帕萨特B5自动变速器故障诊断毕业论文.doc
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1、扬州工业职业技术学院2013 2014 学年第 一 学期毕业设计(论文)课题名称: 帕萨特B5自动变速器故障诊断与维修 设计时间: 2013年7月2013年11月 系 部: 机械工程学院 班 级: 1101汽车检测与维修技术 姓 名: 刘圆 指导教师: 王武林 帕萨特B5自动变速器故障诊断与维修刘圆1101汽车检测与维修摘要:随着汽车技术的快速发展,自动变速器在汽车上的应用越来越广泛。自动变速器是汽车维修中难度最大的总成之一,同时也是学习难度最大的。本文就以帕萨特B501N型自动变速器为例进行探讨。本文主要分析了帕萨特B5自动变速器的结构及工作原理,并且通过一些具体的案例重点阐述了帕萨特B50
2、1N型自动变速器故障诊断分析及排除方法,从而总结出这类变速器的基本原理和结构特点。关键词: 帕萨特 自动变速器 故障诊断分析Abstract:With the rapid development of automobile technology, the automatic transmission in the car used more widely. The automatic transmission is the difficulty in assembly of vehicle maintenance and repair is one of the largest, but al
3、so the most difficult to learn. This paper Passat B501N automatic transmission as an example to explore. This paper mainly analyzes the structure and working principle of the Passat B5 automatic transmission, and through some concrete cases, focuses on the fault diagnosis analysis and troubleshootin
4、g of Passat B501N automatic transmission, and summarizes the basic principle and the structure characteristic of this kind of transmission. Keywords: passat ; Fault diagnosis analysis; Automatic transmission目录1. 绪论.12. 自动变速器的系统组成和工作原理.23. 帕萨特B501N型自动变速器的结构及工作原理.53.1 01N型自动变速器.53.2 帕萨特B5自动变速器结构和工作原理.
5、63.3 换挡杆的结构.63.4 01N型液力变矩器的结构和工作原理.73.5 01N型自动变速器行星齿轮的结构与工作原理.73.6 帕萨特B5自动变速器电气元件.94. 帕萨特B5自动变速器常见故障诊断与分析.124.1 自动变速器换挡冲击大.124.2 自动变速器打滑.134.3 自动变速器不能升挡.144.4 自动变速器无前进挡.144.5 自动变速器无超速挡.154.6 自动变速器无倒挡.154.7 自动变速器跳挡频繁.164.8 自动变速器无发动机制动.164.9 液力变矩器离合器无锁止.174.10 自动变速器不能强制降挡.175. 典型故障案例.185.1 案例1185.2 案例
6、2195.3 案例3216. 总结.22参考文献.23致谢.241. 绪论随着科技的发展和社会的进步,汽车已成为人们在生活工作中不可缺少的交通代步工具,在国内的普及率已经迅速逼近发达国家,我国汽车销量已经全球第一。然而作为汽车最为复杂的系统之一的自动变速器却越来越多的缺乏技术人员,本文则以上海帕萨特B501型自动变速器为例,系统的阐述了这类自动变速器存在的常见故障,并对其进行诊断分析和故障排除,能够对其特点有个具体的总结。上海帕萨特B5型轿车采用4挡电控液力自动变速器,整个换挡过程由变速器控制单元控制,可根据行驶工况自动换到最佳挡位(经济模式、动力模式)实现平稳换挡。本文主要介绍了帕萨特B50
7、1N型自动变速器的结构及工作原理,重点讲述了帕萨特B5自动变速器常见故障,并对其故障进行诊断分析,并结合案例找出相应的解决的方法。目前世界上使用最多的汽车自动变速器为MT手动式变速器、AT液力自动变速器、AMT电子控制机械式自动变速器、CVT金属带式无级自动变速器。因此,掌握自动变速器的结构与工作原理,对其维修与故障排除有着很大的帮助,这也是本篇论文的目的所在之处。2. 自动变速器的系统组成和工作原理2.1 自动变速器的系统组成自动变速器的厂牌型号很多,外部形状和内部结构也有所不同,但它们的组成基本相同,都是由液力变矩器和齿轮式自动变速器组合而成的。自动变速器常见的组成部分有液力变矩器、行星齿
8、轮变速器、离合器、制动器、油泵、滤清器、管道、各种控制阀等,按照这些部件的功能,可将它们分为液力变矩器、齿轮变速系统、换挡执行机构、液压控制系统和电子控制系统五部分。表1是自动变速器的组成及功能。表1 自动变速器的组成及功能组成功能组成部件液力供给系统为自动变速器中的液力变矩器锁止机构、换挡执行构、液力控制自动换挡系统等提供一定压力,流量的自动变器油油泵、油箱、滤清器、调压阀、冷油器、管道等液力变矩器利用油液循环流动过程中动能的变化将发动机的动力传递给自动变速器的输入轴,并能根据汽车行驶阻力的变化,在一定范围内自动地、无级地改变传动比和转矩比泵轮、涡轮、导轮等齿轮变速系统实现变速的机构、改变动
9、力传递的方向和速比行星齿轮机构、离合器、制动器、单向离合器等液力控制自动换挡系统根据手动阀的位置及节气门开度、车速、控制开关的状态等因素,利用液力自动控制原理,按照一定的规律控制行星齿轮变速器中的换挡执行机构的工作,实现自动换挡液力控制的各种控制阀及油路电子控制自动换挡系统通过电磁阀控制换挡执行机构工作,实现自动挡功能,若这些电磁阀是由电子计算机根据某些传感器信号进行控制的,则称为电子控制的换挡系统自动变速器ECU、各种传感器、电磁阀等2.2 自动变速器的分类及型号2.2.1自动变速器的分类不同汽车上装用的自动变速器在形式、结构、功能上有很大的不同,下面从不同的角度对自动变速器进行分类。(1)
10、按驱动方式不同可分为后轮驱动自动变速器和前轮驱动自动变速器。(2)按自动变速器前进挡的挡位数分类自动变速器按前进的挡位数的不同,可分为4个前进挡、5个前进挡、6个前进挡、7个前进挡、8个前进挡等。在用轿车装用的自动变速器基本上都是4个前进挡或5个前进挡,即设有超速挡。新型高级轿车采用6、7或8个前进挡。这种设计虽然使自动变速器的构造更加复杂,但由于挡位间速比变化减少,大大改善了汽车的换挡平顺性与燃油经济性。(3)按齿轮变速器的类型分类自动变速器按其变速器的分类不同,可分为普通齿轮式和行星齿轮式两种。普通齿轮式变速器体积较大,最大传动比较小,只有少数车型使用,但这种变速器工艺简单,维修方便。行星
11、齿轮式自动变速器结构紧凑,能获得较大的传动比,为大多数轿车使用。(4)按控制方式分类自动变速器按控制方式不同,可分为液压控制自动变速器和电子控制自动变速器两种。2.2.2 自动变速器型号识别一种自动变速器可能被用在多个公司不同款式的汽车上,而同一种车型也可能装用不同型号的自动变速器。如果不了解自动变速器的型号,在维修中就会对故障分析、资料查找、零件采购造成故障。下面介绍自动变速器型号含义及识别方法。(1)自动变速器型号含义1)变速器的性质 A表示自动变速器;M表示手动变速器;AM表示手自一体。2)生产公司 如德国ZF公司、日本AISIN公司等。3)驱动方式 F表示前驱R表示后驱,丰田公司用数字
12、表示驱动方式,有的四轮驱动车辆在型号后面加“H”或“F”表示驱动方式。4)前进位位数 用数字表示。5)控制类型 电控E、液控H、电液控EH。6)改进序号 表示该变速器是在原变速器上作过改进的。7)额定驱动转矩 在通用、宝马公司的自动变速器型号中有此参数。(2)变速器型号识别方法1)看变速器铭牌 一般有:生产公司、型号、序号代码、日期等。2)看汽车铭牌 一部分汽车在发动机舱内、驾驶室内、门柱等位置有汽车铭牌,这些铭牌上有生产厂商名称、汽车型号、车身型号、底盘型号、发动机型号、变速器型号、出厂编号等内容。3)壳体标号识别 奔驰自动变速器识别方法为数字代码,刻在变速器壳体侧面与油底壳结合面向上一点,
13、有一长串字符,共6位数字即为变速器型号。4)零部件识别法 看滤清器、油底壳、油底密封垫、电磁阀个数、导线端子数等。5)根据结构特征识别 日产千里马RE4F04A自动变速器的油底壳在上方有一大一小两个油底壳的宝马或欧宝4L30E变速器。2.3 自动变速器的工作原理发动机带动液力变矩器高速转动,液力变矩器内具有动能的自动变速器油液把动力传给变速器输入轴,只有当液力变矩器处于锁止状态时,液力变矩器才成为一个机械的整体(只有装有锁止离合器的液力变矩器才具有这一功能)。变速器输入轴驱动行星齿轮机构为汽车提供前进挡、空挡及倒挡。由于动力是通过由多片离合器、单向离合器和制动器控制的行星齿轮机构传递的,而当离
14、合器或制动器被油压驱动时,行星齿轮机构的不同部件受到约束从而形成不同的传动比,在自动变速器的阀体中有许多液压阀,它们可以控制自动变速器油液的压力和流向。因此,自动变速器阀体可正确地施加在应被驱动的离合器或制动器上。自动变速器或变速驱动桥根据发动机的转速、负荷以及车速和其他一些工作条件来选择传动比,升挡和降挡都是自动进行的。但是自动变速器也可以用手动方式选择到低速前进挡、倒挡、空挡或停车挡。随前进挡范围的选择,在汽车减速期间,变速器可以提供发动机制动。有的自动变速器有9个挡位可以选择。驾驶人可以通过变速杆选择所希望的挡位,这些挡位包括P(驻车挡)、R(倒挡)、N(空挡)、D(前进挡)、S(运动模
15、式)、2(手动2挡)、1(手动低挡)。自动变速器选择传递比从而改变输出转矩,以便更好适应汽车不同行驶阻力的需要,如图1所示。节气门位置传感器电子控制阀图1 电控自动变速器的工作过程3. 帕萨特B501N型自动变速器的结构及工作原理3.1 01N型自动变速器上海帕萨特B5自动变速箱是全自动的四挡变速箱在选定的区域内所有的挡位都是自动切换的,换挡是通过一个电子液压器件和控制单元进行的,该自动变速箱外壳是一个整体式外壳,在投入使用的第一年一般不需要对变速箱进行维修,超过一年后,可对行星齿轮变速机构的阀体、片式离合器根据所诊断的故障进行维修或更换,01N自动变速箱如图2所示。01N自动变速箱由液力变矩
16、器和变速箱组成。液力变矩器中装有锁止离合器,锁止离合器根据车辆的负载、速度和挡位的状况机械性地闭合,与打滑无关,该自动变速箱有4个液压控制的前进挡,当锁止离合器闭合时这些前进挡由液力变矩器的打滑转变成机械驱动的挡位。自动变速箱只有在P或N挡时,发动机才能起动,对于装备自动变速箱的汽车不能通过推动或牵引汽车来起动发动机,这是因为变速箱工作所需要的来自ATF油泵的工作油压只有在发动机运转时才能建立,装备自动变速箱的汽车当换挡杆位于N挡时,汽车才可以被牵引。但牵引时,牵引速度不能超过50Km/h,牵引距离不能大于50Km,如果距离更远,则需要将汽车前部抬起,这是因为发动机停止运转时,变速箱的旋转零部
17、件将得不到润滑。01N型自动变速器的控制模块TCM通过监控液压控制单元、车速传感器、多功能开关、节气门位置传感器、发动机转速传感器、换挡锁止电磁阀、数据传输接线器、线路控制开关、制动灯开关、低速挡开关、起动机保持继电器、制动开关、强制降挡开关、ATF油温传感器及自动变速器换挡显示等信号,来准确地确定自动变速器的换挡时间与换挡品质。当上述某一系统发生故障时,TCM将执行紧急运行模式(ERM)。此时变速器所有其他电控功能将无法起作用,变速器只能处于液力3挡接合状态,不过R挡、1挡依然可以使用。3.2 帕萨特B5自动变速器结构及工作原理01N型自动变速器结构紧凑、布局合理且传动效率高(如图2)。变速
18、器的壳体为整体式,内部结构包括行星齿轮、阀体、离合器及制动器等。01N型变速器各挡的传动比分别为:1挡2.714,2挡2.551,3挡1.000,4挡0.679。从理论上讲,变速器的每个挡位又分为液压和机械2种状态。由于装备了带有离合器的液力变矩器,TCM可根据车辆的负载、速度和挡位等状况,控制锁止离合器电磁阀的动作,实现锁止离合器接合与分离,但与变矩器内部打滑无关,当锁止离合器接合时,变速器的前进挡由液力变矩器的打滑方式变为机械直接驱动的方式。01N型自动变速器的机械结构部分主要由1个行星齿轮组、3个离合器、2个制动器及1个单向轮组成。其中行星齿轮是由1个小太阳齿轮、1个大太阳齿轮、3个短行
19、星齿轮、3个长行星齿轮、行星齿轮架及齿圈组成。变速器在工作时,阀体通过油压控制离合器、制动器的动作,离合器C1工作,就会驱动小太阳齿轮。离合器C2则是用来驱动大太阳齿轮的,离合器C3驱动行星齿轮架,制动器B1制动行星齿轮架,动力是通过齿圈输出的。图2 01N自动变速器结构3.3 换挡杆的结构换挡杆有P(驻车锁止)、R(倒挡)、N(空挡)、D(前进挡)、3、2、1共7个位置,在换挡杆旁有带运动型指示灯的ECO/SPORT(经济型/运动型)行驶方式的选择按钮,通过该按钮,驾驶员能够选择低油耗(经济型)和高功率(运动型)的两换挡模式。选择经济型模式时ECO指示灯灭,选择运动模式时SPORT指示灯亮。
20、换低挡开关与油门拉索集成在一起,当油门踏板踩到使节气门全开时,该开关动作,控制单元发出指令使向低一挡位强制切换,换挡杆位于P、R和1挡时将被机械锁止,按换挡手柄侧面的按键可以解除其锁止。点火开关接通时,换挡杆锁止电磁铁将防止锁止的解除,为了从P切换到R以及从N切换到各行驶挡时,必须踩下制动踏板,控制单元通过制动灯开关接收到制动踏板动作的信息后,操作电磁铁解除对换挡杆的锁止。3.4 01N型液力变矩器的结构和原理液力变矩器位于变速箱中,安装固定在发动机上。液力变矩器的泵轮(以发动机转速旋转)和涡轮(变速箱输入轴)存在转速差,该转速差简称为滑转。汽车起步时的转速差最大,液力变矩器在其最大的扭矩范围
21、内工作。随着速度的提高,泵轮和涡轮的转速逐渐接近。为了降低燃油消耗,即以更经济的方式行驶,动力传递可跨越过液力变矩器,由发动机直接传递给变速箱。当液力变矩器出现肉眼可见的损坏或功能故障时,应更换。液力变矩器的液压动力传动路径如下:发动机泵轮涡轮带有单向制动器的导轮。涡轮轴片式单向离合器C1、C2.液力变矩器的机械动力传递路径如下:发动机泵轮轴片式离合器C3。当变速箱处于1、2、3挡时,与负载有关的发动机转矩通过液力变矩器以液力方式传输到行星齿轮变速机构中,片式离合器C1和C2通过涡轮轴与液力变矩器的涡轮连接在一起。2挡时与负载有关的转矩跨越过液力变矩器,通过泵轮轴以机械方式将动力传递到片式离合
22、器C3上。4挡时,转矩将通过泵轮轴和片式离合器K3以机械方式传递动力。3.5 01N型自动变速器行星齿轮变速机构和工作原理(1)行星齿轮变速机构的结构行星齿轮变速机构主要是由1个行星齿轮组、3个片式离合器、2个片式制动器和1个单自由轮组成,行星齿轮组又是由1个小太阳轮、1个大太阳轮、3个短行星齿轮和3个长行星齿轮以及行星齿轮架和齿圈组成,结构如图3所示。片式离合器和片式制动器由阀体通过液压控制,用来完成液力变矩器和行星齿轮组之间的动力传递。若C1动作,则驱动小太阳轮。通过离合器C2来驱动大太阳轮,通过制动器B2制动大太阳轮,制动器B1制动行星架。通过齿圈将动力输出。图3行星齿轮变速机构(2)工
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