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1、项目三 汽车不能行驶,一、项目分析 一辆2004年产的奥迪A6轿车因不能行驶，被救援车拖入到店内修理，其发动机为V形排列6缸，装备01V型5速自动变速器，带有电子驻车系统。,该车的故障现象为当变速杆位于P位时，发动机运转正常，踩住制动踏板，挂入D位，汽车无法正常行驶。,二、相关知识,（一）自动变速器 1自动变速器变速杆的使用 轿车自动变速器的变速杆通常有6个位置，如图3-1所示。其功能如下。,P位：驻车挡。 R位：倒挡。 N位：空挡。 D位：前进挡。 2位：高速发动机制动挡。 L位（也称1位）：低速发动机制动挡。,图3-1 自动变速器变速杆位置示意图,发动机只有在选挡杆置于N位或P位时，汽车才
2、能起动，此功能靠空挡起动开关来实现。,2自动变速器的基本组成,自动变速器主要由液力变矩器、机械变速器、液压控制系统、电子控制系统、冷却滤油装置等组成。,3自动变速器的基本原理,图3-2所示为电控液力自动变速器的组成和原理示意图。 图3-3所示为电控液力自动变速器的组成和原理图。,图3-2 电控液力自动变速器的组成和原理示意图,图3-3 电控液力自动变速器的组成和原理图,4液力变矩器,（1）液力变矩器的基本结构,图3-4 液力变矩器的结构示意图 1发动机曲轴 2变矩器壳 3涡轮 4泵轮 5导轮 6导轮固定轴套 7输出轴 M1输入轴扭矩 n1输入轴转速 M2输出轴扭矩 n2输出轴转速,5行星齿轮机
3、构,下面以辛普森式行星齿轮变速器为例介绍自动变速器行星齿轮机构。 （1）四挡辛普森行星齿轮变速器的结构、组成,图3-5所示为四挡辛普森行星齿轮变速器的结构简图。,图3-5 四挡辛普森行星齿轮变速器的结构简图 1超速（OD）行星排行星架 2超速（OD）行星排行星轮 3超速（OD）行星排齿圈 4前行星排行星架 5前行星排行星轮 6后行星排行星架 7后行星排行星轮 8输出轴 9后行星排齿圈 10前后行星排太阳轮 11前行星排齿圈 12中间轴 13超速（OD）行星排太阳轮 14输入轴 C0超速挡（OD）离合器 C1前进挡离合器 C2直接挡、倒挡离合器 B0超速挡（OD）制动器 B12挡滑行制动器 B2
4、2挡制动器 B3低、倒挡离合器 F0超速挡（OD）单向离合器 F12挡（一号）单向离合器 F2低挡（二号）单向离合器,换挡执行机构包括3个离合器、4个制动器和3个单向离合器共10个元件。 其具体的功能如表3-1所示。,表3-1 换挡执行元件的功能,（2）四挡辛普森行星齿轮变速器各挡传动路线,表3-2所示为各挡位时换挡执行元件的动作情况。,表3-2 各挡位时换挡执行元件的动作情况,注：*：只能降挡不能升挡。 ：换挡元件工作或有发动机制动。 各挡位动力传动路线如下。 D位1挡。如图3-6所示。,图3-6 D位1挡动力传动路线,D位2挡。如图3-7所示。 D位3挡。如图3-8所示。 D位4挡。如图3
5、-9所示。,图3-7 D位2挡动力传动路线,图3-8 D位3挡动力传动路线,图3-9 D位4挡动力传动路线,2位1挡。2位1挡的工作与D位1挡相同。 2位2挡。如图3-10所示。,图3-10 2位2挡动力传动路线,发动机制动是指利用发动机怠速时的较低转速以及变速器的较低挡位来使较快的车辆减速。,2位3挡。2位3挡的工作与D位3挡相同。 L位1挡。如图3-11所示。,图3-11 L位1挡动力传动路线,L位2挡。L位2挡的工作与2位2挡相同。 R位。如图3-12所示。,图3-12 R位动力传动路线,P位（驻车挡）。变速杆置于P位时，一般自动变速器都是通过驻车锁止机构将变速器输出轴锁止实现驻车的。如
6、图3-13所示，驻车锁止机构由输出轴外齿圈、锁止棘爪、锁止凸轮等组成。如图3-13（a）所示。,图3-13 驻车锁止机构 1输出轴外齿圈 2输出轴 3锁止棘爪 4锁止凸轮,6换挡执行元件,（1）离合器 离合器的功用是连接轴和行星齿轮机构中的元件或是连接行星齿轮机构中的不同元件。, 结构与组成,离合器主要由离合器鼓、花键毂、活塞、主动摩擦片、从动钢片、回位弹簧等组成，如图3-14所示。,图3-14 离合器零件分解图 l卡环 2弹簧座 3活塞 4O形圈 5离合器鼓 6回位弹簧 7盘式弹簧 8从动钢片 9主动摩擦片 10压盘 11卡环, 工作原理,离合器的工作原理如图3-15所示。,图3-15 离合
7、器工作原理 1控制油道 2回位弹簧 3活塞 4离合器鼓 5主动片 6卡环 7压盘 8从动片 9花键毂 10弹簧座,（2）制动器,制动器的功用是固定行星齿轮机构中的元件，防止其转动。 制动器有片式和带式两种形式。 片式制动器与离合器的结构和原理相同，不同之处是离合器是起连接作用而传递动力，而片式制动器是通过连接而起制动作用。,图3-16 带单向安全阀的离合器,1单向球阀 2液压缸 3油封 4辅助泄油通道 5活塞, 结构与组成,带式制动器由制动带和控制油缸组成。 图3-17所示为带式制动器的零件分解图。,图3-17 带式制动器的零件分解图 1卡环 2活塞定位架 3活塞 4止推垫圈 5垫圈 6锁紧螺
8、母 7调整螺钉 8制动带 9活塞杆 10回位弹簧 11O形圈, 工作原理,制动器的工作原理如图3-18所示。,图3-18 制动器的工作原理 1调整螺钉（固定支撑端） 2制动带 3制动鼓 4油缸盖 5活塞 6回位弹簧 7支柱,7电控系统主要元件,自动变速器的电子控制系统包括传感器、电子控制单元（ECU）和执行器三部分，如图3-19所示。,图3-19 电子控制系统组成框图,传感器部分主要包括节气门位置传感器、车速传感器、发动机转速传感器、输入轴转速传感器、冷却液温度传感器、ATF油温传感器、空挡起动开关、强制降挡开关、制动灯开关、模式选择开关、OD开关等。,执行器部分主要包括各种电磁阀和故障指示灯
9、等。 ECU主要完成换挡控制、锁止离合器控制、油压控制、故障诊断和失效保护等功能。,对于电控自动变速器而言，自动换挡也主要取决于发动机的负荷和车速，它采用节气门位置传感器和车速传感器来感知发动机负荷和车速的情况，并将这两个信号发送给自动变速器ECU，ECU根据存储器中的换挡程序决定升挡或降挡，然后再给换挡电磁阀发出控制信号，换至相应挡位。,自动变速器的换挡等控制还要取决于冷却水温、ATF油温等信号。 如果水温、油温过低，自动变速器不会升挡。,自动变速器ECU具有自诊断功能，如果电子控制系统出现故障，ECU会将故障码存储在存储器中，以便读取；另外ECU还会点亮OD OFF指示灯（或故障指示灯），
10、提示自动变速器出现故障，并可通过OD OFF指示灯的闪烁读取故障码。,如果自动变速器出现故障，除了OD OFF会点亮，一般自动变速器还会锁挡，即自动变速器不会升挡也不会降挡，锁挡一定有故障码。,（1）传感器, 节气门位置传感器（TPS）。 车速传感器（VSS）。 冷却液温度传感器。, 模式选择开关。 空挡起动开关。 OD开关。 制动灯开关,（2）执行器,电子控制系统的执行器主要指电磁阀和故障指示灯，电磁阀根据功能的不同可以分为换挡电磁阀、锁止离合器电磁阀和油压电磁阀。,（3）电子控制单元,自动变速器ECU具有换挡控制、锁止离合器控制、换挡平顺性控制、故障诊断和失效保护等功能。,图3-20 电控
11、换挡电磁阀的工作原理, 换挡控制,自动变速器换挡时刻的控制是ECU最重要的控制内容之一。如图3-21所示。,图3-21 常见四挡自动变速器的自动换挡图, 锁止离合器控制 换挡平顺性控制 故障自诊断 失效保护,（二）手动变速器,1发动机横向布置的二轴式变速器 （1）结构 发动机横向布置的二轴式变速器结构如图3-22所示。,图3-22 发动机横向布置的二轴式变速器结构图 1输出轴 2输入轴 34挡齿轮 42挡齿轮 52挡齿轮 6倒挡齿轮 7倒挡惰轮 81挡齿轮 9主减速器主动齿轮 10差速器油封 11等速万向节轴 12差速行星齿轮 13差速半轴齿轮 14主减速器从动齿轮 51、2挡同步器 163、
12、4挡同步器,（2）动力传动路线, 1挡。如图3-23所示。 2挡。,图3-23 1挡动力传动路线 11、2挡同步器 2主减速器 主动齿轮 3输入轴齿轮组件 41挡主动齿轮 5离合器总成 61挡从动齿轮 7主减速器从动齿轮,图3-24 2挡动力传动路线 12挡齿轮 21、2挡同步器 3离合器总成 4主减速器 主动齿轮, 3挡。动力传动路线如图3-25所示。 4挡。动力传动路线如图3-26所示。 倒挡。动力传动路线如图3-27所示。,图3-25 3挡动力传动路线 13挡齿轮 23、4挡同步器接合套的运动,图3-26 4挡动力传动路线 14挡齿轮 24挡主动齿轮 33、4挡同步器,图3-27 倒挡动
13、力传动路线 11、2挡同步器（倒挡） 2倒挡主动齿轮 3倒挡惰轮 4倒挡从动齿轮和1、2挡同步器接合套 5差速器齿圈,2三轴式变速器的变速传动机构,三轴式变速器用于发动机前置后轮驱动的汽车。 其结构简图如图3-28所示，它有3根主要的传动轴，一轴、二轴和中间轴，所以称为三轴式变速器，另外还有倒挡轴。,图3-28 东风EQ1092中型货车的三轴式变速器 l一轴 2一轴常啮合齿轮 3一轴常啮合齿轮接合齿圈 4、9接合套 54挡齿轮接合齿圈 6二轴4挡齿轮 7二轴3挡齿轮 83挡齿轮接合齿圈 102挡齿轮接合齿圈 11二轴2挡齿轮 12二轴1、倒挡直齿滑动齿轮 13变速器壳体 14二轴 15中间轴
14、16倒挡轴 17、19倒挡中间齿轮 18中间轴1、倒挡齿轮 20中间轴2挡齿轮 21中间轴3挡齿轮 22中间轴4挡齿轮 23中间轴常啮合齿轮 24、25花键毂 26一轴轴承盖 27回油螺纹,该变速器为5挡变速器，各挡传动情况如下。 （1）空挡 （2）1挡 （3）2挡,（4）3挡 （5）4挡 （6）5挡 （7）倒挡,3同步器的构造及工作原理,按锁止装置不同，同步器可分为锁环式惯性同步器和锁销式惯性同步器。 （1）构造 锁环式同步器的结构如图3-29所示。 （2）工作原理 如图3-30所示。,图3-29 锁环式惯性同步器的结构 1一轴常啮合齿轮的接合齿圈 2滑块 3拨叉 4二轴齿轮 5、9锁环（同
15、步环） 6弹簧圈 7花键毂 8接合套 10环槽 11轴向槽 12缺口,图3-30 锁环式惯性同步器工作原理 1待啮合齿轮的接合齿圈 2滑块 8接合套 9锁环（同步环）,4换挡锁装置,为了保证变速器在任何情况下都能准确、安全、可靠地工作，变速器操纵机构一般都具有换挡锁装置，包括自锁装置、互锁装置和倒挡锁装置。,（1）自锁装置,自锁装置用于防止变速器自动脱挡或挂挡，并保证轮齿以全齿宽啮合。,（2）互锁装置,互锁装置用于防止同时挂上两个挡位。 如图3-32所示，互锁装置由互锁钢球和互锁销组成。,图3-31 自锁和互锁装置 1自锁钢球 2自锁弹簧 3变速器盖 4互锁钢球 5互锁销 6拨叉轴,图3-32 互锁装置工作示意图 l、3、5拨叉轴 2、4互锁钢球 6互锁销,（3）倒挡锁装置,倒挡锁装置用于防止误挂倒挡。 图3-34所示为常见的锁销式倒挡锁装置。,图3-34 锁销式倒挡锁装置 1倒挡锁销 2倒挡锁弹簧 3倒挡拨块 4变速杆,（三）离合器,1离合器的基本组成和工作原理 （1）基本组成 离合器由主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构四部分组成，如图3-35所示。,图3-35 摩擦离合器的基本组成示意图 1曲轴 2从动轴（变速器一轴） 3从动盘 4飞轮 5压盘 6离合器盖 7分离杠杆 8、10、15回位弹簧 9分离轴承和分离套筒
