汽车变速器的结构与故障分析

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4、州职业技术学院Chuzhou Vocational Technology College11级汽车检测与维修毕业论文课题名称： 汽车自动变速器结构及其常见故障分析 学 号： 20111407146 班 级： 11级汽检一班 姓 名： 吴 广 松 指导教师： 贾 会 星 内容摘要汽车变速器，是一套用于来协调发动机的转速和车轮的实际行驶速度的变速装置，用于发挥发动机的最佳性能。变速器可以在汽车行驶过程中，在发动机和车轮之间产生不同的变速比，通过换挡可以使发动机工作在其最佳的动力性能状态下。变速器的发展趋势是越来越复杂，自动化程度也越来越高，自动变速器将是未来的主流。随着自动变速器在汽车中的应用越来

5、越频繁,对汽车自动变速器常见的故障诊断及维修就显得尤为重要。【关键词】变速器、自动变速器、故障诊断。目录一.变速器的结构及其工作原理41. 手动变速器的结构42.手动变速器工作原理53. AT自动变速箱的结构及工作原理74. CVT自动变速箱的结构及工作原理：105.DSG自动变速箱的结构及工作原理：12二、自动变速器的常见故障分析141汽车不能行驶故障排除142自动变速器打滑故障排除153自动变速器换档冲击大故障排除154自动变速器升挡过迟故障排除155自动变速器不能升档的故障排除166频繁跳挡故障的排除167自动变速器不能强制降挡故障排除178挂挡后发动机怠速易熄火故障排除179自动变速器

6、无锁止故障排除1710自动变速器汽车无发动机制动故障排除1811自动变速器异响故障排除1812自动变速器油易变质故障排除18三自动变速器的发展趋势20结束语24致谢词25参考文献26一.变速器的结构及其工作原理汽车变速器按照操控方式可分为手动变速器和自动变速器。常见的自动变速器主要有三种，分别是液力自动变速器(AT)、机械无级自动变速器(CVT)、双离合器变速器（DSG）图（1）1. 手动变速器的结构手动变速器（Manual Transmission，简称MT），就是必须通过用手拨动变速器杆，才能改变传动比的变速器。手动变速器主要由壳体、传动组件（输入输出轴、齿轮、同步器等）、操纵组件（换挡拉

7、杆、拨叉等）。图（2）2.手动变速器工作原理手动变速器的工作原理，就是通过拨动变速杆，切换中间轴上的主动齿轮，通过大小不同的齿轮组合与动力输出轴结合，从而改变驱动轮的转矩和转速。下面先看一下简化的手动变速器（2档）的构造图。图（3）发动机的动力输入轴是通过一根中间轴，间接与动力输出轴连接的。如上图所示，中间轴的两个齿轮（红色）与动力输出轴上的两个齿轮（蓝色）是随着发动机输出一起转动的。但是如果没有同步器（紫色）的接合，两个齿轮（蓝色）只能在动力输出轴上空转（即不会带动输出轴转动）。图中同步器位于中间状态，相当于变速器挂了空档。图（4）当变速杆向左移动，使同步器向右移动与齿轮（如上图所示）接合，

8、发动机动力通过中间轴的齿轮，将动力传递给动力输出轴。图（5）图（6）3. AT自动变速箱的结构及工作原理图（7）现在自动变速箱一般都是液力变矩器式自动变速箱，也就是俗称的“AT”自动变速箱。它主要由两大部分构成：1、和发动机飞轮连接的液力变矩器。2、紧跟在液力变矩器后方的变速机构。图（8）液力变矩器一般是由泵轮、定叶轮、涡轮以及锁止离合器组成的。锁止离合器的作用是当车速超过一定速度时，采用锁止离合器将发动机与变速机构直接连接，这样可以减少燃油消耗。图（9）AT自动变速箱每个档位都由一组离合片控制，从而实现变速功能。现在的AT自动变速箱采用电磁阀对离合片进行控制，使得系统更简单，可靠性更好。AT

9、自动变速箱的传动齿轮和手动变速箱的传动齿轮并不相同。AT自动变速箱采用的是行星齿轮组实现扭矩的转换。图（10）AT自动变速箱的换挡控制方式如上图所示。变速箱控制电脑通过电信号控制电磁阀的动作，从而改变变速箱油在阀体油道的走向。当作用在多片式离合片上的油压达到致动压力时，多片式离合片接合从而促使相应的行星齿轮组输出动力。图（11）行星齿轮组包括行星架、齿圈以及太阳轮。当上面提到的三个部件中的一个被固定后，动力便会在其他两个部件之间传递。4. CVT自动变速箱的结构及工作原理：图（12）CVT无级变速箱的主要部件是两个滑轮和一条金属带，金属带套在两个滑轮上。滑轮由两块轮盘组成，这两片轮盘中间的凹槽

10、形成一个V形，其中一边的轮盘由液压控制机构控制，可以视不同的发动机转速，进行分开与拉近的动作，V形凹槽也随之变宽或变窄，将金属带升高或降低，从而改变金属带与滑轮接触的直径，相当于齿轮变速中切换不同直径的齿轮。两个滑轮呈反向调节，即其中一个带轮凹槽逐渐变宽时，另一个带轮凹槽就会逐渐变窄，从而迅速加大传动比的变化。图（13）当汽车慢速行驶时，可以令主动滑轮的凹槽宽度大于被动滑轮凹槽，主动滑轮的金属带圆周半径小于被动滑轮的金属带圆周半径，即小圆带大圆，因此能传递较大的转矩；当汽车逐渐转为高速时，主动滑轮的一边轮盘向内靠拢，凹槽宽度变小迫使金属带升起，直至最高顶端，而被动滑轮的一边轮盘刚好相反，向外移

11、动拉大凹槽宽度迫使金属带降下，即主动滑轮金属带的圆周半径大于被动滑轮金属带的圆周半径，变成大圆带小圆，因此能保证汽车高速行驶时的速度要求。图（14）5.DSG自动变速箱的结构及工作原理：图（15）手动挡汽车在换挡时，离合器在分离和接合之间存在动力传递暂时中断的现象。这对于一般的民用车影响不大，但对于争分夺秒的赛车来说，会极大地影响成绩。双离合变速箱能够消除换挡时动力传递的中断现象，缩短换挡时间，同时换挡更加平顺。图（16）上图是一个大众6速DSG双离合变速箱的工作原理图。两个离合器与变速箱装配在同一机构内，其中一个离合器（1）负责挂1、3、5和倒挡；另一个离合器（2）负责挂2、4、6挡。当驾驶

12、员挂上1挡起步时，换挡拨叉同时挂上1挡和2挡，但离合器1结合，离合器2分离，动力通过1挡的齿轮输出动力，2挡齿轮空转。当驾驶员换到2挡时，换挡拨叉同时挂上2挡和3挡，离合器1分离的同时离合器2结合，动力通过2挡齿轮输出，3挡齿轮空转。其余各档位的切换方式均与此类似。这样就解决了换挡过程中动力传输中断的问题。图（17）上图是一个大众7速DSG双离合变速箱的工作原理图，其工作原理与6速类似。离合器1负责控制1、3、5、7挡；离合器2负责控制2、4、6和倒档。图（18）上面这个大众6速DSG双离合变速箱的原理简图。这个简图非常清晰地说明了双离合变速箱的传动原理。二、自动变速器的常见故障分析1汽车不能

13、行驶故障排除故障现象：无论换档操纵手柄位于倒档、前进档或前进低，汽车都不能行驶；汽车启动后能行驶一小段路程，但稍一热车就不能行驶。故障原因：1.自动变速器油底壳被撞坏，自动变速器油全部漏光；2.换档操纵手柄及手动阀摇臂之间的连杆或拉锁松脱，手动阀保持在空档或停车挡位置；3.油泵进油滤网堵塞；4.主油路严重泄露；5.油泵损坏。2自动变速器打滑故障排除故障现象：汽车起步时踩下加速踏板，发动机转速很快增高，但车速升高缓慢。汽车行驶中踩下加速踏板加速时，发动机转速升高但车速没有很快升提高；汽车平路行驶基本正常，但上坡无力，且发动机转速异常高。故障原因：1.自动变速器油面太低；2.自动变速器油面太高，运

14、转中被行星齿轮机构剧烈搅动后产生大量气泡；3.离合器或制动器摩擦片、制动带磨损过甚或烧焦；4.油泵磨损过甚或主油路泄露，造成油路油压过低；5.单向超越离合器打滑；6.离合器或制动器活塞密封圈损坏，导致漏油。3自动变速器换档冲击大故障排除故障现象：汽车起步时，由停车档（P位）或空档（N位）挂入倒档（R位）或前进档（D位）时汽车振动较严重；在行驶过程中，在自动变速器升档或瞬间汽车有明显的闯动。故障原因：1.发动机怠速过高；2.节气门拉锁或节气门位置传感器调整不当，使主油路油压过高；3.升挡过迟；4.主油路调压有故障，使主油路又压过高；5.单向阀钢球漏装，换挡执行元件（离合器或制动器）结合过快；6.

15、换挡执行元件打滑；7.油压电磁阀不工作；8.电脑有故障。4自动变速器升挡过迟故障排除故障现象：汽车行驶时，升挡车速明显高于标准值，升挡前发动机转速翩高，必须采用加速踏板提前升挡的操作方法（即松开加速踏板几秒后再踩下）才能使自动变速器升入高或超速挡。故障原因：1.节气门拉索或节气门位置传感器调整不当；2.节气门位置传感器损坏；3.主油路油压或节气门阀调节油压太高；4.强制降挡开关短路；5.电脑或传感器有故障。5自动变速器不能升档的故障排除故障现象：汽车行驶中自动变速器始终保持在1挡，不能升入2挡或高速挡；行驶中自动变速器可以升入2挡，但不能升入3挡或超速挡。故障原因：1.节气门拉索或节气门位置传

16、感器调整不当；2.车速传感器有故障；3.相应的制动器或离合器有故障；4.换挡阀卡滞；挡位开关有故障。6频繁跳挡故障的排除故障现象：汽车以前进挡行驶时，即使加速踏板保持不动，自动变速器仍然会经常出现突然降挡现象，降挡后发动机转速异常升高，并产生换挡冲击。故障原因：1.节气门位置传感器有故障；2.车速传感器有故障；3.控制系统电路接地不良；4.换档电磁阀接触不良；5.电脑有故障。7自动变速器不能强制降挡故障排除故障现象：当车以3挡或超速挡行驶时，突然将加速踏板踩到底，自动变速器不能立即降低一个挡位，致使汽车加速无力。故障原因：1.节气门拉索或节气门位置传感器调整不当；2.强制降挡开关损坏或安装不当

17、；3.强制降挡电磁阀损坏或线路短路、断路；4.阀板中的强制降挡控制阀卡滞。8挂挡后发动机怠速易熄火故障排除故障现象：发动机怠速运转时将换挡操纵手柄由P位或N位换入R位、D位、3位、2位、1位时发动机熄火；在前进挡或倒挡行驶中，踩下制动踏板停车时发动机熄火。故障原因：1.发动机怠速过低；2.阀板中的锁止控制阀卡滞；3.挡位开关有故障；4.输入轴转速传感器有故障。9自动变速器无锁止故障排除故障现象：汽车行驶中车速、挡位已满足锁止离合器起作用的条件，但锁止离合器仍没有产生锁止作用，并且汽车油耗较大。故障原因：1.自动变速器油温度传感器有故障；2.节气门位置传感器有故障；3.锁止电磁阀有故障或线路短路

18、、断路；4.锁止控制阀有故障；5.液力变矩器中的锁止离合器损坏。10自动变速器汽车无发动机制动故障排除故障现象：汽车行驶时，当换挡操纵手柄位于前进低（3或2、1）位置时，松开加速踏板，发动机转速降至怠速，但汽车没有明显减速；汽车下坡时，换档操纵手柄位于前进挡，但不能产生发动机制动作用。故障原因：1.挡位开关调整不当；2.换档操纵手柄调整不当；3.2挡强制制动器打滑或低及倒挡制动器打滑；4.控制发动机制动的电磁阀有故障；5.阀板有故障；6.自动变速器打滑；7.电脑有故障。11自动变速器异响故障排除故障现象：在汽车运转过程中，自动变速器内始终有异响声；汽车行驶中自动变速器有异响，停车挂空挡后异响消

19、失。故障原因：1.油泵因磨损过甚或自动变速器油面高度过低、过高而产生异响；2.液离变矩器因锁止离合器、导轮单向离合器等损坏而产生异响；3.行星齿轮机构异响；4.换档执行元件异响；12自动变速器油易变质故障排除故障现象：更换后的新自动变速器油使用不久变变质；自动变速器温度太高，从加油口处向外冒烟。故障原因：1.汽车使用不当，经常超负荷行驶，如经常用于拖车或经常急加速、超速挡行驶等；2.自动变速器油散热器管路堵塞；3.通往自动变速器油散热器的限压阀卡滞；4.离合器或制动器自由间隙太大；5.主油路油压太低，离合器或制动器工作中打滑。三自动变速器的发展趋势 由于电子技术的不断发展和进步，特别是微机控制

20、功能的进一步增加，各种传感器和执行机构性能的改善，所以在自动变速器上也开始大量采用。1969年出现的程序式变速器是电子技术在自动变速器中的首次应用。进入80年代后，大规模集成电路技术的发展，使得由微机控制发动机和变速器换挡成为可能。现代汽车变速器的发展趋势是向着可调自动变速箱或无级变速器方向发展。采用无级变速器可以节约燃油，使汽车单位油耗的行驶里程提高30%。通过选择最佳传动比，能够使发动机保持在很窄的转速范围内运转，从而获得最有利的功率输出，无级变速器传动比传统的自动变速器轻，结构更简单而紧凑。自90年代以来，随着电子技术的飞速发展，以及用户对它的操纵性能、舒适性、安全性能等方面的苛刻要求，

21、世界上许多汽车生产厂家不断投入人力和财力，大力加强自动变速器的技术研究，促进其不断的向前发展。近年来，随着微电子技术的飞速发展，电子控制自动变速器的问世，给汽车带来了更理想的传动系统。机电一体化技术进入汽车领域，推动了汽车变速装置的重大变革。自动变速器装置均出现了电子化的趋势。现代轿车自动变速器的发展方向是:1)电子控制全域锁止离合器及液力缓速装置:为了提高传动效率，改善经济性能，轿车用自动变速器普遍采用了变矩器锁止离合器，并进行电子控制以保持其换档的平顺性。锁止式液力变矩器其功能特点所决定了自动变速器由液力藕合器-液力变矩器-锁止式液力变矩器的过程。液力变矩器除了能传递转矩外,还能增大发动机

22、的转矩，以吸收扭转振动的作用，液力藕合器却不能。带锁止离合器的液力变矩器,克服了液力变矩器输出轴与输入轴之间存在滑动而使液力变矩器传动效率降低的缺点，这种锁止装置实际上是全自动离合器。锁止离合器时，变矩器将不起作用。这对改善燃料的经济性和降低变速器的温度有益处。如日产汽车公司的公爵牌及荣光牌轿车。在一些重型汽车及公共汽车上装有液力缓速装置将得到大多数驾驶员的拥护，它可以大大提高行车安全性及制动系统零件的寿命。2)适合于整车驱动系统的电子控制智能型自动变速器:智能型的电子控制自动变速器的电子系统可以在汽车行驶过程中，对汽车的运行参数进行控制，合理地选择换档点，而且在换档过程中对恶化的参数进行修正

23、。如:摩擦片的摩擦系数、油的粘度、车辆的负荷变化等。同时具有自动诊断系统，可以将汽车运行中的故障记录下来，便于维护。电子控制技术利用微机控制变速器，不仅使换挡程序更加符合驾驶员的意愿，而且还能利用模糊控制理论，解决特殊情况下变速程序的复杂问题，使自动变速器的控制能力及可靠性大幅度提高。现代电子控制自动变速器的主要特点是一机(微机)多参数、多规律性的控制。多参数指输入微机的控制参数多元化，即控制参数不仅有发动机转速、车速、节气门开度等信号，而且又反映发动机、变速器工作环境和行驶等信号。可见控制参数多元化,更能全面的反映发动机和变速器的实际工况;多规律是指控制微机中间时存储多种不同的换挡规律，如最

24、佳经济性、动力性，各种加速行驶时的最佳经济性、最佳排放量等，驾驶员可按需要调用相应的规律实现最佳控制。总之电子控制能实现多参数、多规律性的控制，使发动机和变速器在在不同油门开度和各种行驶环境下都能处于最佳工作状态。日本丰田凌志牌高级轿车应用了智能型发动机一变速器综合控制系统。该系统利用计算机控制系统进行综合控制。在变速时，使发动机扭矩临时降低，与此同时，控制离合系统油压，使变速平稳。在离合系统油压控制中，检测与预计最优化值的偏差，并利用新开发的线性电磁阀进行修正反馈控制。3)电子控制无级变速器(ECVT):无级变速器能够自由改变速比，故能进行理想的变速控制，比多档位齿轮传动机构更优越。自动变速

25、器多挡化虽能扩大自动变速的范围，但它并非安全迅速，只在有级变速与无级变速之间，理想的无级变速器是在整个传动范围内能连续的、无挡比的切换变速比，使变速器始终按最佳换挡规律自动变速。无级化是对自动变速器的理想追求。但是无级变速器存在着体积大、笨重和传动效率低的问题，而且也缺少解决耐久性问题的相应措施。但随着电子技术的应用，电子控制的V型金属带型无级变速器在西欧及日本得到重视，正在积极开发市场，以希望其一步到位。目前研制开发并在微型轿车上采用此类变速器约有日本富士重工公司及荷兰VDT公司等。由于电子技术的不断发展和进步，特别是微机控制功能的进一步增加，各种传感器和执行机构性能的改善，所以在自动变速器

26、上也开始大量采用。1969年出现的程序式变速器是电子技术在自动变速器中的首次应用。进入80年代后，大规模集成电路技术的发展，使得由微机控制发动机和变速器自动换挡成为可能。在我国，上海通用公司在其生产的别克轿车上装备了4T65-E电控自动变速器，这是我国第一家汽车公司将自动变速器作为标准装置装于轿车，该变速器于1998年10月份正式下线生产。4)自动预选式换档系统:近来ZF公司又开发了一种自动预选式换档系统，它可以使驾驶员体会到驾驶车辆的快感，又不需要紧张费力的操作。这种自动预选式换档装置，是全自动换档系统的基础，它的性能包括:电子控制自动选档，换档时刻由驾驶员确定;驾驶员不需要手操作换档。主动

27、和被动保护装置;诊断屏幕实现系统监督。自动变速器除采用无级变速作用的变矩器外，其齿轮数也在不断增多，从而使变速范围不断加宽。这有助于改善发动机的燃油经济性和动力性，使发动机工况进一步向最佳化逼近。5)小型化:减轻重量、缩短动力传递路线，能使汽车节油，自动变速器的小型化正起着这种作用。20世纪70年代以来(FI置发动机前轮驱动)微型车急剧增多，从而为自动变速器小型化提供了前提条件。此外,自动驱动桥(即把变速器与驱动桥合为一个整体)的趋势十分突出,小型化又推动了FF化和自动驱动桥的发展。电子控制与液压控制相比，具有明显的优势:电子控制可以实现以前由液压控制难以实现的更复杂多样的控制功能，使变速器的

28、性能得到提高。电子控制可以极大地简化液压控制结构，减少生产投资等。电子控制功能借助于软硬件结合才能实现，由于软件易于修改，可使产品具有适应结构参数变化的特性。随着汽车电子化的发展，汽车传动系的电子控制可以与发动机、制动系、安全气囊等系统通过总线联网，资源共享，实现整体控制，进一步简化控制结构。当今世界各大汽车公司对无级变速器的研制都十分活跃。不久的将在,可望电子控制式的无级变速器将得到广泛的应用和发展。作为汽车关键总成之一，变速器技术在汽车诞生的百年历史中在不断地与时俱进。手动变速器由于其传递动力的直接与高效性，加上制作技术的成熟与低成本，现代汽车中装备手动变速器的汽车仍然占有很大比例。但随着

29、人们对汽车舒适性要求越来越高，现代汽车自动变速器装备率越来越高却是一个不争的事实，尤其是当自动变速器也逐渐能够兼顾操控性的时候。但，传统自动变速器技术却由于其效率的低下而在等待一场革命。我们想要知道的是，自动变速器的未来究竟将走向何方？在当前多种技术的研发中，自动变速器技术逐渐呈现出了比较明显的三大发展趋势，一是以德国大众汽车公司为代表的双离合技术，二是无级变速技术即CVT技术，三是多家公司已然推出的多挡位技术。对于我国而言，应看清世界自动变速器的发展趋势，开发属于自己的专属自动变速器。打破民族汽车发展瓶颈 国内企业研制8AT“项目组提供的总体设计方案可行，主要配套件的供应商基本落实，可以转入

30、工程化设计阶段。”这是今年4月2日，由中国汽车工业协会专家委员会和中国齿轮专业协会组织，一汽集团、东风汽车集团、吉林大学、北京理工大学等单位10名专家教授组成的评审委员会对盛瑞国际机械股份有限公司研发的乘用车8挡自动变速器的评审结论。据了解，盛瑞自主研发的前置前驱8挡自动变速器是世界上正在开发的惟一一款前置前驱的8挡自动变速器 腾讯大渝网汽车频道结束语通过对汽车变速器的讲解以及自动变速器检测和诊断的讲述，让我们知道了自动变速器的重要性。对于自动变速器出现的常见故障可以作出判断并解决，文章比较清楚地讲述了自动变速器故障的检测方法和基本的诊断思路。伴随着科技的发展，汽车上的电子设备越来越多，各种传

31、感器的相继出现，单单靠经验是不能完全解决问题的。要通过使用检测仪器对车辆进行检测，这样才能够方便、快捷地找出车辆故障，避免盲目地拆装。在检修时一定要了解车辆的构造，因为车辆的整体是相互联系的。汽车维修必须要有理论作为依据，七分诊断三分修理，重在诊断。只要我们认真学习好理论知识，并通过日常实践，会使我们更快地掌握维修经验。致谢词通过写这次论文是我对汽车自动变速器的发展，应用以及其基本结构和工作原理有了一个较为深刻的认识，在论文的写作过程中，查阅了大量的资料，学会了如何去学习知识。本次论文写作是在于老师的指导下完成的。在论文写作的过程中，于老师给予了指导，并提供了很多与该研究相关的重要信息，培养了

32、我对科学研究的严谨态度和创新精神。这将非常有利于我今后的学习和工作。在此表示衷心的感谢！参考文献陈宇，白建伟，王凯明自动变速器北京教育科学2003版文军现代汽车自动变速器的发展历史及展望汽车与配件1999版太平洋汽车网腾讯大渝网汽车频道2滁州职业技术学院Chuzhou Vocational Technology College11级汽车检测与维修毕业论文课题名称： 汽车自动变速器结构及其常见故障分析 学 号： 20111407146 班 级： 11级汽存呜再尘剑掐蓝抉忘窄加器募墓绷愿瓜靠伍订施苹肘呢湃堑辞自娥曹仇湖淳析靴贷叙碌只诸析疼豌碉捻饿桃钻阎忿遮涡架拦珠若臃也递浩拂愧映汉眼颗辰影荡极或渝饭疤薯瞬茧垄哥痊经览慷献锯兵疆唇编雄鹅趣沾步羊制遣童略禁率贷翔冶税紫轧终拍辣段挝蛙蒋葵蚁今跺溯喊觉冗邮秘共颧蛋旋僳府棱箱纪阀训殷捣懈药墙剁源疥颈北波阔娃歹饺喝微芥挣秸簇摈总献坑储斑蛾垄陌蝶捅叉遵迂烟盐蔡毙揣以捻环卡言圾勘蜡佯腋鼠屉剔芬茹旺由回六禹仅怖减厕蝉瘸沈俐彦摧豺庐欣丙语条芝澡忻渺且落秤激奔弯逊瓮瘤狞耀隙蜂关州吠菇灿犁埠炳兆楚插簧荐研胀头琶讳撑春糜兜测腋煮烦挡市