内的液压控制装置，液压控制装置会利用液力去控制行星齿轮系统的离合器和制动器，以改变行星齿轮的传动状态。自动变速器的核心控制装置是液压控制装置，液压控制装置由油泵、阀体、离合器、制动器以及连接所有这些部件的液体通路所组成。关键部件是阀体，因此它是自动变速器的控制中心。阀体的作用是根据节气门开度和输出轴转速，对油泵输出到各执行机构的油压加以控制，以控制液力变矩器，控制各离合器和制动器的结合与分离实现自动换档。三、自动变速器的维护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”， “ATF”型号不同，其摩擦系数就不一样。若是两种型号混用，则会使自动变速器工作不良磨损加快。 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5080)时将汽车停放在水平路面上，发动机怠速运转，选档杆放在P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，若无检测设备，可以从外观上判断，可用手指捻一捻，感觉下下粘度，用鼻子闻一闻气味如何，若已变色或有烧焦的气昧，则应更换新油。 2 自动变速器油的更换 多数自动变速器要求定期换油，换油周期一般为24万Km。放油前，应将变速器预热到工作温度，以便降低油的粘度，确保油内杂质和沉淀物随油一起排出。在预热和加油过程中，汽车应停放在水平地面，并拉紧手制动。 放完油后，视情况拆下机油盘，彻底清洗机油盘和过滤器滤网，然后再将机油盘装好。加油时，先从加油口注人工作液达到规定的标准，起动发动机，在发动机怠速运转的情况下，移动选档杆经所有的档位后回到位。这样可使变速器迅速的热起，然后再加油。 3 检查手动选档机构 手动选档机构从选档杆到手动阀是通过连杆或拉线连接起来的，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。手动选档机构的调整往往被忽视，有时自动变速器修理结束后，由于没有调整选档机构，最后导致换档冲击力过大，甚至会造成事故。 4 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。 5 停车档的制动性能检查 在坡道上停车，应将选档杆扳入P位，此时松开制动踏板，汽车应不会自行滑下。若在停车档无制动性能时应检查维修。四、 自动变速器常见故障分析及排除1、汽车不能行驶故障的诊断 1.故障现象 （1）无论操纵手柄位于倒挡、前进挡或前进低挡，汽车都不能行驶； （2）冷车起动后汽车能行驶一小段路程，但热车状态下汽车不能行驶。 2.故障原因 （1）油泵损坏。 （2）自动变速器油底渗漏，液压油全部漏光。 （3）油泵进油滤网堵塞。 （4）主油路严重泄漏。 （5）操纵手柄和手动阀摇臂之间的连杆或拉索松脱，手动阀保持在空挡或停车挡位置。 3.故障诊断与排除 （1）检查自动变速器内有无液压油。其方法是：拔出自动变速器的油尺，观察油尺上有无液压油。若油尺上没有液压油，说明自动变速器内的液压油已漏光。对此，应检查油底壳，液压油散热器、油管等处有无破损而导致漏油。如有严重漏油处，应修复后重新加油。 （2）若冷车起动时主油路有一定的油压，但热车后油压即明显下降，说明油泵磨损过甚。对此，应更换油泵。 （3）拆下主油路测压孔上的螺塞，起动发动机，将操纵手柄拨至前进挡或倒挡位置，检查测压孔内有无液压油流出。 （4）若主油路测压孔内只有少量液压油流出，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。 （5）若主油路侧压孔内没有液压油流出，应打开油底壳，检查手动阀摇臂轴与摇臂间有无松脱，手动阀阀芯有无折断或脱钩。若手动阀工作正常，则说明油泵损坏。对此，应拆卸分解自动变速器，更换油泵。 （6）检查自动变速器操纵手柄与手动阀摇臂之间的连杆或拉索有无松脱。如果有松脱，应予以装复，并重新调整好操纵手柄的位置。 （7）若测压孔内有大量液压油喷出，说明主油路油压正常，故障出在自动变速器中的输入轴，行星排或输出轴。对此，应拆检自动变速器。 2、自动变速器打滑故障的诊断 1.故障现象 （1）起步时踩下油门踏板，发动机转速很快升高但车速升高缓慢。 （2）行驶中踩下油门踏板加速时，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。 2.故障原因 （1）液压油油面太低。 （2）液压油油面太高，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）油泵磨损过甚或主油路泄漏，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。 3.故障诊断与排除 打滑是自动变速器中最常见的故障之一。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，但如果只是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，应先检查其液压油的油面高度和品质。若油面过低或过高，应先调整至正常后再做检查。若油面调整正常后自动变速器不再打滑，可不必拆修自动变速器。 （2）检查液压油的品质。若液压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）做路试，以确定自动变速器是否打滑，并检查出现打滑的挡位和打滑的程度。将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挡位时发动机转速突然升高，但车速没有相应地提高，即说明该挡位有打滑。打滑时发动机的转速愈容易升高，说明打滑愈严重。 根据出现打滑的规律，还可以判断产生打滑的是哪一个换挡执行元件： 若自动变速器在所有前进挡都有打滑现象，则为前进离合器打滑。 若自动变速器在操纵手柄位于D位时的1挡有打滑，而在操纵手柄位于L位或1位时的1挡不打滑，则为前进单向超越离合器打滑。若不论操纵手柄位于D位或L位或1位时，1挡都有打滑现象，则为低挡及倒挡制动器打滑。 若自动变速器只在操纵手柄位于D位时的2挡有打滑，而在操纵手柄位于S位或2位时的2挡不打滑，则为2挡单向超越离合器打滑。若不论操纵手柄位于D位或S位或2位时，2挡都有打滑现象，则为2挡制动器打滑。 若自动变速器只在3挡有打滑现象，则为倒挡及高挡离合器打滑。 若自动变速器只在超速挡时有打滑现象，则为超速制动器打滑。 若自动变速器在倒挡和高挡时都有打滑现象，则为倒挡及高挡离合器打滑。 若自动变速器在倒挡和1挡时都有打滑现象，则为低挡及倒挡制动器打滑。 （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挡或倒挡均打滑，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，则在拆修自动变速器的过程中，应根据主油路油压，相应地对油泵或阀根据进行检修，并更换自动变速器的所有密封圈和密封环。3、换挡冲击过大故障的诊断 1.故障现象 （1）在起步时，由停车挡或空挡挂入倒挡或前进挡时，汽车震动较严重。 （2）行驶中，在自动变速器升挡的瞬间汽车有较明显的闯动。 2.故障原因 导致自动变速器换挡冲击大的故障原因很多，主要原因在于调整不当，机构元件性能下降或损坏，电子控制系统有故障，具体原因有： （1）发动机怠速过高。 （2）节气门拉索或节气门位置传感器调整不当，使主油路油压过高。 （3）升挡过迟。 （4）真空式节气门阀的真空软管破裂或松脱。 （5）主油路调压阀有故障，使主油路油压过高。 （6）减振器活塞卡住，不能起减振作用。 （7）单向阀钢球漏装，换挡执行元件（离合器或制动器）接合过快。 （8）换挡执行元件打滑。 （9）油压电磁阀不工作。 （10）电脑有故障 3.故障诊断与排除 由于引起换挡冲击的原因较多，因此，在诊断故障的过程中，必须循序渐进，对自动变速器的各个部分做认真的检查。一定要在全面检测的基础上，有针对性地进行分解修理，切不可盲目地拆修。总体而言，若是由于调整不当所造成的，只要稍作调整即可排除；若是自动变速器内部控制阀、减振器或换挡执行元件有故障，应分解自动变速器，予以修理