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锁止离合器:
通过凸起卡在减振盘上,可在油压的作用下轴向移动。
离合器壳:
它与泵轮连接在一起,前盖上粘有一层摩擦材料,以增加离合器接合时的摩擦力。
1)当车辆低速行驶时,自动变速器油由锁止离合器从动盘的前端流入,所以锁止离合器从动盘前端及后端的压力基本相等,使锁止离合器不起作用,分离。
此时,变矩器起变速变扭作用。
2)当车辆高速行驶时,信号阀中的滑阀向上移动,使继动阀中的滑阀也向上移动,改变油路,油液从锁止离合器的后端流入,锁止离合器与前盖之间的油液被排出,两面的压力不等,使其向前移动,锁止离合器接合。
此时,动力传递路线为:
前盖---锁止离合器--变速器输入轴。
行星齿轮机构
组成:
它由太阳轮或称为中心轮、行星齿轮、行星齿轮架,通常简称为行星架、齿圈等组成。
行星齿轮为轴转式齿轮系统,与定轴式齿轮系统一样,也可以变速、变矩。
固定件
主动件
从动件
转速
旋转方向
齿圈
太阳轮
行星架
减速
与主动件同向
加速
与主动件反向
辛普森式行星齿轮变速机构
Ø
有三个行星排,可组合出四个档位
不同行星排有的元件是公用的
固定元件的动作由制动器和离合器完成
1.空档:
B0、F0、C1、C2、B1、B2、B3、F1、F2不工作,动力无法传递。
(5与6不通,5与9不通)
2.D-1档:
C0、F0、C1、F2工作
传力过程:
5-C1-6-8-11-12
9-13-7-10
F2防止前行星架14逆转
3.D-2档:
C0、F0、C1、B2、F1工作
传力过程:
5-C1-6-8-11-9-12-10
后齿圈顺转带动后行星齿轮顺转,试图使太阳轮逆转,由于太阳轮被B2、F1单向锁止,故后行星齿轮绕太阳轮旋转,并带动后行星架顺转。
此时前排行星齿轮机构处于空载运行
4.D-3档(直接档):
C0、F0、C1、C2、B2工作
5-C1-6-8-
C2-9--11-12-10
8与9同向同样速度旋转,后排行星齿轮机构成为一个整体。
5.2-1档:
C0、F0、C1、F2工作
6.2-2档:
C0、F0、C1、B1、B2、F1工作
5-C1-6-8-11-9-12-10
•后齿圈顺转带动后行星齿轮顺转,由于太阳轮被B1锁止,故后行星齿轮绕太阳轮旋转,并带动后行星架顺转。
此时前排行星齿轮机构处于空载运行。
7.L-1档:
C0、F0、C1、B3、F2工作
5-C1-6-8-11-12
9-13-710
B3制动,前行星架14固定
8.倒档:
C0、F0、C2、B3工作
5-C2-9-13-7-10
•11-12
B3制动使行星架14固定,此时后排行星齿轮机构处于空载状态
9.超速档:
C1、C2、B0、B2工作
1-15-3-2-5-C1-C2-10
B0制动,超速太阳轮4被固定,架16主动,圈2从动,为超速
拉维娜式行星齿轮传动装置
拉维娜式行星齿轮传动装置由拉维娜式行星齿轮机构和换档执行元件组成。
拉维娜式行星齿轮机构也采用双行星排:
前太阳轮、长行星轮、行星架和齿圈组成一个单行星轮式行星排;
而后太阳轮、短行星轮、长行星轮、行星架和齿圈组成一个双行星轮式行星排。
前后行星排共用一个齿圈输出,且前后两个行星排的行星架连为一体。
拉维娜式行星齿轮传动装置的换档执行元件包括4个离合器、2个制动器和2个单向离合器,它们的名称及作用见表5-6。
名称
作用
C1
前进档离合器
通过前进档单向离合器F2将输入轴与后(小)太阳轮连接。
C2
倒档离合器
将输入轴与前(大)太阳轮连接。
C3
前进档强制离合器
将输入轴与后(小)太阳轮连接。
C4
高档离合器
将输入轴与行星架连接。
B1
2、4档制动器
用于固定前(大)太阳轮。
B2
低、倒档制动器
用于固定行星架。
F1
1档单向离合器
1档时阻止行星架逆时针转动。
F2
前进档单向离合器
防止后(小)太阳轮超越输入轴转动。
传动路线分析:
(1)D1档:
前进档离合器C1接合,前进档单向离合器F2锁止,将输入轴与后太阳轮连接,1档单向离合器F1锁止,将行星架固定。
传动路线为:
输入轴→离合器C1→单向离合器F2→后太阳轮→短行星轮→长行星轮→齿圈→输出轴。
(2)D2档:
前进档离合器C1接合,前进档单向离合器F2锁止,将输入轴与后太阳轮连接,2、4档制动制动器B1接合,前太阳轮被固定。
输入轴→离合器C1→单向离合器F2→后太阳轮→短行星轮→长行星轮(前太阳轮固定,使行星架运动确定)→齿圈→输出轴。
(3)D3档:
前进档离合器C1接合,前进档单向离合器F2锁止,将输入轴与后太阳轮连接;
高档离合器C4接合,将输入轴与行星架连接,这样后太阳轮与行星架同步转动,使得齿圈随其一起同步转动,形成直接档。
(4)D4档:
高档离合器C4接合,将输入轴与行星架连接;
2、4档制动器B1工作,前太阳轮被固定。
输入轴→离合器C4→行星架→长行星轮→齿圈→输出轴。
(5)L1档(或21档,或11档):
前进档强制离合器C3接合,将输入轴与后太阳轮连接;
低、倒档制动器B2接合,行星架固定,传动路线和传动比与D1档相同。
但由于单向离合器F2不起作用,制动器B2又代替了单向离合器F1的工作,从而使汽车滑行时可以用发动机制动。
(6)L2档(或22档,或12档):
2、4档制动器B1接合,前太阳轮被固定,传动路线和传动比与D2档相同。
但由于单向离合器F2不起作用,使汽车滑行时可以用发动机制动。
(7)L3档(或23档):
低、高档离合器C4接合,将输入轴与行星架连接,使后太阳轮与行星架一起带动齿圈转动,形成直接档。
传动路线与传动比与D3档相同。
当汽车滑行时,离合器C3与离合器C4都能反向传递动力,所以有发动机的制动作用。
(8)R档:
倒档离合器C2接合,将输入轴与前太阳轮连接,低、倒档制动器B2接合,行星架被固定。
输入轴→离合器C2→前太阳轮(顺时针)→长行星轮→齿圈(逆时针)→输出轴。
控制系统
自动变速器控制系统主要由动力源、控制机构和执行机构3部分组成。
动力源是指由液力变矩器泵轮驱动的油泵,它除了用于向控制机构和执行机构提供压力油以实现换档外,还向液力变矩器提供冷却补偿油,向行星齿轮变速器提供润滑油。
执行机构是指各离合器、制动器及其伺服装置。
控制机构主要指油压调节系统、换档信号系统、换档控制系统、缓冲安全系统和锁止离合器控制系统。
根据控制方式的不同,自动变速器分为全液压控制式(图5-27)和电子控制式(图5-28)两种类型。
自动变速器的液压控制系统由动力源部分(油泵)、执行机构部分(离合器、制动器等)和控制机构部分(控制阀体、蓄压器等)组成。
1.油泵
油泵一般位于液力变矩器和行星齿轮传动装置之间,由液力变矩器外壳驱动。
常用的油泵有三种类型:
齿轮泵、转子泵和叶片泵。
自动变速器常用的是内啮合的齿轮泵,图5-30为齿轮泵的典型结构。
较小的外齿轮是主动齿轮安装在较大的内齿轮中,外齿轮是从动齿轮偏心地安装在泵体中,在内外齿轮之间安装一个月牙形的隔板,将内外齿轮之间的容积分为两部分,因此这种泵俗称月牙泵。
油泵主动齿轮由变矩器驱动,在齿轮转动时,月牙形隔板一侧的容积因齿轮退出啮合而增大是进油腔,另一侧容积因齿轮进入啮合而减小是出油腔。
在进油腔产生一定的真空将自动变速器油吸入油泵内,油液充满齿槽在齿轮转动时被带入月牙形隔板的另一侧,在出油腔内因齿轮进入啮合,齿轮之间的间隙减小,容积减小使油液压力增加从出油口排出进入液压回路。
由于主动齿轮转动一圈油泵输出的油量是固定的,因此齿轮泵是一种定量油泵。
由于油泵由变矩器驱动,其转速与发动机转速完全相同,则油泵的输出油量和压力实际上在很大的范围内变化,在某些转速下机油泵的输出压力可能高于变速器工作需要的压力,这时除了油泵消耗的发动机功率会增加以外,过高的油压还会引起系统的渗漏。
为避免这种现象的出现,在自动变速器的主油道上设置限压阀。
油泵使用时应注意以下几点:
①发动机不工作时,油泵也不工作,变速器内无控制油压,故无法采用推车方式起动发动机。
②当车辆出现故障而被其他车辆拖拽时,由于发动机不工作,油泵无法运转,变速器内没有润滑油的循环流动,离合器和制动器片会出现严重磨损。
因此,必须将拖拽的速度控制在30km/h以内,拖拽距离不能超过50km。
③当变速器齿轮系统有故障或严重漏油时,在拖拽车辆时应将驱动轮脱离地面或拆掉传动轴。
2.控制机构各系统主要元件的结构和工作原理
液压系统的控制机构主要指由控制阀组成的油压调节装置、换档信号系统、换档控制系统、缓冲安全系统和锁止离合器控制系统。
1)油压调节装置
液压油从油泵输出后,即进入供液压系统。
若油路压力过高,会引起换档冲击和增加功率消耗;
而主油路压力太低时,又会使得离合器、制动器等执行元件打滑,因此在供液压系统中必须设置油压调节装置,它主要由主调节阀、副调节阀、限压阀等组成。
(1)主调节阀
主调节阀根据发动机的转速和节气门的开度自动调节整个液压控制系统的油压,经调节的压力为主油压,也被称为管路压力或管路油压。
主油压是自动变速器中最基本和最重要的油压,其作用有二个:
一是用于操作变速器内的离合器和制动器;
二是用于进一步调节变速器内的其他压力。
主调节阀由阀芯、阀体和弹簧等组成,其结构及工作原理见图5-31。
(2)副调节阀(第二调节阀)
副调节阀的作用是根据发动机的转速和节气门的开度自动调节调节变矩器油压和润滑油压。
变矩器油压用于液力变矩器的工作,由于发动机的转矩全部都要经过变矩器传递,而变矩器传递的转矩的能力与变矩器的工作油压有关,因此变矩器油压的变化必须与发动机负荷的变化一致。
润滑油压用于变速器内所有旋转零件的润滑。
副调节阀由阀芯、阀体和弹簧等组成,其结构及工作原理见图5-32。
(3)限压阀
限压阀由弹簧和钢球组成(如图5-33所示),并联在油泵的进、出油口上,以限制油泵压力。
当油泵压力过高时,压开钢球,油经钢球和油道流回油底壳。
2)换档信号系统
全液压控制自动变速器的换档信号系统,主要由节气门阀和速控阀组成。
其提供的节气门油压和速控油压作为自动变速器的换档信号。
由于换档信号是两个,所以也称两参数控制换档自动变速器。
(1)节气门阀
节气门阀的作用是产生一个与发动机负荷相关的节气门油压。
此油压力的主要作用如下:
作用于主调节阀下端,使主调节阀所调节的主油压压力与节气门开度相适应;
作用于副调节阀下端,控制变矩器和润滑油压的高低;
作用于各换档阀的上端,作为换档信号。
节气门阀的上下方都有弹簧支撑着,上方的调压弹簧支撑是固定的,下方弹簧支撑在强制降档阀上,而强制降档阀的位置随加速踏板位置的变化而变化。
主油压通过油道进入节气门阀中部的环槽,由于进油口的节流作用,出口油压低于进口的主油压,出口的油压即为需要的节气门油压。
节气门阀有三种控制方式:
拉索凸轮式、真空调节式和线性电磁阀式。
(2)速控阀
用来产生一个与车辆行驶速度相关的速控油压,作用于各换档阀的下端,控制换档。
常见的类型有由自动变速器输出轴驱动的线轴滑阀式和止回阀式,以及安装在输出轴上的离心重块式三种(如图5-37所示)。
它们都有大小两个重块和弹簧,大的离心重块在低速时向外移动,而小的离心重块在高速时向外移动。
车速越高速控油压越高。
3)换档控制系统
换档控制系统主要由手动阀、换档阀、强制降档阀、超速电磁阀等组成。
该系统根据换档信号系统提供的油压信号,控制自动变速器中液压,操纵油路的方向,由此决定所处的不同档位。
(1)手控阀
手控阀为一个多路换向阀,由变速杆通过联动装置控制,根据变速杆位置的不同,将主油压导入相应的各档油路。
手控阀的结构,在阀体上开有多条油道,其中只有一个进油道,其余为出油道,分别通往与变速杆对应的档位油路,对不同的滑阀或换档执行元件进行控制,实现不同的换档要求。
(2)换档阀
换档阀是一种由弹簧和液压力作用的方向控制阀,当自动变速器为全液控时,它根据作用其两端的速控油压和节气门油压的平衡状况,自动切换通往执行元件油路来完成换档。
当自动变速器为电控时,它则由电磁阀控制作用其一端的主油压与其另一端的弹簧力的平衡状况,自动切换通往执行元件油路来完成换档。
因为每个换档阀只有工作两个位置,只能在两个档位之间切换,故对四档变速器而言,要有三个换档阀
全液控自动变速器换档阀的工作原理。
阀的上端作用着向下的节气门油压和弹簧力,下端作用着向上的速控油压。
当速控油压力小于向下的合力时,柱塞位于下方,此时变速器处于低档。
当速控油压升高(车速增加)时,速控油压将柱塞推向上方,从而改变油路,此时变速器自动升入高一档。
电控式自动变速器换档阀的工作原理。
换档电磁阀通过开启或关闭换档阀控制油路的泄油孔来控制换档阀的工作。
主油压经电磁阀后,通至换档阀的上端。
当电磁阀开启时,泄油孔打开,没有主油压作用在换档阀上端,换档阀在下端弹簧力的作用下处于上端;
当电磁阀关闭时,泄油孔关闭,主油压作用在换档阀上端,使换档阀克服弹簧力下移,从而改变油路,实现档位变换。
(3)强制降档阀(换低速变速旋塞)
在车辆行驶过程中,如果将加速踏板踩到底(节气门开度>85%),变速器会在原来档位的基础上自动降低一个档位,这个过程叫强制降档。
当汽车在超速档运行,若将加速踏板踩到底(节气门开度达85%)时,从降档阀出来的锁止油压被送至3-4档换档阀上端的第三滑行变速阀上端,这一向下的力,压下3-4档换档阀,使阀体下移,自动变速器从四档降至三档。
(4)超速档电磁阀
超速档电磁阀的作用是控制3-4档换档阀的油路,实现降档的目的。
超速档电磁阀结构和工作原理,超速电磁阀由位于选档杆上的控制开关(O/DOFF开关)控制。
故障诊断与检修
1.基本检查
在诊断自动变速器之前,应首先执行以下过程:
检查变速器油高度和油质;
检查和调整节气门拉索(线);
检查和调整选档杆位置;
检查和调整档位开关;
发动机怠速检查和变速器漏油检查等。
1)变速器油的油面高度检查和油质检查
(1)油面高度检查方法
①行驶被检车辆,使发动机和变速器达到正常工作温度(50-80℃)。
②将汽车停放在水平地面上,并拉紧驻车制动。
将选档杆拨至P档位置后起动发动机。
③使发动机保持怠速运转。
踩住制动踏板,将选档杆拨至倒档(R)、前进档(D)、前进低档(S、L或2、1)等位置并在每个档位上停留几秒钟,使液力变扭器和所有换档执行元件中都充满液压油。
④最后将选档杆拨至P位置。
⑤从加油管内拔出自动变速器油尺,将擦干的油尺全部插入加油管后再拔出,检查油尺上的油面高度应在HOT范围内。
若油位高度不满足要求,应及时加油或放油。
对没有放油螺塞的进口自动变速器来讲,少量放油时,可从加油管处向外吸。
(2)油质检查方法
检查油位的同时要注意检查油液品质。
判断油液品质可以从颜色、气味和是否含有杂质等方面入手。
其检查方法为:
将油尺上的液压油滴在干净的白纸上,检查液压油颜色、气味和杂质情况。
正常变速器油的颜色应当是鲜红色。
但是某些DexronⅡ型变速器油在使用初期颜色会变暗,这是正常现象。
如果呈棕色或黑色,说明油液中含有烧蚀的摩擦材料等大量杂质。
若油液呈粉红色或白色,表明发动机散热器的油冷却器出现泄漏冷却液的故障。
合格的变速器油应该有类似新的机油的气味。
烧焦的味道意味着执行元件打滑或自动变速器过热。
如果有清漆味则说明油液氧化或变质。
若油液带有泡沫,可能是由于油泵进油道渗入空气而造成的。
一旦变速器油液出现上述现象中的任何一种,就应该立即更换。
2)节气门拉索和节气门阀的检查与调整
(1)节气门拉索的检查和调整
检查拉索连接是否正常,有无损坏、固定是否可靠,与车体上的固定部分是否弯曲,拉锁金属丝是否有折断等现象。
检查固定在节气门体支架上的节气门拉索端头的拉索套和拉索上的限位块之间的距离A,其标准距离为0~1mm。
如距离不符合标准,应根据厂家提供的调整方法进行调整。
即使是同年生产的同型号自动变速器,如果与不同缸数的发动机配合使用,其节气门拉索的调整方式也会有所不同。
一般节气门拉索是通过调整螺母对其拉线长度进行调节:
①将加速踏板踩到底,检查节气门是否处于全开位置。
如果不是,应利用调整螺母调整拉线长度,直至符合要求为止。
②在节气门全开的情况下松开调整螺母,调整拉索套端部的位置,使其与限位标记之间存在1mm的标准距离,然后拧紧调整螺母。
(2)真空控制式节气门阀的调整
在奔驰和马自达等车型上自动变速器节气门阀采用真空控制式。
它装有一真空膜盒,膜盒通过一个真空管与进气管相连,当进气管真空度随节气门开度变化而发生变化时,膜盒的膜片伸缩,膜片通过拉杆拉动节气门阀移动,以使油压随节气门开度的变化而变化。
对这种装置应着重检查真空管和膜盒是否有泄漏。
调整奔驰轿车自动变速器节气门阀真空控制装置时,应将橡胶盖打开,取出孔内一个钥匙状的调整片,顺时针方向或逆时针方向调整膜盒内的调整螺母,通过改变作用在膜盒上真空度的大小,来达到改变油压的目的。
在空膜盒泄漏时,会便变速器内的油液吸入进气管参与混合气的燃烧,造成发动机工作不良的故障。
对其检查时。
可用真空枪检查膜片是否泄漏。
3)选档杆位置的检查与调整
当选档杆位于不同位置时,手控制阀通过控制液压系统的工作回路,使自动变速器处于相应的工作状态。
位于选档杆与控制阀体总成之间的这套机械装置就是手控连杆机构。
手控连杆机构传动间隙过大或锁止元件严重磨损,会造成手控制阀与选档杆工作不协调,引发各种故障。
故需加以检查和调整,检查和调整的重点部位是手控连杆机构位于变速器壳体外的部分。
(1)选档杆位置的检查
①用千斤顶或举升机将汽车顶起。
②将选档杆推至P档位置,然后转动驱动轴。
如果驱动轴无法转动,说明手控连杆机构工作可靠。
如果驱动轴可以被转动,表明手控连杆机构需要按以下步骤进行调整。
(2)选档杆位置的调整
①将选档杆与自动变速器手动阀之间的连杆处的调整部位放松。
将选档杆拨至空档位置。
②先将手动阀摇臂向后拨至极限位置(P档位置),然后再回退2格至空档N位置。
③稍稍用力将选档杆靠向R位方向,然后拧紧连杆上的螺母。
④重复
(1)中步骤②,检查驱动轴是否已可靠锁止。
4)档位开关的检查与调整
(1)档位开关的检查
①采取可靠的行车制动。
②选档杆拨至各个档位,检查档位指示灯与选档杆位置是否一致,P档位和N档位时发动机能否起动、R档位时倒档灯是否亮起。
如有不符,应松开档位开关的固定螺钉进行调整。
(2)档位开关的调整
①对在自动变速器的档位开关外壳上刻有基准线的,调整时应将基准线和手动阀摇臂轴上的槽口对齐。
②对在自动变速器的档位开关上开有一个定位孔的,调整时应使摇臂上的定位孔和档位开关上的定位孔对准。
5)发动机怠速检查
不同型号发动机的怠速转速各不相同。
怠速过高会造成换档冲击,当汽车换至前进档时,车辆出现“蠕动”现象。
如果怠速过低,当选档操纵手柄从N档位换到其它位置时,车身将产生振动,甚至造成发动机熄火,因此必须检查发动机怠速是否正常。
发动机怠速检查一般步骤为:
安装发动机转速表(无转速仪表时);
将自动变速器操纵手柄置于P或N位置,起动发动机;
检查发动机怠速转速应符合厂家要求(通常装有自动变速器的汽车发动机怠速为750r/min)。
如怠速过高或过低应予以调整。
6)自动变速器漏油检查
液压控制系统的各连接部位上都有油封和密封垫,这些部位是常见发生漏油的地方。
液压系统漏油会引起油路压力下降,油位下降是换档打滑和延迟的常见原因。
常见的漏油部位为:
有油封或密封垫圈的部位、有接头的部位、零件损坏的部位等。
造成外部泄漏的原因主要是上述部位的密封、连接元件老化、松脱或损坏,也有可能是加油过量。
进行漏油检查时,要找出漏油的具体部位,及时更换或加固。
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