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1、哈尔滨工业大学出版社,学习任务4 自动变速器,【任务目标】 1、了解：自动变速器的功用及组成。 2、熟悉：自动变速器的结构、类型、特点以及工作原理。 3、掌握：正确识别各种类型自动变速器的结构总成、零部件及其使用特点，并掌握自动变速器的拆装步骤及检修方法。 4、学会：正确拆装各种类型的自动变速器，正确检测自动变速器的零部件，识别自动变速器的常见故障，并进行基本的故障诊断及检修。,哈尔滨工业大学出版社,【任务描述】 自动变速器是汽车底盘中的最重要、最复杂的总成之一，它能根据节气门的开度、汽车行驶速度、挡位开关、ATF温度等多种参数的变化自行换挡，保证汽车具有良好的动力性、经济性和舒适性。它集机械
2、、电子、液压于一体，结构复杂、控制精密，主要由液力变矩器、齿轮传动机构和控制系统组成。由于自动变速器经常在恶劣的情况下工作，加上一些不正确的使用、保养维护，又或是正常的磨损，自动变速器会常出现不能行驶、打滑、换挡冲击、换挡延时或不能正确换挡等故障。,哈尔滨工业大学出版社,项目4.1 液力变矩器,情境导入 客户报修 一辆雷克萨斯轿车出现在3050km/h以下加速不良，车速上升缓慢，过了低速区后加速良好的故障现象。 故障原因分析 由于导轮的单向离合器打滑而导致汽车低速加速不良是一种常见的故障现象。变矩器里的单向离合器在低速工况下应该处于锁止状态，从而对变矩器起到低速增扭的效果，因此单向离合器打滑就
3、会导致汽车的低速加速性变差。,哈尔滨工业大学出版社,一、液力变矩器的安装,理论引导,哈尔滨工业大学出版社,二、液力变矩器的功用和组成 1. 功用 1) 传递转矩 2) 无级变速 3) 自动离合 4) 驱动油泵 5) 防止传动系过载,哈尔滨工业大学出版社,2. 液力变矩器的组成 由泵轮、涡轮、导轮、单向离合器、锁止离合器等组成。,哈尔滨工业大学出版社,三、液力变矩器的工作原理 1. 动力的传递,哈尔滨工业大学出版社,2. 转矩的放大 以带空气管道的一对风扇说明。,哈尔滨工业大学出版社,导轮的作用,哈尔滨工业大学出版社,进一步分析说明,哈尔滨工业大学出版社,哈尔滨工业大学出版社,8.2 液力变矩器
4、,结论： a. nw=0，nBnw，ATF流向导轮正面，TD0，TW=TB+TD b. nw0，接近0.85nB时，ATF与导轮叶片相切，TD=0，Tw=TB c. nwnB，ATF流向导轮背面，TD0，Tw=TB-TD,哈尔滨工业大学出版社,8.2 液力变矩器,四、液力变矩器特性 1. 定义：当发动机转速和转矩一定时，泵轮的转速和转矩也一定，变矩比K、传动效率与转速比i之间的变化规律。 K=Tw/TB1 i=nw/nB1 =Pw/PB=Ki1,哈尔滨工业大学出版社,2. 特性曲线 失速点 偶合点,哈尔滨工业大学出版社,五、典型液力变矩器 应用较多为三元件液力变矩器，并带有锁止离合器的单向离合
5、器。,哈尔滨工业大学出版社,1. 单向离合器（超越离合器、自由轮机构） a. 功用：实现单向锁止，使变矩器在高速区成为偶合器。 b. 结构： 滚柱式,哈尔滨工业大学出版社,楔块式,哈尔滨工业大学出版社,2. 锁止离合器（TCC） a. 功用：把泵轮、涡轮刚性连在一起，减少液力变矩器在高速比时的能量损耗，提高传动效率，提高汽车在正常行驶时的燃油经济性，并防止ATF油过热。 b. 结构：,哈尔滨工业大学出版社,c. 原理：,a)锁止状态 b)分离状态 1涡轮轮毂 2变矩器壳体 3压盘 4扭转减振器,哈尔滨工业大学出版社,d. 控制条件 冷却液温度不能低于65。 选档杆处于D位，且档位在D2、D3或
6、D4档。 没有踩下制动踏板。 车速必须高于56km/h。 节气门开启。,哈尔滨工业大学出版社,六、液力变矩器的故障与检修 1. 涡轮花键 1) 现象：前后档不走，但油压正常。 2) 检查：拆检，目视检查即可。,哈尔滨工业大学出版社,2. 单向离合器 1) 现象：车辆加速起步无力，不踩加速踏板车辆不走，但车辆行驶起来之后换挡正常，发动机功率正常，失速转速比正常值低400800rpm。 2) 检查 用专用工具插入油泵驱动毂和 单向离合器外座圈的槽口中。 然后用手指压住单向离合器的 内座圈并转动它。 检查是否顺时针转动平稳而逆 时针方向锁止。,哈尔滨工业大学出版社,3) 失速试验 a. 发动机起动运
7、转到正常工作温度； b. 拉起驻车制动手柄，左脚踩下制动踏板； c. 将换挡杆置于D或R位； d. 右脚将加速踏板迅速踩到底，在5s内读出发动机转速，此转速为失速转速。一般为21002300rpm。 思考题：为什么单向离合器损坏会导致失速转速低？,哈尔滨工业大学出版社,3. 锁止离合器 1) 不锁止 a. 现象：油耗增加，高速不快 。 b. 原因： 控制系统： 电路：信号、ECU、电磁阀 阀体：柱塞卡住、阀体装配 TCC（更换） 2) 常锁止 a. 现象：发动机怠速正常，但选档杆置于动力档后发动机熄火。 b. 检修：拆检,哈尔滨工业大学出版社,4. 其它检修项目 1) 检查液力变矩器的外部 目
8、视检查液力变矩器的外部有无损坏和裂纹，油泵驱动毂外径有无磨损、缺口有无损伤。如有异常应更换液力变矩器。 2) 液力变矩器的清洗 当自动变速器曾有过热现象或ATF被污染后，应该清洗液力变矩器。清洗液力变矩器可以采用专用的冲洗机进行，也可以手工清洗，方法是加入干净的ATF，用力摇晃、振荡液力变矩器，然后排净油液，反复进行这样的操作，直到排出的油液干净为止。,哈尔滨工业大学出版社,3) 液力变矩器内部干涉的检查 主要指导轮和涡轮、导轮和泵轮之间的干涉。如果有干涉，液力变矩器运转时会有噪声。 a. 导轮和涡轮之间的干涉检查 将液力变矩器与飞轮连接侧朝下放 在台架上，然后装入油泵总成，确 保液力变矩器油
9、泵驱动毂与油泵主 动部分接合好。 把变速器输入轴（涡轮轴）插入涡 轮轮毂中，使油泵和液力变矩器保 持不动，然后顺时针、逆时针反复 转动涡轮轴，如果转动不顺畅或有 噪声，则更换液力变矩器。,哈尔滨工业大学出版社,b. 导轮和泵轮之间的干涉检查 将油泵放在台架上，并把液力变矩器安装在油泵上。 旋转液力变矩器使液力变矩器的油泵驱动毂与油泵主动部分接合好。 定住油泵并逆时针转动液力变矩器，如果转动不顺畅或有噪声，则更换液力变矩器。,哈尔滨工业大学出版社,项目4.2 齿轮变速传动装置,情境导入 客户报修 一辆丰田凌志LS400高级轿车，将自动变速器选挡操纵手柄挂入D挡行驶时，按动设置在选挡操纵手柄上的超
10、速挡0/D开关后，车速不能随着加速踏板的踩下而自动加速到150km/h以上，即便在节气门全开时，最高车速也只能达到120km/h。 故障原因分析 自动变速器内部执行机构（单向离合器、离合器、制动器）的损坏通常是导致上述故障的主要原因之一。,哈尔滨工业大学出版社,理论引导 一、概述 1. 为什么要有机械变速器 2. 行星齿轮变速器的基本组成 多排行星齿轮机构 换档执行机构,哈尔滨工业大学出版社,二、单排行星齿轮机构 1. 单排行星齿轮机构的结构,哈尔滨工业大学出版社,2. 单排行星齿轮机构的运动规律 n1n2（1）n30 其中：n1太阳轮转速； n2齿圈转速； n3行星架转速； 齿圈与太阳轮的齿
11、数比。,哈尔滨工业大学出版社,3. 动力传动方式 1) 太阳轮主动，行星架从动，齿圈制动，则n20，故传动比 i13n1/n311 低速档,哈尔滨工业大学出版社,2) 太阳轮制动，齿圈主动，行星架从动，则n10，故传动比 i23n2/n3(1)/1 高速档,哈尔滨工业大学出版社,3) 太阳轮制动，行星架主动，齿圈从动，则n10，故传动比 i32n3/n2 /(1)1 超速档,哈尔滨工业大学出版社,4) 齿圈制动，行星架主动，太阳轮从动，则n20，故传动比 i31n3/n1 1 /(1)1 超速档,哈尔滨工业大学出版社,5) 行星架制动，太阳轮主动，齿圈从动，则n30，故传动比 i12n1/n2
12、0 倒档,哈尔滨工业大学出版社,6) 如果n1n2，则n3n1n2，故传动比 i1 直接档 7) 如果所有元件无约束，则动力无法传动 空档,哈尔滨工业大学出版社,三、典型行星齿轮机构简介 （一）、三档Simpson行星齿轮变速器 1. 结构、组成,哈尔滨工业大学出版社,1) 结构特点 二根轴：输入轴、输出轴 两个离合器（C1、C2），三个制动器（B1、B2、B3），两个单向离合器（F1、F2） 两排行星齿轮机构：共用一个太阳轮，前排行星架、后排齿圈与输出轴相连,哈尔滨工业大学出版社,2) 换档执行元件的作用 C1前进档离合器：输入轴与前排齿圈相连 C2直接档（倒档）离合器：输入轴与前、后太阳轮
13、相连 B1二档制动器：锁定前后太阳轮，使之不能逆时针转动 B2二档滑行（制动）制动器：锁定前后太阳轮，使之不动 B3一、倒档制动器：锁定后行星架，使之不动 F1单向离合器： B1作用时，锁定前后太阳轮，使之不能逆时针转动 F2单向离合器：锁定后行星架，使之不能逆时针转动,哈尔滨工业大学出版社,2. 档位情况,哈尔滨工业大学出版社,3. 各档动力传动路线： 1) D1档：C1、F2,哈尔滨工业大学出版社,2) D2档：C1、B1、F1,哈尔滨工业大学出版社,3) D3档：C1、C2,哈尔滨工业大学出版社,4) 21(11)档：C1、B3、F2,哈尔滨工业大学出版社,5) 22档：C1、B1、B2
14、、F1,哈尔滨工业大学出版社,6) R档：C2、B3,哈尔滨工业大学出版社,7) P档：,哈尔滨工业大学出版社,（二）、四档Simpson行星齿轮变速器 以凌志LS400的A341E、A342E为例。 1. 结构、组成,哈尔滨工业大学出版社,哈尔滨工业大学出版社,哈尔滨工业大学出版社,2. 各档动力传动路线,哈尔滨工业大学出版社,总结： C0故障，前后均无动力 C1故障，无前进档，倒档正常 C2故障，无3、4档及倒档 B2故障，无2档 B3故障，无倒档 D1D2，B2工作 D2D3，C2工作 D3、D4互换，C0、B0互换 如果在传动路线上，有单向离合器，则无发动机制动,哈尔滨工业大学出版社,
15、1) D1档：C0、C1、F0、F2,哈尔滨工业大学出版社,2) D2档：C0、C1、B2、F0、F1,哈尔滨工业大学出版社,3) D3档：C0、C1、C2、B2、F0,哈尔滨工业大学出版社,4) OD档：C1、C2、B0、B2,哈尔滨工业大学出版社,5) 21档：同D1 6) 23档：同D3 7) L2档：同22,哈尔滨工业大学出版社,8) L1档： C0、C1、B3、F0、F2,哈尔滨工业大学出版社,9) R位：C0、C2、B3,哈尔滨工业大学出版社,10) P位：,哈尔滨工业大学出版社,3. 故障实例 1) 故障症状 某车采用四档辛普森自动变速器，由于B3损坏而造成无R档，经拆检修复后，
16、反而出现D位和2位均无动力输出，但在R位和L位时有动力输出。 2) 诊断与排除,哈尔滨工业大学出版社,（三）、四档拉威诺行星齿轮变速器 一）、拉威诺行星齿轮机构 由一排单行星齿轮机构和一排双行星齿轮机构组成，共用一个行星架。,哈尔滨工业大学出版社,二）、四档拉威诺行星齿轮变速器 1. 结构、组成,哈尔滨工业大学出版社,2. 换档元件工作情况,哈尔滨工业大学出版社,3. 各档动力传动路线,哈尔滨工业大学出版社,四、换档执行机构 （一）、离合器 1. 基本结构与工作原理,哈尔滨工业大学出版社,2. 带球阀的离合器,哈尔滨工业大学出版社,3. 典型结构,哈尔滨工业大学出版社,4. 离合器的检修 离合器总成分解后要对每个零件进行清洗和检查，如离合器鼓、花键毂、离合器片、压盘等是否磨损严重、变形，回位弹簧是否断裂、弹性不足，单向球阀是否密封良好等，必要时更换零部件和总成。 离合器重新装配后要检查离合器的间隙。间隙过大会使换档滞后、离
