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1、目 录1 绪论11.1 自动变数器发展历程11.2 自动变速器的应用现状11.2.1 液力自动变速器（AT）11.2.2 电控机械式自动变速器（AMT）21.2.3 双离合器式自动变速器（DCT）21.2.4 无级变速器（CVT）32 自动变速器的基本组成及工作原理32.1 手动变速器与自动变速器的异同32.2 自动变速器的基本组成及工作原理42.2.1 基本组成42.2.2 基本原理53 丰田皇冠A340E型自动变速器简述73.1 传动原理挡位及传动路线图73.2 电子控制系统114 自动变速器主要电控零部件介绍及检修134.1 节气门位置传感器（TPS）144.2 车速传感器164.3 水
2、温传感器174.4 模式选择开关184.5 空挡启动开关194.6 OD开关194.7 制动灯开关214.8 开关式电磁阀214.9 占空比式电磁阀245 丰田皇冠A340E自动变速器经典案例分析及维修方法255.1 故障诊断实例一255.2 故障诊断实例二275.3 故障诊断实例三295.4 故障诊断实例四305.5 故障诊断实例五325.6 故障诊断实例六336 维修装配注意事项及维修方法总结346.1 维修装配注意事项346.2 维修方法总结347 结论与建议357.1 本文主要研究内容总结357.2 进一步研究的建议36参考文献37 1绪论1.1自动变数器发展历程自动变速器自从1939
3、年由美国通用汽车公司首先在奥兹莫比尔(Oldsmobile)轿车上应用以来(这种变速器被认为是现代自动变速器的雏形)，发展速度很快，自动变速器正朝着省油、降低排放污染、操纵方便、行驶舒适等方向发展。机械变速器传动效率高、工作可靠、结构简单，但因其动载荷大，易使零件过早地磨损。特别是在外界条件比较复杂的情况下，频繁地操纵离合器、变速杆和油门，增加了司机的负担，不利于安全行车，而且在上坡或停车起步时，稍有不慎发动机就会熄火。近几十年来自动变速器得到空前的发展，装用的车辆已越来越多，特别是高级轿车几乎全部装用电控自动变速器。从发展趋势上来看， 自动变速器大多采用液力传动与机械变速器组合，控制方式上，
4、由手动-半自动-全自动-电子操纵控制系统，并向智能化方向发展。 1.2自动变速器的应用现状1.2.1液力自动变速器（AT） 液力自动变速器，或称液力机械自动变速器（HMT）发展的时间比较长，技术比较成熟，已经广泛应用于轿车、公共汽车、重型车辆和商用车辆上。AT是一种利用汽车行驶速度和加速踏板踏入量之间的关系决定传动比，通过油压控制机构进行自动控制的变速器，对外负荷有良好的自动调节和适应性，使车辆起步平稳，加速均匀；其减振作用降低了传动系的动载和扭振，延长了传动系的使用寿命，提高了乘坐舒适性、行驶安全性。常用的液力自动变速器一般由液力偶合器或变矩器、液压操纵系统和行星齿轮传动系统组成。液力偶合器
5、利用液体流动，把发动机的动力传递给齿轮传动系统；行星齿轮传动系统可以利用自身的传动特点，改变发动机的转速和转矩，起着换挡的作用；液压操纵系统可以根据汽车行驶的实际需要操纵行星齿轮系统，使其加挡、减挡或倒车，从而改变汽车的行驶速度和方向。1.2.2电控机械式自动变速器（AMT）随着汽车电子技术的发展，作为一种新型的自动变速器，电控自动变速器（AMT）应运而生。最初开发只是为了方便操纵而应用于赛车上，后来，由于AMT的性能出众，1997年实现技术认可后才被应用于一些高挡车型上，如奔驰、雷诺等，其主要由液力变矩器、行星齿轮机构、液压控制系统和电控系统四大部分组成。与AT相比，AMT具有明显的优势，其
6、既有液力自动变速器自动变速的优点，又有手动变速器传动效率高、成本低、结构简单、易制造的优点；采用电子控制，通过选择适合行驶状态的最佳传动比，可以提高汽车的动力性，提高乘坐的舒适性，并与发动机控制相结合，相应提高燃油的经济性。目前，AMT的技术亦基本成熟。哈尔滨埃姆特汽车电子有限公司开发研制的AMT技术，产品质量已接近产业化水平；南京依维柯轻型客车系列采用AMT技术已取得成功；AMT在国际上也有研究，并在重型车上有一定数量的应用。AMT技术势必将在国产汽车制造业产生革命性的影响。1.2.3双离合器式自动变速器（DCT）双离合器式自动变速器（DCT）既继承了手动变速器传动效率高、安装空间紧凑、重量
7、轻、价格便宜等优点，又实现了换挡过程的动力换挡，即在换挡过程中不中断动力。双离合器变速箱具有液力自动变速箱和无级自动变速箱的便利性和舒适性，与手动变速箱相比，又是第一个可节省燃油高达10%，同时又有更高性能的自动变速箱。目前，应用在轿车上的5速和6速的DCT产品，能够传递最大扭矩在300N.m左右。针对不同的车型，DCT传递扭矩的饿范围还有很大的变化空间，这方面明显优于CVT。此外，与普通6速自动变速器AT相比，DCT的油耗要节省15%。另外，它消除了手动变速器在换挡时的扭矩中断感，使驾驶更灵敏，同时充满乐趣。在未来3-5年内，DCT的需求与增长将超过传统的AT、AMT和MT，从成本的角度分析
8、，与CVT和AT、AMT相比，DCT具有很大的价格优势，将成为变速器系统发展的主流。无论国际还是国内，DCT的前景都普遍看好，国内企业已经假如了DCT自主研发的行列，科技部已经将轿车DCT技术开发项目列为“十一五”863计划现代交通科技领域“汽车开发先进技术”重大项目，分别由浙江吉利控股集团有限公司、杭州前进齿轮箱集团有限公司和重庆青山工业有限公司承担。上汽与博格华纳合作的荣威DCT项目正在进行中，预计新产品将在2010年前后面世。此外，一汽、江淮等企业也准备研究DCT技术。1.2.4无级变速器（CVT）无级变速器（CVT）在操纵方便性方面与液力自动变速器（AT）不相上下，而其传动效率却远高于
9、液力自动变速器，更主要的是它能充分发挥发动机动力，提高燃油经济性。人们很早就意识到CVT是方便驾驶、提高车辆燃油经济性的理想装置，在20世纪70年代中后期CVT研制成功，并于1982年投放市场。1987年，福特公司在世界上首次将装有CVT的轿车引入市场。CVT主要是由组合式V形钢带和一组V型槽轮构成的传动系统，V型槽轮的轴向变化带来钢带在轮上的径向变化，形成了可变化的传动比（一般最大范围可达5:1)。CVT的突出优点是工作速比范围宽，容易与发动机形成理想的匹配，从而改善燃烧过程，进而降低油耗和排放，具有较高的传送效率，功率损失少，经济性高。此项技术的主要难度在于钢带和V型槽轮的设计、制作，而且
10、V形钢带很容易损坏，无法承受较大的载荷。目前我国CVT已进入使用阶段，据报道，一汽大众生产的大排量6缸内燃机（2.8L）的奥迪A6轿车上装备的带式无级变速器CVT，能传动功率为142KW.，扭矩为280Nm，已能达到轿车实用的要求。理想的无级变速器是在整个传动范围内能连续的、无挡比的切换变速比，使变速器始终按最佳换挡规律自动变速，无级化是对自动变速器的理想追求随着汽车技术的进步，人们已经越来越不满足于液力自动变速器，希望能彻底改进无级变速器，实现汽车无级变速的重大飞跃。2 自动变速器的基本组成及工作原理2.1手动变速器与自动变速器的异同手动变速器传动效率高、工作可靠、结构简单，但因其动载荷大，
11、易使零件过早地磨损。特别是在外界条件比较复杂的情况下，频繁地操纵离合器、变速杆和油门，增加了司机的负担，不利于安全行车，而且在上坡或停车起步时，稍有不慎发动机就会熄火。近几十年来自动变速器得到空前的发展，装用的车辆已越来越多，特别是高级轿车几乎全部装用电控自动变速器。从发展趋势上来看， 自动变速器大多采用液力传动与机械变速器组合，控制方式上，由手动一半自动一全自动一电子操纵控制系统，并向智能化方向发展。自动变速器与机械变速器相比，具有以下几个明显的优点：(1)使驾驶操作简便省力，提高了行车的安全性。(2)提高了发动机和传动系的寿命，因采用液力传动，发动机和传动系是弹性连接，能缓和冲击，有利于延
12、长相关零件的寿命。(3)能自动适应行驶阻力的变化，在一定范围内实现自动换挡，提高了汽车的动力性和经济性。(4)提高了乘车的舒适性。(5)可避免因外界负荷突增而造成过载和发动机熄火现象并且可以降低排放污染。2.2自动变速器的基本组成及工作原理2.2.1基本组成液力自动变速器主要由液力变矩器、机械变速器、液压控制系统、冷却滤油装置等组成。电控液力自动变速器除上述四部分外还有电子控制系统。1) 液力变矩器液力变矩器是一个通过自动变速器油（ATF）传递动力的装置，其主要功用是：在一定范围内自动、连续地改变转矩比，以适应不同行驶阻力的要求。具有自动离合器的功用。在发动机不熄火、自动变速器位于动力档（D或
13、R位）的情况下，汽车可以处于停车状态。驾驶员可通过控制节气门开度控制液力变矩器的输出转矩，逐步加大输出转矩，实现动力的柔和传递。2) 机械变速器以常见的行星齿轮变速器为例，其由23排行星齿轮机构组成，不同的运动状态组合可得到25种速比，其功用主要有： 在液力变矩器的基础上再将转矩增大24倍，以提高汽车的行驶适应能力。 实现倒档传动。3) 液压控制系统液压控制系统是由油泵、各种控制阀及与之相连通的液压换档执行元件，如离合器、制动器油缸等组成液压控制回路。汽车行驶中根据驾驶员的要求和行驶条件的需要，控制离合器和制动器的工作状况的改变来实现机械变速器的自动换档。4) 电子控制系统电子控制系统将自动变
14、速器的各种控制信号输入电子控制单元（ECU），经ECU处理后发出控制指令控制液压系统中的各种电磁阀实现自动换档，并改善换档性能。5) 冷却滤油装置自动变速器油（ATF）在自动变速器工作过程中会因冲击、摩擦产生热量，并还要吸收齿轮传动过程中所产生的热量，油温将会升高。油温升高将导致ATF粘度下降，传动效率降低，因此必须对ATF进行冷却，保持油温在8090左右。ATF是通过油冷却器与冷却水或空气进行热量交换的。自动变速器工作中各部件磨损产生的机械杂质，由滤油器从油中过滤分离出去，以减小机械的磨损、堵塞液压油路和控制阀卡滞。2.2.2基本原理如图21所示为液控自动变速器的组成和原理示意图液控自动变速
15、器是通过机械传动方式，将汽车行驶时的车速和节气门开度这两个主控制参数转变为液压控制信号；液压控制系统的阀板总成中的各控制阀根据这些液压控制信号的变化，按照设定的换挡规律，操纵换挡执行元件的动作实现自动换挡。图22 电控自动变速器的组成和原理图电控自动变速器是通过各种传感器，将发动机的转速、节气门开度、车速、发动机水温、自动变速器ATF油温等参数信号输入电控单元（ECU），ECU根据这些信号，按照设定的换挡规律，向换挡电磁阀、油压电磁阀等发出动作控制信号，换挡电磁阀和油压电磁阀再将ECU的动作控制信号转变为液压控制信号，阀板中的各控制阀根据这些液压控制信号，控制换挡执行元件的动作，从而实现自动换挡过程。3丰田皇冠A340E型自动变速器简述3.1 传动原理挡位及传动路线图1各档位动力传动路线1)D1档如图31所示，D位一档时，C0、C1、F0、F2工作。C0和F0工作将超速行星排的太阳轮和行星架相连，此时超速行星排成为一个刚性整体，输入轴的动力顺时针传到中间轴。C1工作将中间轴与前行星排齿圈相连，前行星排齿圈顺时针转动驱动前行星排行星轮，前行星排行星轮即顺时针自转又顺时针公转，前行星排行星轮顺时针公转则输出轴也顺时针转动
