自动变速器原理及检修

1、精选优质文档-倾情为你奉上丰田U250E型变速器的原理及检修系别：汽车工程系专业：班级：指导老师：内 容 摘 要自动变速器具有操作容易、驾驶舒适、能减少驾驶者疲劳的优点，已成为现代轿车配置的一种发展方向。目前，在汽车上所使用的自动变速器主要有以下几类：液力自动变速器、电子控制机械自动变速器和机械无级自动变速器。液力自动变速器的基本形式是液力变矩器与动力换档的旋转轴式机械变速器串联。为了有效的提高车辆的动力性和燃油经济性，便产生了适应时代需求的自动变速技术，随着电子技术和自动控制技术的发展，自动变速技术已经越来越成熟，自动变速器的种类和形式也日益向智能化等多样发展。其中，计算机与换档变速技术的结

2、合，有力的推动了汽车工业的发展。由于自动变速器的种类有多种，本文主要讲解了目前应用最多的电控液动式自动变速器的工作原理与维修。 关键词: 汽车，自动变速器，电控系统，液力变矩器，检修一、引言在汽车工业100多年的发展史中 ，动力传动系的技术进步一直处于一个举足轻重的地位。车辆行驶性能的好坏，不仅取决于发动机，而且在很大程度上依赖于变速器及变速器与发动机的匹配。为了有效的提高车辆的动力性和燃油经济性，便产生了适应时代需求的自动变速技术。随着电子技术和自动控制技术的发展，自动变速技术已经越来越成熟，自动变速器的种类和形式也日益多样化。计算机与换档变速技术的结合，有力的推动了汽车工业的发展。随着城市

3、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，改变车速变得轻松自如，且不必频繁地踩踏板。 如今，几乎所有的现代汽车厂家都生产配备自动变速器的汽车，原因之一是自动变速器可以帮助发动机降低对环境的污染。自动变速器可实现最佳转速比，即使发动机低速运转，也能保障车辆随驾驶者的意愿正常行驶，油耗降低了，污染也就受到控制。二、变速器的功用（一）改变汽车的速度级驱动轮的扭矩在较大范围内改变汽车行驶速度的大小和汽车驱动轮上扭矩的大小。 由于汽车行驶条件不同，要求汽车行驶速度和驱动扭矩能在很大范围内变化。例如在高速路上车速应能达到100km/h，而在市区内，车速常

4、在50km/h左右。空车在平直的公路上行驶时，行驶阻力很小，则当满载上坡时，行驶阻力便很大。而汽车发动机的特性是转速变化范围较小，而转矩变化范围更不能满足实际路况需要。 （二）实现倒车行驶 汽车发动机曲轴一般都是只能向一个方向转动的，而汽车有时需要能倒退行驶，因此，往往利用变速箱中设置的倒档来实现汽车倒车行驶。 （三）实现空档 当离合器接合时，变速箱可以不输出动力。例如可以保证驾驶员在发动机不熄火时松开离合器踏板离开驾驶员座位。三、自动变速器的分类按传动比变化方式，汽车自动变速器可分为有级式、无极式和综合式3种；按齿轮变速系统的控制方式，汽车自动变速器又分为液控液压和电控液压式两种。其中电控液

5、压是目前的主流自动变速器。 电控液压式自动变速器：它是在手控制阀选定位置后，通过反映节气门开度的节气门开度的节气门位置传感器和反映车速的车速传感器把节气门开度和车速等参数转变为电信号，并输入电子控制单元。电子控制单元根据这些电信号，按照设定的换挡规律控制液压阀和液压执行机构进行换挡。四、自动变速器的特点（一）提高发动机和传动系的使用寿命液力自动变速器是通过液力变矩器将发动机与传动系统柔性连接，能起到缓冲和过载保护的作用。在外界负荷突然增大时，可防止发动机过载、熄火；在起步、换挡或制动时，能吸收冲击振动力，减小发动机和传动系统的冲击和动载。（二）操作简便且省力自动变速器取消离合器和变速杆，使驾驶

6、操作大大简化。因此，当道路行驶条件较大时，只需控制油门即可，必要是可用制动踏板予以配合。（三）提高了行车安全性，降低了劳动强度由于简化了驾驶操作，以便驾驶员可以更集中注意力观察和处理路面情况，掌握好行驶方向和车速，大大提高行车安全，同时降低了驾驶人员的劳动强度。（四）提高了乘坐的舒适行由于自动变速器能把发动机的转速控制在一定的范围内，避免急剧变化，有利于降低发动机的震动和噪音，同时实现平顺换挡。（五）改善了汽车的动力性自动变速器由于液力变矩器的性能以及它能实现连续自动换挡，从而使汽车起步加速性大大提高。同时由于自动换挡过程中功率传递不中断，从而没有手动挡过程中减小油门的操作，再加上自动变速器能

7、控制最佳的换挡时机，以保证发动机功率得以充分利用，故自动变速器能使汽车加速性好，平均行驶速度提高。（六）可减少汽车排放污染 由于手动变速器在换挡过程中要频繁变换发动机油门的开度，发动机转速和负荷变化较大，会导致排放污染严重。而自动变速器在行驶换挡过程中能把发动机转速限制在较小的范围内工作，不需要频繁变换油门开度大小，从而使发动机的排放污染大大减少。五、自动变速器的故障诊断思路分析及注意事项自动变速器的故障诊断与检修是一项十分复杂又细致的工作，必须按照一定的程序和原则，即由简到繁，由表及里的程序进行。检修自动变速器时应注意以下问题：1、根据检查程序进行检查，先确定故障的部位。2、拆卸变速器前应对

8、其外部进行彻底清洗，防止污染、机械杂质再解体过程中进入内部液压油路造成液压系统的堵塞或卡死。3、需要同时拆卸多个总成时，应先分组进行。将每个总成的零件集中放在一起，各个总成零件分开放置，以免安装时造成混淆。4、解体单个总成时，应将各零件按顺序放好。小零件可用黄油粘在相应位置上，以便于安装。拆卸阀体总成时，应将弹簧及其相应的阀体放在一起，以免弄错。5、液压油路及液压件应用同型号的变速器有或煤油清洗干净，油路、油孔要用压缩空气吹通。清洗后的零件不允许用抹布擦干，以防止纤维进入油路及阀体内部影响工作性能。6、密封元件、开口销等一次性使用零件每次检修都必须更换。7、更换新离合器片及制动器片时，在装配前

9、必须将其放入变速器油中侵泡至少15min。8、所有密封圈、离合器摩擦片、旋转元件和滑动表面，在装配时都要涂抹变速器油。9、密封元件上不能使用密封胶。10、检修电控系统时，应按电控系统的检修注意事项进行。六、丰田U250E型自动变速器的维修实例丰田CAMRY电控自动变速器U250E的检修过程为例，故障现象一辆丰田CAMRY，装配U250E（5速）自动变速器，行驶里程为53000km。车辆D挡前进时加速无力（像手动变速器脱挡那样的故障，在爬坡时尤为明显），但R挡正常。（一）检修过程首先介绍一下电控自动变速器。该电控自动变速器有5个前进挡，主要由液力变矩器、行星齿轮装置、液压控制系统和电子控制系统组

10、成。该变速器在各个挡位时，其电磁阀、离合器、制动器的结合情况见表10-1。 表6-1 电磁阀、离合器、制动器等的结合情况档位杆位置档位电磁阀离合器制动器单项离合器S4SRDSLSL1SL2SL3C0C1C2C3B1B2B3F1F2P驻挡OOOR倒挡OOOOON空档OOO D、S1档OOOOOO2档OOOOO3档OOOOOO4档OOOOOO5档OOOOOO图6-2为其行星齿轮装置的传动图。6-2 行星齿轮装置的传动然后着手检查诊断：1.检查ATF油量(结果：正常)；2.检查ATF油质(结果：ATF发黑烧焦)；3.利用智能测试仪（IT2）检查故障代码(结果：无故障代码)；4.用秒表测量ND的换挡时

11、滞(结果：在正常范围内)；5.用秒表测量NR的换挡时滞(结果：在正常范围内)；6.连接油压表分别测量D挡及R挡怠速和失速时的管道油压(结果：在正常范围内)；7.测试D挡的失速时的发动机转速(结果：大大超出正常范围)；8.测试R挡的失速时的发动机转速(结果：在正常范围内)；9.拔下自动变速器电控的电磁阀插头（此时固定在第3挡）后（结果：故障仍存在）。 由以上诊断结果，分析自动变速器内部存在打滑，导致自动变速器内部磨损。但无法确定故障发生的具体部位。于是再按以下步骤进行检修：1分解自动变速器（结果：一些离合器片及盘和制动器片及盘被烧损）；2清洗自动变速器各内部部件，并按修理手册指示进行检查（结果：

12、正常）；3更换烧损的离合器片及盘和制动器片及盘；4装配自动变速器；5道路测试。 经过以上检修，结果故障依旧。 重新分析故障原因：因为无故障代码，所以可以排除电子控制系统的原因；因为油压正常，所以可以排除阀体及油路相关的原因；因为分解后检查离合器和制动器正常，该处故障的可能性被排除；因为R挡失速时的发动机转速在正常范围内，液力变矩器的原因被排除。最终，推断故障可能由单向离合器F2导致。（二）故障排除更换单向离合器F2后，试车，故障排除。（三）维修小结1、行星齿轮组、单向离合器等机械零件的损坏较为罕见。而且，在丰田提供的维修手册中，对单向离合器的检查只限于“用手握住外座圈，另一只手转动内座圈，若一

13、个方向能转动，另一个方向锁死，则为正常。”而事实上，该检查方法无法检查在大扭矩时，单向离合器是否失效。所以当加大扭矩时单向离合器还是可能打滑。以上故障即是此情况。 2、电控自动变速器具有工作平顺，换挡精确，可靠性好，故障率低等优点。若保养得当，很少出现故障。若有故障，通常会出现在以下几种情况： 1）随着车辆的长期使用，自动变速器内部会慢慢磨损，性能会逐渐下降，冲击会加大。所以要对变速器定期进行检查，必要时更换ATF。 2）长期的高速和长途行驶，使变速器内ATF高温，导致离合器或制动器的离合器片早期磨损。 七、总结自动变速器作为一项新技术,应用于汽车已有几十年的历史了。特别在欧、美、日等国家,大

14、约有8090的汽车采用了自动变速器。在我国随着汽车工业的发展,采用自动变速器的汽车的数量不断增加。采用自动变速器,一方面提高了行车安全性,降低了驾驶员的劳动强度,延长了机件的使用寿命,改善了汽车的动力性能;另一方面,由于它是机、电、液三方面技术的有效综合,结构复杂,制造精度高,如使用不当很容易损坏,造成维修的困难。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，改变车速变得轻松自如，且不必频繁地踩踏板。 如今，几乎所有的现代汽车厂家都生产配备自动变速器的汽车，原因之一是自动变速器可以帮助发动机降低对环境的污染。自动变速器可实现最佳转速比，即

15、使发动机低速运转，也能保障车辆随驾驶者的意愿正常行驶，油耗降低了，污染也就受到控制。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，使这种变速器的速比更为丰富。ZF公司于1999年推出了首台6个速比的变速器，与此同时，液压控制技术的发展，还可使驾车者通过制动踏板直接改变车速。虽然自动变速器不断地演变进步，但始终有缺点，即车速的反应与踏板的动作

16、之间总有一定的差距，驾驶中缺乏直觉的印象。1969年出现的电子控制系统及1982年出现的数字技术对此作了改进。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。近年，保时捷公司又发明了一种“手控自动变速器”，凭靠一组复杂的电子装置，可以使驾车者在自动与手动变速之间任意选择。例如，在市内行驶时，由于需要频繁地变换速度

17、，使用自动变速器便显得非常方便；而一旦来到高速公路或其它开阔的地方，则又可将自动变速的功能关掉，转为由手控制，以此来领略驾车中的多种乐趣。这一点已逐渐成为高档车的特性。 将自动变速器智能化，并且普及到大众化的汽车上，这是法国人的功劳。1997年标致206与雷诺Clio率先采用了最先进的电脑控制技术及被称为“fuzzylogie”的原理，即“模糊逻辑”。这样的汽车可以依据驾车者的性情、路面的状况、车身的负荷乃至周边环境等多种因素，在9种程式中挑选最适合的功能，实现智能化驾驶，以充分发挥车辆的性能，降低油耗，确保安全。作为汽车关键总成之一，变速器技术在汽车诞生的百年历史中在不断地与时俱进。手动变速

18、器由于其传递动力的直接与高效性，加上制作技术的成熟与低成本，现代汽车中装备手动变速器的汽车仍然占有很大比例。但随着人们对汽车舒适性要求越来越高，现代汽车自动变速器装备率越来越高却是一个不争的事实，尤其是当自动变速器也逐渐能够兼顾操控性的时候。但，传统自动变速器技术却由于其效率的低下而在等待一场革命。在当前多种技术的研发中，自动变速器技术逐渐呈现出了比较明显的三大发展趋势，一是以德国大众汽车公司为代表的双离合技术，二是无级变速技术即CVT技术，三是多家公司已然推出的多挡位技术···自动变速器的发展使汽车好像有了人的智慧，甚至比人更善于思索。它根据外界路面的变化，经过计算，代替人作出准确聪明的决断。八、参考资文献1中国汽车技术研究中心。中国汽车工业年鉴，1999，2000，20012 中国汽车技术研究中心。汽车情报，2001（7）（8）（9）（10）（11）（12）3Robin Cocper and Regine Slagmulder