【正文】 新速騰０9G變速器實驗臺設(shè)計畢業(yè)論文目 錄1引言 12 09G自動變速器分析 3 3 3 4 5 6 14 14 163 實驗臺設(shè)計 23 23 24 25 25 26 27 27 28 324 09G自動變速器檢測實驗臺的使用 35 35 35 365 速騰09G自動變速器故障的自診斷與故障代碼 37 37 38結(jié) 論 41參考文獻(xiàn) 42致 謝 4344天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)2014屆本科生畢業(yè)設(shè)計1引言如今，自動變速器已經(jīng)大量裝配在中高檔轎車，它是評價汽車性能的一個重要部件，它對舒適性、燃油消耗、行駛動力性和尾氣排放都會產(chǎn)生極大影響。新型結(jié)構(gòu)的變速器,如手自一體變速器和無級自動變速器開始與傳統(tǒng)的多速自動變速器進(jìn)行競爭, 要想使得大扭矩傳遞與駕駛舒適性結(jié)合在一起,多速自動變速器在扭矩轉(zhuǎn)換方面還是有其所不及的優(yōu)越性。6檔自動變速器09G代表了多速自動變速器的發(fā)展方向,它在經(jīng)濟(jì)性、動力性和平順性方面為其它自動變速器可以被視為標(biāo)準(zhǔn)。09G自動變速器的開發(fā)商和制造商是日本變速箱康采恩，大眾公司的工程師與Aisin合作參與了變速箱的開發(fā)，并將其與大眾汽車相匹配。新型6檔自動變速器以后會繼續(xù)擴(kuò)大,同時囊括了傳遞扭矩大的變速器和傳遞扭矩小的變速器，并向更多檔位的自動變速器發(fā)展。隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，5檔自動變速器01N和01M將會逐漸退出市場，并將被新型的6檔自動變速器09G所取代。09G變速器型式為電液控制6檔行星齒輪機(jī)構(gòu),裝配液力變矩器和滑差控制的變扭器鎖止離合器。而控制方式為Mechatronik(液壓控制單元、J21傳感器和電磁閥被集成為一體)，09G變速器轉(zhuǎn)速因型號的不同，可獲得最大輸出扭矩為450 Nm。09G自動變速器已經(jīng)達(dá)到了檔位增多、變速的范圍變大、燃油經(jīng)濟(jì)性提高、污染降低、結(jié)構(gòu)變得更緊湊和成本降低了。檔位增多和變速的范圍變大是獲得燃油經(jīng)濟(jì)性提高和污染降低的重要措施之一。,自動變速器09G的性能已經(jīng)接近無級自動變速器的水平。這個六檔行星齒輪裝置采用稱為Lepelletier的行星齒輪組,是在Ravigneaux雙行星齒輪組的基礎(chǔ)上加裝一個初級行星齒輪機(jī)構(gòu)，并通過五個換擋執(zhí)行元件的組合使用（執(zhí)行元件包括三個離合器和兩個制動器）。根據(jù)換擋桿的位置，相應(yīng)地接通或切斷某一離合器和制動器液壓油路，使各個檔位都有相應(yīng)的離合器和制動器工作，從而使行星齒輪組的各個基本元件進(jìn)行連接和固定來傳遞扭矩，使各檔位傳遞動力的元件、路線、方向都隨之改變，傳動比也隨之改變，實現(xiàn)了九個檔位，其中包括六個前進(jìn)擋（D檔）、一個倒檔（R檔）、一個空檔（N檔）和一個駐車檔（P檔）。09G變速器的特性雖然很優(yōu)越，技術(shù)已經(jīng)很成熟，但在使用過程中若使用不當(dāng)或沒有正常維護(hù)時，便會出現(xiàn)不同程度的抱怨。通過查閱了很多與變速器實驗臺設(shè)計相關(guān)的資料，結(jié)合自己所掌握的專業(yè)知識和教育實習(xí)期間所遇到的教學(xué)問題，認(rèn)真思考所設(shè)計的實驗臺的教學(xué)功能，撰寫設(shè)計說明書的內(nèi)容，具體如下：（１）09G變速器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理；（２）動力分析；（３）電液控制分析；（4）實驗臺的設(shè)計；（5）故障分析。新型的6檔自動變速器09G作為一種新的產(chǎn)品使用，為了使維修人員和職教人員能夠更好地分析與講解09G自動變速器的電液控制原理、電控電路的連接，以及能夠更直觀地分析該變速器故障現(xiàn)象，特意設(shè)計該變速器實驗臺。由于自動變速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零件多，精密度高，導(dǎo)致教學(xué)和維修較困難。通過實驗臺的設(shè)計增強(qiáng)了教學(xué)的直觀性，能夠?qū)?fù)雜的問題簡單化，克服了傳統(tǒng)教學(xué)中理論講授與實踐操作相脫離的弊病，能夠?qū)?fù)雜的問題簡單化，使學(xué)生更加容易地掌握自動變速器09G的工作原理、工作過程和故障診斷方法,并且通過一體化課程的開發(fā)，能夠?qū)⒔毯蛯W(xué)做緊密的結(jié)合，顯著提高教學(xué)效果。2 09G自動變速器分析圖21 變速器結(jié)構(gòu)透視圖見圖21，09E變速器采用的是Lepelletier行星齒輪機(jī)構(gòu)，因此只需五個換檔執(zhí)行元件（三個離合器和兩個制動器）就可以實現(xiàn)六個前進(jìn)檔和一個倒檔。圖22 鎖止離合器根據(jù)液力耦合器基本原理進(jìn)行工作的變矩器會在泵輪和渦輪之間產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差（也叫變矩器滑差），并且這個轉(zhuǎn)速差會導(dǎo)致系統(tǒng)的效率降低。變矩器的鎖止離合器（WK）的使用能夠減小變矩器滑差，從而提高燃油經(jīng)濟(jì)性。鎖止離合器（WK）根據(jù)行駛舒適性的要求有斷開、調(diào)節(jié)和接合這三種工作狀態(tài)，其工作的前提條件有：對于檔位無任何限制；對于發(fā)動機(jī)扭矩的大小無任何限制；當(dāng)ATF油溫超過40℃時才能接合。見圖22，為了提高傳遞發(fā)動機(jī)大扭矩的穩(wěn)定性，鎖止離合器（WK）采用一個獨立的具有兩個摩擦面的摩擦盤，并位于變矩器殼體與鎖止離合器（WK）活塞之間，與渦輪剛性連接，從而使兩個部件連接起來傳遞動力。在物理學(xué)原理上，若增大一倍摩擦面積的話，則傳遞的扭矩也能增大一倍。該變速器采用的鎖止離合器（WK）增大了摩擦力所允許的范圍，從而擴(kuò)大了其工作范圍，因此傳動系統(tǒng)的總工作效率也提高了。圖23換檔執(zhí)行元件見圖23，三個可轉(zhuǎn)動的多片式離合器KKK3,兩個固定的多片式制動器BB2和一個單向離合器F的安裝位置。在傳遞動力過程中，離合器KKK3將發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩傳至行行齒輪機(jī)構(gòu)，制動器BB2將發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩支承在變速器殼上。其作用是在不中斷動力的條件下（即帶負(fù)荷），實現(xiàn)換檔。圖24 行星齒輪機(jī)構(gòu)的實物圖圖25 Lepelletier行星齒輪機(jī)構(gòu)示意圖Lepelletier行星齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式是Ravigneaux雙行星齒輪組的前面加裝一個簡單的行星齒輪組（初級行星齒輪組），見圖24。這個簡單的行星齒輪組可以以兩種不同的轉(zhuǎn)速來驅(qū)動Ravigneaux齒輪組，總是通過Ravigneaux齒輪組的內(nèi)齒圈來輸出動力的。為了實現(xiàn)動力的傳遞和變速范圍的擴(kuò)展，通過五個換擋執(zhí)行元件的循環(huán)使用，使各檔位傳遞動力的元件、路線、方向都隨之改變，傳動比也隨之改變，從而實現(xiàn)六個前進(jìn)擋和一個倒檔。見圖25，初級行星齒輪組：太陽輪S1始終固定不動；行星架PT1與離合器A和B相連；內(nèi)齒圈H1與渦輪軸（輸入）和離合器E相連。Ravigneaux雙行星齒輪組：大太陽輪S2與離合器B和制動器C相連；小太陽輪S3與離合器A相連；行星架PT2與離合器E和制動器D相連；內(nèi)齒圈H2始終為輸出件。Lepelletier行星齒輪機(jī)構(gòu)的優(yōu)點：雖然變速擴(kuò)展范圍變大、檔位增多、傳遞的扭矩增大，但是變速器的總長度仍減小了，結(jié)構(gòu)變得更緊湊；由于零部件數(shù)量減少，減輕了變速器的重量，并降低了制造成本。表21各檔位的元件運(yùn)行情況檔位K1K2K3B1B2F第1檔○○第2檔○○第3檔○○第4檔○○第5檔○○第6檔○○R檔○○一、1檔的動力傳遞：見圖26，進(jìn)入一檔，,驅(qū)動行星齒輪架PT1。離合器K1接合，因此扭矩被傳輸?shù)诫p行星齒輪組的太陽輪S3上。長行星齒輪把扭矩傳輸?shù)絻?nèi)齒輪H2上，使內(nèi)齒輪直接與從動齒輪連接。行星齒輪架PT2支撐在自由輪F上。通過利用自由輪F實現(xiàn)第1檔，取消了在第1檔滑行狀態(tài)下的動力傳遞。車輪在滑行狀態(tài)下開動。自由輪F逆其鎖定方向（沿自由輪轉(zhuǎn)動方向）旋轉(zhuǎn)，不能利用發(fā)動機(jī)制動作用。圖26 1檔的動力傳遞示意圖該機(jī)構(gòu)前排是單行星輪行星排，中間也是單行星輪行星排，后排是雙行星輪行星排, 前排太陽輪固定所以，中排和后排行星架共用所以，中排和后排齒圈共用,當(dāng)在1檔時，由于前排行星架PT1通過離合器K1與后排小太陽輪S3相連，所以，單向離合器F固定后排行星架，即。傳動比的計算需要聯(lián)立初級行星齒輪組、Ravigneaux齒輪組運(yùn)動方程：初級行星齒輪組： (21)其中為S1轉(zhuǎn)速；為H1轉(zhuǎn)速； 為PT1轉(zhuǎn)速；而；其中為S1齒數(shù)；為H1齒數(shù)。Ravigneaux齒輪組: (22)其中為S3轉(zhuǎn)速；為H3轉(zhuǎn)速；為PT2轉(zhuǎn)速；而；其中為S3齒數(shù)；為H2齒數(shù)。其中； ，先聯(lián)立(21)、(22)式計算得到：二、2檔的動力傳遞:見圖27，進(jìn)入2檔，渦輪軸驅(qū)動單排行星齒輪組的內(nèi)齒輪H1。內(nèi)齒輪H1驅(qū)動在固定的太陽輪S1上支撐滾動的行星齒輪P1。因此驅(qū)動行星齒輪架PT1。離合器K1連接行星齒輪架PT1與太陽輪S3，并將扭矩導(dǎo)入雙排行星齒輪組中。，并傳輸?shù)介L行星齒輪P2上。長行星齒輪P2在固定的中心輪S2上滾動并驅(qū)動內(nèi)齒輪H2.圖27 2檔的動力傳遞示意圖該機(jī)構(gòu)前排是單行星輪行星排，中間也是單行星輪行星排，后排是雙行星輪行星排, 前排太陽輪固定所以，中排和后排行星架共用所以，中排和后排齒圈共用,當(dāng)在2檔時，由于前排行星架PT1通過離合器K1與后排小太陽輪S3相連，所以，制動器B1制動大太陽輪S2，即。傳動比的計算需要聯(lián)立初級行星齒輪組、Ravigneaux齒輪組運(yùn)動方程：初級行星齒輪組： （23）Ravigneaux齒輪組： (24) (25)其中為S2轉(zhuǎn)速；而；其中為S2齒數(shù)；為H2齒數(shù)。其中；；，先聯(lián)立(24)、(25)式計算得到： （26）再將（23）、（26）式聯(lián)立計算得到：三、 3檔動力傳遞:見圖28，進(jìn)入3檔，渦輪軸驅(qū)動單排行星齒輪組的內(nèi)齒輪H1。內(nèi)齒輪H1驅(qū)動在固定的太陽輪S1上支撐滾動的行星齒輪P1。因此驅(qū)動行星齒輪架PT1。離合器K1連接行星齒輪架PT1與太陽輪S3，并將扭矩導(dǎo)入雙排行星齒輪組中。離合器K3同樣把扭矩導(dǎo)入雙排行星