毕业论文-汽车CVT变速器结构与故障分析.doc
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1、四川交通职业技术学院大作业摘 要随着当今经济的快速发展,轿车越来越普遍的作为普通的消费品进入百姓家庭。人们在追求享受的同时也越来越在乎汽车的使用经济性和驾驶的简便性,于是自动变速器在轿车中应运而生,满足了人们对汽车的舒适性和驾驶的简便性。汽车自动变速器包括有级变速器和无级变速器(CVT)两种。菲亚特轿车装配的是自动无级变速器(CVT),该变速器与前置前驱发动机相匹配输出更强劲的动力。无级变速器主要有以下:液力变矩器、油泵、锁止离合器、无级变速器的传动机构、驻车锁止机构、主减速器和差速器、前进档离合器和倒档制动器、开/关电磁阀、伺服电磁阀、活动控制阀、离合器压力阀、开关阀、手动阀、倒档信号阀等组
2、成。关键词:液力变矩器 油泵 锁止离合器 差速器 ABSTRACWith the rapid development of economy, cars more and more popular as ordinary consumer goods into people family . People in the pursuit of enjoy and at the same time getting care about car usage economy and driving the simplicity of automatic transmission, then came i
3、nto being in the car to meet people for the automobile driving comfort and convenience. Auto automatic transmission include variable transmission and variator (CVT) two kinds.Fiat car assembly is automatic variator (CVT), the transmission is matched with lead precursor engine output stronger impetus
4、.Variator basically has the following: oil pump, the lock of the clutch and variator in vehicle transmission mechanism, the institution, the Lord reducer and differential, forward gears clutch and reversing brakes, open/close electromagnetic valve, electromagnetic valve, activity servo valves, clutc
5、h pressure valves, switch valve, manual valve, reverse gear signal outlet valve, etc. Keywords: Hydraulic torque converter pump differential Lock up the clutch目录第一章 菲亚特轿车无级变速器的概述 4 一、结构特点 4 二、控制功能 4第二章 无级变速器的结构原理 4 一、无级变速器的结构 4 二、液压系统 8第三章 电控单元10 一、电路图10二、传感器10三、输入输出信号11第四章 常见故障诊断与维修13案例一13案例二15结论17
6、参考文献18致谢19前 言现实社会中汽车保有量的大幅上升、高新技术产品和装置在汽车的配备不断提高。人们对汽车的需求不只单单满足于日常代步,更多的追求驾驶的运动性、舒适性、操控简便性、燃油经济性,因此,CVT无级变速器在轿车上被广泛应用。本文主要介绍了菲亚特轿车无级变速器的结构原理及故障分析。菲亚特是一款性能不错的紧凑型 轿车,其前置前驱车型的发动机装配了自动变速器保证了动力的强劲输出和换挡的平顺性以及操控的舒适性。本文通过对自动变速器的构造原理及常见的故障诊断分析,对自动变速器有一个全方位的认识和了解并能够掌握变速器的基本故障诊断与维修,进而不断增强自身的综合能力。汽车变速器故障分析 菲亚特C
7、VT变速器结构与故障分析第一章 菲亚特轿车无级变速器的概述菲亚特轿车安装了FUJI ECVT无级变速器,他是一款专门为前轮驱动横置发动机匹配的无级变速。无级变速器电控单元与各种传感器和执行器相连,并且与发动机电控单元相连。无级变速器的电控单元安装在前排侧仪表板下边。一、结构特点菲亚特轿车无级变速器采用带有锁止离合器的变矩器。无级变速器中的多片湿式前进挡离合器和倒档制动器-可实现变速器前进挡和倒档之间的转换,v型钢带无级变速传动装置可实现无级变速器传动,双级圆柱齿轮主减速器和差速器可实现降速增扭和差速传动。油滤清器位于变速器顶部,以便清理油中的异物。二、控制功能1、自动模式和手动模式与传统的手动
8、变速器不同,无极变速器可在最高车速和发动机机最大转速范围内,实现传动比的连续变化(在一定范围内)。除了自动模式外,ECVT自动变速器还有7档手动模式(1242 16v 运动变速器)和6档手动模式(124 16v EIX 变速器)。如果要选择手动模式。应将变速杆从D(驱动)位移动至M(手动)位。在M位,当变速器杆向+方向每移动一次,变速器升高一个档位; 当变速器杆向方向每移动一次,变速器降低一个档位。在启动或驾驶状态下都可以改变运动模式,除非传动比忽然变化,如制动时。当车速太低以至于不能挂高档的时候,ECVT电控单元进行干涉,以避免发动机熄火。ECVT对挂入低档进行控制,当在较高的车速下挂入低档
9、时,避免发动机在降速期间超出规定转速。2、标准模式和经济模式变速杆在D(驱动)位,ECVT可选择不同的操作模式:标准(NORM)模式或经济模式(ECNOMIC)模式,这种模式在普通型和运动型中都可以选择。在ECO模式下,发动机经常在经济转速范围内运转,改善了燃油经济型。如果要选择手动模式。应将变速杆从D(驱动)位移动至M(手动)位。在M位,当变速器杆向+方向每移动一次,变速器升高一个档位; 当变速器杆向方向每移动一次,变速器降低一个档位。在启动或驾驶状态下都可以改变运动模式,除非传动比忽然变化,如制动时。当车速太低以至于不能挂高档的时候,ECVT电控单元进行干涉,以避免发动机熄火。ECVT对挂
10、入低档进行控制,当在较高的车速下挂入低档时,避免发动机在降速期间超出规定转速。第二章 无极变速器的结构与原理一、无极变速器的结构1、无极变速器剖面视图,如图2-1所示。图2-1 无级变速器剖面图1-主动钢带轮外轴承; 2-主动钢带轮内轴承; 3-前进挡齿轮离合器推力轴承; 4-从动钢带轮内轴承;5、8-减速单元轴承; 6-半轴齿轮侧差速器轴承;7-差速器主减速器从动齿轮侧差速器轴承;9-从动钢轮外轴承 图2-2液力变矩器的结构1-飞轮; 2-涡轮; 3-曲轴; 4-导轮; 5-泵轮; 6-主轴; 7-液力变矩器2、无级变速器的主要部件的结构1) 液力变矩器 液力变矩器的结构如图2-2所示,它与
11、自动变速器的液力变矩器结构基本相同,主要有泵轮,涡轮和导轮组成,内部安装有锁止离合器和扭转离合器。泵轮与曲轴链接在一起,涡轮与变速连接在一起,导轮与变速器外壳连接在一起。液力变矩器的作用,是将发动机的动力通过外壳传给泵轮,再由泵轮经变速器油传给涡轮,涡轮将动力传给变速器。液力变矩器的工作原理如图2-3所示。液力变矩器工作时候,其内部充满了变速器油。导轮与变速器壳体之间有一个单项离合器,其作用是在涡轮转速较低时候单项离合器锁止,导轮固定不动,导轮叶片反射液力变矩器油流,液力变矩器具有变速增矩的作用。当涡轮转速较高时候,经导轮叶片反射后的油流反方向图2-3液力变矩器的工作原理1-泵轮; 2-导轮;
12、 3-涡轮冲击导轮叶片,导轮单项离合器松开,导轮自由旋转,此时液力变矩器完成了耦合器,不起降速增矩作用。2) 油泵图2-4液力变矩器锁止离合器1-泵轮; 2-导轮; 3-主轴; 4-飞轮连接体; 5-变矩器壳体;6-锁止离合器;7-涡轮 该车油泵是一种内齿轮型油泵。主要包括内转子和外转子,内 外转子啮合并且偏心布置,由曲轴通过液力变矩器壳体直接驱动。油泵工作时,内转子带动外转子转动。在内 外转子齿脱离啮合的一侧,空间容积增大,形成真空,将变速器油从进油口吸入,被吸入的变速器油在转子的齿间随着转子的转动被带到出油口,在出油口处内,外转子的齿轮进行啮合,空间容积减小,油压升高,提高压力的变速器由出
13、油看输出。3)锁止离合器液力变矩器的锁子离合器结构如图2-4所示。锁子离合器的作用是在接合时将动力由液力变矩器的泵轮直接传给涡轮,以实现高速下的高效率传动;分离时,可实现泵轮与涡轮的液力柔性传动,减少传动冲击,提高车辆的乘车舒适性。4) 无级变速器的传动机构V型钢带无级变速器传动机械由主动钢带轮,从动钢带和V型钢带组成。这种无级变速器的最大传动比为2.432。由于钢带的工作半径可以连续变化,因此,该装置可以实现在一定范围内传动比的连续变化,即无级变速传动。钢带轮上移动锥盘的移动由液压控制单元控制,液压控制单元由无级变速器电控单元控制。主,从动带轮的移动锥盘安装在相对的两侧,这样,可以保证变速时
14、候V形钢带平等移动,防止钢带歪斜。 V形钢带V形钢带包括一定数量的楔形金属块和两根9层钢质环带。V形钢带传动工作原理与V形橡胶带类似,都是借助带与带轮侧面之间的摩擦力进行动力传动,但V形胶带传动是由带的张紧力产生的摩擦力,并通过带的拉力来传动动力,而V形钢带传动是由钢质环带的张力产生楔形金属块与钢带之间的摩擦力,但不依靠带的拉力来传递动力,而且通过楔形金属块的推力来传递动力。 钢带轮钢带轮有主动钢带轮和从动钢带轮两种。主,从动钢带轮的后面都有一个由壳体和活塞组成的液压腔,当液压控制单元使液压腔的油压升高时,钢带轮的移动锥盘向靠近固定锥盘的方向移动;当液压控制单元使液压腔的油降低时,在钢带侧压力
15、的作用下钢带轮的移动锥盘向离开固定锥盘的方向移动。在从动钢带轮液压腔内还有一个弹簧,其作用是当变速器不工作时,弹簧将从动钢带轮的移动锥盘推向固定锥盘,使从动钢带轮有最大的工作半径,即变速器有最大的传动比,以利于下次起步。5)驻车锁止机构驻车锁止机构如图2-5所示。驻车锁止机构可以使驻车锁爪与从动钢带轮上的驻车锁止齿轮啮合,从而变速器输出轴锁止,防止汽车移动。6)主减速器和差速器主减速器和差速器的结构如图2-6所示。图2-6主减速器和差速器的结构1-主减速器主动齿轮;2-主减速器中间轴;3-从动钢带轮;4-差速器图2-5驻车锁止机构1-驻车锁爪; 2-驻车锁止齿轮主减速器由两级圆柱齿轮组成,它的
16、作用是降速增矩,将来自从动钢带轮的动力传给差速器。差速器由行星齿轮,半轴齿轮和十字轴等组成,它的作用是将动力传给左,右半轴,并可实现差速传动。7)前进档离合器和倒档制动器在无级变速器的液力变矩器与主动钢带轮之间,有前进挡离合器和和倒档制动器,其作用是实现变速器前进挡和倒档之间的转换。、变速杆在P位和N位。当变速杆在P位和N位时,前进挡离合器和倒档制动器都分离,不能进行动力传递,变速器位于空位。变速杆在P位时,驻车锁爪与从动钢带轮上的驻车锁止齿轮啮合,从而将变速器输出轴锁止,汽车不能移动。、变速器杆在R位。当变速杆在R位时,倒档制动器接合,前进挡离合器分离,此时齿轮圈被固定,动力传递路线为:前进
17、挡离合器?-行星齿轮架和行星齿轮-太阳轮和主动钢带轮。此时太阳轮和主动钢带轮的旋转方向与行星齿轮架(即发动机曲轴)的旋转方向相反,为倒档传动。、变速杆在D位和L位。当变速杆在D位和L位时,前进挡离合器接合,倒档制动器分离,动力传递路线为:前进挡离合器?-太阳轮和主动钢带轮。此时由于倒档离合器分离而齿圈自由转动,太阳轮和主动钢带轮与主轴的旋转方向相同,变速器为前进挡。8)开/关电磁阀开/关电磁阀安装在电控单元内,根据来自电控无级变速器(ECVT)电控单元的信号控制液压回路。当变速杆在R位,N位,L位,D位时候,此电磁阀在电控单元的控制下处于关闭位置,使得油流至前进挡离合器和倒档制动器。当变速杆处
18、于P位时,电磁阀处于打开位置,使液力变矩器锁止。9)伺服电磁阀滑动控制阀由ECVT电控单元控制,伺服电磁阀控制滑动控制阀动作(在R位,L位或D位时)或不动作(在P位或N位时)。10)活动控制阀滑动控制阀调节前进档离合器和倒档控制器的油压以及液力变矩器锁止压力,控制前进挡离合器和倒档制动器打滑。11)离合器压力阀离合器压力阀修正次压力并产生控制倒档制动器和前进档离合器所需的压力。12)开关阀开关阀在前进档离合器,倒档制动器和停车啮合控制之间具有回路开关功能,由开/关电动阀的压力操纵。13)手动阀手动阀由变速杆操纵,其作用是控制油路,向前进档离合器和倒档制动器提供压力油。14)倒档信号阀倒档信号阀
19、根据档位的不同控制油路,用于在前进档和倒档之间产生的不同油压。二、液压系统1.前前进档离合器和倒档离合器前进档离合器和倒档离合器的接合和分离由伺服电磁阀控制,而伺服电磁阀由电控无极变速器(ECVT)电控单元根据发动机转速和节气门开度进行控制。无级变速器在N位时的液压回路如图2-7所示。1) 在不工作状态(变速杆在P位和N位)。如图2-8所示。当变速杆在P位和N位时,手动阀移动到相应位置,不给前进档离合器和倒档制动器压力回路提供油压。2) 变速杆在D位和L位时。变速杆在D位和L位时,手动阀移动到相应的位置,为前进档离合器提供管路油压,ECVT电控单元控制伺服电磁阀,伺服电磁阀控制滑动控制阀,接通
20、前进档离合器的油路。图2-8 前进挡离合器和倒挡制动器控制油路1-前进挡离合器压力 2-倒挡制动器压力 3-手动阀 4-反转信号阀 5-控制开关阀 6-滑动控制阀 7-伺服电磁阀图2-7 N位位置时的液压回路图1-主动钢带轮 2-主阀 3-液力变矩器 4-油滤清器 5-油冷却器 6-开关阀 7-手动阀8-反转信号阀9-开/关电磁阀 10-滑动控制阀 11-伺服电磁阀 12-离合器阀13-次阀 14-润滑阀 15-油滤器 16-油泵 17-从动钢带轮3) 变速杆在R位置时。变速杆在R位置时,手动阀移动到相应位置,为倒档制动器提供油压,ECVT电控单元控制伺服电磁阀,伺服电磁阀控制滑动控制阀,接通
21、倒档制动器的油路。1. 锁止离合器(变矩器)1) 锁止离合器接合/分离控制。锁止离合器接合和分离由伺服电磁阀控制,伺服电磁阀由ECVT电控单元根据节气门开度和车速进行控制。2) 不工作状态(变速杆在N位,P位或R位),如图2-9所示。当变速杆在N位,P位或R位时,ECVT电控单元控制开/关电磁阀,开/关电磁阀控制开关阀,使锁止离合器处于分离状态。3) 变速杆在D位或L位时。当变速杆在D位或者L位时候,ECVT电控单元控制开/关电磁阀,开/关电磁阀控制开关阀,锁止离合器接合。伺服电磁阀控制滑动控制阀,使锁止离合器逐渐接合。图2-9 锁止离合器控制油路1-前进挡离合器压力; 2-倒挡制动器压力;
22、3-手动阀; 4-发转信号阀;5-控制开关阀; 6-开/关电磁阀; 7-滑动控制阀; 8-伺服电磁阀 第三章 电控单元一、电路图电控系统电路图,如图3-1所示。 二、传感器1)、主动钢带轮转速传感器。它在无级变速器壳体侧部,其作用是将主动钢带轮转速信号传给ECVT电控单元,转速信号用来控制传动比。2)、从动钢带轮转速传感器。它装在无级变速器壳体侧部,其作用是将从动钢带轮转速信号传递给ECVT电磁单元,转速信号用来控制传动比。3)、压力传感器。它位于壳体侧部,测量作用于从动钢带轮上的液体压力,该信号被传送至ECVT电控单元,ECVT电控单元根据传递力矩的大小改变作用在带轮上的压力。4)、油温传感
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