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購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對應的 紙 14951605 或 1304139763 第 1 章 緒 論 究的目的及意義 隨著車輛自動變速器理論與設計制造技術的不斷完善，其應用范圍越來越廣泛，汽車傳動系中自動變速技術一直是人們追求的目標，變速的自動化是車輛發(fā)展的高級階段，它的發(fā)展經歷了漫長的歷程。 與此同時，作為教育教學演示儀器，自動變速器實驗臺的出現能夠非常直觀、簡便的演示自動變速器的基本工作狀況，也可以按照要求進行故障模擬設置，又由于自動變速器實驗臺的運行平穩(wěn)、安全便捷，因此也成為了現代汽車教 育領域一種常見的教學演示方式，深受廣大汽車教育部門師生的好評。 1991年汽車制造業(yè)就“汽車液力變速器臺架性能試驗方法 (29033一 91)”制定了行業(yè)標準，并于 1999年進行了修訂，在此標準中就制造廠生產的自動變速器試驗項目、測量參數、試驗條件、試驗設備和測量儀器、試驗方法、數據處理及試驗報告等項目進行了規(guī)范，而汽車維修業(yè)沒有出臺有關標準，自動變速器維修后臺架性能試驗照搬制造業(yè)的標準顯然有許多不妥之處，例如己經設計好的液力變矩器其滑差在使用中一般不會發(fā)生變化，維修后就不必做此項臺架試驗，因此 有必要研究自動變速器維修后的性能試驗方法，既能檢測出自動變速器的性能，又能滿自動變速器的使用要求。汽車維修企業(yè)使用的檢測設備不同于汽車制造業(yè)使用的檢測設備，它首先要求在滿足使用性能的基礎上價格低廉，價格昂貴的設備很難在汽車維修行業(yè)推廣，而對檢測設備的精度要求比較低，這也為降低檢測設備的成本提供了有利的條件。另外，規(guī)模稍大的汽車維修企業(yè)維修的車型比較復雜，這就要求檢測設備能夠通用，一種檢測設備能夠檢測多種車型。 近幾年我國大量進口和合資生產的中高檔轎車中，絕大部分裝有自動變速器， 而作為汽車上的一個復雜 總成，自動變速器成為了中高檔轎車普遍裝備的變速系統(tǒng)。但是由于自動變速器的復雜化，汽車故障越來越難以直觀判斷，因此對汽車人才的要求越來越高，為了加強對汽車人才的培養(yǎng)，就要設計一種具有教學功能及演示功能的實驗臺，通過學生的動手操作，達到理論與實踐相結合的目的，這樣才能達到較好的學習效果。為了滿足汽車方面專業(yè)教育教學用途，我國也開始大量運用各種實驗臺進行汽車工作狀況的模擬，其中自動變速器實驗臺由于它的演示直觀，平穩(wěn)安全，模擬故障簡便，一直以來深受廣大汽車教育者的青睞。 內外研究現狀 30年代初， 英國、美國等國將液力傳動應用于公共汽車，到第二次世界大戰(zhàn)期間，購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對應的 紙 14951605 或 1304139763 許多軍用車輛和專用汽車也開始采用液力傳動裝置，在 40年代初，美國成功地研制出兩擋液力一機械自動變速器， 1947年，美國通用公司率先將此類自動變速器應用于批量生產的小轎車上。在 70年代，西歐及美國的商用汽車中使用液力自動變速器的己占全部商用汽車的 80%以上。 80年代，美國將液力自動變速器作為轎車的標準裝備， 1983年美國通用汽車公司液力自動變速器裝車率已達到 94%。日本生產的小型客車和轎車中液力自動變速器的裝車率也不斷增長， 1986年已達到 41%。 隨著自動變速器的發(fā)展，其結構和性能也在不斷完善，特別是近年來隨著電子技術和自動控制技術在汽車上的應用，出現了電控自動變速器，它可以實現與發(fā)動機的最佳匹配，獲得最佳的經濟性、動力性、安全性并達到降低發(fā)動機排汽污染的目的。 解放初期，我國還沒有一個專業(yè)的汽車檢測與維修設備制造企業(yè)，汽車維修靠手工或簡單的機具進行作業(yè)。自 60年代后，由于政府有關部門的重視，才逐步建立了一些汽車維修設備生產企業(yè)，開始制造一些結構簡單的設備，如舉升機、液壓拆裝設備和維修工具等。到了 70年代，特別是 80年代以來，隨著我國汽車保有 量的迅速增長，促進了汽車檢測維修設備企業(yè)的發(fā)展，并開始開發(fā)研制具有一定水平的檢測維修設備，但是由于裝備自動變速器的汽車是近幾年才大量進入我國，自動變速器檢修設備一直處于較低水平，目前國內市場上僅有山西省汽車保修機具供應站生產一種稱作“中國首臺自動變速器維修專用試驗臺”的 型自動變速器試驗臺，該試驗臺在實驗時不裝液力變矩器，即不能試驗液力變矩器的性能，由于不試驗液力變矩器所以該設備結構簡單，成本低，售價相對較低 ;該設備采用液壓馬達進行動力輸入，輸入額定轉矩為 200N· m，輸入轉矩較小，不能滿足大排量汽 車自動變速器對自動變速器的檢修試驗的要求，由于在實驗時不裝液力變矩器，所以靠試驗臺提供自動變速器系統(tǒng)油壓，這樣不能完全模擬實際使用工況，但是可以拆除油底殼進行試驗，當閥體漏油時可以一目了然的看到；設計的 2種以上車輛的自動變速器進行換擋控制，可以用于試驗臺檢測時使用，也可單獨就車路試，此設備值得借鑒。 隨著汽車產業(yè)的飛速發(fā)展，我國汽車保有量日益增長，目前已經成為汽車消費大國，這就對汽車的檢測、保養(yǎng)、維修以及培養(yǎng)汽車專業(yè)人才提出了新的挑戰(zhàn)，基于此，設計演示變速器工作性能的實驗臺迫 在眉睫 。因此以設計汽車自動變速器實驗臺為基礎，嘗試進行專一的一款自動變速器實驗臺的設計，那就是豐田花冠轎車自動變速器實驗臺設計。設計自動變速器試驗臺主要用于檢測發(fā)動機前置前驅汽車的自動變速器(如豐田 240自動變速器 )的工作狀況和工作模擬，該試驗臺能給自動變速器提供動力，模擬自動變速器在汽車上輸入工況，能檢測自動變速器的系統(tǒng)油壓、流量、溫度等參數，為診斷自動變速器故障提供參考數據，同時能夠在教學中簡明的把工作原理展現購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對應的 紙 14951605 或 1304139763 出來。 計的主要內容 1、 了解并掌握花冠自動變速器 的 內部 結構 以及 工作原理； 2、 進行 花冠自動變速器實驗臺臺架總體結構設計及布局 ； 3、 設計該實驗臺的動力源以及傳動方式 ； 4、繪制 花冠 自動變速器實驗臺 電路圖和零件圖； 5、繪制花冠自動變速器實驗臺總裝配圖。購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對應的 紙 14951605 或 1304139763 第 2 章 花冠 動變速器的結構和工作原理 自動變速器看似復雜，事實上只要我們了解了其中一些簡單參數的奧秘，那么 就能夠了解內部的工作過程，從而掌握其工作原理?；窘Y構如下圖所示： 1、變矩器 2、液壓泵 3、輸入軸 4、齒輪變速器 5、閥板 總成 6、輸出軸 7、油底殼 圖 動變速器的組成 該實驗臺的被試件為花冠 號自動變速器，那么就要 了解被試件的結構、工作原理、特性及與其他部件的匹配關系， 這樣 才能更好地 確定實 驗臺和 自動變速器的連接 方式，并能對實 驗臺機械系統(tǒng)進行合理的設計 和 改進。在此根據試驗臺設計及測試過程的要求對 花冠 動變速器的結構和工作原理進行了闡述，進而制定自動變速器臺架的試驗方法 ，其中包括通過 試驗所需采集 的 數據、試驗流程等。 冠 轎車上，該 自動 變速器 體積較小， 有四個前進檔， 液力變矩器帶鎖止離合器，行星齒輪變速器為辛普森式，采用電液式控制系統(tǒng) ，其驅動形式為前置前驅。 冠 動變速器的結構及工作原理 自動變速器 的結構與手動 變速器 相比，在結構和使用上有很大的不同。手動檔 變速器 主要由齒輪和軸組成，通過不同的齒輪組合產生變速變矩；而 自動變速器 是由液力變矩器、行星齒輪和液壓操縱系統(tǒng) 等 組成，通過液力傳遞和齒輪組合的方式來達到變速變矩。 花冠 動變速器是電控液力式自動變速器，由液力變矩器、 齒輪 變購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對應的 紙 14951605 或 1304139763 速器、液壓控制系統(tǒng) 和 電子控制系統(tǒng)四大部分組成 。 力傳動機構 動力從發(fā)動機中輸出，首先與自動變速器的液力變矩器相傳遞，其中 液力變扭器是 自動變速器 最具特點的部件，它由泵輪、渦輪和導輪等構件組成，它直接 接收 發(fā)動機 的 動力，并傳遞扭矩，同時 還起到了離合的作用 。泵輪和渦輪是一對工作組合，它們就好似相對放置的兩臺風扇，一臺風扇吹出的風力會帶動另一臺風扇的葉片旋轉，風力成了動能傳遞的媒介，如果用液體代替空氣成為傳遞動能的媒介，泵輪就會通過液體帶動渦輪旋轉，再在泵輪和渦輪之間加上導輪，通過反作用力使泵輪和渦輪之間實現轉速差就可以實現變速變矩了。由于液力變矩器自動變速變矩范圍不夠大， 因此在渦輪后面再串聯幾排行星齒輪來提高效率，液壓操縱系統(tǒng)會隨發(fā)動機工作的變化而自行操縱行星齒輪，從而實現自動變速變矩。 理論研究和試驗表明，即使是在自動變速器的液力變矩器處于偶合狀態(tài)時，也仍有大約為 3%～ 6%的少量轉速差存在于渦輪與泵輪之間，如果采取措施消除該轉速差，則汽車在公路上中、高速行駛時的燃料經濟性可提高 5%，而且由于兩輪窄隙處油液剪切而產生的自動變速器油溫升也可降低。因此，出現了在液力變矩器內安裝鎖止離合器，以便在一定工況下將渦輪與泵輪鎖定在一起，實現發(fā)動機和變速器直接機械聯接的鎖止型液力變矩器。 結 構如圖 泵 輪渦 輪導 輪鎖止離合器泵 輪渦 輪導 輪鎖止離合器圖 鎖止離合器的液力變矩器結構 目 前使用的鎖止型液力變矩器，有三種類型，一種是液壓鎖止型液力變矩器，一種是離心鎖止型液力變矩器；除此之外，還有一種粘性鎖止型液力變矩器。 鎖止離合器由主動部分、從動部分和控制部分組成。主動部分為液力變矩器外殼，從動部分為購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對應的 紙 14951605 或 1304139763 一個可作軸向移動的壓盤。壓盤右側的工作油液與液力變矩器水、泵輪、渦輪等中的工作油液相通，壓盤左側的工作油液通過變矩器輸出軸中間的控制油道與閥體總成上的鎖止控制閥相通。鎖止控制閥有油道與壓盤的左右油腔相接，通過改變壓盤兩側 的油壓使鎖止離合器處于分離或接合狀態(tài)。 星齒輪機構 手動變速器一般用外嚙合普通齒輪變速機構，而自動變速器一般用內嚙合的行星齒輪機構。和普通手動變速器相比，在傳遞同樣功率的條件下，內嚙合行星齒輪機構可以大大減小變速機構的尺寸和重量；并可以實現同向、同軸減速傳動。此外，由于采用內嚙合傳動，變速過程中動力不間斷，加速性好，工作可靠。行星齒輪機構按照齒輪排數不同?？梢苑譃閱闻藕投嗯判行驱X輪機構。多排行星齒輪機構一般由幾個單排行星齒輪機構組成。在自動變速器中一般應用 2齒輪機構。但單排行星齒輪機構是分析多排行星齒輪機構的基礎。 圖 如圖 圖中可以看出，一個單排行星齒輪機構由太陽輪 1、行星齒輪和行星齒輪架 2及環(huán)齒圈 3組成。由于行星齒輪和行星架是一個整體（以下簡稱行星架），所以，在一個行星排中只有三個基本組件：太陽輪、行星架和環(huán)齒圈。 圖 星齒輪機構簡圖 由于單排行星輪機構有兩個自由度，因此它沒有固定的傳動比，不能直接用于變速傳動，也就不 能傳遞功率。所以，行星排在傳遞功率時，三組件中的一個必須被鎖止，使其它二個組件中的一個為主動件，另一個為從動件。通過這兩個組件才可能傳 遞功率，也才有固定的傳動比。一個行星排可以得到八種不同的組合方式。 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對應的 紙 14951605 或 1304139763 表 星齒輪機構的工作情況 方式 擋位 固定元件 輸入部件 輸出部件 旋轉方向 1 降速擋 齒圈 太陽輪 行星架 相同方向 2 超速擋 齒圈 行星架 太陽輪 相同方向 3 降速擋 太陽輪 齒圈 行星架 相同方向 4 超速檔 太陽輪 行星架 齒圈 相同方向 5 倒擋位 （降速） 行星架 太陽 輪 齒圈 相反方向 6 倒擋位 （超速） 行星架 齒圈 太陽輪 相反方向 7 直接擋 沒有 任意兩個 第三元件 同向同速 8 空擋位 沒有 不定 不定 不轉動 花冠 中有 3根相互平行的軸線：變扭器、油泵、輸入軸和行星齒輪變速器的前半部分以及第一中間軸位于第一個軸線上；行星齒輪變速器的后半部分、輸出齒輪以及第二中間軸位于第二軸線上；主減速器從動齒輪和差速器位于第三個軸線上。 3個軸線之間的動力靠常嚙合圓柱齒輪傳動。 該自動變速器的 4 檔行星齒輪變速器由一個超 速行星排和一個雙行星排的辛普森式 3檔行星齒輪變速器組合而成，共有 10個換檔執(zhí)行元件。超速行星排位于 3檔行星齒輪變速器的后面，在 1檔、 2檔、 3檔時均處于減速傳動狀態(tài)，該行星齒輪變速器的3 檔不是直接檔，其傳動比大于 于 2個中間軸之間的常嚙合齒輪有一定的增速作用，因而使行星齒輪變速器獲得超速檔。 行星排在運轉時 ，由于行星輪存在自轉和公轉兩種運動狀態(tài)，因此其傳動比的計算方法和定軸式齒輪傳動機構的計算方法稍有不同。一種是根據定軸式齒輪傳動計算傳動比 的模式來計算，當行星架作為主動件或從動件時，賦予行星架一個當量齒數，就可以直接計算傳動比；另一種計算方法是根據單排行星輪的運動特性方程來進行計算。計算公式： 從動件轉速主動件轉速主動件齒數從動件齒數傳動比??)( 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對應的 紙 14951605 或 1304139763 表 冠 動變速器各檔傳動比 各檔傳動比 檔位 1 檔 2檔 3檔 O/倒檔 傳動比 的結 構及傳動規(guī)律 如圖 是由兩個內嚙合單排行星齒輪機構組合而成。從圖中可以看出，兩個行星排共享一個太 陽輪。稱前后太陽輪組件 1；前行星架和后環(huán)齒圈固連為一體，稱前行星架和后環(huán)齒圈組件 3；這個組件和輸出軸 5連接在一起。經過這樣的組合，本來兩個行星排的六個基本組件就變成一個只有四個獨立組件的行星齒輪機構。 12345圖 的結構及傳動規(guī)律 圖 如 它也是一種辛普森雙排行星齒輪機構，并且兩個行星排也是共享一個太陽輪。由于安裝形式 翻轉了 180度，它不是如圖 2是由前環(huán)齒圈和后行星架組成一個組件。 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對應的 紙 14951605 或 1304139763 1 2 34 5圖 普森行星排 2的結構及傳動規(guī)律 壓控制系統(tǒng) 花冠 動變速器的液壓控制系統(tǒng) 主要 由油泵、閥體、電磁閥、離合器及連結上述各部件的油道組成。油泵用于給變矩器提供一定壓力的工作液，使行星齒輪得到潤滑，為變速器液壓控制系統(tǒng)提供控制油壓?？刂崎y總成將油泵輸出的油壓按照需要分配到各用油部 位，它是液壓控制油路的核心組成部分，其主要由控制閥殼體及壓力調節(jié)閥、手動控制閥、換檔閥、節(jié)流閥等多個閥門組成，所有閥門都裝配在控制閥殼體內，控制閥總成通過螺栓固定在輔助變速器殼體的下方。 液壓控制系統(tǒng)在自動變速器中主要起到了以下三個作用： （ 1） 控制換檔元件在合適時刻接合或分離； （ 2） 根據車速和發(fā)動機負荷變化，決定換檔時刻； （ 3） 向液力變矩器提供一定壓力的工作液，防止變矩器內工作液出現氣蝕現象 。 汽車自動變速器的電液控制系統(tǒng)雖然隨著汽車型號的變化、汽車廠家的變化或電液結合部分的改進而呈現不同的控制模式，但作為一 個電液自動控制系統(tǒng)，它和其它電液自動控制系統(tǒng)一樣，都可以把它們歸結為具有共性的四個部分： 液壓系統(tǒng)是一個應用油泵把機械能轉化為液壓油的壓力能的傳動與控制的系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)的動力源通過能量傳遞介質 —— 壓力油（ 整個液壓系統(tǒng)提供能量。液壓油既是能量傳遞的介質，也是自動變速器機械部件潤滑的主要介質。自動變速器中的油泵一般應用齒輪泵、轉子泵或葉片泵。 信號源向電液控制系統(tǒng)提供各種換檔控制需要的控制信號。在全液壓式自動變速器中，這種信號源主要是節(jié)氣門閥和速控閥。在 電控式的自動變速器中，信號源是各購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對應的 紙 14951605 或 1304139763 種類型的傳感器。它們把各種控制用信號，諸如油門、油溫、發(fā)動機轉速、車速等信號轉換為電信號后輸入電腦，供電腦決策控制。 無論是全液壓式自動變速器或是電控式自動變速器，都有液壓控制機構部分。液壓控制機構主要由換檔機構和緩沖安全機構組成。無論在全液壓式自動變速器或電控式自動變速器中均占液壓控制機構有相當重要的地位。液壓控制機構主要由手動閥、換檔閥、調壓閥、電磁閥及一些輔助控制閥組成。 在普通液壓控制系統(tǒng)中，進行直線往復運動的執(zhí)行機 構一般是雙作用活塞油缸。而在自動變速器的液壓控制系統(tǒng)中，其執(zhí)行機構卻一般是柱塞式單作用油缸。它的回程一般必須用彈簧來保證。液壓控制系統(tǒng)中的執(zhí)行機構主要用來推動各種離合器和制動器。所以，在實際制作中，把油缸和離合器或制動器作為一個部件。 在液壓 控制系統(tǒng)中的油壓信號是測試過程中的重要參數，這些油壓信號反映了執(zhí)行換檔元件的工作狀態(tài)。 （ 1） 油路壓力 油路壓力對自動變速器的工作性能工作狀況尤為重要，它控制著自動變速器中所有離合器。如果初級調壓閥工作不正常，油路壓力會出現過高或過低。若油路壓力過高會導致換檔沖擊加大 以及由于油泵負荷加重而帶來的發(fā)動機功率損失；油路壓力過低會導致離合器的打滑，嚴重時會使車輛無法行駛。如果出現此種現象則應測試油路壓力是否標準。 （ 2） 節(jié)氣門油壓 節(jié)氣門油壓始終與發(fā)動機節(jié)氣門開度保持一致。該節(jié)氣門油壓作用于初級調壓閥，因此，油路壓力也就會隨節(jié)氣門閥開度變化。在全液壓控制的自動變速器中，節(jié)氣門油壓是作用于調節(jié)油路壓力以及作為變速器升檔、降檔的信號壓力。然后，對于 氣門油壓僅作用于控制調節(jié)油路壓力。因此，變速器油門拉線調整不當就會導致油路壓力過高或過低，從而又產生換檔抖動及離合器、制動器 打滑的故障。 子控制系統(tǒng) 電控自動變速器（ 組成與全液壓機械傳動變速器基本一致，主要區(qū)別在于它有電控系統(tǒng)這一部分。電控系統(tǒng)由傳感器、電腦（ 執(zhí)行元件三部分組成。傳感器用于感知車速、節(jié)氣門開度和其他工作，并將這些信息轉變成電信號輸入 據傳感器輸送的信號確定換檔和鎖止的時機，并相應的控制液壓控制裝置的電磁閥。 見的電控自動變速器 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對應的 紙 14951605 或 1304139763 與發(fā)動機結合一體，簡稱“發(fā)動機和 其中，執(zhí)行元件主要指電磁閥，它們控 制作用于液壓閥門上的液壓，從而控制換檔和鎖止時機。 花冠 自動變速器就是電子控制的自動變速器，其 發(fā)動機 合為一體，如圖 240 圖 冠 其中各傳感元件的功能： （ 1）節(jié)氣門位置傳感器：用于檢測發(fā)動機節(jié)氣門的開度 （ 2）車速傳感器：檢測車輛行駛速度，在正常的情況下， 用第二車速傳感器的信號來控制，將第一車速傳感器作為備用信號。 （ 3）方式開關：用于選擇檔和鎖止方式。 （ 4）超速主開關： 當超速主開關被按起時，變速器不能換入超速檔。 （ 5）巡行控制 際車速低于巡行車速時，變速器不能換入超速檔或鎖止。 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對應的 紙 14951605 或 1304139763 （ 6）降檔開關：檢測加速踏板已經離開節(jié)氣門全開的位置。 （ 7）空檔啟動開關：用于檢測換檔桿的位置。 （ 8）剎車燈開關：用于檢測制動踏板被踩下。 （ 9）水溫傳感器：用于檢測發(fā)動機的水溫。 功能： 受各種檢測汽車行駛狀況和發(fā)動機工作狀況的傳感器信號，精確指示 止正時、行星齒輪系統(tǒng)執(zhí)行機構的液壓以及換檔時的發(fā)動機扭矩；它還具有自我診斷功能，能檢測和識別電子控制 元件的故障，并通過 O/D 示燈以及故障代碼的形式將這些信息輸出；另外， 車輛出現某些故障時能執(zhí)行失效防護功能，以保證車輛能繼續(xù)行駛。 動變速器各檔動力傳遞路線 花冠 傳動路線如圖 圖 冠 （ 1） 駐車檔（ P 檔） 與行星齒輪機構相關的各執(zhí)行元件都不工作，機構處于空檔狀態(tài)，同時機械鎖止機構將輸出軸上的外齒鎖住，因而自動變速器的輸出軸和汽車的驅動輪都無法轉動，處于駐車制動工況，故稱駐車檔。 （ 2） 空檔（ 各檔執(zhí)行機構的動作和駐車檔相同，各執(zhí)行元件都不工作，其前、后行星排都處于空轉狀態(tài)，發(fā)動機動力雖經入自動變速器，輸出軸無動力輸出。 （ 3） 前進檔（ D 檔） 2 2 3 檔（“ D”、“ 2”范圍） ○ ○ 發(fā)動機制動（“ L”范圍） ○ ○ ○ 二檔（“ D”范圍） ○ ○ ○ 發(fā)動機制動（“ 2”范圍） ○ ○ ○ ○ 三檔 ○ ○ ○ 倒檔 ○ ○ 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對應的 紙 14951605 或 1304139763 1） 1檔 參加工作的執(zhí)行元件有 2。 其動力傳動路徑如圖 圖 傳動路線 2） 2 檔 若在 D 位時發(fā)動機節(jié)氣門開度增大或汽車行駛阻力減小，車速將有所升高，達到一定程度后，自動變速器自動轉入 2 檔行駛。這時， 件參加工作，其傳動路徑如圖 圖 （ 3） 3 檔（直接檔） 3 檔是直接檔。當汽車行駛速度更高時，自動變速器換入此2 2 3 檔（“ D”、“ 2”范圍） ○ ○ 發(fā)動機制動（“ L”范圍） ○ ○ ○ 二檔（“ D”范圍） ○ ○ ○ 發(fā)動機制動（“ 2”范圍） ○ ○ ○ ○ 三檔 ○ ○ ○ 倒檔 ○ ○ 2 2 3 檔（“ D”、“ 2”范圍） ○ ○ 發(fā)動機制動（“ L”范圍） ○ ○ ○ 二檔（“ D”范圍） ○ ○ ○ 發(fā)動機制動（“ 2”范圍） ○ ○ ○ ○ 三檔 ○ ○ ○ 倒檔 ○ ○ 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對應的 紙 14951605 或 1304139763 檔，這時參加工作的執(zhí)行元件有 由于 工 作，使動力分別經前齒圈和共用太陽輪，將二者與輸入軸連為一個整體，雖然 作，但由于 緣故，無法阻止共用太陽輪與前齒圈一道順時針轉動。在前行星排中，已有兩個元件同速同方向轉動，所以前行星架必與它們一道旋轉，以不變的轉速經輸出軸將動力輸出。與前進檔的 2 檔相同的是，這時后行星排也處于空轉狀態(tài)。 （ 4）超速檔（ 4 檔） 若汽車的行駛速度更高，那么，在按下超速檔開關后，汽車將自動地以超速檔，即 4 檔行駛。在該檔位下，參與工作的執(zhí)行機構元件有 0、 動力傳動路徑如圖 示。 圖 傳動路線 （ 5） 倒檔（ 倒檔時參與工作的執(zhí)行機構元件 有 3，其動力傳動路徑如圖 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對應的 紙 14951605 或 1304139763 圖 R 檔傳動路線 章小結 自動變速器之所以被廣泛的用于現代汽車上，主要是 由于 自動變速器根據汽車速度、發(fā)動機轉速、動力負荷等因素自動進行升降檔位，不需由駕駛者操作離合器換檔，因此操作 方便。特別在交通比較擁擠的城區(qū)馬路行駛，自動變速器體現出很好的便利性。自動變速器比手動變速器復雜得多，有很多方面不相同，但最大的區(qū)別在于控制方面。手動變速器由駕駛員操縱檔位，加檔或減檔由人工操作，而自動變速器是由機器自動控制檔位，變換檔位是由液壓控制裝置進行的。 本章主要介紹了花冠 而為該實驗臺的工作原理打下堅實的基礎。 2 2 3 檔（“ D”、“ 2”范圍） ○ ○ 發(fā)動機制動（“ L”范圍） ○ ○ ○ 二檔（“ D”范圍） ○ ○ ○ 發(fā)動機制動（“ 2”范圍） ○ ○ ○ ○ 三檔 ○ ○ ○ 倒檔 ○ ○ 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對應的 紙 14951605 或 1304139763 第 3 章 自動變速器性能檢測診斷技術 動變速器實驗臺的使用故障模擬 首先我們要了解 故障代碼所表示的故障部位，然后就可以在教學過程中通過通斷開關、連接線路等人為設置故障 ，而其中 自動變速器試驗臺的測試內容、項目、流程的制定， 都應建立在了解 自動變速器結構 的基礎上進行的 ， 這就要求我們 分析出哪些參數能表明自動變速器各零部件工作正常與否；其次應總結現有試驗方法、流程，得出適合臺架試驗的實驗方法，以便更高效、全面地測試變速器的工作參數、了解其性能狀況。 障代碼讀取 表 冠 代碼 診斷 故障部位 42 1號車速傳感器故障 1號車速傳感器 1號車速傳感器配線或連接器 6 4號電磁閥開路或短路 4號電磁閥 4號電磁閥配線或連接器 1 2號車速傳感器信號故障 2號車速傳感器 2號車速傳感器配線或連接器 62 1號電磁閥開路或短路 1號或 2號電磁閥 1號或 2號電磁閥配線或連接器 3 2號電磁閥開路或短路 64 3號電磁閥開路或短路 3號電磁閥 3號電磁閥配線或連接器 7 O/O/傳感器 O/O/8 自動跳合開關短路 自動跳合開關 自動跳合開關配線或連接器 2：如系機械故障（如閥卡滯）則不顯示編碼。 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對應的 紙 14951605 或 1304139763 將點火開關擰至 “置，但不起動發(fā)動機。將模式選擇開關選定在 “正常 )位置。用一導線短接故障診斷插座上的 1端子。根據 “O/D 示燈閃爍次數，讀取故障碼。 “O/D 示燈顯示正常碼，可判斷出故障部位不在電子控制系統(tǒng)，而是在液壓控制系統(tǒng)或機械系統(tǒng)。 動變速器實驗臺試驗內 容 1991 年汽車制造業(yè)就“汽車液力變速器臺架性能試驗方法 (29033 一 91)”制定了行業(yè)標準，并于 2005 年進行了修訂，在此標準中就制造廠生產的自動變 速器試驗項目、測量參數、試驗條件、試驗設備和測量儀器、試驗方法、數據處理及試驗報告等項目進行了規(guī)范。 自動變速器 綜合性能實驗臺 主要應具備以 下 功能： (1)系統(tǒng)結構簡潔明快，關鍵組成部件可靠性高； (2)操作簡單、維護方便，能在 實驗室教學的環(huán)境下 穩(wěn)定工作； (3)具有 進行模擬換檔實驗的功能 ； (4)能進行自動變速器時間滯后實驗； (5)能對自動變速器 位和油品檢驗 ； (6)通過對診斷端子和自診斷接口的檢測對自動變速器進行故障模擬和檢測實驗，準確找出故障部位并進行分析和維修 ； (7)測試自動變速器的 P， R， N， D 檔在規(guī)定轉速下的各相關油壓、油溫； 驗方法及步驟制定 (1)實 驗前應將 自動 變速器 溫升至廠家規(guī)定的正常工作溫度，一般約為 60～140℃ 。 將換擋桿在各個檔位稍微停放后再移到 P 位，拆下 位螺栓，檢查 的顏色、粘度和氣味是否正常。 (2)在 空載 時，測試 800r/于 采用的測試 轉速略有不同 )即怠速狀況下， P 檔和 N 檔各油壓、油溫、輸入轉速 值 。測試 1500r/正常行駛狀況下， ～ 4 檔的各參數值 (包括輸出轉速 )，應注意升檔、降檔時同一壓力的變化是否正常；記錄 1～ 4 檔 ， 4～ 1 檔 換檔是否順暢、正常。 (3)自動變速器在 R、 D、 N、 P 各檔之間進行換擋實驗，檢查換擋執(zhí)行元件從開始結合到完全結合所需要的時間來綜合分析換擋執(zhí)行元件（離合器、制動器等）及其控制油壓是否正常。 a)啟動電動機并檢查怠速。標準怠速轉速： 800r/速桿處 N 位 ) b)將變速桿從 N 位推入 D 位置，用秒表測量 從推動變速桿到有振動感覺所需的時間。遲滯時間：應小于 c)用同樣的方法，測量由 N 位換至 R 位置的遲滯時間。遲滯時間：應小于 買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對應的 紙 14951605 或 1304139763 (4)在進行以上實驗的時候，可以在工作過程中，借用測聽儀器或木棍來測聽變速器各個零部件是否有異響及換擋是否平穩(wěn)。 障排查流程 （ 1）如果輸出故障碼 42、 61、 62或 63， “O/D 示燈將開始閃爍，以警告駕駛員。然而，沖擊或振動會使閃爍停止，但是故障碼仍會保留在發(fā)動機與 至消除為止。 （ 2）故障碼 64無警告。 （ 3）如果 1號和 2號車速傳感器同時發(fā)生故障，則無故障碼出現，而且故障保險系統(tǒng)將不起作用。但是，當在 論車速高低，變速器將不會從 1檔升檔。 （ 1）故障碼 42（ 1 號車速傳感器） 。 章小結 面對激烈競爭的國際和國內的汽車市場以及我國汽車工業(yè)的現狀，我們有必要加強在汽車專業(yè)教學中對自動變速器的學習和認識，而本課題開發(fā)出的實驗系統(tǒng)，就是學生學習自動變速器的結構、原理、故障診斷的良好平臺。由于在使用過程中，有很多故障是不可預知的，但卻肯定是有因可尋 的，所以當遇上除了上述可能出現的故障時，只要按照上述排查故障的方法去分析排查，最終肯定可以將故障排除。 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對應的 紙 14951605 或 1304139763 第 4 章 自動變速器實驗臺總體結構的設計 當今社會，汽車為人們提供了便利的交通條件，因此近年來汽車保有量也大幅增加，隨之而來的便是對汽車專業(yè)類人才的需求越來越大，與此同時教學演示實驗臺便成為了廣大汽車專業(yè)師生的有效學習途徑。本次設計的花冠 動變速器試驗臺便是一種非常直觀的 汽車專業(yè)教學 儀器 ， 主要用來演示變速器的工作狀況，動力傳遞，故障模擬等內容。因為該實驗臺用于教學演示，那么就要求該實驗臺 結構 布置簡潔合理，系統(tǒng)工作過程直觀，實驗臺需具備可供學生親自動手實踐的功能以深刻印象，結合書本上所學的理論知識，最終達到良好的教學效果。 驗臺的組成及布置 本次設計的花冠 動變速器實驗臺是一個集 機械 、 電器 、 油液 為一體的 臺架式實驗 設備， 它主要由臺架、變速器、電機、變頻調速器、 變矩器及變速器裝夾機構 等構成?；静季秩鐖D 示。 圖 冠 驗臺主體部分 基本布局 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對應的 紙 14951605 或 1304139763 動變速器實驗臺臺架設計 此次設計的 自動變速器實驗臺架主要用于安裝 花冠 動電機 、變頻器、換檔桿、顯示面板及其他需要安裝的部分。 實驗臺架設計 鑒于教學實驗臺的使用特點，為方便老師教學指導和學生觀察學習，本次設計的自動變速器實驗臺也始終圍繞該前提，提出設計方案?？紤]到 該 實驗臺用于室內 演示教學，所以在滿足系統(tǒng)硬件安置空間的前提下，外型尺寸不宜過大，同時考慮方便學生觀察 學習 也不能過 小 ， 因此 確定外型尺寸（長 × 寬 × 高）為 1000×8 00×1800實驗臺架 主要 采用 鋼架 結構 來 支撐 全部組件 ，外觀采用較為普遍的 L 型臺架 ， 這樣既能減少材料節(jié)省成本，也減輕了整個實驗臺的質量，便于整體移 動。 整體布局如圖 (a) 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對應的 紙 14951605 或 1304139763 (b) (c) 帶輪； 圖 驗臺總體結構示意圖 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對應的 紙 14951605 或 1304139763 定位件的校核 花冠 動變速器 由前后 、大小 兩個定位件對其進行托舉固定，其定位件是四個直徑為 10由于 自動變速器 未有 其他托舉定位件 ， 因此該 四個螺釘平均承受自動變速器重力，此處的受力為剪應力。 自動變速器的重力 G=600N， 每個螺釘承受的剪力為G=125N。 所以 ? ?2 324 1 2 5 1 . 9 1 5 044 (1 0 1 0 ) d M P a M P ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ??因此 該定位件符合強度要求。 示面板的設計 本實驗臺的顯示面板是教學過程中主要的顯示區(qū)域，因此對顯示面板要求展示直觀，便于觀察。 因此 確定外型尺寸（長 × 寬 × 高）為 1000× 200× 700該 顯示面板上固定 有組合儀表， 電控單元 腦檢測端子 ，指示燈 等，并根據需要在顯示面板上繪制 電控系統(tǒng) 電路。 該 顯示面板的背面 為可開放式箱體 ， 整個實驗臺 系統(tǒng)線束布置在顯示面板的背面，將需要檢測的線路引出到顯示面板正面的檢測插孔或檢測柱上，以便于 在工作時進行故障模擬以及 進行檢測。 合儀表的布置 鑒于花冠 動變速器在工作時，要 監(jiān)測自動變速器在不同工況和各個檔位下運行時的壓力， 因此 在實驗臺顯示面板 上需要 安裝自動變速器主油路壓力表、 1 檔和 2 檔位工作油壓表等 。 自動變速器主油壓表的 液壓管路從自動變速器的主油壓檢測孔引出；檔位工作油壓表的液壓管路從自動變速器換檔閥泄油口引出 ，另一端與油壓表相連。 這些油壓表的末端固定在顯示面板后面的箱體里，為了易于觀察， 需 將表盤引出 并且安裝在顯示面板的明顯位置 。 腦檢測端子的設置 通過顯而易見的電腦檢測端子，配合萬用表檢測如節(jié)氣門位置傳感器、車速傳感器、 O/D 檔速度傳感器、電磁閥等各種傳感器和執(zhí)行器的電壓及電阻值，這樣就可以檢測出自動變速器是否正常。 在實驗臺的顯示面板上布置 花冠 動變速器的控制電路，控制電路中有各引腳所表 示元件的電路圖，將 需要檢測的引腳引出來布置到電路圖中，再以檢測端子的形式布置在顯示面板上。 動變速器電子控制單元 (電子控制系統(tǒng)的作用是控制換檔工作點和鎖止離合器的工作狀況，其組成有傳感器、 中 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對應的 紙 14951605 或 1304139763 時機和鎖止時刻，并相應地控制液壓控制系統(tǒng)的電磁閥。 花冠 制換檔時機、控制超速擋、控制鎖止離合器、鎖止系統(tǒng)的強制解除等。由于本實驗臺主要使進行教學演示工作， 因 此只討論換 檔控制的實現。自動變速器的換檔主要依據是行駛車速和發(fā)動機節(jié)氣門開度 2個信號。 根據這兩個信號控制 1號、 2號電磁閥的通、斷，從而控制每一個換檔閥打開或關閉通往離合器的油道，去完成變速器的升檔或降檔。 同時，為了豐富換檔控制內容，提高控制質量，本設計將給自動變速器提供一些輔助信號，包括換檔手柄位置信號、發(fā)動機轉速信號、變速器轉速信號、變速器油溫信號、發(fā)動機水溫信號等。因此，設計中將發(fā)動機轉速傳感器檢測的信號用三相電機輸出軸的轉速信號來代替，節(jié)氣門位置傳感器采集的節(jié)氣門開度信號來自節(jié)氣門控制單元，而氣門控 制單元裝在自動變速器殼體上。變速器轉速傳感器、油溫傳感器和車速傳感器均裝在變速器殼體上，發(fā)動機水溫信號采用發(fā)動機電控單元中固定水溫值。將以上這些信號輸入到電控單元 而使自動變速器實現檔位的自動變換?？刂品椒ㄈ鐖D 車速傳感器 節(jié)氣門位置傳感器 換檔手柄位置傳感器 發(fā)動機轉速傳感器 變速器轉速傳感器 變速器油溫傳感器 圖 自動變速器自動換檔的控制方法 動變速器的結構簡圖的布置 通過換檔桿位置的移動，實現自動變速器實驗臺的換檔，同時在顯示面板的中間布置一個能夠顯示自動變速器的各個檔位的離合器及制動器的工作狀態(tài) ， 自動變速器結構簡圖，給學生一個直觀的參照，可以更好的通過自動變速器實驗臺學習并掌握自 現自動換檔 發(fā)動機水溫傳感器 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對應的 紙 14951605 或 1304139763 動變速器的工作和換檔原理。 表 冠 動變速器各元件工作情況表 變速桿位置 檔位 1 0 2 0 2 P 停車 ○ R 倒車 ○ ○ ○ ○ N 空檔 ○ D 1 檔 ○ ○ ○ ○ 2 檔 ○ ○ ○ ○ ○ 3 檔 ○ ○ ○ ○ ○ O/D 檔 ○ ○ ○ ○ 2 1 檔 ○ ○ ○ 2 檔 ○ ○ ○ ○ ○ ○ 3 檔 ○ ○ ○ ○ ○ L 1 檔 ○ ○ ○ ○ ○ 2 檔 ○ ○ ○ ○ ○ ○ 注 1:在 L 位 2 檔只能降檔，無升檔。 注 2:○ 表示投入工作。 注 3:各字母所代表的元件如上表。 氣門傳感器開度控制旋 鈕的布置 自動變速器實驗臺是根據實際汽車行駛狀態(tài)而設計的， 自動變速器的換擋主要依據是行駛車速和 節(jié)氣門開度 2個信號。發(fā)動機轉速傳感器檢測的信號用三相電機輸出軸的轉速信號來代替，節(jié)氣門位置傳感器采集的節(jié)氣門開度信號來自節(jié)氣門控制單元，而節(jié)氣門控制單元裝在自動變速器殼體上，通過人為的改變節(jié)氣門的開度模擬發(fā)動機負荷的變化。采用一個 2～ 5電位計兩端施加這個 5過 節(jié)氣門傳感器 開度控制旋鈕 改變電位計滑動變阻器的電阻值從而改變節(jié)氣門傳感器開度。其控制方式如圖 圖 氣門傳感器控制圖 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對應的 紙 14951605 或 1304139763 他布置 自動變速器實驗臺的顯示面板除了應有上述布置，還應布置電源開關、點火開關、檔位指示燈、診斷端子、變頻器調速旋鈕等裝置。布置位置依據操作簡便、安全的原則進行安排。 章小結 該章主要介紹了花冠 動變速器實驗臺的整體結構和布局，整體設計遵循人機工程學理論設計，以學生觀察學習為基礎，從操作簡便和安全角度出發(fā)進行了 設計。最終實現整體布局合理，演示效果明顯，能夠實現理論學習和實踐運用相結合。 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對應的 紙 14951605 或 1304139763 第 5 章 自動變速器實驗臺動力源的設計 該實驗臺的動力源部分是整個實驗臺比較主要的部分之一，不僅要保證動力供給的要求，又要滿足合理模擬發(fā)動機的轉速。根據自動變速器實驗測試方法要求，實驗臺的設計需要實現對于系統(tǒng)工作壓力的測試，包括換擋過程演示、傳感器信號測試等功能，滿足汽車專業(yè)實驗教學的要求。因此，實驗臺需要動力源拖動自動變速器運轉，進而使得整個實驗臺的正常工作，最終達到演示效果。 根據實驗臺架設計方案，結合元器件布置方式，采用電動 機拖動變速器運轉，實現上述功能。本章依據實驗臺工作轉速要求，進行電機拖動設計，包括電機的選擇，調速功能的設計以及傳動裝置的設計。 驗臺動力的設計 自動變速器實驗臺由多個元器件組成，在選擇部件的同時還應考慮到實用性、使用環(huán)境、制造成本、安全性等多方面的因素。 驗臺電源的選擇 在該套自動變速器實驗臺系統(tǒng)中，需要使用到電源的有自動變速器 元器件 （ 12V）、電動機（ 380V）?？刂齐娐凡糠植捎?12V 的蓄電池作為電源，機械部分則將 380V 作為驅動電機的電源。 動電機的選擇 在本系統(tǒng) 中，電動機是實驗臺的動力源，為了模擬自動變速器不同車速下的運動，要求電動機調速方便，啟動較快。 1、選擇電動機的類型和機構形式 電動機是系列化的標準產品，其中以三相異步電機應用為最廣。 Y 系列電動機是一般用途的全封閉自扇冷鼠籠式三相異步電機，適用于不易燃燒、不易爆、無腐蝕和無特殊要求的機械。 鼠簽式與 繞線式三相異步電適用的機械設備有金屬切削機床，風機，輸送機、攪拌機、農業(yè)機械、食品機械等。為冶金、起重電機，具有較小的轉動慣量和較大的過載能力，用于頻繁起動、制動和正反轉場合，如起重、提升設備上。 其結構有開啟式、防護式、封閉式和防爆式，可根據工作條件來選擇。 2、確定電動機的轉速 同一功率的異步電動機有同步轉速 3000、 1500、 1000、 750r/幾種。一般來說，電動機的同步轉速愈高，磁極對數愈少，外廓尺寸愈小，價格愈低；反之，轉速愈低，外廓尺寸愈大，價格愈貴。當工作機轉速高時，選用高速電動機較經濟。但若購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對應的 紙 14951605 或 1304139763 工作機轉速較低也選用高速電動機，則總傳動比增大，會導致傳動裝置結構復雜，造價較高。 因自動變速器轉速能達到 6200r/于高轉速，故選 3000r/高速電動機較經濟。并且該實 驗臺只是用于教學實驗，選用外廓尺寸小、價格低的高速電動機較為合適。 3、確定電動機的功率 電動機的功率選擇是否合適，對電動機的正常工作和經濟性都有影響。功率選得過小，不能保證工作機的正常工作或使電動機長期過載而過早損壞；功率選得過大，則電動機價格高，且經常不在滿載下運行，電動機效率和功率因數都較低，造成很大的浪費。 電動機功率的確定，主要與 其 載荷大小、工作時間長短、發(fā)熱多少有關。對于長期連續(xù)工作、載荷較穩(wěn)定的機械 (如連續(xù)運輸機、鼓風機等 )，可根據電動機所需的 功率 選擇，而不必校驗電動機的發(fā)熱和起動力矩。 選擇時，應使電動機的額定功率d，即 d。對于間歇工作的機械， d。 由于該實驗臺工作時，自動變速器為空載，所需的轉矩能帶動其轉動即可，此處選取轉矩 T=2N·m，它的轉速為 200 r/自動變速器所需的輸入功率為 550=2×6200/9550=動裝置采用 V 帶傳動，其傳動效率為 以電動機所需的功率 w/ 綜上所述，在本設計中，自動變速器的轉