汽车自动变速器结构与检修 课件 3任务二 组合行星齿轮机构的结构与检修

汽车自动变速器结构与检修汽车维修自动变速器维护行星齿轮自动变速器任务二

组合行星齿轮机构的结构与检修知识目标（1）掌握辛普森式行星齿轮机构的结构及动力传递路线。（2）掌握拉维娜式行星齿轮机构的结构及动力传递路线。能力目标（1）能正确分析辛普森式行星齿轮机构的动力传递路线。（2）能正确分析拉维娜式行星齿轮机构的动力传递路线。任务目标不同车型的自动变速器在结构上往往有较大的差别，如前进挡的挡数不同，离合器、制动器及单向离合器的数目和布置方式也不同，所采用的行星齿轮机构的类型也不同。目前轿车上常用的行星齿轮变速器主要有辛普森式和拉维娜式组合行星齿轮机构。本任务主要讲解这两种行星齿轮变速器。任务引入一、辛普森式行星齿轮机构相关知识辛普森式行星齿轮机构是双排行星齿轮机构，它由两个内啮合式单排行星齿轮机构组合而成。其结构是前、后两个行星排的太阳轮连接为一整体，形成前后太阳轮组；前行星排的内齿轮和后行星排的行星架连接为另一整体，形成前内齿轮和后行星架组件；输出轴与前内齿轮和后行星架组件连接。早期的辛普森式行星齿轮变速器由两排行星齿轮机构组成，提供3个前进挡，如图3-7所示。其特点是：前、后排行星齿轮公用一个太阳轮，且是同轴布置，犹如两套单排行星齿轮机构安装在同一轴上。各执行机构的工作情况见表3-1。为了更详细地掌握辛普森式齿轮机构的动力传递路线，下面以五挡位A650E型自动变速器为例来进行讲解。五挡位辛普森式行星齿轮变速器的结构1A650E自动变速器中共有3个离合器、4个制动器和3个单向离合器，其动力传递路线如图3-8所示，各执行元件的功能见表3-2，不同挡位时各元件的工作状态见表3-3。五挡位辛普森式行星齿轮变速器各挡位的传递路线21）N挡/P挡动力传递路线只有C0接合，无法传递动力，各挡位处于空转。2）R挡位动力传递路线R挡动力传递路线如图3-9所示。在R挡，动力直接传递至超速行星排行星架，使B0接合，固定超速行星排太阳轮，则超速行星排内齿圈同向增速旋转（输出），超速行星排处于超速状态。离合器C2接合，将超速行星排内齿圈输出的动力连接至行星齿轮机构的共用太阳轮，共用太阳轮顺时针旋转，中央（第三）行星排行星齿轮逆时针旋转；因前（第二）行星排内齿圈、中央（第三）行星排行星架和后（第四）行星排行星架连接在一起，是动力输出端，与车体相连，可视为约束转速或固定，则中央行星排内齿圈逆时针旋转，即后排（第四行星排）太阳轮逆时针旋转，后行星排行星齿轮顺时针旋转，低、倒（L/R）挡制动器B4接合，固定后行星排内齿圈，故行星轮只能逆时针沿齿圈爬行，即行星架逆时针旋转，但相对于太阳轮的输入端是同向减速旋转。由以上分析可知，倒挡时，超速行星排增速运动,中央（第三）行星排反向减速运动，后（第四）行星排同向减速运动,前（第二）行星排没有参与动力传递与速比变化，总的运动方式是反向减速，以实现倒挡。3）1挡位动力传递路线（1）D1、41、31、21挡动力传递路线。1挡动力传递路线如图3-10所示。（2）L1挡动力传递路线。L1挡动力传递路线如图3-11所示。4）2挡位动力传递路线2挡动力传递路线如图3-12所示。5）3挡位动力传递路线（1）D3、43挡动力传递路线。3挡动力传递路线如图3-13所示。（2）33挡动力传递路线。33挡动力传递路线如图3-14所示。6）4挡位动力传递路线4挡动力传递路线如图3-15所示。7）5挡位动力传递路线5挡动力传递路线如图3-16所示。五挡位辛普森式行星齿轮变速器的故障维修案例31）故障现象一辆配备A650E型的辛普森式行星齿轮自动变速器的轿车出现无前进挡的故障现象，经检查，发现超速排离合器烧蚀。更换后恢复正常，但行驶一段时间后出现同样的故障，说明故障原因不是超速排离合器的原因。2）故障分析由于该车的自动变速器刚进行过大修，进油滤清器和离合器片都是新换的，应该不会出现离合器打滑烧蚀等现象。其中，工作油路不良也会造成烧离合器片的现象。解体自动变速器，仔细检查离合器的工作活塞、密封圈和油泵后端的密封环，均未发现异常。离合器C0在油底壳内装有蓄压器，用于改善换挡品质，减少换挡冲击，如果蓄压器活塞或密封圈密封不良，同样会产生泄漏，造成控制油压过低。于是，拆下油底壳，拆开离合器C0的蓄压器检查，无异常现象。根据前面对A650E型自动变速器的线路传递分析可知，其超速排离合器C0和超速排单向离合器F0负责除超速挡和倒挡之外的所有挡位，但二者的工作性质不同，超速排离合器C0是用油元件，负责把超速排的行星架和太阳轮连为一体，实现超速排的直接传动。在换入五挡时，必须断开该离合器，接合超速排的制动器B0。若断开离合器C0时制动器B0没有接合，则会出现空挡；若离合器C0没有完全断开时制动器B0就接合，则会出现运动干涉。因此，设置了单向离合器F0，既可以保护离合器C0，又可以减少换挡冲击。3）故障排除根据以上分析，即使离合器出现烧蚀，若单向离合器工作正常，依然可以实现各挡传动，因此必然是单向离合器同时出现了打滑故障，才会导致超速排离合器片烧损后无前进挡的故障现象。单向离合器出现打滑后，它所负责的工作由离合器C0单独负责，仍然可以实现变速器的各挡位工作，但因超速排离合器C0只有两片摩擦片，工作容量较小，在急剧增加负荷时会出现失速现象，从而造成离合器烧蚀。更换单向离合器后，故障排除。二、拉维娜式行星齿轮机构拉维娜式行星齿轮机构也是一种常见的行星齿轮机构，结构如图3-17所示。其特点是在一个行星架上安装有互相啮合的两套行星齿轮，长行星轮同时与大太阳轮、短行星轮、内齿圈相啮合，短行星轮与长行星轮和小太阳轮相啮合，而长、短行星轮装在一个行星架上。这种行星齿轮机构具有结构简单、尺寸小、传动比变化范围大、灵活多变等特点，在前驱轿车的自动变速器中应用较多。五挡位拉维娜式行星齿轮变速器的结构15L40E型自动变速器采用拉维娜式行星齿轮机构，由两个单排双级行星齿轮机构组成换挡执行元件，包括9组机械摩擦式离合器/制动器和4个单向离合器。其动力传递路线如图3-18所示，各执行元件的功能见表3-4，不同挡位时各元件的工作状态见表3-5。五挡位拉维娜式行星齿轮变速器各挡位的传递路线21）P挡/N挡动力传递路线无法传递动力，各挡位处于空转。2）R挡动力传递路线R挡时，倒挡离合器接合，驱动前排太阳轮；同时低/倒挡制动器工作，固定行星架，则后排齿圈反向减速旋转（输出），传递路线如图3-19所示。3）D1、31挡动力传递路线（1）D1挡动力传递路线（图3-20）。（2）31挡动力传递路线。动力传递路线如图3-21所示。4）D2、32挡动力传递路线（1）D2挡动力传递路线，动力传递路线如图3-22所示。（2）32挡动力传递路线，动力传递路线如图3-23所示。5）D3、33挡动力传递路线（1）D3挡动力传递路线，动力传递路线如图3-24所示。（2）33挡动力传递路线。，动力传递路线如图3-25所示。6）4挡动力传递路线4挡时，输入元件与1挡相同，即前进离合器接合，前进单向离合器锁止；滑行离合器接合，前进离合器和滑行离合器同时驱动后太阳轮；同时直接挡离合器接合，驱动行星架，则整个行星齿轮机构以一个整体同步旋转，为直接挡，传动比为1∶1。因4挡动力传递过程中，没有单向离合器单独参与动力传递，故有发动机制动，动力传递路线图3-26所示。7）5挡动力传递路线5挡时，直接离合器接合。驱动行星架顺时针旋转，超速挡制动器工作，固定前排太阳轮，则后排齿圈同向增速旋转，为超速挡。因5挡动力传递过程中，没有单向离合器单独参与动力传递，故有发动机制动，动力传递路线如图3-27所示。五挡位拉维娜式行星齿轮变速器的故障维修案例31）故障现象一辆配备了5L40E型自动变速器的轿车，没有倒挡和空挡，当换挡杆置于空挡或倒挡时，车辆依然前行，也就是说倒挡和空挡都变成了前进挡，经过路试发现没有最高挡5挡，利用解码器读取故障，仅显示液力变矩器锁止离合器（TCC）卡滞接通（故障码为P0742）。2）故障分析没有倒挡的故障分析：挂倒挡后车辆有接合感觉并有倒车趋势，说明倒挡元件已经参与了工作。释放制动踏板后明显感到车辆干涉，变速器内部除了倒挡元件参与工作外，前进挡的某个元件也参与了工作。仔细对动力传递路线进行分析可知，只有前进挡离合器CC或FC工作后分别与倒挡离合器RC形成另外一个前进挡。没有5挡的故障分析：5挡是超速挡，因此当自动变速器控制单元指令换5挡时，离合器CC和FC应停止工作，取而代之的是制动器OB。这时出现的运动干涉感觉其实就是OB参与工作后带来的，所以车速并没有变化，依然还是4挡车速，表明离合器CC和FC还在工作。综合以上分析，离合器CC和FC在不该工作的时候工作（空挡、倒挡、5挡），其原因在于：一是液压控制单元（阀体）故障，始终打开离合器CC和FC的油路；二是离合器存在机械故障，导致它们连接在一起。3）故障排除将变速器解体后，发现正如以上分析那样，共有一个离合器鼓的CC和FC离合器粘接在一起不能分开，使得输入轴与输出轴内转鼓间不能分离，强行打开后，发现FC离合器烧损严重，摩擦片与钢片粘接在一起。仔细观察发现低、倒挡制动器（L/RB）和超速挡制动器（OB）也已烧损。更换CC和FC离合器总成、PC和TCC电磁阀及大修后，试车，故障排除。任务实践实践名称辛普森式行星齿轮变速器动力传递路线分析。工作准备辛普森式行星齿轮变速器实训台若干。技术要求与注意事项1）实践要求每班分成若干个小组，每次同时进行三个小组的实训，其他小组在教室内复习实训的内容