汽车底盘机械系统检修课件：项目三 自动变速器检修

项目三自动变速器维护。首先，在项目情况下，介绍了2004年上海大众帕萨特1.8缸轿车，配备了大众AG401N型前速电控自动变速器。用户报告说，该车的变速器发生了换挡冲击故障。取车后，我们对车进行了路试，确定车的自动变速器有以下故障。当在1-2档换档时，会有冲击，尤其是在停车后再次起动时。2.前进档变速箱的动力接合后，变速箱内部会发出类似摩擦的声音很长时间。3.当汽车高速行驶时，发动机转速与相应的转速不匹配，显然感觉发动机转速太高，缺少一个档位。4.随着车速的增加，变速器内的噪音也会增加。5.无正常增速，无2档、3档和4档。(1)自动变速器的常见部件包括液力变矩器、行星齿轮机构、离合器、制动器、油泵、滤清器、管路、控制阀体、调速器等。根据这些部件的功能，可分为液力变矩器、变速齿轮机构、供油系统、自动换档控制系统和换档控制机构，如图3-1所示。图3-1自动变速器(丰田a341e)的总体结构。1.液压变矩器在一定范围内自动无级改变传动比和扭矩比，具有一定的减速和扭矩增加功能，如图3-2所示。图3-2液压变矩器，2。变速齿轮机构，主要包括行星齿轮机构和换档执行器。行星齿轮机构是一种实现变速的机构。速比的改变是通过使用不同的元件作为驱动元件并限制不同元件的运动来实现的。换档执行器主要用于改变行星齿轮中的驱动元件或限制某个元件的运动，改变动力传动的方向和速比，主要由多片离合器、制动器和单向超越离合器组成。3.供油系统：发动机运转时，无论汽车是否运转，油泵都在运转，为自动变速器中的变矩器、换档执行器和自动换档控制系统提供一定油压的液压油。油压的调节是通过压力调节阀来实现的。4.自动换档控制系统。自动换挡控制系统可以根据发动机的负荷(节气门开度)和汽车的行驶速度以及设定的换挡规律，自动接通或切断一些换挡离合器和制动器的供油回路，使离合器结合或分离，制动器制动或释放，从而改变齿轮变速器的传动，实现自动换挡。5.换档控制机构。驾驶员通过自动变速器的控制手柄改变手动阀在阀板中的位置。控制系统根据手动阀的位置、节气门开度、车速、控制开关的状态等因素，按照一定的规则控制档位变速器中换档执行器的操作，利用液压自动控制原理或电子自动控制原理实现自动换档。(2)自动变速器的工作过程。自动变速器能够实现自动换档的原因是驾驶员踩下加速器的位置或者发动机进气歧管的真空度和车辆的行驶速度能够指导自动换档系统的操作。自动换挡系统中各控制阀的不同工作状态将控制变速齿轮机构中离合器的分离和组合以及制动器的制动和释放，并改变变速齿轮机构的动力传递路线，实现变速器的换挡。图3-3电控液压自动变速器1-节气门位置传感器2-液压变矩器3-行星齿轮变速器4-车速传感器5-液压控制装置6-换档阀7-电磁阀工作过程示意图，(3)行星齿轮机构1的结构和工作原理。行星齿轮机构的基本结构行星齿轮机构有多种类型，其中最简单的行星齿轮机构由一个太阳轮、一个齿圈、一个行星架和支撑在行星架上的几个行星齿轮组成(2)根据齿轮排数，行星齿轮机构可分为单列和多列。(3)根据太阳齿轮和齿圈之间行星齿轮组的数量，行星齿轮机构可分为单行星齿轮型和双行星齿轮型。(4)自动换档控制信号和装置。1.液压信号装置液压信号装置是将发动机负载(节气门开度)和车速的变化转换成液压信号的装置。(1)节气门压力调节阀。节气门压力调节阀用于产生节气门油压，使控制系统能够根据汽车节气门(即节气门)的开度改变主油路油压和换挡速度，使自动变速器主油路油压和换挡规律能够满足汽车的实际使用要求。图3-5是机械作用节流压力调节阀的结构示意图。它由柱塞、阀芯、弹簧、阀体等组成。图3-5机械动作节流调压阀1-摇臂2-柱塞3-弹簧4-阀芯a-进油口b-出油口c-放油口d-强制降档油口结构图，(2)调速阀，自动变速器液压控制系统调速阀一般安装在输出轴上，这样调速阀可以感应车速的变化，得到与车速相对应的输出油压，从而控制自动变速器的换挡正时。图3-6显示了现代汽车自动变速器中最广泛使用的复合锤式速度调节阀。图3-6复合锤式调速调压阀1-重锤2-小锤3-滑阀4-弹簧5-拉杆6、7-锁环8-传动输出轴的结构图，(3)电信号，将控制参数的变化转化为电信号(通常是电压或频率的变化)，经调制后输入控制器。自动换档控制装置的结构和工作原理(1)选择器阀选择器阀的结构和工作原理也称为手动阀。它是一种手动控制的多路换向阀，位于控制系统的阀板组件中，通过机械传动机构连接到自动变速器的操作手柄上，由驾驶员手动操作。选择阀根据自动变速器操作手柄的位置使自动变速器处于相同的档位状态。图3-7手动阀的结构和工作原理图，(2)换档控制阀的结构和工作原理。换档控制阀(简称换档阀)是一种由液压控制的二位换向阀，就像液压开关一样，它根据发动机负载(节气门开度)或车速的变化自动控制档位的升降，从而使自动变速器处于最适合车辆行驶状态的档位。图3-8换档阀1-换档阀2-弹簧3-主进油口4-至低档换档执行元件5-至高档换档执行元件6、7-排放孔P1-调速器油压p2-节气门油压f-弹簧力的工作原理示意图。强制降档阀主要有两种类型，一种类似于节流阀，其操作由节流阀电缆和控制节流阀的节流阀凸轮控制。当节气门接近全开时，节气门拉线通过节气门凸轮推动强制降档阀，以打开通向每个换档阀的油路。油路中的压力油作用在换档阀上，迫使换档阀移动到低档位，将自动变速器降低一档。图3-9(a)示出了下齿轮阀的结构。(1)换挡品质换挡品质是指换挡过程的平稳性，即换挡过程能够平稳地进行，没有颠簸或冲击。换挡品质控制是自动换挡液压控制系统的基本组成部分之一。轮班过程有两个具体要求。首先，换档过程应尽快完成，以减少因换档时间过长造成的摩擦元件磨损，并减少因低输入功率或换档中断造成的速度损失。第二，换档过程应尽可能缓慢平稳，以使速度过渡平稳，没有过度的瞬时加速或瞬时减速，以避免碰撞和冲击，从而提高乘坐舒适性，降低传动系统的冲击负荷如果重叠不足或过多，将会产生不良的换档影响。重叠不充分意味着待分离的离合器漏油且分离过快，待接合的离合器不能建立足够的油压，从而导致两个离合器之间的间歇扭矩传递现象。重叠太多意味着当待组合的离合器能够传递大量扭矩时，待分离的离合器没有被很好地排出和分离，因此两个致动器同时工作。(5)变矩器控制装置的结构和工作原理。变矩器控制装置的功能有两个：一是为变矩器提供一定压力的液压油，同时将变矩器中加热的液压油送至散热器进行冷却，并让部分冷却后的液压油流回齿轮传动装置，以润滑齿轮传动装置中的轴承和齿轮；第二是控制变矩器中锁止离合器(如果有)的操作。(6)电子控制装置的结构和工作原理。电控系统由电控装置和阀板组成。与传统的液压控制系统相比，它在控制原理和控制过程上都有很大的不同。目前，越来越多的汽车自动变速器采用这种控制系统。电子控制装置由各种传感器、控制开关、执行器和计算机组成，如图3-10所示。图3-10电子控制单元1的组成-输入轴速度传感器2-车速传感器3-液压油温度传感器4-档位开关5-发动机计算机6-发动机速度传感器7-故障检测插座8-节气门位置传感器9-模式开关10-档位指示器11-电磁阀12自动变速器计算机1。传感器，(1)节气门位置传感器驾驶员通过加速踏板操作汽车发动机的节气门，以便根据不同的驾驶条件控制发动机的操作。图3-11节气门位置传感器1-怠速开关滑动触点2-线性电位计滑动触点A-参考电压B-节气门开启信号C-怠速信号D-接地，(2)车速传感器，安装在自动变速器输出轴附近，如图3-12所示。图3-12车速传感器1-输出轴2-驻车锁止装置3-车速传感器，由永磁体和电磁感应线圈组成，如图3-13(a)所示。图3-13速度传感器1-驻车锁止装置2-速度传感器3-永磁体4-感应线圈5-计算机的工作原理示意图，(3)输入轴速度传感器，其结构和工作原理与速度传感器相同。它安装在行星齿轮变速器的输入轴上，或者安装在与输入轴相连的离合器毂附近的壳体上(见图3-14)，用于检测输入轴的转速。图3-14输入轴转速传感器1-行星齿轮变速器输入轴2-输入轴转速传感器，(4)液压油温度传感器，安装在自动变速器油盘中的阀板上，用于检测自动变速器液压油的温度，作为计算机进行换档控制、油压控制和锁止离合器控制的依据。2。控制开关，(1)空档起动开关空档起动开关用于判断档位选择手柄的位置，以防止发动机在驱动档位时起动。(2)自动跳闸开关，也称为降档开关，用于检测加速踏板是否超过节气门全开位置。(3)制动灯开关制动灯开关用于判断制动踏板是否踩下。(4)超速开关用于控制自动变速器的超速。(5)模式开关，大多数电控自动变速器都有一个模式开关，用于选择自动变速器的控制模块，以满足不同的使用要求。(1)经济模型。动态模式。标准模式。(6)档位开关，位于自动变速器手动阀的摇臂轴上或操作手柄下方，用于检测操作手柄的位置。3.执行器。电子控制装置中的致动器是各种电磁阀。(1)开关电磁阀开关电磁阀用于打开或关闭液压回路，通常用于控制换档阀和变矩器锁止控制阀的操作。开关电磁阀由电磁线圈、电枢、回位弹簧、阀芯和阀球组成(见图3-15)。图3-15切换电磁阀1-计算机2-电磁线圈3-电枢和阀芯4-阀球5-放油孔6-主油路7-控制油路，(2)脉冲线性电磁阀。脉冲线性电磁阀的结构类似于电磁阀，也由电磁线圈、衔铁、阀芯或滑阀组成(见图3-16)。它通常用于控制油路中的油压。图3-16脉冲线性电磁阀1-计算机2-电磁线圈3-电枢和阀芯4-滑阀5-滤网6-主油道7-排放孔8-控制油道4。计算机和控制电路，各种型号的自动变速器的电子控制装置的结构，特别是计算机的内部结构和控制程序的内容，传感器、致动器和控制开关的配置和类型，以及控制电路的布置经常是相当不同的。虽然各种自动变速器计算机的控制内容和控制方法不完全相同，但它们有许多相似之处，通常包括以下控制内容。(1)换档控制：换档控制是控制自动变速器的换档正时，即当车辆达到一定速度时，自动变速器升档或降档。它是自动变速器计算机最基本的控制内容。汽车的最佳换档速度主要取决于汽车行驶时的节气门开度。不同节气门开度下的最佳换档速度可由自动换档图表示(见图3-17)。图3-17自动换挡图实线-汽车加速时升档规则虚线-汽车减速时降档规则。当汽车自动变速器的操作手柄或模式开关处于不同位置时，对汽车的使用要求也不同，因此换档规律也应相应调整。图3-18自动换挡控制方框图，(2)油压控制，电液控制系统中主油路的油压也由主油路的调压阀调节。目前，一些新型电控自动变速器的现有控制系统完全取消了由节气门拉索控制的节气门，其节气门油压由油压电磁阀产生。(3)自动模式选择控制。液压控制自动变速器和早期的电子控制自动变速器都配备有模式开关，驾驶员可以通过模式开关改变自动变速器的控制模式，并选择经济模式、正常模式或动力模式。当计算机执行自动模式选择控制时，它主要参考换档手柄的位置和踩下加速踏板的速度来判断驾驶员的操作目的并自动选择控制模式。(1)当操纵杆处于前进低速档(S，L或2，1)时，计算机仅选择电源模式。(2)当操作手柄处于前进档(d)且踩下加速踏板的速度较低时，计算机选择经济模式；当踩下加速踏板的速度超过控制程序设定的速度时，计算机从经济模式转换到动力模式。(3)在前进档(d)中，在计算机选择动力模式后，一旦节气门开度小于1/8，计算机将从动力模式切换到经济模式。(4)锁止离合器控制。电子控制自动变速器的变矩器中的锁止离合器的操作由计算机控制。计算机根据设定的控制程序，通过电磁阀(称为锁止电磁阀)控制锁止离合器的接合或分离。(5)发动机制动控制。目前，一些新型电控自动变速器的强制离合器或强制制动器的工作也是由计算机通过电磁阀控制的。(6)改善换档感觉的控制。目前，改善换档感觉的常用控制功能如下。换档油压控制。扭矩减小控制。双向换档控制。(7)通过控制输入轴速度传感器，一些新的电子控制自动变速器目前配备了输入轴速度传感器。通过该传感器，计算机可以检测自动变速器输入轴的速度，从而计算变矩器的传动比(即泵轮与涡轮的比值)以及发动机曲轴与输入轴之间的速度差计算机根据每个传感器测量的相关信号和预设的控制程序，通过向每个致动器发送相应的控制信号来控制自动变速器的操作。(1)汽车行驶时，仪表板上的自动变速器故障警示灯亮，提醒驾驶员立即将汽车送到修理厂进行修理。(2)将检测到的故障内容以故障代码的形式存储在计算机的存储器中。(3)当传感器发生故障时，计算机采用的故障保护功能如下。当油门位置传感器出现故障时，计算机根据怠速开关的状态进行控制。当速度传感器出现