汽车变速器的维修课件.doc
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1、 变速器的维修课件维修简介第一章 概述第一节 汽车自动变速器的发展及应用汽车自动变速器是指自动变换传动比,调节或变换发动机动力输出性能,经济而方便地传送动力较好适应外界需要的汽车部件。汽车自动变速器的发展经历了一个很漫长的过程:1926年别克汽车第一次将液力偶合器和手动变速器装在一起。尽管不是自动变速器,但偶合器的优点已经显出来。变速器在前进档上,发动机也可以怠速运转。1940年美国奥兹莫比尔汽车上装上了第一台现代意义的自动变速器。这是一种槽置式的串联式行星齿轮机构的液压控制变速器,20世纪50年代起美国三大汽车公司都已经开始批量生产自动变速器。1968年法国雷诺第一次在自动变速器上使用了电器
2、元件。1982年丰田公司生产出第一台由微机控制的电控自动变速器,它家就是装配在四缸佳美上的A-140E自动变速器。1984年美国奥兹莫尔汽车上装上了THM440-T4美国的第一台电子控制的自动变速器,到20世纪80年代末美国三大公司都分别推出了两种以上的电子控制自动变速器。1992年以前生产的电子控制自动变速器的执行器-电磁阀最多的也只有两个,一个负责变矩器锁止,一个负责D位上四挡的升降,在这一阶段电子控制还处于辅助阶段。1992年至1994年是电子控制变速器飞速发展的阶段。电磁阀特别是换挡电磁阀数量的增加,使得换挡电磁阀已经完全取消了节气门油压和速度油压对D位升挡的控制。经济模式、运动模式、
3、雪地驾驶模式这些控制模式的出现使汽车的驾驶随心所欲。1995年自动变速器发展基本成熟,原来的换挡电磁阀主要是控制D位上各挡的升降,1995年后某些变速器的换挡电磁阀对D位各挡,手动挡,倒车挡全都负责。所以被称为全电子控制自动变速器。(电控液动)现在我国轿车和豪华大客车上电子控制的自动变速器已全普及之势。上海通用汽车公司投产的4T-65E变速器是通用公司1994才正式投产。上海大众帕萨特、宝来、波罗、桑塔纳、奥迪、捷达王都已装用自动变速器。第二节 汽车自动变速器的分类1、 按变速形式分可分为有级变速器与无级变速器两种有级变速器是具有有限几个定值传动比(一般有35个前进挡和一个倒挡)的变速器。无级
4、变速器是能使传动比在一定范围内连续变化的变速器,无级变速器目前在汽车上应用已逐步增多。2、 按无级变矩的种类分(1)液力变矩器自动变速器就是在液力变矩器后面装一个齿轮变速系统 .(2)机械式自动变速器它是由离合器和依据车速、油门开度改变,V型带轮的作用半径而实现无级变速的(3)电动轮无级变速它取消了机械传动中的传统机构,而代之以电流输至电动机,以驱动和电动机装成一体的车轮。3、按自动变速器前进挡的挡位数不同分自动变速器按前进挡的档位数不同,可分为2个前进挡、3个前进挡、4个前进挡三种。早期的自动变速器通常为2个前进挡或3个前进挡。这两种自动变速器都没有超速挡,其最高挡为直接挡。新型轿车装用的自
5、动变速器基本上都是4个前进挡,即设有超速挡。这种设计虽然使自动变速器的构造更加复杂,但由于设有超速挡,大大改善了汽车的燃油经济性。4、 按齿轮变速器的类型分自动变速器按齿轮变速器的类型不同,可分为普通齿轮式和行星齿轮式两种。普通齿轮式自动变速器体积较大,最大传动比较小,使用较少。行星齿轮式自动变速器结构紧凑,能获得较大的传动比,为绝大多数轿车采用。5、 按齿轮变速系统的控制方式分(1)液控自动变速器液控自动变速器是通过机械的手段,将汽车行驶时的车速及节气门开度两个参数转变为液压控制信号;阀板中的各个控制阀根据这些液压控制信号的大小,按照设定的换挡规律,通过控制换挡执行机构动作,实现自动换挡,现
6、在使用较少。(2)电控液动自动变速器电控液动自动变速器是通过各种传感器,将发动机转速、节气门开度、车速、发动机水温、自动变速器液压油温度等参数转变为电信号,并输入电脑;电脑根据这些电信号,按照设定的换挡规律,向换挡电磁阀、油压电磁阀等发出电控制信号;换挡电磁阀和油压电磁阀再将电脑的电控信号转变为液压控制信号,阀板中的各个控制阀根据这些液压控制信号,控制换挡执行机构的动作,从而实现自动。第三节 汽车自动变速器的优缺点机械齿轮变速器具有效率高,工作可靠,结构比较简单等优点。故被广泛地应用在各种汽车上。但是对于诸如高级小客车、超重型自卸汽车,要求高通过性的军用越野汽车以及城市的大型公共汽车等车型,由
7、于特殊的使用条件和要求,单纯采用机械变速器,虽能适应汽车的一些需要,但还存在不足之处。为适应汽车行驶条件的变化,必须经常换挡。换挡时,被啮合的主动齿轮与被动齿轮转速不一样,使齿轮受到冲击,甚至有时挂不上挡。于是换挡前需要对转速加以调整。这样换挡过程过于复杂,要求司机能够掌握时机,有一定的熟练操作技术。同时,驾驶员踩主离合器踏板时,要消耗很大的体力,容易疲劳。由于换挡时的冲击现象,传动系要受到很大的附加作用力。若汽车在行驶过程中,突然碰到大石块,阻力突增,车速下降。此时发动机工况并未改变,传动系就要别劲,使零部件容易损坏或缩短使用寿命。机械变速器由若干组齿轮构成。齿轮的不同组合可得到不同的挡位。
8、由于齿轮组数目有限,所能得到的挡位也就有限,故普通机械变速器是有级式变速器。机械变速器的挡位越多,越能更充分地利用发动机功率,使汽车动力性好,平均车速高,经济性也好。事实上,机械变速器的挡位不可能增加得很多,否则将会导致结构复杂笨重。挡位增多,换挡次数也就增多,更增加了换挡操纵的困难。因此,载重量在25T以上的重型矿用汽车一般都不单独使用机械变速器。采用液力自动变速器,可弥补机械变速器的某些不足。使用液力自动变速器的汽车具有下列显著的优点:1、大大提高发动机和传动系的使用寿命采取液力自动变速器的汽车与采用机械变速器的汽车对比试验表明:前者发动机的寿命可提高85%,变速器的寿命提高12倍,传动轴
9、和驱动半轴的寿命可提高75%100%.液力传动汽车的发动机与传动系,由液体工作介质软性连接。液力传动起一定的吸收、衰减和缓冲的作用,大大减少冲击和动载荷。例如,当负荷突然增大时,可防止发动机过载和突然熄火。汽车在起步、换挡或制动时,能减少发动机和传动系所承受的冲击及动载荷,因而提高了有关零部件的使用寿命。2、提高汽车通过性采用液力自动变速器的汽车,在起步时,驱动轮上的驱动扭矩是逐渐增加的,防止很大的振动,减少车轮的打滑,使起步容易,且更换平稳。它的稳定车速可以降低到低。举例来说:当行驶阻力很大时(如爬陡坡),发动机也不至于熄火,使汽车仍能以极低速度行驶。在特别困难面行驶时,因换挡时没有功率间断
10、,不会出现汽车停车的现象。因此,液力机械变速器对于提高汽车的通过性具有良好的效果。3、具有良好的自适应性目前,液力传动的汽车都采用液力变矩器,它能自动适应汽车驱动轮负荷的变化。当行驶阻力增大时,汽车自动降低速度,使驱动轮动力矩增加;当行驶阻力减小时,减小驱动力矩,增加车速。这说明,变矩器能在一定范围内实现无级变速器,大大减少行驶过程中的换挡次数,有利于提高汽车的动力性和平均车速。4、操纵轻便装备液力自动变速器的汽车,采用液压操纵或电子控制,使换挡实现自动化。在变换变速杆位置时,只需操纵液压控制的滑阀,这比普通机械变速器用拨叉拨动滑动齿轮实现换挡要简单轻松得多。而且,它的换挡齿轮组一般都采用行星
11、齿轮组,是常啮合齿轮组,这就降低或消除了换挡时的齿轮冲击,可以不要主离合器,大大减轻了驾驶员的劳动强度 .综上所述,液力自动变速器不仅能与汽车行驶要求相适应,而且具有单纯机械变速器所不具备的一些显著优点,这是液力自动变速器的主要方面,也是汽车采用液力自动变速器的理由。不过,与单纯机械变速器相比,它也存在某些缺点,如结构复杂,制造成本较高,传动效率较低等。对液力变矩器而言,最高效率一般只有(8286)%左右,而机械传动的效率可达(9597)%.由于传动效率低,使汽车的燃油经济性有所降低;由于自动变速器的结构复杂,相应的维修技术也较复杂,要求有专门的维修人员,具有较高的修理水平和故障检查分析的能力
12、。但这些缺点是相对的,由于大大延长了发动机和传动系统的使用寿命,提高了出车率和生产率,减少了维修费用,自动的无级变速提高了发动机功率的平均利用率,提高平均车速,虽然燃油经济性有所降低,却提高了汽车整体使用经济性。此外,目前还采用一种带锁定离合器的液力变矩器,在一定行驶条件下,通过采用与发动机的最佳匹配,遵循最佳换挡规律,采用变矩器的锁止,可使用传动效率大为提高。当锁定离合器分离时,仍与一般液力变矩器相同;当锁定离合器结合时,使液力变矩器失去作用,输入轴与输出轴是直接传动的,传动效率接近百分之百。第四节 汽车自动变速器的组成不同自变器一般都有差异,但总成本上是以下几部分组成:(一)液力变矩器液力
13、变矩器位于自变器的最前端,它是利用油液将动力传给变速器,减速增扭,并无级变速。(二)行星齿轮变速系统它包括行星齿轮变速机构和换挡执行机构。换挡执行机构,可以使行星齿轮变速器机构处于不同的挡位,以实现不同的传动比。行星齿轮变速机构可使变速器具3-4个前进挡和1个倒挡。(三)液压控制系统它包括油泵、阀体、电磁阀、储压器及液压管路。用于控制自动变速器的升挡、降档和夜压变矩器的锁止离合器。(四)电子控制系统它包括ECU、传感器、执行器及控制电路等。它可根据汽车的行驶情况,按照设定的换档规律,通过液压控制系统控制变速器自动换档。(五)冷却、滤清装置变速器油液在传动中,会产生高温。使传动效率降低。因此须使
14、用油液散热,以保证油温在80-90。油液中会有杂质,为保证阀体以及各件的正常工作,须在油底中加滤油网,有的还使用磁力油堵。(相关视频:第一集)第五节 自动变速器换档手柄使用换档手柄可以用来操纵以选择行驶方向(图 1.1).(1)P位(停车档)当手柄在此位置时,变速器输出轴锁止。车轮不能转动,防止汽车移动。同时,换档执行机构使变速器处于空档位置,此时,可起动发动机。(2)N位(空档位)当手柄在此位使,变速器处于空挡位,与P档时相同,但输出轴不锁止,汽车可移动,此位可起动发动机。(3)R位(倒车档)当手柄在此位置时,变速器的输入轴转动方向与输出轴转向相反,倒车。(4)D位(前进档)当手柄在此位时,
15、变速器可从1档到最高档自动变换。自变器的液力式,电液式的系统在此位时,都是根、根据车速,节气门开度等因素变化,按换档规则,自动换档。使用时一般多用此档位。(5)S位(前进低档)当手柄在此位时,自变器控制系统将限制前进档的变换范围,只能档,2档(或3档)间变化(有的S位只锁定2档,具有发动机制动功能).这样可防止汽车在长坡道行驶出现循环跳档.从而使变速器的摩擦片加速磨损,此档适用于长坡道和易打滑路面行驶。(6)L位(前进低档)当手柄在此位时,自变器将限制前进档范围,只能在12档变换或只能在1档。(被称为强制1档).具有发动机制动,此档适用于在陡坡或差路面状况下行驶。(相关视频:第二集)第六节 自
16、动变速器型号1、 丰田公司变速器型号说明(1)三位数字型号A-140EA为自动变速器;第一位阿拉伯数字为1、2、5的是前驱变速器;第一位阿拉伯数字为3、4、6的是后驱变速器;第二位阿拉伯数字为前进档的档数。如3|-3个前进档;4-4个前进档;5-5个前进档;第三位阿拉伯数字为产品序列:0-第一代产品、1-第二代产品、2-为第三代产品;末端字母:E-电子控制、H.F-四轮驱动、L-有锁止离合器。(2)两位数字型号A42DA为自动变速器第一位阿拉伯数字4为后驱变速器;第二位阿拉伯数字为产品序列,如2-海狮、3-皮卡、5-皇冠、6-大霸王;丰田公司所有的自动变速器都是新普森式D为有超速档(3)两位和
17、三位阿拉伯数字的区别两位的变速器共用太阳轮带鼓,前离合器为前进档离合器,后离合器为高档倒档离合器,高速档倒档离合器后面为手动二档片式齿轮齿数少,传动比小。三位的变速器共用太阳轮带鼓,前离合器为高档倒档离合器,后离合器为前进档离合器,围绕高速档倒档离合器为手动二档片式制动器,齿轮齿数多,传动比大。2、 三菱公司变速器型号说明F4A33第一位字母表示变速器的装配形,如:F前轮驱动,W四轮驱动,V后轮驱动;第二位数字表示变速器前进档位,如:4-4档、3-3档;第三位字母A表示自动变速器;第四、五位字母表示型号版体。3、 通用汽车公司变速器型号说明4T60E第一位数字表示变速器前进档位,如:4-4档、
18、3-3档;第二位字母:T表前驱横置,L表纵向安装后驱或四驱;第三、四位数字为额定变速器输入轴驱动转矩,单位kgf.m 如:60表示60kgf.m;第五位字母E为电子控制;4.克莱斯勒公司变速器型号说明41TE第一位数字表示前进档位,如:4-4档、3-3档;第二数字表负荷:如0为轻负载、1为中负荷;第三位字母:T为前驱横置式、L发动机纵置前驱、R为后轮驱动、A为四轮驱动;第四位字母:E为电子控制、H为液压控制。第二章 自动变速器的结构和工作原理第一节 液力变矩器的结构与工作原理(一)液力变矩器的结构液力变矩器以液体作为介质,传递和增大来自发动机的扭矩液力变矩器由可转动的泵轮和涡轮,以及固定不动的
19、导轮三元件构成。各件用铝合金精密铸造或用钢板冲压焊接而成。泵轮与变矩器壳成一体。用螺栓固定在飞轮上,涡轮通过从动轴与传动系各件相连。所有工作轮在装配后,形成断面为循环圆的环状体。(二)液力变矩器的工作原理导涡泵液力变矩器工作原理可以用两台电风扇作形象描述,两风扇对置,一台通电转动,产生的气流可吹动不通电的风扇,如果给其添加一个管道这就成了液力偶合器,它能传轴,并不增扭。变矩器工作时,发动机带动 泵轮转动,叶轮带动液流冲向涡轮,从而驱动涡轮转动,刚起动时扭矩最大,此时冲击力为F1,冲到涡轮的液流驱动涡轮后,由于叶片形状,冲向导轮,而导轮不动,冲击导轮的液流受到阻碍,可使涡轮受到反作用力F2,由于
20、F1、F2都作用于涡轮,所以使涡轮所受扭矩得到增大。涡轮转速升高后,液流变向会冲击导轮叶背,而失去增扭,并有一定阻力。所以现在所用导轮都使用单向离合器,使去冲击叶背时,导轮转过一个角度,使其继续增扭。导轮下端装有单向离合器,可增大其变扭范围。(三)锁止式液力变矩器的结构与工作原理变矩器是用液力来传递汽车动力的,而液压油的内部摩擦会造成一定的能量损失,因此传动效率较低。为提高汽车的传动效率,减少燃油消耗,现代很多轿车的自动变速器采用一种带锁止离合器的综合式液力变矩器。这种变矩器内有一个由液压油操纵的锁止离合器。锁止离合器的主动盘即为变矩器壳体,从动盘是一个可作轴向移动的压盘,它通过花键套与涡轮连
21、接(如图 2.3).压盘背面(如图 2.3右侧)的液压油与变矩器泵轮、涡轮中的液压油相通,保持一定的油压(该压力称为变矩器压力);压盘左侧(压盘与变矩器壳体之间)的液压油通过变矩器输出轴中间的控制油道与阀板总成上的锁止控制阀相通。锁止控制阀由自动变速器电脑通过锁止电磁阀来控制。自动变速器电脑根据车速、节气门开度、发动机转速、变速器液压油温度、操纵手柄位置、控制模式等因素,按照设定的锁止控制程序向锁止电磁阀发出控制信号,操纵锁止控制阀,以改变锁止离合器压盘两侧的油压,从而控制锁止离合器的工作。当车速较低时,锁止控制阀让液压油从油道B进入变矩器,使锁止离合器压盘两侧保持相同的油压,锁止离合器处于分
22、离状态,这时输入变矩器的动力完全通过液压油传至涡轮,如图 2.4所示。当汽车在良好道路上高速行驶,且车速、节气门开度、变速器液压油温度等因素符合一定要求时,电脑即操纵锁止控制阀,让液压油从油道C进入变矩器,而让油道B与泄油口相通,使锁止离合器压盘左侧的油压下降。由于压盘背面(图中右侧)的液压油压力仍为变矩器压力,从而使压盘在前后两面压力差的作用下压紧在主动盘(变矩器壳体)上,如图 2.5所示,这时输入变矩器的动力通过锁止离合器的机械连接,由压盘直接传至涡轮输出,传动效率为100%.另外,锁止离合器在结合时还能减少变矩器中的液压油因液体摩擦而产生的热量,有利用降低液压油的温度。有些车型的液力变矩
23、器的锁止离合器盘上还装有减振弹簧,以减小锁止离合器在结合时瞬间产生的冲击力。第二节 行星齿轮变速器的工作原理液力变矩器虽能在一定范围内自动、无级地改变转矩比和转速比,但存在传动效率低的缺点,且变矩范围最多只能达到24倍,难以满足汽车使用要求。采用液力变矩器与齿轮变速器串联组成的液力自动变速器,可加大变矩范围,并可得到倒档和空档与变矩器一起配合使用的一般是行星齿轮变速器。行星齿轮变速器由行星齿轮机构和换档执行机构两部分组成。(一)行星齿轮机构最简单的行星齿轮机构,由一个太阳轮,一个内齿轮,一个行星架及若干行星齿轮组成。一般称为单排行星齿轮,三个件是行星排的三个基本构件,且它们具有公共的固定轴线。
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