【汽车变速器的故障诊断维修和案例分析9700字（论文）】

汽车变速器的故障诊断维修和案例分析TOC\o"1-3"\h\u8655一、绪论 一、绪论1.1研究背景随着人们生活质量的提高，对汽车的需求和对变速箱的购买力也在增加。在这方面，更高的要求也适用于汽车的功能，特别是由于安全原因与动力需求。自动变速箱是许多汽车的重要组成部分，结构更复杂，工作环境更差，工作时间长，所以容易出错如果带有自动变速器的汽车在行驶时油色异常，出现焦味，较高的发动机转速或明显降低的速度，这表明自动变速箱可能存在故障。在减少传动轴故障的情况下，汽车通常不会立即失去驾驶技能，也不容易识别。但是，如果不能及时修理，其损坏将逐渐增加，最终重要零件将受到严重损坏，造成修理损失。在其传动装置的运动部件的工作状态下，行驶中的汽车处于过载状态，行驶中的汽车通常必须在复杂的道路条件下换档。当换档时，由于齿轮和齿轮的相对运动的变化以及在变速器内的轴之间发生碰撞，这导致变速器的不同部分的相互磨损。如果驾驶员工作不当，或者如果未正确调整齿轮，则这种磨损会加剧，这将影响传输的寿命。在严重的情况下，变速箱部件可能会受损，导致变速箱失灵，最终影响汽车的安全运行。对传输的故障进行快速，准确的故障诊断以及对检测到的故障进行预处理，以确保车辆的正常切换和正常运行，对于提高驾驶安全性和减少乘客伤亡至关重要。1.2研究意义行驶中的汽车，对于其变速器各个运动机件的工作状态而言，处于超负荷状态；行驶的汽车，在复杂路况时，必须进行频繁的变换档位。在进行换挡这一过程之中，变速器内部因其齿轮与齿轮间及与轴之间相对运动的改变，致使碰撞冲击出现，带来变速器各部机件的相互磨损，如果驾驶员出现不合理操作或者不妥档位调整时这种磨损将更为激烈，损耗变速器使用寿命，严重时可能把变速器机件损坏掉，从而引起汽车变速器出现故障，最终影响到汽车的安全行驶。对变速器进行快速精准地故障诊断并对发现的故障进行预处理，来保障车辆正常的换挡与运行，这对提高行车可靠性和同时在减少乘客伤亡等方面具有重要意义。1.3国内研究现状国内汽车产业虽然取得了比较大的进步，产品的国际竞争力不断提高，然而一些核心技术与国外仍然存在比较大的差距。其中自动变速器便是其一。由于尚未实现真正的产业化，尚处在受制于人的局面。液力自动变速器已有60多年的历史，技术成熟、性能可靠，目前国外轿车上普遍使用的是AT，并且AT也几乎成为自动变速器的代名词[1]。针对我国汽车产业现状，发展AMT技术，一方面可以甩开自动变速器的生产弱势，充分利用现有的已经很成熟的机械变速器产业达到自动操纵；另一方面能避开传统AT技术耗油量太高的缺点，达到能效与自动的双赢。发展AMT的好处，是保护国内的汽车产业安全。目前国内汽车整车产业看上去发展势头很好，但部件生产却没有跟上，一些最核心的部件仍然依赖进口，最关键的技术不在我们的掌握之中，使我们的产业链相当脆弱。现在，国内AMT技术的研究并不比国外差，只要抓住时机，尽快制定产业标准，我们就将拥有自主知识产权的AMT产业[2]。Sprintshifi机械式自动变速器主要应用在奔驰Sprinter商用车上。奔驰公司首先在南美推广这种新车型，陔公司在该品牌商Hj车的各种车型把AMT作为选配件。德国用户对这款AMT非常欢迎。AMT--7作为一种取消换挡和离合器操纵的全自动AMT，自l999年1月推向市场。TIC公司开发的AMT--7机械式自动变速器是当时中型商用车市场上唯一的AMT。在欧洲，因为DCT技术发展比较成熟，节油效果明显，市场份额逐年上升。而在美国和日本，鉴于其燃油经济性的优势，DCT也逐渐受到重视，但普及程度较低。随着计算机的普及以及人工智能技术的发展，特别是专家系统、人工神经网络在故障诊断领域的进一步应用，为智能汽车自动变速器故障诊断的发展奠定了基础。国外对自动变速器汽车故障诊断专家系统进行了大量的研究，并进行了试运作和评价，部分诊断专家系统已经走向成熟和实用化。二、汽车变速器相关概述2.1变速器的功能变速器是一种可改变传动比的齿轮传动装置，又称为变速箱，位于发动机的主动轴和从动轴之间，主要用于改变汽车的运转速度，以适应汽车在不同的行驶条件下，对驱动车轮牵引力及车速不同要求的需要。发动机的工作范围是被规定在怠速和最高转速之间的。而在整个运行范围内，发动机输出的扭矩和功率并不能保持一致，其相应的最大值只能在规定的转速出现。由于发动机和汽车需求之间的矛盾，才有了变速器生存的原因。为了满足汽车和发动机在不同的扭矩和转速下都能协调工作，变速器往往被设计成具有多个挡位可以选择。（1）改变传动比[3]。变速器的作用之一就是改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，如起步、加速、上坡等，在不同的行驶条件下，变速器就发挥其作用，改变传动比，满足不同的行驶条件对牵引力的需要，使得发动机工作在最好的状态下。；（2）实现倒车。因为发动机在发动之后只会朝着一个方向转，利用倒档，在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒退行驶；（3）中断动力。在汽车未熄火时置于空挡，离开驾驶座位，变速器也可以做到不输出动力。利用空档，中断动力传递，以使发动机能够起动、怠速、并便于变速器换档或进行动力传输。2.2按操纵方式的变速器分类以及工作原理按操纵方式，变速器又可分为手动变速器、自动变速器和半自动变速器三种[4]。2.2.1手动变速器手动变速器靠驾驶员直接操纵变速杆换档，为大多数汽车所采用。手动变速器采用五档手动变速器，由传动机构、操作机构和变速器壳体等组成。（图2.1）图2.1桑塔纳2000系列轿车手动变速器结构1-变速器壳体；2-输入轴三档齿轮；3-倒档齿轮；4-倒档轴；5-输入轴一档齿轮；6-输入轴五档齿轮；7-输出轴二档齿轮；8-轴出轴四档齿轮；9-输出轴；10-输入轴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。动力输入轴与离合器相连，从离合器传递来的动力直接通过输入轴传递给齿轮组，齿轮组是由直径不同的齿轮组成的，不同的齿轮组合则产生不同的齿比，平常驾驶中的换挡也就是指换齿轮比。输入轴的动力通过齿轮间的传递，再由输出轴传递给车轮，这就是一台手动变速器的基本工作原理。2.2.2自动变速器自动式变速器的传动比选择（换档）是自动进行的。即档位的变换是借助反映发动机负荷和车速的信号系统来控制换档系统的执行元件实现的，驾驶员只需操纵加速踏板，即可控制车速。图2.2自动变速器的结构汽车自动变速器由变矩器、齿轮传动机构、液压控制系统、电子控制系统及冷却润滑系统组成。其中，电控系统采用微机控制，提高了自动变速器的技术性能，同时，在进行自动变速器故障诊断与分析过程中，电控系统的检测成为一个重要因素。（1）液力变矩器：液力变矩器与液力耦合器结构相似，如图2.3所示，泵轮、涡轮及导轮是组成液力变矩三个基本元件。图2.3液力变矩器结构示意图1-发动机曲轴2-液力变矩器壳体3-涡轮4-泵轮5-导轮6-导轮固定套7-从动轴8-启动齿圈图2.4液力变矩器泵轮在变矩器壳体中，许多曲面叶片径向安装在里面，提供一通道使工作液流动畅通。变矩器通常驱动端盖与发动机曲轴相连接。（2）行星轮变速器机构：行星齿轮是自动变速不可或缺的一部分，它主要是有直径大小不同太阳轮、长行星轮和短行星齿轮以及内齿圈、行星架元件组成，如图1.5所式。图2.5行星齿轮机构1-输入轴2-第2太阳轮3-主太阳轮4-第2行星架5-主行星架6-行星架7-齿圈8-输出轴C1前多片离合器C2后多片离合器B1前制动器B2后制动器F1单向离合器通过行星齿轮机构的齿轮换挡，变速比的变化是通过不同的元件有源部件和上运动的不同组成部分的限制。速比在改变过程中，行星齿轮组还在运转，动力传递不会中断，最终实现动力换挡。（3）离合器：目前自动变速器具有多片湿式离合器和液压的组合和分离控制，它有一个感光鼓的离合器，离合器活塞组件，回位弹簧组件、钢片、摩擦片、调整垫片、离合器毂、卡环等，如图1.6所示。图2.6离合器（4）制动器：制动器的作用是把行星轮机构中的太阳轮、齿圈与行星架这三个元件其中一个与变速器壳体相连接的，使元件被固定防止其旋转，制动器结构比较多。多片湿式制动器。多片湿式制动器是有制动鼓制动器活塞、回位弹簧、钢片、摩擦片及制动鼓等部件构成，如图2.7所示。图2.7湿式多片制动器2.2.3半自动变速器半自动操纵式变速器有两种形式。一种是常见的几个档位自动操纵，其余档位则由驾驶员操纵；另一种是预选式，即驾驶员预先用按钮选定档位，在踩下离合器踏板后松开加速踏板时，接通自动控制和执行机构进行自动换档。基本上都是平行轴式齿轮变速结构，无论在设计技术或者生产技术上均有相同的特征。在多轴驱动的汽车上，变速器之后还装有分动器，以便把转矩分别输送给各驱动桥。半自动变速器拥有的基本机械构造类似于手动变速器，变速箱里面仍为传统手排构造的离合器则由电脑操控，驾驶人只需换档不需管离合器。霍尔传感器感知换挡请求，同时变速器内还有一个传感器接收当前车速及已选定档位等信息。离合器在电子设备的驱动下能自动选择适当的换挡时刻和换挡力矩，快速平稳地转换档位。三、汽车变速器的工作原理正常情况下齿轮的齿数都是固定的，因此一对配对的齿轮传动比也是固定的，在齿轮箱中，多个齿轮组成一定数量的传动比，通过调整不同的配对齿轮，可以实现最终输出速度和扭矩的改变。为了更清晰的了解变速器的变速原理，设定不同齿数的齿轮传递效率，驱动速度，齿数，从动轮为和。如果是小齿轮作为主动轮，则实现减速效果，反之，如果是大齿轮作为主动轮，则实现加速效果。因为=，而传动比为=/=/。通常，传动比可以通过配对齿轮的转速或者齿轮来表示，如下所示：依据此传动比的定义，在设计变速箱时可以通过调整不同齿数的齿轮来实现传动速度的调整。3.1车辆行驶准备为了使汽车能够使用，司机必须按下刹车踏板，选择一个P或N变速杆，按下启动按钮，可以激活高压系统和12V系统，这些系统自动监测高压电池的充电情况。（1）如果高压电池的正常状态高于34%，按下启动按钮后，电动机就会启动。额外的转运油水泵产生足够大的系统压力来带动连接器，这样发动机就可以启动引擎。一旦发动机启动，电动机就会启动，而操纵杆则保持在P挡或N挡。。发动机提供足够的动力，将速度提高到1430r/min，然后组合仪器显示“动力准备”，功率表上的指针表示“ready”。（2）如果完全高压电池充电模式内低于34%，电动机工作短时间依照例行检查，通过传动系统的功率最小，而刹车制动会工作，直至将变速杆转向D、S或R之前,切换到D、S或R然后组合仪表上显示状态信息“混动力准备”，功率表上的指示器表示“ready”的位置。3.2车辆起步汽车运动处于准备状态,制动B1和C1离合器连接,如果选择杆切换到D挡或S挡。如果将变速杆转向R挡，离合器C2也切换对接，除了制动B1与设置R挡，同时制动B2断开连接,直到启动。3.3车辆正常行驶用发动机驱动车辆行驶时，以1挡的动力传递为例，此挡位下工作的换挡元件有制动器B1、B2和离合器C1、C2、C3、C4，传递路径为发动机→离合器B1→变速器输入轴→离合器C1→C3→P3→速度输出轴。四、汽车自动变速器的维护方法4.1液力变矩器的维护汽车的自动变速器的液力变矩器的壳体具有整体焊接结构，并且不能被拆卸。除了导轮的倒档离合器和锁止离合器的压板之外，在变矩器内部没有部件相互接触，因此在使用过程中基本上不会发生故障。变矩器的维护工作主要是清洁和检查。（1）液力变矩器的清洗自动变速器的液压油污染主要表现为油中存在金属粉末。这些金属粉末中的大多数来自开关执行器的损耗。液力变矩器的清洁步骤如下：1）变矩器中各处都残留有液压油。2）向变矩器添加清洁的液压油以清洁内部，然后倒出液压油。3）在变矩器中注满干净的液压油，并在清洁后将其倒出。4）清洗液力变矩器零件，并使用压缩空气干燥处理。5）用压缩空气吹干所有供油孔或油道，以确保清洁。在清洗台上旋转液力变矩器时，还可以添加特殊的清洁剂，同时不断注入压缩空气以保持清洁液正常工作。要取出清洁液，可以在变矩器的最外表面上钻一个孔，让清洁液排出15分钟后，使用铆钉密封孔。（2）液力变矩器的检查1）检查外部变矩器是否损坏和破裂，衬套外径是否磨损以及驱动油泵衬套的间隙是否损，。出现异常时，应更换变矩器组件。2）将变矩器安装在发动机上，并用它检查变矩器衬套的挠度。如果在飞轮旋转一圈时百分表指针的偏差大于0.03mm，则应通过重新安装转换角进行校正，并标出校正后的位置以确保正确安装。如果无法纠正，则应更换变矩器。3）单向超越离合器的检查：将单向超越离合器的内部驱动杆插入变矩器，单向超越离合器的外座圈插入变矩器，机油泵的驱动间隙粘在衬套上，向内转动驱动杆检查单向锁止离合器是否正常工作：单向超速离合器应顺时针锁定，并应能够自动顺时针旋转。如果出现异常，则单向超速离合器损坏，应更换变矩器。4.2液压泵的维护（1）使用塞尺检查齿轮和泵体之间的方向间隙。大多数具有自动速度控制功能的液压泵的外齿轮与泵体之间的正常共同工作间隙在0.08至0.15毫米之间。如果超过国家标准大约0.25毫米，液压泵的工作油很低，主油路的油压也太低。必须更换液压泵。（2）用塞尺检查液体压力汞的内齿和分离器之间的间隙。圆周间隙通常为0.08至0.15毫米。如果超过0.25mm，同样会导致主回路中的油压过低。（3）用钢尺和塞尺检查齿轮和泵壳之间的间隙。估计的正常工作间隙为0.02至0.04mm。如果故障为0.08mm，则液压泵的液压压力太低，最终导致主油道路机油压力太低。4.3阀体的维护阀体是自动变速器最精确的组件之一。它的性能直接影响自动变速器的换档规则是否正常。当自动变速箱的换档异常或摩擦盘摩擦严重并且阀板上存在大量摩擦粉时，才可拆卸和维修阀板。当前严格禁止汽车制造商进行阀体自行维护，容易维护过程中损坏阀体。4.4变速器油冷却器的维护（1）检查变速箱油冷却器和油管，每个连接处是否漏油。更换相应连接上的O形圈以防漏油。（2）如果发现冷却器或油管有故障，则应将其更换或拆卸和修理，然后再更换。（3）检查散热器是否堵塞后，自动变速箱油不能执行较大的循环，从而导致自动变速箱油在高温下工作并氧化。如果发现自动变速箱的温度过高，则应拆下自动变速箱的冷却管，并在冷却器侧面用200Pa压缩空气加压。如果压缩空气可以清除冷却器中的残留物，则将不使用冷却器清洁或更换。如果压缩空气无法去除冷却器中的残留物，则必须清洁或更换冷却器。五、汽车变速器故障案例分析5.1汽车无法正常行驶（1）故障表现一旦汽车起步，汽车在倒档或运转时就没有反应。当汽车熄火并冷却至常温时，汽车可以在启动操作后行驶一定距离，并且在高温时汽车无法正常行驶。（2）原因分析根据汽车的故障情况，可以考虑由于变速箱损坏而导致的机油泄漏而导致的许多故障。另外，这可能是由于手柄和摇臂之间的连接松动造成的，因此在操作过程中手柄无法控制摇臂，从而导致汽车保持空档。油泵也有明确的连接。在行驶过程中，如果油泵中的过滤器堵塞或油路泄漏，可能会影响汽车的运行。（3）诊断故障和排除故障首先，可以从变速箱上拆下油尺以确定液压油的量。如果在油管中未发现油液，则表明油箱中没有液压油。进行下一步是检查。检查手柄和摇臂之间的连杆，并检查末端是否松动。在这种情况下，请重新安装安装件，然后调整手柄的位置。发现此手柄和摇臂连杆没有问题，则应从机油回路的压力测试孔中卸下螺栓，同时启动发动机，并检查液态机油是否已泄漏。液态机油没有泄漏，则可以证明机油泵已损坏，需要卸下机油泵并更换新的机油泵。再查看液体油泄漏量，发现只有少量油液泄露，则应打开油箱底部并检查过滤器是否堵塞。发现过滤器出现堵塞，进行及时拆除和维修，故障排除。5.2变速器制动能力减弱（1）故障表现起动汽车时，增加的推力可使发动机旋转得更快，但是汽车的加速效果并不明显。驾驶时踩下油门，发动机速度更快，但速度更快。汽车没有明显改变。在道路上，汽车将能够正常行驶；在高速公路上，按下加速器，发动机速度将提高，汽车动力输出能力不足。（2）原因分析变速箱中没有足够的油，或油太多。在机油不足的情况下，难以为汽车提供制动器，并且如果机油过多，则在行驶时各种齿轮结构的相互作用将导致液态机油形成气泡，从而对其产生影响。油箱中的联轴器制动带或摩擦率严重磨损；过多使用机油泵，可能会导致机油泵的强度降低；油路泄漏并导致油量减少，该油量太少而不会影响油路的油压；离合器滑块，离合器和制动设备之间的密封圈变旧，并且机油泄漏。（2）诊断故障和排除故障对于这种故障，首先检查齿轮箱中的油位，然后检查液态油的质量。如果油位过高，则需要对其进行调节，然后检查汽车的制动情况。检查不同档位和发动机旋转时汽车的制动状态。如果踩下油门踏板后汽车的制动性能不强，出现制动性能较弱的情况，然后检查其油路的油压，发现油压正常。当油路的油压正常时，只需要跟换变速箱的密封圈和摩擦板，再次运行汽车制动恢复正常，故障排除。5.3变速器升档延迟现象（1）故障表现汽车行驶过程中，发动机转速非常快，然后汽车的速度发生了变化。通常的升档方式是确保升档按时完成操作，必须先执行升档，然后踩加速器，才会进入升档。（2）原因分析此故障功能可能与节气门中的传感器有关，如果传感器调整不当或传感器损坏，可能会导致延迟增加。这也与调速器的运作状态有关。如果调速器停止转动，或者调速器上的弹簧压力过高而螺栓松开，则壳体会上下振动来并磨损油路，造成漏油并导致升档延迟；节气门真空压力阀损坏或真空隔膜损坏会导致漏气和高油压；升降档电路短路；传感器和计算机的故障。（2）诊断故障和排除故障检查节气门的传感器，看其状况是否符合标准要求。如果不是，则必须根据相关标准传感器。检查节气门电路，必须及时更换或修理电源和电源，检查电源和软管是否损坏或堵塞；检查电梯变换器是否短路，并更换短路开关。检查调速器的运行状况，架起车架，然后运行发动机，将变速器为正常模式，加速时测量调速器的油压。在正常情况下，调速器的油压与汽车的速度成正比，这意味着当汽车的速度增加时，调速器的油压也会增加。在机器运行期间，会详细记录不同速度下的油压值，并且可以通过以下事实来解释速度调节：油压值与标准中的相关标准值相比不会超出标准值自动变速箱维护手册。发动机本身有故障或机油回路泄漏。此时，必须断开电源，并且必须检查调速器中的螺栓和油路，以确保密封环松动。进行拧紧螺栓或更换密封圈排故操作，测试汽车，发现汽车故障消失。5.4变速器产生发响（1）故障现象变速器工作时，会产生异常声音，例如干金属摩擦和不均匀的碰撞声。这是因为速度控制机构的接头松动，并且货叉变形或松动。当齿轮置于空档时，会听到“铛啷”或“哗哗”的声音。踩下离合器踏板时，噪音会立即消失。（2）原因分析声音在较低的速度下更明显，而声音在较高的速度下既看不见也不会消失。主要原因是齿条齿轮磨损或磨损太大，齿隙的金属间距过大，齿条金属表面受损或断裂，齿轮不匹配，更换不匹配，缺少润滑或润滑产品不符合要求。在传动过程中，异物、外壳内壁和齿轮之间的干涉以及第一轴和曲轴的同轴性不够。（3）诊断故障和排除故障诊断和消除此类问题需要在特定情况下进行。例如，当变速箱不工作时，它会发出很小的噪音，但是当汽车换挡时，它会发出很大的噪音，但是一旦离合器相连接，噪音就消失了。这种情况表明第一传动轴前轴承受损。对第一传动轴进行跟换，然后汽车噪音消失，故障排除。5.5变速器漏油（1）故障现象变速箱油出现在变速箱周围。如果变速箱里的机油减少了，可以肯定机油漏油了。（2）原因分析主要原因：是选择的润滑油不当，太多的泡沫或太多的润滑剂。可能是侧盖破裂，密封不紧，油封损坏。通气孔被堵住，排油螺钉以及齿轮箱和盖的紧固螺钉松动。由于齿轮箱损坏或扩展箱的油封磨损而导致漏油。里程表松动并损坏。（2）故障排除通过检查漏油地点以平衡油量、清洗垫圈、更换受损油封或垫圈、固定橡胶涂层螺钉和更换故障齿轮，故障排除。5.6变速器挂不上档（1）故障现象汽车自动变速箱无法正确挂入R档中。当变速杆处于P档时，让发动机运转，踩刹车踏板，并正常接合R档。当D档和N档啮合在R档中时，挂档无法正常进行。在路试期间，在D档行驶时，变速器通常处于上下档。从P档转换为R档，从D档转换为R档均无法进行。（2）故障诊断1）调压阀调试排除图5.1换档阀通常，手动变速箱不会由于离合器或变速箱本身而换档，这是相对常见的，但是自动变速箱的变速杆仅控制切换各种机械致动器的压力控制阀。群控油路，实现对变速箱的控制。压力控制阀本身只是一个活塞阀，它是阀体组件中许多控制阀的通用组件之一。如果压力控制阀被卡住或外围切换机构出现故障，则齿轮无法接合，则应该是倒档不能始终接合并且不能在一种状态下挂入而是在另一种状态下正常挂入的情况。2）换档机构故障排除为了解决速度变化机制的故障，我们取下变速杆，直接切换到变速箱，但是故障仍然是相同的，因为它在变速箱内部。所以身体受损的可能性比机械传输的可能性大。但是，通常阀体会影响变速正时，如变速滞后、变速后移等。（3）故障排除首先拆卸变速器，拆下油底壳，观察压力控制阀并清洁调节器主体。换档定位棘轮的背面有明显的摩擦痕迹。我们认为，这种磨损疤痕是故障缘由。因此，我们将变速杆从D档到R档，发现活塞被液压推出，该液压刚好抓住变速定位棘轮，并且没有在R档方向上移动。拆卸阀板后，内部有很多金属颗粒。当变速器工作时，这些金属颗粒有时会导致活塞停滞，因此，活塞并没有回到原来的位置，阻止了棘轮定位。随着使用年限的增加，车主通常不会更换自动变速箱，导致机油质量差，金属碎屑增加。过滤器不能过滤金属颗粒，这导致活塞停滞不前，无法返回原位。可以通过更换新阀门并更换润滑油，故障排除。——PAGE6—PAGE结论汽车在行驶过程中适应不同的交通条件，在换挡过程中，变速箱的齿轮不可避免地会受到冲击；随着里程的增加，传动部件的损坏、变形和磨损也会增加，这些部件会逐渐导致不同的故障。因此，需要正确地分析缺陷故障原因，并进行维修，以延长使用寿命。本文根据汽车自动变速箱原理，分析汽车自动变速器，并针对故障的原因，并给出了相应检修方式，同时针对具体案例进行