案例四项目一汽车自动变速器概述.docx
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案例四项目一汽车自动变速器概述.docx
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案例四项目一汽车自动变速器概述
汽车底盘电控技术课程(理论)教学任务书
课程管理系(部):
机电工程教研室:
汽车检测任课教师:
邓家林
班级
授课日期
授课地点
课时
汽电1201
3.11/3.14
北404
2
汽检1203
3.13/3.14
北801
课题
案例四、汽车自动变速器故障诊断及排除
项目一:
汽车自动变速器概述
教学目标
1)了解自动变速器的功能及结构;
2)了解变速器识别编码及型号的表示方法;
3)识别自动变速器的类型;
4)熟悉维修手册的使用方法;
5)学会对维修中零件的订购、资料查查询;
6)学会自动变速器用油知识。
教学任务
一、组织教学
考勤
二、导入:
提问?
?
三、教学内容:
一)汽车自动器型号类型识别;
1.汽车自动变速器型号识别
2.各车型自动变速器型号识别
二)汽车自动变速器系统功能;
1.汽车自动变速器作用
2.汽车自动变速器分类
三)汽车自动变速器发展动态;
1.自动变速器的综合评价
2.国外自动变速器现状
考核内容与评价标准
一、考勤;
二、提问:
抽5%;
试题?
?
注:
1、教师每次课需携带教学任务书;
2、教学任务书交教研室存档,系部检查,教务处抽查。
汽车底盘电控技术课程(实践)教学任务书
课程管理系(部):
机电工程教研室:
汽车检测任课教师:
邓家林
班级
授课日期
授课地点
课时
汽电1201
4
汽检1203
课题
过程考核一;“紧急制动时,车轮被抱死,故障指示灯常亮”的案例
教学目标
1)学会查询汽车维修手册;
2)了解防抱死制动系统出现的常见故障现象;
3)掌握防抱死制动系统出现的常见故障现象的原因;
4)掌握使用汽车万用表检测电控元件性能及电路状况,使用解码仪诊断制动防抱死系统故障及排除
5)培养学生相互沟通能力;
6)培养学生团队协作的能力;
7)培养学生的思维修能力;
教学任务
一、组织教学
考勤
二、导入:
提问?
?
三、教学内容:
1.练习查询三大车系的汽车维修手册;
2.借助汽车维修手册,掌握汽车防抱死制动系统出现的常见故障现象及分析其原因,并且可以进行一定程度的检修操作;
3.使用汽车万用表检测防抱死制动系统的电控元件性能及电路状况;
4.使用汽车示波器检测防抱死制动系统的电控元件性能及分析波形;
5.使用解码仪诊断制动防抱死系统的常见故障及排除
考核内容与评价标准
一、考勤;
二、完成学习工单
注:
1、教师每次课需携带教学任务书;
2、教学任务书交教研室存档,系部检查,教务处抽查。
备课纸
2013年级汽电1201/检举1203班1周星期P
课题
案例四汽车自动变速器故障诊断及排除
项目一:
汽车自动变速器概述
课时
2节
教学目的
1)了解自动变速器的功能及结构;
2)了解变速器识别编码及型号的表示方法;
3)识别自动变速器的类型;
4)熟悉维修手册的使用方法;
5)学会对维修中零件的订购、资料查查询;
6)学会自动变速器用油知识。
重点
汽车自动变速器系统故障诊断方法
难点
学会汽车自动变速器系统的诊断流程
教学方法
1、课堂讨论
2、现场示范
3、小结讲评
课型
理实一体
作业
教后附记
课时分配
教学方法
教学内容
组织教学
3分钟
课前思考
5分钟
组织教学:
考勤
课程导入:
提问:
讲述你所知道现在车上汽车制动系统的技术?
教学内容:
项目一:
汽车自动变速器概述
●汽车自动器结构类型识别
一、自动变速器概述
世界上第一台机械变速器,是在汽车出现后不久的1894年由法国工程师路易斯.雷纳.本哈特和艾米尔.拉瓦索尔发明制造的,该变速器采用三速滑动齿轮传动结构,改变了早期直接由发动机驱动汽车的传动模式,奠定了现代汽车传动系的基础。
自动变速器是为追求变速操作简便应运而生的。
当前自动变速器的主要生产商主要有:
1)美国的Allison、通用;
2)英国的Borg-Wamer;
3)德国的ZF;
4)意大利的FIAT;
5)日本的TOYOTA,Asian。
二、自动变速器厂商型号识别
一)自动变速器型号识别
汽车制造厂并没有开发自动变速器,也没有自已的自动变速器生产工厂。
而是
订购专业变速器生产厂商开发的,来满足各系统列变速器的使用要求。
目前世界是最大的使用最普通及的自动变速器生产厂商,有以下几家:
1日本AISIN(爱信)
爱信(Aisin)是专门生产的自动变速箱的企业,成立于1969年。
丰田公司拥有爱信精机22.2%的股份,因此爱信实际属于丰田之下.1996年,爱信和唐山齿轮厂合资建立了唐山爱信齿轮有限公司,主要生产手动变速器。
2002年,建成投产天津爱信车身零部件有限公司,主要生产自动变速器。
爱信的自动变速器产品序列十分丰富,包括4挡、5挡、6挡、7档、8挡均有涵盖。
大众几乎国产的全系爱信自动档车型中将爱信的“TF-60SN”六速Tip-tronic自动变速箱作为标配,因为丰田是爱信的控股母公司,所以丰田旗下车型几乎也都是采用爱信的自动变速器。
供应商丰田、奥迪、大众、通用、福特、沃尔沃、马自达、大宇、欧宝、大众、菲亚特、雪铁龙,甚至保健、宝马和奥迪等。
2捷特科(Jatco)日本
捷特科成立于1943年,它也是一家日本企业,其实,它的前身就是日产的AT/CVT(自动变速箱/无级变速器)分部,1999年,该分部从日产独立出来,联合Jatco成立了Jatco变速箱技术公司,并在2004年正式更名为Jatco株式会社,后来,Jatco又合并了同样独立出来的三菱AT/CVT分部,它的力量更加壮大。
Jatco的自动变速箱除了装备日产、三菱外,还先后给现代、捷豹、通用大宇、福特、戴克、雷诺供货。
上一代宝马528i也用过Jatco的自动变速箱。
最近Jatco也在广州花都建立了初期产能为14.4万套的加特可(广州)自动变速箱有限公司,为东风日产配套,主要生产CVT无级变速器。
3采埃孚(ZF)德国
ZF的中文名字是采埃孚,该公司成立于1915年,总部位于德国,在目前是全球最大的传动技术公司,ZF所产生的自动变速箱在欧洲品牌车型上得到广泛应,奔驰、宝马、奥迪这些德国车大都装备ZF自动变速箱。
1998年,ZF在苏州建立了采埃孚传动技术有限公司,但是在那里生产的都是商用车自动变速箱。
近年来,ZF在南京也设立了一个名不见经传的低调独资厂家,小批量装配CVT自动变速箱,据说现应用于海南海马汽车。
另外,采埃孚在上海也有一家具有相当规模的合资公司(上海采埃孚由德国ZF持有51%股份)。
ZF公司在中国的代表处于1988年在北京成立,至今已拥有17家生产装配企业,1家贸易公司,1个地区总部(含研发中心)和2家拥有完整售后服务网络的销售服务公司(7家分公司,34售后服务网点及代表处)。
现在市场上大家常见的采用ZF变速器的车型大多采用6速和8速自动变速器,采用车型包括:
奥迪全系、宝马全系、大众部分车型、保时捷、捷豹、路虎、沃尔沃等。
4通用(GM)美国
通用汽车旗下的艾里逊变速箱部门(AlisonTransmission)也挺有名气,它在商用车传动系统领域处于领先地位。
如果把双离合器变速器也归于自动变速箱的话,那么,著名的手动变速箱生产企业Getrag也算是剑走偏锋的一个。
由汽车整车生产厂家设立的变速箱厂家,主要是大众汽车(上海)自动变速箱有限公司,大众汽车(上海)自动变速箱公司由大众持有60%股份。
本田汽车也由本田技研在广东南海建立了年产24万套自动变速箱的本田汽车零部件制造有限公司(独资),为国产化的广州本田和东风本田配套。
5国产自动变速器
当然,更不要忘记那些正在国产自动变速箱研发制造上艰苦努力的本土企业,比如奇瑞和吉利,奇瑞基本依靠自身的力量在生产变速器及自动变速箱,其中AMT已经装配了奇瑞QQ,而吉利则以四亿元的代价收购了的澳大利亚DSI,其自身生产的JL-Z系列自动变速箱已经有少量量产和装车。
此外,南方汽车旗下重庆青山变速器分公司,也开发出AMT自动变速箱并小批量装车。
准备在自动变速箱领域有所突破的厂家则更多,如上海汽车变速器有限公司,华泰变速器公司和拟投入巨资用于自动变速箱领域的长城汽车。
而在河南省洛阳三明,一家民营的自动变速箱独立研发机构,其自主开发的CVT变速箱2003年就通过了省部级鉴定。
尽管中国车市又开始了新一轮井喷,2005年-2008年国内乘用车销售总量中自动挡车型的数量已从100万辆增长到230万辆,占比从25%增长至40%。
但极为可悲的是国产AT(自动变速器)的装车量只有区区2万台。
二)各车型自动变速器型号识别
1丰田自动变速箱型号识别
丰田自动变速箱型号可分为两大类:
一类为型号中除字母外有位阿拉伯
数字,另一类为型号中除字母外有3位阿拉伯数字.
(1)表示变速器类型A40,A41,A55,A55F,A40D,A42DL,A43DL,A44DL,A45DL,A45DF,A43D,U140E、
U340E等.字母A代表自动变速器,U为智能控制自动变速器。
(2)表示系列号
第一位阿拉伯数字分别为"1","2","5"7,9,则表示该自动变速箱为前驱动车辆用,即自动变速器内含主减速器与差速器,称为自动驱动桥。
第一位阿拉伯数字分别为"3","4",则表示该自动变速器为后驱动车辆用.
(3)表示前进档数量,第二位数字4、5为前进档的数量。
(4)表示版本号,0为基本版,1为经过第一次改进,2为经过第二次改进。
(5)表示控制系统,"E",均为电控自动变速器,带锁止离器."L",但均带有锁止离合器.”H”或”F”表示该自动变速器用于
四轮驱动车辆。
2宝马自动变速器型号识别(ZF4HP22-EH)
(1)表示变速器生产厂商,ZF为德国的变速器生厂商;
(2)表示变速器前进档数量,4为四前速,5为五前速;
(3)表示变速器控制形式,控制类型”H”(液控),齿轮类型”P”(行星类);
(4)表示额定功率,额定扭矩22N.m;
(5)表示电控或电液控制类型,系列号码的末尾”E”或”EH”分别表示电控或电液控制类型的变速器。
3GM通用变速器的型号识别
其型号主要有:
4T60E、4L60E等。
#a8h,B!
d;
第一位阿拉伯数字:
表示前进档传动比的个数。
如上面的“4”表示四速,既有四个前进传动比。
5w'}4T0{1Z/q,c4f7S
第二位字母:
表示驱动方式。
上面的“T”表示变速器为横置,上面的“T”表示变速器为后置,后驱动式。
3x$I2P-I-H3\0ci$W*\
第三、四位数字表示变速器额定的输出扭矩。
第五位字母表示控制类型。
上面的“E”表示自动变速器为电子控制。
●汽车汽车自动变速器系统功能
一、汽车自动变速器功能
1、自动变速器的功能
2、自动变速器的优点
1)提高发动机和传统系统的使用寿命;
自动变速器车型的发动机与传动系系统之间装有液力变矩器,由液体这种“弹性体”执行动力传递功能,能够起到一定的缓冲和过载保护作用;
2)驾驶和换档轻便
液压传动换档过程,它比手动变速器换档更简单;轻便的多;自动变速器通常采用常啮合齿轮组,降低或消除了换档时齿轮的冲击;取消了离合器,也减轻了驾驶员劳动强度;
3)提高动力性和适应性
自动变速器能平稳地自动适应汽车驱动轮的负荷变化。
4)减轻空气污染
能根据行驶路况和驾驶需求自动换档,使汽车发动机基本达到最佳工作状态,因此,有效降低了排放,减轻了空气污染。
3、缺点:
结构复杂、维修复杂、制造工艺复杂、制造成本和维护成本高等缺点;
4、作用:
是指能够根据发动机工况及汽车运行速度自动选、换档位;
5、自动变速器的档位及功能
常见的自动变速器有3挡、4档、5档变速器,即有3个、4个、5个前进档,通常表示为:
P——R——N——D——3——2——L;此外还有带1档和OD档的;
“P”:
——驻车锁止,在驻车和启动发动机时选用
“R”——倒档,在倒车时选用
“N”——空档,在发动机启动时选用
“D”——前进档汽车在一般工况下正常行驶时选用
“2“——2档当需要瞬间加速或轻度发动机制动时选用
“L“或“1“——低档在上坡时选用,以获得较大的驱动力;
二、自动变速器分类
1、按驱动方式分类
按驱动方式不同,可分为前轮驱动、后轮驱动、和四轮驱动自动变速器三大类;
下面列出三种形式分类及相应的常见车型的变速器前驱型:
1)横置前驱型:
广本雅阁奥德赛一汽大众几捷达和宝来丰田佳美等;
2)L型前驱型:
通用4T65E雪拂来4T60E
3)纵置前驱型:
A6B5桑塔纳俊杰
后驱型:
丰田凌志400(A340E),通用雪佛莱(4L60E)
四驱型:
大众奥迪A8(01V)丰田吉普(A442F)自动变速器加分动箱型四驱;
2、按齿轮变速机构分类
自动变速器按齿轮变速机构可分为平行轴式和行星齿轮式两种。
1)平行轴式自动变速器
平行轴式自动变速器采用普通齿轮啮合传动,通过换档离合器改变不同齿轮的搭配,实现传动比(档位)的变换。
平行轴式自动变速器体积较大,使用车型很少。
我国广州本田汽车有限公司生产的广州本田雅阁轿车所使用的变速器就是平行轴式自动变速器。
2)行星齿轮式自动变速器
行星齿轮式自动变速器采用行星齿轮传动,通过换档执行元件实现档位的变换。
它具有结构紧凑、体积小的特点,是目前绝大多数汽车采用的自动变速器。
3、按传动比变化是否连续分类
1)有级式自动变速器
采用齿轮变速机构的自动变速器,不论是平行轴式还是行星齿轮式,各档位的传动比是一个定值。
各档位传动比之间是间断的,这是齿轮传动固有的特点。
2)无级式自动变速器
无级式式自动变速器的结构示意简图。
它采用钢带或链条传动,主、从动带轮的槽宽(即带轮的直径)可以改变,从而改变钢带的传动比。
这种变速器又称为CVT,它可以实现一定范围内的无级变速,即传动比的变化是连续、无间断的。
CVT已经在部分轿车上使用,国产奥迪(Audi)A6、南京菲亚特等车型就使用了
CVT。
随着材料技术的进步,如果传动钢带或链条的寿命得以延长,CVT将会在越来越多的车型上得到应用。
4、按自动变速器的控制方式来分
液力控制自动变速器和电控液力自动变速器(EAT)。
1)液力控制自动变速器
是通过机械手段,将汽车行驶时车速及节气门开度的变化参数转变为液压控制信号,阀板根据信号,通过控制换档执行机构元件(离合器、制动器)的动作,实现自动换档。
2)电控液力自动变速器
是通过各种传感器,将发动机转速、节气门开度、水温、车速及自动变速器液压油的温度等参数转变为电信号,并输入到电控单元。
电脑根据信号,向换档电磁阀,油压电磁阀等发令—→再将电控单元的指令转变为液压控制信号,给换档执行机构中元件(离合器、制动器)动作,从而实现自动换档。
5、结构特点分析
1)液力机械变速器(AT)
目前轿车普遍使用的是AT,AT几乎成为自动变速器的代名词。
AT与手动变速器相比,在结构和使用上有很大的不同。
手动变速器主要由齿轮和轴组成,通过不同的齿轮组合产生变速变矩;而AT是由液力变矩器、行星齿轮和液压操纵系统组成,通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。
其中液力变矩器是AT最具特点的部件,它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成,直接输入发动机动力传递扭矩和离合作用。
2)无级变速器(CVT)
CVT有多种形式,这里仅对具有代表性的推块式V型金属带式来进行分析。
金属带式CVT采用传动带和可变槽宽的棘轮进行动力传递,即当棘轮变化槽宽肘,相应改变驱动轮与从动轮上传动带的接触半径进行变速,传动带一般用橡胶带、金属带和金属链等。
CVT是真正无级化了,它的优点是重量轻,体积小,零件少,与AT比较具有较高的运行效率,油耗较低。
但CVT的缺点也是明显的,就是传动带很容易损坏,不能承受较大的载荷,只能限用于在1升排量左右的低功率和低扭矩汽车。
3)机械式自动变速器(AMT)
AMT是在普通机械变速器上进行改造而成的,仅改变其中手动换挡操纵部
分,即在总体传动结构不变的情况下通过加装微机控制的自动操纵系统来实现换挡的自动化,生产制造继承性好,改造投入费用少,技术难度似乎不大,可以先局部自动化。
由于AMT保留了原来的机械变速器,因此其传动性能基本上和机械变速器相同。
除了齿轮传动外,主要特点是具有以下两大机构:
起步装置,带扭矩减振器的主离合器;换档装置,带同步器的换档啮合套。
这种纯机械传动,具有传动效率高,结构简单等优点,但是换档过程不可避免存在动力中断。
只有一个结合元件脱开后,另一个结合元件才能结合的缺点,不能实现换档过程结合元件转换时的搭接控制。
因此起步和换档必然不够平稳和冲击较大。
同时机械传动很难阻隔发动机扭矩不均匀引起的震动。
AMT车振动和噪声较大,乘坐舒适性差,对高级豪华车不太合适。
●汽车自动变速器发展动态
一、自动变速器的综合评价
1.结构复杂程度
AT自动变速器结构最复杂,平均约由500多个零件组成,随着档位数量的增加,其结构复杂程度会成倍提高。
CVT自动变速器结构比较简单,约有300多个零件。
AMT自动变速器与MT手动变速器结构相当,最为简单。
2.传动效率
AMT自动变速器的传动效率最高,与手动变速器传动效率相当,约为96%左右。
AT自动变速器效率最低,约为86~87%,其主要原因是由于存在液力变矩器流体传动时的转差损失,同时又有众多离合器、制动器及超越离合器摩擦片引起的摩擦损失。
CVT自动变速器传动效率在近几年有了很大的提高,主要得益于电子控制技术的发展,锥轮钢带夹紧力及钢带位移的精确控制与自动变速器传动速比的最佳匹配得以实现,传动效率在近几年已达到92%左右。
3.驾驶舒适性
CVT自动变速器的无级变速操控特性决定了其驾驶舒适性的最佳。
AT自动变速器通过增加液力变矩器改善了起步特性,加上换档操纵的自动化匹配,其驾驶舒适性当比手动变速器有明显的改善。
AMT自动变速器的驾驶舒适性,要根据驾驶要求,能够达到优秀驾驶员驾驶MT变速器的操控品质;但是,随着双离合器技术的发展与完善,AMT变速器的换档操纵性能将得到极大提高,可以接近CVT变速器的换档操纵性能。
4.整车排放指标
CVT自动变速器具有较宽的速比变化范围,且在其传动速比范围内任意停
留,可使汽车发动机始终处于最佳工作状态,降低有害物排放;AT自动变速器仍属有级传动,在与发动机匹配时,只能实现有限的优化;AMT自动变速器因传动效率高,有害物排放指标略低于AT自动变速器。
二、国外自动变速器现状
起源于对手动变速器的改造;20世纪30年代发达国家开始对手动变速器进行改造,希望能够消除在汽车驾驶过程中频繁换档现象,减轻驾驶员的疲劳;1938年美国通用汽车公司最先推出并批量生产变速器;它将行星齿轮式变速器与液力耦合器组合,通过液压传动进行自动变速,是现代液力自动变速器的原型。
1948——1950年汽车液力传动技术进入一个新的阶段,出现了可根据车速和油门位置进行自动换档的自动变速器;
1982年日本丰田汽车研制的电子控制变速器ECT问世,并应用在皇冠轿车上,80年代后期,电控自动变速器在控制方面获得快速发展;
2002年在北京国际车展上,一汽大众推出了配置无级变速装置的奥迪A6
(2.8),CVT是奥迪公司在变速器领域获得的革命性成果,它采用了双锥形轴和钢链设计,操纵上完美地结合了自动档的简单和手动档的快捷两种优点;
近几年,我国新出的轿车中,捷达、奥迪A6宝来桑塔纳2000帕萨特富康988蓝鸟广本等都装备了自动变速器;
1.北美市场
由于AT自动变速器的技术实力较强,生产能力较大,随着多档位AT变速器的开发,其性能完全可以与CVT变速器抗衡,同时其传递扭矩的能力还要好于CVT变速器。
美国三大汽车公司自动变速器的装车率
1983年:
通用公司达到94%;
福特公司达到74%;
克莱斯勒公司达到86%;
1988年:
三大公司都达到了94%以上;
1998年:
城市内行驶的汽车几乎100%的装用了自动变速器。
2.日本自动变速器市场
仍然是传统的AT自动变速器占主导地位。
但是,受燃油供给的限制,
其加大了开发CVT自动变速器的力度,已经开发出能够传递350N.m的CVT
变速器;同时日产公司还开发出滚轮转盘式CVT。
CVT变速器由于存在自
身结构的缺点,所以传递的扭炬容量受到限制,进而制约了CVT变速器的
应用。
日本来以结构紧凑、价格及油耗低著称于世的轿车
1982年大、中、小客车平均占26%;
1986年增至41%;
1992年增至60%;
1998年基本全部普及。
3.欧洲自动变速器市场
受驾乘习惯与汽车燃油供给的影响,手动机械式变速器仍占据变速器的主导地位。
据最新调查,欧洲AMT变速器发展较快,但是受AMT变速器性能的限制(换档时动力断),其正在加紧开发双离合器自动变速器(DCT),并且已经应用到批产车型中,如奥迪、宝马7等车型。
德国奔驰和宝马生产的轿车:
1978年装自动变速器的汽车,发动机排量4.5L。
综合以上各自动变速器结构特点以及市场普及率的分析,CVT应该是自动变速器的发展方向。
因为,AMT变速器,由于其存在换档动力中断的问题,应该属于过度技术产品。
AT变速器,其优点是换档舒适性好、传递扭矩容量大,但是,经济性有待进一步提高,采用湿式离合器是其发展的方向。
CVT变速器,具有最佳的舒适性和能够与发动机实现完美的匹配,而且与其他变速器相比较CVT结构简单,零件少,来自某权威公司的生产成本评估表明,CVT变速器是目前自动变速器中成本相对最低的,。
同时,CVT变速器与发动机同步控制可以实现最佳的的变速器曲线设定,进而提高整车燃油经济性。
CVT变速器的变速反映较快,随时可以实现变速,还可以通过柔性软件获得。
另外,如果在混合动力车上应用CVT变速器,可以有效减少二氧化碳的排放,从而为绿色排放作出贡献。
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