自动变速器齿轮机构故障检修课件讲解

学习情境4：自动变速器档位异常故障诊断学习单元3：自动变速器齿轮机构故障检修辛普森行星齿轮机构传动原理分析学习任务1改进型辛普森行星齿轮机构传动原理分析学习任务2拉威尼克斯齿轮机构传动原理分析学习任务3自动变速器齿轮机构零部件检修学习任务4学习任务1辛普森行星齿轮机构传动原理分析任务要求：1.准确描述辛普森行星齿轮机构的结构特点；2.能分析辛普森行星齿轮机构的各档位的工作情况；3.能规范使用工具、根据维修手册查找技术参数；4.能规范进行A341E自动变速器的拆解，齿轮机构结构分析和自动变速器的装配；5.进行工具设备的整理恢复，工作现场的清洁清扫。

辛普森齿轮机构的结构二三辛普森齿轮机构传动原理单行星排的结构和原理一太阳轮S（SunGear）齿圈R（RingGear）行星架C（PlanetaryCarrier）（1）在行星轮系中，太阳轮、齿圈和行星轮为常啮合；（2）太阳轮、行星架和齿圈三者的轴线同轴，星星轮轴绕三者的轴线旋转，故行星齿轮变速机构又称旋转轴线式变速机构。1.行星齿轮系的传动，取决于太阳轮、行星架和齿圈的运动状态。传动比计算也与三者有关。2.行星齿轮机构实现传动的条件：1）将三者中的任意两个结合在一起，作为输入或输出；2）将三者中的任意一个固定，另外两个分别作为输入和输出。3）如果三个均为自由转动，则行星齿轮不能传动，相当于空档。行星齿轮机构实现动力传递的条件1、固定齿圈1）太阳轮主动，行星架从动运动情况如图a所示。传动比i=Zc/Zs﹥2减速增扭、低速档2）行星架主动，太阳轮从动运动情况如图b所示。传动比i=Zs/Zc﹤0.5增速降扭超速（一）固定一个元件时齿数太阳轮Zs齿圈Zr行星架ZcZc=Zr+Zs单排行星齿轮机构工作分析2.太阳轮固定1）齿圈主动，行星架从动运动情况如图a所示。传动比i=1﹤Zc/Zr﹤1.5减速增扭、低速档2）行星架主动，齿圈从动运动情况如图b所示。传动比i=0.5﹤Zr/Zc﹤1增速降扭超速当3.行星架固定1）太阳轮主动，齿圈从动运动情况如图a所示。传动比i=-Zr/Zs﹥1减速增扭、低速档2）齿圈主动，太阳轮从动运动情况如图b所示。传动比i=-Zs/Zr﹤1增速降扭超速当齿数太阳轮Zs齿圈Zr行星架Zc（二）任意两个元件结合在一起，做主动或从动1、当任意两个元件结合在一起时，三个元件的转动方向相同，转速相同，传动比为1。相当于直接档。2、此时行星齿轮静止不动，没有自转，只有公转。Zc=Zr+Zs主动件固定件从动件传动比转向变速档位太阳轮S齿圈R行星架і=1+Zr/Zs（2.5～5）同向减速一档行星架齿圈R太阳轮Sі=Zs/Zc（0.2～0.4）同向超速齿圈R太阳轮S行星架і=1+Zs/Zr（1.25～1.67）同向减速二档行星架太阳轮S齿圈Rі=Zr/Zc（0.6～0.8）同向超速超速档太阳轮S行星架齿圈Rі=－Zr/Zs（1.5～4）反向减速倒档齿圈R行星架太阳轮Sі=－Zs/Zr反向超速任两元件无另一件і=1同向等速直接档1.单排行星齿轮机构

ns+αnr-（1+α）nc=0；其中α=Zr/Zs2.多排行星齿轮机构传动比的计算（以两排行星齿轮机构为例）※

已知：α1=Zr1/Zs1；α2=Zr2/Zs2※公式：

ns1+α1nr1-（1+α1）nc1=0①ns2+α2nr2-（1+α2）nc2=0②※条件：（根据行星齿轮机构的连接关系和运动特点找出三个相等要素）例：ns1＝ns2；①

nr1＝nc2；②

nc1＝０③（三）行星齿轮机构传动比计算。（一）齿轮组问题：什么是辛普森齿轮机构？

辛普森齿轮机构由齿轮组和换档执行元件组成。二、辛普森齿轮机构齿轮组前齿圈前行星架前太阳轮后太阳轮后行星架后齿圈①两个行星齿轮机构的太阳轮连接在一起②前行星架与后齿圈连接，并与输出轴连接③两个齿轮机构共有4个独立元件：前齿圈、前行星架与后齿圈、前后太阳轮、后行星架特点前齿圈辛普森齿轮机构由前后两个行星排组成，两个行星排太阳轮连成一体，前行星架与后齿圈（或前齿圈与后行星架）连接在一起，共有4个独立元件。一般可实现三个前进档和一个倒档。问题1：什么是换档执行元件？用以改变齿轮组的传动方式和传动比，即实现换档的工作元件。问题2：换档执行元件有哪些？换档执行元件主要有：离合器、制动器和单向离合器。（一）换档执行元件问题：什么是离合器？用来连接齿轮机构的两个运动零件，以实现动力传递和改变传动比的工作元件。换档执行元件-----离合器C1、C2前齿圈离合器C1离合器C2换档执行元件-----离合器C1、C2①离合器C1将输入轴与前齿圈连接，前齿圈为输入元件②离合器C2将输入轴与前后太阳轮连接，前后太阳轮为输入元件4问题1：什么是制动器？用来固定齿轮组中的一个零件，以实现动力传递和改变传动比的工作元件。换档执行元件---制动器B1、B2、B3；单向离合器F1、F2问题2：什么是单向离合器？用来单向固定齿轮组中的一个零件，以实现动力传递和改变传动比的工作元件。C1、C2组合前齿轮组后齿轮组2、执行元件-----制动器B1、B2、B3；单向离合器F1、F2带式制动器B1带式制动器B1固定前、后太阳轮C1、C2组合前齿轮组后齿轮组B12、执行元件-----制动器B1、B2、B3；单向离合器F1、F2单向离合器F1制动器B2带式制动器B1C1、C2组合前齿轮组B12、执行元件-----制动器B1、B2、B3；单向离合器F1、F2带式制动器B1单向离合器F1制动器B2后齿轮组制动器B3单向离合器F2C1、C2B1B2、F1B3、F2前行星齿轮组后行星齿轮组辛普森行星齿轮机构共有7个执行元件：2个离合器——C1、C2；3个制动器——B1、B2、B3；2个单向离合器——F1、F2。总结三、辛普森齿轮机构的工作原理C1与前齿圈连接，C2与太阳轮连接。前后太阳轮连成一体。前行星架与后齿圈连接，并与输出轴相连。（一）结构特点C1、C2B1B2、F1B3、F2前行星齿轮组后行星齿轮组前行星齿轮组后行星齿轮组输入轴输出轴C1、Ｆ2工作时是什么档位？动力是如何传递的？思考与观察1.D1和21档C1、Ｆ2工作输入轴输出轴动力传动路线：输入轴→Ｃ１→前齿圈→共用太阳轮（逆）→（F2固定后行星架）→后齿圈→输出轴。该档无发动机制动效果已知：α1=Zr1/Zs1；α2=Zr2/Zs2公式：

ns1+α1nr1-（1+α1）nc1=0；（１）

ns2+α2nr2-（1+α2）nc2=0；（２）

条件：nc1=nr2；①ns1＝ns2；②Nc2＝０③

і=nr1

／nr2＝α2/［α2

＋（1＋α1

）］＝Zr2·Zs1

／（Zr2+Zs1·Zs2＋Zr1）传动比计算C1、B2、F1工作时是什么档位？动力是如何传递的？2.D2档C1、B2、F1工作输入轴输出轴动力传动路线：输入轴→Ｃ１→前齿圈→（Ｂ２和Ｆ１固定共用太阳轮）→前行星架→输出轴。该档无发动机制动效果传动比：

і=nr１／nc1＝Zc1／Zr１3.D3档C1、C2、

B2工作输入轴输出轴该档有发动机制动效果传动比：

该档传动比为１。动力传动路线：Ｃ１→前齿圈Ｃ２→前太阳轮→前行星架→输出轴。输入轴→4.R档C2、

B3工作输入轴输出轴传动比：

该档传动比为Zr2/Zs2动力传动路线：Ｃ２→前、后太阳轮→后齿圈→输出轴。输入轴→该档有发动机制动效果5.L档C1、B3工作输入轴输出轴动力传动路线：输入轴→Ｃ１→前齿圈→共用太阳轮（逆）→（B3固定后行星架）→后齿圈→输出轴。该档有发动机制动效果传动比：

该档传动比与D1档相同。6.22档C1、B1工作输入轴输出轴动力传动路线：输入轴→Ｃ１→前齿圈→（Ｂ２和Ｆ１固定共用太阳轮）→前行星架→输出轴。该档有发动机制动效果传动比与D2档相同：

і=nr１／nc1＝Zc1／Zr１（二）带超速行星排的的辛普森行星齿轮机构B2（F1）：2档制动器在D2、D3、OD、

22均工作。B3：低、倒档制动器，在R、L档工作；F0：超速档离单向合器，防止太阳轮超过行星架，除P、R、OD均工作；F1：与B2一起，阻止太阳轮逆时针转，在D2、22工作；F2：阻止前行架逆时针转动，在D1时工作。执行元件总结：3个离合器、4个制动器和3个单项离合器C0：超速档离合器，除超速档外均工作（P、R、N、D、2、L）；C1：前进档离合器，除倒档外均工作（手柄在D、2、L位置）；C2：高档、倒档离合器，D3、OD、R档工作；B0：超速档制动器，只有OD档时工作；B1：2档滑行制动器，自22档时工作；1.结构特点：带超速档的辛普森齿轮机构是在辛普森齿轮机构的基础上，增加了超速行星排，并增加了C0、B0、F0三个执行元件。2.工作原理：

1）在超速档时，辛普森齿轮机构处于三档工作状态，传动比为1。超速行星排的B0接合，实现超速传动。

2）在超速档以外的其他档位，超速行星排的C0始终处于接合状态，传动比为1。档位的变换主要由辛普森齿轮机构实现。手柄位置档位COFOBOC1C2B1B2B3F1F2P停车OR倒档OOOON空档ODD1（21）OOOOD2OOOOOD3OOOOOD4（OD）OOOO222OOOOOOLL1OOOO四档辛普森齿轮系统各档位执行元件工作情况表注：O表示该元件工作3、SIMPSON齿轮机构的工作原理1）D1和21档

C0、C1、F0、Ｆ2工作该档无发动机制动效果2）D２档

C0、C1、Ｂ２、Ｆ0、F1工作该档无发动机制动效果所有太阳轮、行星架和齿圈都同步旋转，行星轮只有公转没有自转，传动比为1。3）D3档C0、C1、C2、Ｂ2、F0工作该档有发动机制动效果4）OD档B0、C1、C2、Ｂ2工作该档有发动机制动效果OD档时，后两排齿轮机构的传动比为1，变速器的传动比取决于超速行星排，其传动比为：iOD=nc0/nr0=Zr0/Zc05）L档C0、C1、Ｂ3、F0工作该档有发动机制动效果该档时，变速器一般不升档，其动力传递路线及传动比与D1、21时相同，与以上两档的区别是该档有发动机制动效果。该档为2位置的第二个档，其传动比与D2相同，与之不同的是该档有发动机制动。6）22档C0、C1、Ｂ1、F0、B2、F1工作该档有发动机制动效果该档的传动比为iR=-Zs1/Zr17）R档C0、C2、Ｂ3、F0工作该档有发动机制动效果5.P档C0、B3工作该档时，变速器的输出轴被锁止，使车辆能可靠停驻。虽然B3工作，但由于C1、C2不工作，因此变速器内没有动力传递。此时使B3工作的主要原因是为了避免变速器从P档移至R档时，C2和B3同时充油开始接合，若两者速度不一致，就会导致换档冲击。4.N档C0工作由于C1、C2没有工作，变矩器到变速器输出轴的路线是中断的，没有动力输出。1）改善换档品质若没有单向离合器，变速器在自动升降档过程中，若执行元件的充泄油速度配合不好，有可能会出现短时动力中断，造成换档冲击；或者可能造成齿轮机构短时的运动干涉。6.单向离合器的作用2）使变速器带档滑行若没有单向离合器，变速器在所有档位都有发动机制动，要想滑行必须和手动变速器一样，把手柄放到N档。有了单向离合器后，凡有单向离合器（FO除外）工作的档均没有发动机制动，可以实现变速器的带档滑行。一般来说，选档手柄每个位置的最高档位都有发动机制动效果，如L、22、D3、OD、R档等。本任务内容结束！学习任务2改进型辛普森行星齿轮机构传动原理分析任务要求：1.准确描述改进型辛普森行星齿轮机构的结构特点；2.能分析改进型辛普森行星齿轮机构的各档位的工作情况；3.能规范使用工具、根据维修手册查找技术参数；4.能规范进行日产RE4F04B自动变速器的拆解，齿轮机构结构分析和自动变速器的装配；5.进行工具设备的整理恢复，工作现场的清洁清扫。

改进型辛普森齿轮机构的结构和原理一二日产RE4F04B变速器的结构和原理（一）改进型SIMPSON行星齿轮机构的结构C1：倒档离合器；C2：高档离合器；C3：前进档离合器；C4：前进档强制离合器；B1：带式制动器；B2：低、倒档制动器；F1：向前单向离合器；F2：低档单向离合器1）前齿圈与后行星架连接并作为动力的输出元件。双行星排不共用太阳轮。2）动力输入有三：ⓐ后太阳轮；ⓑ前太阳轮——C1工作，实现倒档；ⓒ前行星架——C2工作，实现直接档和超速档。（二）改进型SIMPSON行星齿轮机构工作原理1）1档时的工作情况传动比：і=ns2／nc2=Zc2/Zs2=Z后行星架/Z后太阳轮=（Z后齿圈＋Z后太阳轮）/Z后太阳1）D1档：C3、F1、F2工作无发动机制动2）L档：C4、B2工作有发动机制动3）D2档：C3、F1、B1工作无发动机制动4）22档：C4、B1工作有发动机制动2档传动比计算ns1+α1nr1－（1+α1）nc1=0；ns2＋α2nr2－（1＋α2）nc2=0；ⓐns1=0ⓑnr1=nc2ⓒnc1=nr2i=ns2／nc2=（1＋α1＋α2）/（1＋α1）=（1＋Z后齿圈/Z后太阳轮＋Z前齿圈/Z前太阳轮）/（1＋Z前齿圈/Z前太阳轮）5）D3档：C2、C3、F1工作无发动机制动传动比为16）33档：C2、C4工作有发动机制动传动比为17）OD档：C2、B1工作有发动机制动8）R档：C1、B2工作有发动机制动（三）日产RE4F04B自动变速器的结构和原理1）D1和21档：前进档离合器、前进档单向离合器、低速档单向离合器工作2）D2和22档：前进档离合器、前进档单向离合器、带式制动器3）D3档：前进档离合器、前进档单向离合器、高速档离合器4）D4档：前进档离合器、制动带、高速档离合器5）L1档：前进档离合器、前进档单向离合器、超速档离合器、低档和倒档制动器6）R档：倒档离合器、低档和倒档制动器本任务内容结束！学习任务3拉威尼克斯齿轮机构传动原理分析任务要求：1.准确描述拉威尼克斯齿轮机构的结构特点；2.能分析拉威尼克斯齿轮机构的各档位的工作情况；3.能规范使用工具、根据维修手册查找技术参数；4.能规范进行大众01N自动变速器的拆解，齿轮机构结构分析和自动变速器的装配；5.进行工具设备的整理恢复，工作现场的清洁清扫。

拉威尼克斯齿轮机构的结构和原理一大众01N的结构和原理二一、拉威尼克斯齿轮机构的结构和原理（一）Ravigneavx行星齿轮机构的特点1）有长行星轮和短行星轮两套行星轮，且两套行星齿轮共用一个行星架；2）短行星轮与小太阳轮和长行星轮啮合；3）长行星轮与大太阳轮、短行星轮及齿圈啮合；4）大、小太阳轮及行星架都可作为动力输入元件。（二）Ravigneavx行星齿轮机构的原理前进档强制离合器C1在31、32、33档工作。倒档离合器C2在倒档工作。前进档离合器C3在D1、D2、D3档工作。高档离合器C4在D3、OD、33档工作。2、4档制动器B1在D2、OD、32和倒档档工作。低倒档制动器B2在31档工作。1档单向离合器F1在D1档工作。前进档单向离合器F2在D1、D2、D3档工作。1）D1

档时的工作情况：C3、F1、F2该档没有发动机制动传动比计算：因只有一个行星齿轮机构参加动力传递，传动比可直接用齿数比表示。ns1大太阳轮转速、ns2小太阳轮转速、nr齿圈转速、nc行星架转速і1=ns2／nr=Zr/Zs2=Z齿圈/Z小太阳轮2）D2

档时的工作情况：C3、F2、B1该档有发动机制动

传动比计算：因有两个行星齿轮机构参加动力传递，传动比不可直接用齿数比表示。ns1+α1nr1－（1+α1）nc1=0；（１）ns2－α2nr2－（1-α2）nc2=0；（２）①ns1=0②nr1=nr2③nc1=nc2і2=ns2／nr=（α1＋α2）/（1＋α1）=（Z齿圈/Z小太阳轮＋Z齿圈/Z大太阳轮）/（1＋Z齿圈/Z大太阳轮）3）D3

档时的工作情况：C3、C4、F24）OD

档时的工作情况：C3、C4、B15）R档时的工作情况：C2、B2其他档位工作情况：L档：C1、B2。传动路线和传动比与D1档相同。32档：C1、B1。传动路线和传动比与D1档相同。33档：C1、C4。传动路线和传动比与D1档相同。二、01N自动变速器的结构和原理前进档离合器K1在D1、D2、D3档工作。倒档离合器K2在倒档工作。高档离合器K3