汽車底盤電控系統檢修含自動變速器(已修改)

　

【正文】 2022/5/24 1 汽車底盤電控系統檢修 （含自動變速器） 中國職業技術教育學會科研項目優秀成果 高等職業教育汽車專業 “ 雙證課程 ” 培養方案規劃教材 人民郵電出版社 主編：李 雷 2022/5/24 2 目 錄 ? 項目一 電控自動變速器維修與故障診斷 ? 項目二 防抱死制動 /牽引力控制系統維修與故障診斷 ? 項目三 電控懸架系統維修與故障診斷 ? 項目四 電控動力轉向 /四輪轉向系統維修與故障診斷 2022/5/24 3 項目一 電控自動變速器維修與故障診斷 2022/5/24 4 一、項目要求 ? 知識要求 ? ① 認識自動變速器的作用、優點和缺點。 ? ② 認識自動變速器換擋手柄和控制開關。 ? ③ 認識自動變速器的組成。 ? ④ 認識液力變矩器的組成和工作過程。 ? ⑤ 認識行星齒輪機構的工作過程和動力傳遞，包括單排行星齒輪組、辛普森式行星齒輪機構、拉維娜式行星齒輪機構。 ? ⑥ 認識液壓控制系統的組成。 ? ⑦ 認識電子控制系統的作用、組成和控制方式。 2022/5/24 5 ? 能力要求 ? ① 對客戶提供的故障進行分析。 ? ② 電控系統自診斷的檢查。 ? ③ 自動變速器的基本檢查與調整。 ? ④ 自動變速器的機械系統試驗。 ? ⑤ 自動變速器機械檢修程序。 ? ⑥ 自動變速器電控系統檢修。 ? ⑦ 自動變速器典型故障的診斷與排除。 2022/5/24 6 二、相關知識 ? （一）認識自動變速器 ? 自動變速器根據汽車道路行駛條件和載荷情況，發動機輸出功率大小、車速，在最佳時間自動換擋至最適宜的擋位。 ? 自動變速器的優點有如下幾個。 ? ① 操縱簡單省力，提高行車安全性，行駛平穩舒適性好。 ? ② 有效地衰減傳動系扭轉震動，并防止傳動系過載。 ? ③ 延長發動機及傳動部件壽命，改善和提高汽車的動力性。 ? ④ 減少燃油消耗，降低排放污染。 ? 自動變速器的缺點有如下幾個。 ? ① 結構較為復雜，制造難度大，生產成本高。 ? ② 維修困難。 ? ③ 傳動效率低。 2022/5/24 7 ? 1. 自動變速器的分類 ? 自動變速器按照汽車驅動方式的不同，可分為后驅動自動變速器和前驅動自動變速器兩種。前驅動自動變速器與驅動橋合為一體，又常稱為自動傳動橋。 ? 自動變速器按照控制方式的不同，可分為液壓控制自動變速器和電子控制自動變速器兩種。目前各大汽車制造廠商生產的自動變速器都采用了電子控制自動變速器。 2022/5/24 8 前驅動自動變速器 后驅動自動變速器 2022/5/24 9 ? 3．認識自動變速器換擋手柄 ? 自動變速器換擋手柄如圖所示，換擋手柄一般設有 P停車擋、 R倒擋、 N空擋、 D前進擋、 S和 L前進低擋和 O/D超速擋開關，有的自動變速器換擋手柄設有 P、 R、 N、 OD、 1擋。其中 OD擋為超速擋， 1擋為低速擋。 換擋手柄 2022/5/24 10 ? 4．認識自動變速器的組成 ? 自動變速器的組成部分有液力變矩器、行星齒輪機構、離合器、制動器、油泵、濾清器、管道、控制閥體、速度調壓器等。按照這些部件的功能，可將它們分成液力變矩器、齒輪變速機構、液壓操控系統、電控液壓換擋控制系統。 后驅動自動變速器結構 2022/5/24 11 ? （二）認識液力變矩器 ? 1．液力變矩器的作用 ? 液力變矩器內充滿自動變速器油，它既能起到液力耦合器的作用，將發動機的轉矩傳送給變速器，又能使發動機產生的轉矩成倍增大，將增大的轉矩傳送給變速器。 液力變矩器 2022/5/24 12 ? 2．液力變矩器的組成 ? 液力變矩器由泵輪、導輪、渦輪、單向離合器和鎖止離合器組成。 液力變矩器的結構 2022/5/24 13 ? （ 1）泵輪的結構 ? 泵輪由許多具有一定曲率的葉片按一定的方向輻射狀安裝在泵輪殼體上，當泵輪旋轉時，葉片便帶動其間的液體介質一同運動。 泵輪的結構 2022/5/24 14 ? （ 2）渦輪的結構 ? 渦輪也裝有彎曲方向與泵輪葉片的彎曲方向相反的葉片，渦輪轉輪裝在變速器輸入軸上，其葉片與泵輪葉片相對放置，中間留有 3 mm的間隙。 渦輪的結構 2022/5/24 15 ? （ 3）導輪的結構 ? 導輪上由許多具有一定曲率、一定方向的葉片組裝在導輪架上，導輪軸孔內裝有單向離合器（。因此，導輪只能向一個方向自由轉動，而向另一方向轉動時，則被單向離合器鎖止在殼體上。 導輪的結構 2022/5/24 16 ? （ 4）單向離合器的結構 ? 自動變速器內安裝的單向離合器常見的有楔塊式和滾柱式兩種。楔塊式單向離合器在內環與外環間夾著幾個不規則的楔塊。 楔塊式單向離合器的結構 2022/5/24 17 ? （ 5）鎖止離合器的結構 ? 鎖止離合器裝在渦輪轉輪轂上，位于渦輪轉輪前端。當離合器接合時，泵輪與渦輪通過摩擦材料連接在一起。 鎖止離合器的結構 2022/5/24 18 ? 3．轉矩耦合和放大的原理 ? （ 1）轉矩耦合 ? 當渦輪的轉速接近泵輪轉速時，從渦輪流至導輪的液流與泵輪的轉動方向一致。這時變速器油沖擊導輪葉片的背面，單向離合器使導輪與泵輪同方向轉動，液流返回泵輪，僅起到轉矩耦合傳遞的作用。 ? （ 2）轉矩增大 ? 當泵輪與渦輪的轉速差較大時，從渦輪流至導輪的液體沖擊導輪葉片的正面，使導輪與泵輪反向轉動，導輪被單向離合器鎖住不轉動，導輪葉片卻使液體流向改變，增強泵輪轉動的能量。 2022/5/24 19 ? 4．認識液力變矩器的工作過程 ? （ 1）車輛停住，發動機怠速運轉 ? （ 2）車輛起步時 ? （ 3）車輛低速行駛時 ? （ 4）車輛以中、高速行駛時 2022/5/24 20 ? （三）認識行星齒輪機構 ? 1．行星齒輪機構的作用 ? 液力變矩器雖然能在一定范圍內自動地、無級地變速、變矩，但不能滿足汽車動力性能和經濟性能要求。行星齒輪機構的作用是改變液力變矩器輸出轉速大小和轉動的方向，并將輸出功率傳送至主傳動機構。 ? 2．認識行星齒輪機構 ? 行星齒輪機構安裝于變速器殼體內，由行星齒輪組、離合器、制動器、軸與軸承等組成。離合器及制動器是換擋執行機構，輸入軸、輸出軸、中間軸起到傳輸動力的作用。 2022/5/24 21 行星齒輪機構的結構 2022/5/24 22 ? ① 行星齒輪組的傳動規律。 ? ● 由離合器將動力傳遞給某一個元件作輸入件，由制動器固定某一個元件，并有一個元件作輸出件。 ? ● 如果行星齒輪組中各齒輪都沒有作固定件，就沒有被動件，這時即為空擋。 ? ● 如果行星齒輪組中兩個元件被固定在一起，那么傳動的輸出轉速和方向與輸入相同。 ? ② 行星齒輪組傳動比。 ? 行星齒輪組傳動比的計算公式如下： ? 式中， i —行星齒輪組傳動比； ? z2 —被動件齒數； ? z1 —主動件齒數。 21zi z?21ziz?2022/5/24 23 ? （ 2）多片濕式離合器 ? 多片濕式離合器的作用是將變速器內的兩個元件連接起來，把轉矩由一個元件傳遞給另一個元件。 多片濕式離合器的結構和接合示意圖 2022/5/24 24 ? （ 3）制動器 ? 目前常用的制動器有多片濕式制動器和帶式制動器。 ? 多片濕式制動器的結構與多片濕式離合器的構造相似，只不過制動器的鼓是變速器的殼體而已。 多片濕式制動器的結構和接合示意圖 2022/5/24 25 ? 帶式制動器由制動鼓、制動帶和伺服缸組成。伺服缸內裝有液壓活塞、密封圈、回位彈簧和推桿等。 帶式制動器的結構和外形示意圖 2022/5/24 26 ? 3．認識辛普森式行星齒輪機構 ? 在實際應用中自動變速器通常采用多個單排齒輪組進行串聯的辦法來擴大擋位數目。常用的有辛普森（ Simpson）式和拉維娜（ Ravigneaux）式行星齒輪機構兩種。 ? 辛普森式行星齒輪機構在自動變速器中被廣泛使用，日本豐田的自動變速器幾乎都采用這種結構，如 A43D、 A140E、 A240E、A241E、 A340和 A350等型號的自動變速器。這里以豐田 A43D自動變速器為例，討論多排行星齒輪組怎樣實現擋位動力的傳遞。 2022/5/24 27 ? （ 1）豐田 A43D自動變速器行星齒輪機構的結構 ? A43D自動變速器是日本豐田公司生產的用于后輪驅動的四速液控自動變速器，其行星齒輪機構采用了由 3個行星排（超速行星排、前行星排、后行星排）組成的辛普森式四速行星齒輪變速器，動力由超速排輸入，前后行星排輸出。執行器包括 3個離合器、 4個片式制動器和 3個單向離合器。 A43D自動變速器行星齒輪機構 2022/5/24 28 ? （ 2）超速行星排工作原理 ? ① 在超速擋離合器 C0接合，超速擋單向離合器 F0起作用時，超速排中心輪將和超速排行星架鎖為一體。其輸入和輸出部分以相同轉速轉動，實現直接傳動。 ? ② 在超速擋制動器 B0接合時，超速排太陽輪制動，超速排行星架輸入，超速排齒圈輸出。其輸出轉速高于擋輸入轉速，實現超速傳動。 ? （ 3） D位工作原理 ? ① D位 1擋（ D1）。 D1擋位時，超速擋離合器 C0、前進擋離合器C1接合，單向離合器 F0和 F2起作用，實現減速傳動。 ? ② D位 2擋（ D2）。 D2擋位時，超速離合器擋 C0、前進擋離合器C 2擋制動器 B2接合，單向離合器 F0、 F1起作用，實現減速傳動。 2022/5/24 29 D1擋動力傳遞路線 D2擋動力傳遞路線 2022/5/24 30 ? ③ D位 3擋（ D3）。 D3擋位時，超速擋離合器 C0，前進擋離合器C1，直接擋離合器 C2， 2擋制動器 B2接合，超速擋單向離合器F0起作用，實現直接傳動。 D3擋動力傳遞路線 2022/5/24 31 ? ④ D位 4擋（ D4）。 D4擋位時，超速擋開關置于“ ON”位，超速擋制動器 B0，前進擋離合器 C1，直接擋離合器 C2， 2擋制動器B2接合，實現超速傳動。 D4擋動力傳遞路線 2022/5/24 32 ? （ 4） 2位工作原理 ? ① 2位 1擋。 2位 1擋時，各執行元件的動作情況、傳動比及動力傳遞路線與 D1擋完全相同。 2位 1擋動力傳遞路線 2022/5/24 33 ? ② 2位 2擋。 2位 2擋的動力傳遞路線及傳動比與 D2擋位完全相同。與 D2擋位相比， 2位 2擋增加了 2擋強制制動器 B1，以便利用發動機制動。 2位 2擋動力傳遞路線 2022/5/24 34 ? （ 5） L位工作原理 ? L位時，超速擋離合器 C0，前進擋離合器 C1及低、倒擋制動器 B3接合，超速擋單向離合器 F0起作用。 L位動力傳遞路線 2022/5/24 35 ? （ 6） R位工作原理 ? R位時，超速擋離合器 C0，直接擋離合器 C2及低、倒擋制動器B3接合，超速擋單向離合器 F0起作用，實現倒擋傳動。 ? R位動力傳遞路線 2022/5/24 36 ? （ 7） N位和 P位工作原理 ? N位和 P位時，雖然超速擋離合器 C0和超速擋單向離合器 F0的作用使得動力經超速排傳到前后排輸入軸，但前進擋離合器 C1，直接擋離合器 C2均處于分離狀態，動力不能繼續向后傳遞，因此，無動力輸出。 2022/5/24 37 ? 4．認識拉維娜行星齒輪機構 ? （ 1）拉維娜行星齒輪機構 ? 自動變速器中除了使用辛普森行星齒輪機構以外，在歐美國家，一些汽車公司普遍使用拉維娜行星齒輪機構。 拉維娜行星齒輪機構 2022/5/24 38 ? （ 2）拉維娜行星齒輪組成 ? 拉維娜 3擋自動變速器只使用了 5個換擋執行元件： 2個離合器、 2個制動器和 1個單向離合器。 拉維娜行星齒輪結構 拉維娜行星齒輪傳動 2022/5/24 39 ? （四）認識自動變速器控制系統 ? 1．認識液壓控制系統 ? 自動變速器的液壓控制系統擔負著對液力傳動裝置提供傳動介質，控制液力變矩器鎖止、潤滑和冷卻傳動介質的任務。同時還擔負著對行星齒輪機構進行換擋控制和對齒輪、軸承等零件潤滑冷卻等功能。 ? 液壓控制系統由油底殼、油泵、各種閥、液壓油通道與管道組成。油底殼用作儲油槽，油泵產生液壓；各種閥有各種功能，通常集成為一個閥體；液壓油管道將變速器油傳送至離合器、制動器及液壓控制系統的其他部件。 2022/5/24 40 自動變速