丰田佳美自动变速箱检测与维修.docx
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丰田佳美自动变速箱检测与维修
目录
第一章引言4
1.1自动变速器研究现状4
1.2自动变速器的国内外发展5
第二章汽车自动变速器简介6
3.1自动变速器的类型6
3.1.1液力自动变速器6
3.1.2电控机械式自动变速器7
3.1.3无级自动变速器7
3.2我国自动变速器的发展8
第三章丰田佳美自动变速器结构与原理10
3.1A丰田佳美汽车简介10
内部设计10
优点11
缺点11
3.2A140E自动变速器行星齿轮机构的档位分析12
3.3A140E自动变速器油路控制分析14
3.4A140E自动变速器电子控制系统14
第四章A140E自动变速器检修16
4.1故障排除顺序16
4.2离合器和制动带17
4.3测试18
4.3.1失速测试18
4.3.2液压测试19
4.4变速驱动桥拆卸20
结束语23
致谢24
参考文献25
附录一:
英文原文26
附录二:
英文翻译32
摘要:
自动变速器具有传动比转换性能好、改善车辆的舒适性和通过性、减轻驾驶员疲劳强度和减少发动机排放等一系列优点,而被广泛地应用于现代汽车上。
自动变速器是集机、电、液于一体的复杂系统,结构和工作原理复杂,导致其故障识别和诊断难度较大。
对自动变速器失效分析方法的研究,是自动变速器可靠性分析的基础,对产品的开发具有重要意义,同时也为开发功能更强大、诊断范围更广泛的车载自诊断系统奠定了基础。
通过尝试对自动变速器故障诊断系统的设计,为自动变速器故障诊断提供了软件解决的方法,避免了当前自动变速器故障诊断的盲目性。
随着自动变速器失效分析方法研究的深入和检测技术水平的不断提高,利用计算机技术开发实时检测系统和故障诊断专家系统,对于提升自动变速器产品的工作可靠性和使用服务质量具有重要的现实意义。
关键词:
自动变速器,故障诊断,丰田佳美,A140E
ABSTRACT:
Sincetheautomatictransmission(AT)hasaseriesofadvantagessuchasgoodvelocityratiotransformationperformance,theimprovementofthecomfortableandcrossingability,toeasethetirednessofdriver,toreduceemissionofengineandsoon,ithaswidelyusedinmodernautomobile.ATisacomplexsystemwhichincludingmechanicalsubsystem,electronicsubsystemandhydraulicsubsystem.Itsconfigurationandtheoryiscomplicated,whichresultsindifficultlytodiagnose.ResearchonfailureanalysisforATisthefoundationoftheanalysisofsystemreliabilityandhasthegreatsignificancetotheproductdevelopment.Atthesametime,itisthebasisofdevelopmentforOBDwhichhasmoreformidablefunction.Throughtheattempttodesigntheautomatictransmissionfaultdiagnosissystem,ithasprovidedthemethodfortheATfaultdiagnosisbyusingsoftware,whichhasavoidtheblindnessofcurrentdiagnosisforAT.WiththedevelopmentofdiagnostictechnologyandfurtherstudyinATfailureanalysis,thereal-timemonitorsystemandexpertsystemforfaultdiagnosisbyusingcomputertechnologyhastheimportantpracticalsignificancetoenhancetheproductreliabilityandthequalityofservice.
KEYWORDS:
automatictransmission(AT),failurediagnosis,ToyotaCamry,A140E
第一章引言
1.1自动变速器研究现状
汽车诞生以来的百余年间,其各总成结构与性能获得了很大的突破和改进。
尤其近十几年来,电子控制技术的迅速发展,给汽车的自动化提供了基础。
电子控制技术在汽车传动系上的应用主要表现在汽车传动系变速的自动化。
汽车传动系变速的自动化是车辆发展的高级阶段,自动变速器是实现汽车自动变速的关键技术之一。
由于自动变速器具有机件的使用寿命长,能够消除驾驶员换挡技术差异,有效提高汽车的动力性、经济性、乘坐舒适性,减轻驾驶员疲劳并提高行车安全性,以及减少空气污染等突出优点,因而在汽车上获得了日益广泛的应用。
自第一台全液压自动变速器的研制成功距今已有近60年历史。
按照实现自动变速的原理的不同,当今自动变速器可以分为三类:
由液力变矩器和行星齿轮变速箱组成的液力机械式自动变速器,即AT(AutomaticTransmission);在原有机械变速器基本结构上,通过由自动操纵机构取代原来由驾驶员人工完成的离合器分离与接合、换挡手柄摘挡与挂挡以及变更发动机的油门开度同步调节等操作的机械式自动变速器,即AMT(AutomaticMechanicalTransmission);可以实现连续变速的无级变速器,即CVT(ContinuousVariableTransmission)。
液力机械式自动变速器较机械式自动变速器具有自动变矩、换挡平稳等无法比拟的优点,同时机械式自动变速器自身存在一系列问题,比如换挡控制、离合器接合控
制和坡上起步控制等。
目前,机械式自动变速器在部分较低档的轿车和部分卡车上运用。
无级变速器所能传递的扭矩容量不大,目前以装备于小排量汽车为主,以及CVT的性能和可靠性尚未经过充分的考验和证实,技术还不够成熟等缺陷。
AT有将近60年的研制历史,其技术相对比较成熟,目前AT生产已形成系列化和专业化,是目前汽车装备自动变速器的主流。
1.2自动变速器的国内外发展
由于自动变速器具有许多优点,因此在汽车上应用越来越广泛。
介绍了应用于汽车的自动变速器的基本类型,分析了各自的特点。
阐述了自动变速器在我国的发展现状,并提出了对我国发展自动变速器产业的建议。
汽车变速器是为解决发动机输出的转速和转矩与车辆驱动所需的转速和转矩之间的矛盾而设立的。
车辆行驶性能的好坏,不仅取决于发动机,而且在很大程度上还依赖于变速器以及变速器与发动机的匹配。
由于自动变速器具有许多优点,因此在汽车上应用越来越广泛。
目前,自动变速器在日本、美国、东南亚的装车率约为98%、95%和75%,中国的装车率不到10%。
我国目前使用的汽车绝大多数仍为手动变速,手动变速汽车由于频繁换挡的操作,易使驾驶员疲劳,影响行驶安全;而不同的驾驶技术水平对车辆的燃料经济性、动力性、乘坐舒适性造成极大差异,所以自动变速是人们长期追求的目标,是车辆向高级阶段发展的重要标志。
目前我国自动变速器在轿车、城市客车、高级旅游客车、军用车、重型载货汽车及矿用车上已呈现越来越旺盛的需求。
第二章汽车自动变速器简介
3.1自动变速器的类型
目前自动变速器技术的应用,主要有以下三种形式:
液力自动变速器(AutomaticTransmission,简称“AT”);电控机械式自动变速器(AutomaticMe-chanicalTransmission,简称“AMT”);机械无级变速器(ContinuouslyVariableTransmission,简称“CVT”)。
其中,AMT和AT一样,是有级变速器的自动换档控制,而非无级变速器。
3.1.1液力自动变速器
液力自动变速器的基本结构是由液力变矩器与动力换档的辅助变速装置组成。
液力变矩器安装在发动机和变速器之间,以液压油为工作介质,起传递转矩、变矩、变速及离合的作用。
液力变矩器可在一定范围内自动无级地改变转矩比和传动比,以适应行驶阻力的变化。
但是由于液力变矩器变矩系数小,不能完全满足汽车使用的要求,所以,它必须与齿轮变速器组合使用,扩大传动比的变化范围。
目前,绝大多数液力自动变速器都采用行星齿轮系统作为辅助变速器。
行星齿轮系统主要由行星齿轮机构和执行机构组成,通过改变动力传递路线得到不同的传动比。
由此可见,液力自动变速器实际上是能实现局部无级变速的有级变速器。
液力自动变速器是目前使用最多的自动变速器。
采用此种类型的自动变速器,免除了手动变速器繁杂的操作,使开车变得省力。
同时,电子控制也使自动切换过程柔和、平顺,因此汽车具有良好的乘坐舒适性和安全性、优越的动力性和方便的操纵性。
但这种变速器效率低,结构复杂,成本也较高。
3.1.2电控机械式自动变速器
电控机械式自动变速器是在传统固定轴式变速器和干式离合器的基础上,应用电子技术和自动变速理论来实现机电一体化协调控制的。
车辆起步、换档的自动操纵是以电控单元(ECU)为核心,通过液压或气压执行机构来控制离合器的分离与接合、选换档操作以及发动机节气门的调节的。
ECU根据车辆的运行状况(发动机转速、变速器输入轴转速、车速)、驾驶员意图(油门开度、制动踏板行程)和道路路面状况(坡道、弯道)等因素,按预先设定的由模拟熟练驾驶员的驾驶规律(换档规律、离合器接合规律),借助于相应的执行机构(发动机油门控制执行机构、离合器执行机构、变速器换档执行机构),对发动机、离合器、变速器的协调动作进行自动操纵。
AMT既具有液力自动变速器自动变速的优点,又保留了原手动变速器齿轮传动的效率高、成本低、结构简单、易制造的长处。
它揉合了二者优点,是非常适合我国国情的机电一体化高新技术产品。
它是在现生产的机械变速器上进行改造的,保留了绝大部分原总成部件,只改变其中手动操作系统的换档杆部分,生产继承性好,改造的投入费用少,非常容易被生产厂家接受。
它的缺点是非动力换档,这可以通过电控软件方面来得到一定弥补。
在几种自动变速器中,AMT的性能价格比最高。
在中低档轿车、城市客车、军用车辆、载货车等方面应用前景较广阔。
3.1.3无级自动变速器
机械式无级变速器种类很多,有实用价值的仅有V形金属带式。
金属带式无级变速器属摩擦式无级变速器,其传动与变速的关键件是具有V型槽的主动锥轮、从动锥轮和金属带,金属带安装在主动锥轮和从动锥轮的V形槽内。
每个锥轮由一个固定锥盘和一个能沿轴向移动的可动锥盘组成,来自液压系统的压力分别作用到主、从动锥轮的可动锥盘上,通过改变作用到主、从动锥轮可动锥盘上液压力的大小,便可使主、从动锥轮传递扭矩的节圆半径连续发生变化,从而达到无级改变传动比的目的。
机械式无级自动变速器传动比连续,传递动力平稳,操纵方便,同时因加速时无需切断动力,因此汽车乘坐舒适,超车加速性能好。
特别值得一提的是,由于可使发动机始终在其经济转速区域内运行,从而大大改善了燃油经济性。
但与齿轮传动相比,效率并不高,且此种变速器起动性能差,需另加起动装置,制造困难,价格也较高。
3.2我国自动变速器的发展
1、液力自动变速器的发展与现状
我国从60年代起,就在“红旗”770轿车上使用了具有2个前进档的液力自动变速器,1975年又研制出具有3个前进档的CA774液力自动变速器。
随着中国的改革开放,大量国外轿车进入我国市场,其中许多中高档轿车是带有自动变速器的,而其类别几乎全部是液力自动变速器。
这也使一大批汽车修理企业对液力自动变速器的维修变得十分熟悉。
由于对自动变速器良好性能的逐渐认识,用户的需求量越来越大,使国内汽车企业加快了自动变速器的发展步伐。
1998年上海通用汽车公司(SGM)生产的用于别克轿车上的4T65E电子控制自动变速器正式下线,1999年开始批量生产并投放市场,率先在国内将AT作为标准配置装于轿车。
1999年中日合资生产的本田雅阁轿车也正式投产,其AT为本田技术PAX型,它弃用行星齿轮,而选择常啮合平行轴式结构,零件少、易制造是其长处,它采用了全电子直控式变速装置,能使变速、燃油喷射以及巡航等控制相结合。
与此同时,上海大众的帕萨特B5、一汽大众的捷达都市先锋都装备了自动变速器AG4-95。
神龙公司也向市场投放了装备进口的AL4智能型自动变速器的富康988“领导者”以及富康1.6L轿车。
它采用了模糊控制理论和动力传动系统综合控制技术,实现了智能化控制,电子控制单元中有10种换挡规律,按需分别调用几种换挡规律或同时或交替工作,共同控制变速器的状态。
一汽大众的A6高级轿车上作为选装件的AT为Tiptronic型,在自动变速的基础上可提供手动换挡功能。
北京吉普公司在切诺基越野汽车上小批量装备了AW4自动变速器,现已达到1000多台。
因此,在国产车上选装液力自动变速器已成为必然之势。
至于城市客车(即公共汽车)频繁起步换挡,变速器、离合器和制动器的使用频率是一般车辆的10倍左右,劳动强度极大,即使是职业驾驶员也因受心理与生理所限,迫切要求使用自动变速器。
国外几乎是100%装用,我国1995年首次在国产公共汽车上装备了Allison自动变速器,遍及深圳、上海、广州、南京等城市,其中深圳已占有40%。
2.电控机械式自动变速器的发展与现状
在电子控制机械式自动变速器方面,国内有关部门也正在进行研究。
国内对AMT技术的研究开展的比较晚,九五期间被列为”九五”科技攻关项目。
目前,开展这方面研究的有吉林工业大学、北京理工大学、上海交通大学、深圳市欣源晟实业有限公司、哈尔滨埃姆特汽车电子有限公司、重庆东方欧翔汽车电子有限公司等。
国内的研制水平基本上处于全自动AMT的发展阶段,和国外相比还存在着相当大的差距,但在理论上的研究和国际水平相当。
原吉林工业大学对AMT理论进行了广泛的研究,先后提出了2参数最佳换档规律、动态3参数换档规律、最佳同步换档规律、动态闭环换档控制、离合器模糊起步控制等理论,并在轻型车、重型车、轿车等不同的车型上进行了装车实验。
北京理工大学对AMT的研究主要在重型车辆上,该校所研制的某装甲车AMT产品已经进行了3000km定型试验考核,通过了产品设计定型。
该产品采用电控液压执行机构,能够完全进行自动换档操作,也可操作换档手柄进行人工换档,该产品还具有保持档功能、自学习功能。
原车的操纵机构仍然保留,在电控系统出现故障时,可以进行手动操纵。
深圳市欣源晟实业有限公司在轿车上实现了AMT自动换档,其执行机构为普通电机,由3个电机分别实现油门、离合器、选档、换档的操作动作,通过对传动机构的设计,选档和换档的操作只需一个电机就可完成,离合器的驱动机构采用省力装置,减小了驱动电机的功率。
目前部分车型如奇瑞QQ等已选装AMT自动变速器。
3、无级自动变速器的发展与现状
至于机械式无级变速器,早在十年前,国内就有高校购买过国外样机作分析研究。
重庆大学正在对CVT的结构、运动机理进行基础研究;东风汽车公司和吉林大学、东北工业大学、湖北汽车工业学院合作,承担了国家科技部九五重大攻关项目,对CVT技术进行实用化研究。
目前,CVT自动变速器已应用于很多车型,如奥迪A6、南京菲亚特的西耶那Speedgear、奇瑞旗云等。
根据国外目前CVT应用的趋势和所做的预测,CVT可能是小功率(发动机排量2L以下)液力自动变速器最有威胁的挑战者,国内市场前景不容忽视。
但要想完全依靠国内自己的力量做成实用的CVT,既不现实,时间上也不允许。
走技术引进的道路是一条捷径
第三章丰田佳美自动变速器结构与原理
3.1A丰田佳美汽车简介
丰田佳美1993年前后开始进入中国市场,当年的佳美在丰田车系中属中高级轿车,是90年代初发展出来的新一代车型。
外形并不追求气派,而着重突出个性。
因为佳美定位在家庭用车,而非公务车,故车身颜色不以黑色为主,多配“彩漆”,即有各种颜色,较为活泼。
一、进入中国市场二、定位
1.三、销量及退市
内部设计
新佳美的内饰感觉很舒服,中控台的基调,也同样体现了美系车辆的风格。
拉高、一字型的设计,让腿部的空间极为宽裕,各个置物盒的设计亦十分就手。
白色发光型仪表板,质感比较好。
中控台上方则有停车导引系统与行车计算机的各项信息显示,自发光式仪表,6点式车体位置感应电达,2DINCD音响(可选配VCD)、行车旅程计算机、空气清净机、电动后遮阳帘、恒温空调等舒适设备一应俱全。
汽车作为人们户外活动的工具,受到外界强光照射的机率非常高,时间特别长,尤其是当汽车前行遇到强光照射时,人的视觉环境受到破坏,眼睛受到伤害,甚至危及行车安全。
据权威部门调查,有近40%的汽车驾驶员患有眼科疾病。
而引起眼疾的主要原因是驾驶过程中受到强太阳光、折射光以及夜间城市人工照明和汽车大灯光的强烈刺激所造成的。
另据统计,每年因疲劳驾车而造成的交通事故占事故总数的20%左右,占特大交通事故的40%以上。
而这些事故中有30%是由视觉原因造成的。
因此,人们迫切需要对汽车采取有效的防强光措施。
但是,近百年来,在汽车防强光方面一直未有好的办法。
目前,全世界各种汽车都使用的遮阳板,不仅不能有效地防止光伤害,反而会给驾驶人员造成颈椎病等人体伤害和增加疲劳感。
所以遮阳板已经不适应汽车防强光的需要,势必有一款更先进、更富有科技含量、更实用、更人性化的产品来取代它。
凯美霖滤光屏可以将汽车前方各种眩光、杂光、折射光、反射光、散射光等有害光线过滤掉,增强视觉敏锐力,提高颜色对比度和视野清晰度,增加视觉舒适感,消除因长时间驾车造成的疲劳感。
新佳美的动力性表现不错,但是起步时比起以往Toyota车的风格,似乎又温吞了点,可能因为较大的车身和车重,动力输出延续了佳美一贯的的风格,从2档到3档、4档的换档都极为平顺。
路面感比较清晰,但在弯道上,为了追求舒适度,佳美底盘车身的侧倾现象依旧是十分明显,不过重心的变化,是些许缓慢而渐进的。
值得一提的是即使在高速下,车内的风噪依然很小。
动力配置
佳美车系主要配置两种发动机:
2.2升直列4缸和3.0升V6发动机,而且在最新的第5代佳美推出之前都是如此配备。
进口到中国的美规车和中东规格其主要区别在于美规车配有尾气净化装置,包括:
三元催化器、氧传感器、EGR废气再循环系统等。
中东规格的则没有,它是通过一个可调电阻来改变发动机的喷油量,从而控制尾气排放。
这两款发动机采用电控燃油喷射系统,IIA集成电子点火,ISC怠速控制等。
3.0升V6发动机为双顶置凸轮轴24气门,最大功率为203马力,最大扭矩273牛.米。
2.2升则为双顶置凸轮轴16气门,最大功率为131马力,最大扭矩185牛.米。
佳美2.2升发动机的设计偏重经济实用,V6发动机则突出动力表现,而且运转更加平稳。
优点
佳美的优点:
1、发动机动力充足,扭矩大,起步快,可靠耐用;2、内部空间宽敞,乘坐舒适,行驶平稳;3、设施配置齐全,操控方便,做工精细;4、六碟CD音响效果不错,行李厢宽大。
缺点
佳美的缺点:
1、只有驾驶员侧有一个安全气囊;2、2.2的发动机加速时噪音略大;3、GL级的车型没有配备ABS刹车系统;4、高速行驶时不够稳定(发飘),视野不够开阔。
使用注意事项由于当年进口的美规车安装了三元催化器及氧传感器等部件,因此比没有这些部件的中东规格的车对汽油质量的要求要严。
而当时我国无铅汽油的使用还不普及,能提供高品质无铅油的加油站很少。
那么长期使用有铅汽油很可能造成三元催化器中毒,从而进一步导致发动机电喷系统的故障。
相比之下,还不如中东规格的车更保险。
3.2A140E自动变速器行星齿轮机构的档位分析
此处省略 NNNNNNNNNNNN字。
如需要完整说明书和设计图纸等.请联系 扣扣:
九七一九二零八零零另提供全套机械毕业设计下载!
该论文已经通过答辩
3.3A140E自动变速器油路控制分析
各种自变器的油路部分组成和原理都差不多,参数调节部分主要有两方面:
一是节气门压力调节阀(简称节气门阀),当节气门开度变大时,加速踏板控制油压升高:
二是速控调压阀(又称速控阀),车速升高时,速控油压增大。
在电子控制自变器中,这个过程由传感器、ECU、电磁阀来完成。
换档时刻控制部分主要是换档阀,在电子控制自变器中,换档阀根据电子控制器确定换档点及换档信号工作,进行自动换档。
换档品质控制机构的作用是控制换档过程,使升降档更加平稳、柔和、无冲击,防止产生大的动载荷。
一般是在液压通道上增加蓄能减振器、缓冲阀、定时阀、执行力调节阀等。
A140E油路图如下图3-2:
图3-2A140E自动变速器油路
3.4A140E自动变速器电子控制系统
A140E自动变速器电子控制系统有传感器、电控单元(ECU)和执行元件三部分组成,器电控系统采用车速传感器和节气门位置传感器将车速和节气门开度转成电信号输入到ECU,有ECU根据换挡程序进行比较计算,确定换挡点和锁止离合器的锁止时间,向电磁阀发出控制信号,再由电磁阀控制换挡阀动作,改变换挡执行元件的油路,实现自动换挡。
电控系统框图如图3-3所示,控制电路如图3-4所示。
图3-3电控系统框图
第四章A140E自动变速器检修
4.1故障排除顺序
按故障症状后面如下所列出各项的顺序进行检查:
1)汽车在任何前进档或倒档都不动——检查手动阀;主调节阎;驻车锁止赖爪;超速档单向离合器;超速档直接离合器;超速档制动器;前行星齿轮;后行星齿轮和超速档行星齿轮。
2)汽车在任何前进档都不动——检查前进档离合器;2号单向离合器;一档和倒档制动器;二档滑行制动器;二档制动器和直接档离合器。
3)3汽车在倒档(“R”)不动——检查1—2档换档阀;2—3档换档阀;二档滑行制动器;前行星齿轮;后行星齿轮;直接档离合器;超速档直接档离合器;一档和倒档制动器。
4)1—2档和/2—3档不升档——检查节气门位置传感器(TPS)电路;1号和2号换档电磁阀电路;车速传感器(VSS);电控组件(ECM);1—2档换档阀;2—3档换档阀;二档制功器:
直接档高合器和1号单向离合器。
5)3—OD档不升档——检查超速档开关和超速档关闭指示灯开关电路;超速档取消信号电路;车速传感器(VSS)电路:
发动机冷却温度(ECM)电路;ECM;3—4档换档阎和超速档制动器。
6)OD—3档不降档——检查1号和2号换档电磁阀;车速传感器电路;超速档取消信号电路;ECM和3—4档换档阀。
7)3—2档和/或2—1档不降档——检查1号和2号换档电磁阀;车速传感器电路;节气门位置传感器电路;ECM;2—3档换档阀;l—2档换档阀和二档滑行制动器。
8)液力变炬路不能锁止——检查换档电磁阀SL电路;节气门位置传感器电路;车速传感器电路;超速档取消信号电路;制动灯电路;发动机冷却温度电路;删;锁止继动阀和液力变矩器离合器。
9)液力变短路锁止后不松开——检查换档电磁阀信号灯
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