学习情境8-无极变速器的维修.pdf

汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 检 验 评 估 检 验 评 估 制 定 计 划 制 定 计 划 实 施 计 划 实 施 计 划 收 集 信 息 收 集 信 息 接 受 任 务 接 受 任 务 总 结 提 高 总 结 提 高 学 学 习 习 过 过 程程汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 目前，在普通的轿车中，大多采用电控液 力自动变速器其构造？它能根据节气门的开度和车速的变化，自动 进行换档它是由液压控制的齿轮变速系统构成的，不 是真正意义上的无级变速器汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 CVT是英文Continuously Variable Transmission的缩写，意即无级变速器。汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 1、1、CVTCVT技术的特点技术的特点汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 1CVT则是由两组变速轮盘和一条传动带组成的。2CVT采用传动带和工作直径可变的主、从动轮 相配合传递动力 3CVT可以自动改变传动速比，实现传动速比的 全程无级连续改变 4没有传统变速器换档时那种“停顿”的感觉，从而得到传动系统与发动机工况的最佳匹配 5提高车辆的燃油经济性和动力性改善驾驶者的操纵方便性及乘坐舒适性因此它是一种比较理想的汽车动力传动装置。汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 2、2、CVTCVT技术的发展技术的发展汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 CVT技术的发展已有100多年的历史 德国奔驰汽车公司早在1886年就将V形橡胶带式CVT安 装到该公司生产的汽油机汽车上 1958年，荷兰的DAF公司研制出Variomatic双V形橡胶 带式CVT，并装备于其制造的Daffodil轿车上 但是由于橡胶带式CVT存在功率有限（转矩局限于135 Nm以下），离合器工作不稳定，液压泵、传动带和夹 紧机构的能量损失较大等一系列的缺陷，因而没有被汽 车行业普遍关注 然而提高传动带性能和CVT传递功率的研究一直在进 行。汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 橡胶带传动的CVT 功率有限 离合器工作 不稳定 液压泵、传 动带和夹紧机 构的能量损失 较大汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 后来，汽车研究人员将：液力变矩器集成到CVT系统中 主、从动轮的夹紧力由电子装置进行控制在CVT中采用节能泵 传动带使用金属带代替传统的橡胶带汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 汽车新技术的进步克服了CVT原有的技术缺陷 传递转矩容量更大、性能更优良的第二代CVT面 世 进入20世纪90年代，汽车界对CVT技术的研究开 发日益重视，再加上全球科技的迅猛发展，使得 新的电子技术与自动控制技术不断被采用到CVT中汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 到目前为止，世界著名的汽车公司都逐渐将CVT用到自己新推出的车型上，完成了自动变速器的 技术革命。目前，奥迪A4、A6轿车，广本飞度轿车，东南 菱帅轿车，南京菲亚特轿车等已经大量采用CVT无级自动变速器汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 3、CVT的结构特点 各种型号CVT的主要差别集中 在：发动机动力传递到主动带轮的 过程以及带轮半径和夹紧力的 控制方法上。汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 目前，CVT的控制一般都采用电子控制模式，即可以在自动状态下 运行，也可以选择特定的控制程序，增加驾驶的便利性。CVT自动变速器除了标准档位外，换档操纵手柄也可以移 至另一个平行的档位，在“+”或“-”之间变换。Tiptronic开关3个霍尔传感器 换档杆护板 换档杆护板鱼鳞板4个霍尔传感器用于换档杆位置汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 手动、自动和CVT无级自动变速器的功能比较 无级 电脑自动控制 CVT无级自动 变速器 有级 电脑自动控制 自动变速器 有级 人工手动控制 手动变速器 变速器档位数 换档控制 项目汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 下面以奥迪Multitronic系统为例介绍CVT结构特 点。CVT（ContinuouslyVariableTransmission)无级变速无级变速 01J 无级无级自动变速箱型号自动变速箱型号 DZN 无级自动变速箱代码无级自动变速箱代码Multitronic R 代表Audi 公司的无级自动变速器代表Audi 公司的无级自动变速器 CVT在奥迪轿车上的装备种类 CVT在奥迪轿车上的装备种类 发动机CVT变速箱零件号 代码 备注01J300044FWK01J300047GHL带S档位01J300043BFRZ01J300046SGHJ带S档位2.8L2.4L汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 1、Mutitronic 01J变速箱的结构图 1、Mutitronic 01J变速箱的结构图 飞轮减振装置 倒档离合器 辅助减速齿轮档 传动链变速器 行星齿轮系 液压控制单元 前进档离合器 变速箱控制单元汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 Mutitronic01J变速箱的剖视图 变速箱控制 单元 液压控制 单元 机械传动汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 01J行星齿轮系结构 01J行星齿轮系结构 变速箱输入轴 齿圈 行星齿轮 行星齿轮支架 前进档离合器 太阳轮 倒档离合器汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 三 三、各挡动、各挡动 力传递路线力传递路线汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 01J行星齿轮系结构 01J行星齿轮系结构 行星齿轮架 行星齿轮1行星齿轮2 齿圈 太阳轮 动力输出 动力输出 动力输入动力输入汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 前进档 倒 档 1、太阳轮主动旋转 2、行星齿轮支架架与太 阳轮同速度旋转 整体同步旋转 1、太阳轮主动旋转 2、齿圈固定 行星齿轮支架 反向旋转 01J行星齿轮系工作状态说明 01J行星齿轮系工作状态说明汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 变速原理汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 四 四、主要组成零部件、主要组成零部件（一）机械传动部分（一）机械传动部分（二）电子控制系统（二）电子控制系统（三）液压操纵系统（三）液压操纵系统汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 (一)机械传动部分(一)机械传动部分 1.1.传动链传动链汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 (一)机械传动部分(一)机械传动部分 2.2.传动链轮传动链轮 3.3.辅助变速齿轮辅助变速齿轮 4.4.变速杆换挡机构和P变速杆换挡机构和P位停车锁位停车锁（1（1）触发液压控制单元手动选挡阀）触发液压控制单元手动选挡阀（2（2）控制停车锁）控制停车锁（3（3）触发多功能开关、识别换挡杆位置）触发多功能开关、识别换挡杆位置汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 主动锥 形轮 发动机辅助减速机构 钢制链条 被动锥形轮 无级变速机构由两组锥形轮组成 包括一对主动锥形轮和一 对被动锥形轮 同时有一根链条运行在 两对锥形轮V形沟槽中间 主动锥形轮由 发动机的辅助 减速机构驱动 发动机的动力 通过链条传递 给被动锥形轮 直至终端驱动汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 在每组锥 形轮中有 一个锥形 轮可以轴 向移动 两组锥形 轮必须保 持协调相 同的调 整，以保 证链条始 终处于张 紧状态。汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 链条采用多片 式钢制链条 在主动锥形轮相对被动锥 形轮工作直径较小时，主 动锥形轮可以传递给被动 锥形轮较大的牵引转矩，部分轿车的牵引转矩可 高达300 Nm。汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 变速器锥面链轮 转动压块 链节 转动压块 转动节 传动链的转动节采用双转动压块，在传动链转曲过程中，转动压块之间形成滚动摩擦，动力损失和磨损降低至最小。传动链的转动节采用不等长链节，可防止共振并降低转动噪音。汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 （二）（二）电子控制系统 电子控制系统 1控制单元J2171控制单元J217（1（1）动态控制程序）动态控制程序（2（2）强制降挡功能）强制降挡功能（3（3）依据行驶阻力自适应控制）依据行驶阻力自适应控制（4（4）与巡航控制系统（CCS）与巡航控制系统（CCS）协调工作）协调工作（5（5）对离合器（制动器）的控制）对离合器（制动器）的控制（6（6）最佳舒适换挡模式）最佳舒适换挡模式（7（7）最大动力特性）最大动力特性汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 （8）提高燃油经济性（8）提高燃油经济性（9）过载保护（9）过载保护（10）爬坡控制功能（10）爬坡控制功能（11）微量打滑控制（11）微量打滑控制（12）合理匹配离合器控制（12）合理匹配离合器控制（13）换挡控制（13）换挡控制（14）故障自诊断功能（14）故障自诊断功能（15）升级程序（闪光码编程）（15）升级程序（闪光码编程）汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 控制单元 控制单元 J217J2171.25针插头；针插头；2.变速器油温传感器；变速器油温传感器；3.变速器输入转速传感器变速器输入转速传感器G182；4.多功能开关多功能开关F125；5.变速器输出转速传感器变速器输出转速传感器G195和和G196；汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 2.传感器2.传感器（1（1）变速器输入转速传感器G182）变速器输入转速传感器G182（2（2）变速器输出转速传感器G195）变速器输出转速传感器G195和G196和G196（3（3）自动变速器油压传感器G193）自动变速器油压传感器G193（4（4）自动变速油压传感器G194）自动变速油压传感器G194（5（5）多功能开关F125）多功能开关F125（6（6）变速器油（ATF）变速器油（ATF）温度传感器G93）温度传感器G93汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 （7（7）制动开关）制动开关（8（8）“强制降挡强制降挡”信号信号（9（9）Tiptronic）Tiptronic开关F189开关F189（10（10）CAN）CAN总线总线（11（11）发动机转速信号）发动机转速信号（12（12）换挡指示信号）换挡指示信号（13（13）车速信号）车速信号（14（14）电路图）电路图（15（15）其他）其他汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 电路图电路图汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 3.执行机构3.执行机构 01J01J自动变速器采用三个电磁阀N88 N215 自动变速器采用三个电磁阀N88 N215 和N216和N216，接受自动变速器控制单元的指，接受自动变速器控制单元的指 令，控制换挡和油压调节等功能。令，控制换挡和油压调节等功能。汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 （三）液压操纵系统（三）液压操纵系统 1.1.供油系统供油系统 2.2.冷却系统冷却系统 3.3.液压操纵换挡系统液压操纵换挡系统 4.4.转矩传感器转矩传感器 5.5.传动链轮依据变速比的接触压力传动链轮依据变速比的接触压力 6.6.功能和工作模式功能和工作模式 7.7.润滑系统润滑系统 8.8.液压控制单元液压控制单元 9.9.变速器壳体/变速器壳体/通道和密封系统通道和密封系统汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 1.供油系统1.供油系统 液压泵是供油系统的主要部件液压泵是供油系统的主要部件，也是变速 也是变速 器中消耗动力的主要部件。器中消耗动力的主要部件。液压泵轴向间隙的调整液压泵轴向间隙的调整：两个轴向垫片封 两个轴向垫片封 住液压泵压力部分住液压泵压力部分，并在泵内形成一单独 并在泵内形成一单独 的泄油腔的泄油腔，垫片纵向垫片纵向（轴向轴向）密封住压力 密封住压力 腔。腔。液压泵径向间隙的调整：径向间隙调整功 液压泵径向间隙的调整：径向间隙调整功 能是补偿月牙形密封和齿轮副（齿轮和齿 能是补偿月牙形密封和齿轮副（齿轮和齿 轮）之间的径向间隙。轮）之间的径向间隙。汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 1.压力管压力管2.阀体阀体4.控制单元控制单元5.手动选挡阀手动选挡阀6.液压泵液压泵 液压泵液压泵汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 2.冷却系统2.冷却系统 来自链轮装置来自链轮装置1 1的自动变速器油的自动变速器油(ATF),(ATF),最初流经最初流经ATFATF散 散 热器之后，在流回液压控制单元前流经ATF滤清器。热器之后，在流回液压控制单元前流经ATF滤清器。为了保护离合器不暴露在高温之下为了保护离合器不暴露在高温之下，离合器由单独的 离合器由单独的 油流来冷却。油流来冷却。冷却前进挡离合器冷却前进挡离合器：若前进挡离合器接合若前进挡离合器接合，离合器缸 离合器缸 筒筒（压盘压盘）将润滑油分配器压回将润滑油分配器压回，在此位置在此位置，冷却油 冷却油 流经润滑油分配器前端面流经前进挡离合器。流经润滑油分配器前端面流经前进挡离合器。汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 冷却倒挡制动器：冷却倒挡制动器：前进挡离合器不工作（发动 前进挡离合器不工作（发动 机怠速运转或倒挡制动器工作时），机怠速运转或倒挡制动器工作时），润滑油分 润滑油分 配器回到其初始位置。在这种情况下配器回到其初始位置。在这种情况下，冷却油，冷却油 流到润滑油分配器流到润滑油分配器，然后通过分配器流回到倒，然后通过分配器流回到倒 挡制动器。分配器带轮油道内的部分润滑油流 挡制动器。分配器带轮油道内的部分润滑油流 到行星齿轮系，到行星齿轮系，提供必要的润滑。提供必要的润滑。汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 液压操纵换挡系统液压操纵换挡系统1.链轮装置链轮装置12.链轮装置链轮装置2汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 液压操纵换挡系统原理 液压操纵换挡系统原理 输导控制阀输导控制阀(VSTV)(VSTV)向压力调节阀向压力调节阀N216N216提供一个 提供一个 约约500kPa(5bar)500kPa(5bar)的常压的常压，N216N216根据变速器控制单 根据变速器控制单 元计算的控制电流产生控制压力元计算的控制电流产生控制压力，控制电流越 控制电流越 大，控制压力越高大，控制压力越高，该压力影响减压阀的位置，该压力影响减压阀的位置。汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 4.4.转矩传感器转矩传感器 转矩传感器的目的是根据要求建立起尽可能 转矩传感器的目的是根据要求建立起尽可能 精确、安全的接触压力。精确、安全的接触压力。转矩传感器主要部件为2转矩传感器主要部件为2个滑轮架，每个架 个滑轮架，每个架 有7有7个滑轨，个滑轨，滑轨中装有滚子滑轨中装有滚子。汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 扭矩传感 器腔2 扭矩传感器-接触压力控制 扭矩传感器-接触压力控制 滑轨架 1 滑轨 架2 链轮1 链轮2 滑轨架 1 滑轨架 2 扭矩传 感器腔1 扭矩传感器活塞（1）、结构和功能汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 传递扭矩压力低，传动链打滑压力高，效率降低 扭矩 传感 器 速比压 力调整 扭矩大 扭矩小 速比相同 扭矩相同 速比大 速比小 接触压力（2）、接触压力控制因素（2）、接触压力控制因素汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 压力缸 扭力传 感器1 排油孔 控制 凸缘 扭矩提高状态 小扭矩状态（3）、工作模式-扭矩（3）、工作模式-扭矩汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 大扭矩状态汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 工作模式-速比 工作模式-速比 低档 变速比1:1 扭矩传感器腔2 十字孔 变速器链轮横向孔关闭，扭矩传感器 腔2不工作，接触压力大 高档横向孔打开，扭矩传感 器腔2工作，接触压力小 扭矩传感器腔2 孔 孔 扭矩传感器活塞汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 5.传动链轮依据变速比的接触压力5.传动链轮依据变速比的接触压力 锥面链轮产生的接触压力不仅取决于输入转矩，还取 决于传动链跨度半径，此二者确定了变速器的实际变速 比。起动时要求最大的接触压力，链轮的传动链跨度半径 最小。为传递动力，尽管输入转矩高，却只有少量的摩擦 片衬片啮合，因此链轮产生了很高的接触压力。汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 6.功能和工作模式6.功能和工作模式 与变速比有关的接触压力在转矩传感器腔内被调整。提高 或降低转矩传感器腔内的压力，压力缸内的压力也发生变 化。双级压力适配的主要优点为，中间挡位范围可利用低接触 压力提高效率。汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 7.润滑系统7.润滑系统 飞溅式润滑油罩盖位于链轮装置上的飞溅式润滑油罩盖是 变速器又一个独特的结构，它可阻止压力缸建立起动态压 力。封闭在飞溅式润滑油罩盖内的油承受与压力缸内油相同的 动态压力，这样，压力缸内的动态压力得到补偿。汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 8.液压控制单元 8.液压控制单元（1）液压控制单元组成（1）液压控制单元组成 手动换挡阀手动换挡阀；9 9个液压阀个液压阀；3个电磁压力控制阀3个电磁压力控制阀（2）2）液压控 液压控 制单元完成下述功能 制单元完成下述功能 前进挡前进挡倒挡制动器控制、调节离合器压力倒挡制动器控制、调节离合器压力、冷却、冷却 离合器、离合器、为接触压力控制提供压力油为接触压力控制提供压力油、传感控制、传感控制、为飞溅 为飞溅 润滑油罩盖供油润滑油罩盖供油。电磁阀电磁阀N88N88N215和N216 N215和N216 在设计上称为在设计上称为“压力控制 压力控制 阀阀”，它们将控制电流变成了相应的控制压力。它们将控制电流变成了相应的控制压力。N88N88电磁阀有两个功能电磁阀有两个功能。控制离合器冷却阀。控制离合器冷却阀。全阀电磁阀N215激活离合器控制阀。全阀电磁阀N215激活离合器控制阀。N216N216电磁阀激活减压阀电磁阀激活减压阀。汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 9.变速器壳体9.变速器壳体/通道和密封系统 通道和密封系统 01J装了一种新型骨架式密封环系统；01J装了一种新型骨架式密封环系统；骨架式密封环压力缸。骨架式密封环压力缸。（1）组成（1）组成 主链轮装置；副链轮装置；主链轮装置；副链轮装置；前进挡离合器活塞的可变排量缸。前进挡离合器活塞的可变排量缸。（2）骨架式密封环系统的优点（2）骨架式密封环系统的优点 优良的抗磨性；分离压力小；优良的抗磨性；分离压力小；不易磨损；高压压力试配。不易磨损；高压压力试配。汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 发动机输出轴输出的动力首先传递到CVT的主动轮，然后通过V型传动带传递到 从动轮，最后经减速器、差速器传递给车 轮来驱动汽车。工作时通过主动轮与从动 轮的可动盘作轴向移动来改变主动轮、从 动轮锥面与V型传动带啮合的工作半径，从 而改变传动比。汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 可动盘的轴向移动量是根据需要 通过控制系统调节主动轮、从动轮液 压泵油缸压力来实现的。由于主动轮 和从动轮的工作半径可以实现连续调 节，从而实现了无级变速。汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 视频1 视频2 视频3汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修 汽车工程系 汽车工程系 汽车自动变速器检修 汽车自动变速器检修