花冠自動變速器實(shí)驗(yàn)臺設(shè)計

1、黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計第1章 緒 論 1.1研究的目的及意義 隨著車輛自動變速器理論與設(shè)計制造技術(shù)的不斷完善，其應(yīng)用范圍越來越廣泛，汽車傳動系中自動變速技術(shù)一直是人們追求的目標(biāo)，變速的自動化是車輛發(fā)展的高級階段，它的發(fā)展經(jīng)歷了漫長的歷程。與此同時，作為教育教學(xué)演示儀器，自動變速器實(shí)驗(yàn)臺的出現(xiàn)能夠非常直觀、簡便的演示自動變速器的基本工作狀況，也可以按照要求進(jìn)行故障模擬設(shè)置，又由于自動變速器實(shí)驗(yàn)臺的運(yùn)行平穩(wěn)、安全便捷，因此也成為了現(xiàn)代汽車教育領(lǐng)域一種常見的教學(xué)演示方式，深受廣大汽車教育部門師生的好評。 1991年汽車制造業(yè)就“汽車液力變速器臺架性能試驗(yàn)方法(QC/T29033一91)”制定了

2、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并于1999年進(jìn)行了修訂，在此標(biāo)準(zhǔn)中就制造廠生產(chǎn)的自動變速器試驗(yàn)項(xiàng)目、測量參數(shù)、試驗(yàn)條件、試驗(yàn)設(shè)備和測量儀器、試驗(yàn)方法、數(shù)據(jù)處理及試驗(yàn)報告等項(xiàng)目進(jìn)行了規(guī)范，而汽車維修業(yè)沒有出臺有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，自動變速器維修后臺架性能試驗(yàn)照搬制造業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)顯然有許多不妥之處，例如己經(jīng)設(shè)計好的液力變矩器其滑差在使用中一般不會發(fā)生變化，維修后就不必做此項(xiàng)臺架試驗(yàn)，因此有必要研究自動變速器維修后的性能試驗(yàn)方法，既能檢測出自動變速器的性能，又能滿自動變速器的使用要求。汽車維修企業(yè)使用的檢測設(shè)備不同于汽車制造業(yè)使用的檢測設(shè)備，它首先要求在滿足使用性能的基礎(chǔ)上價格低廉，價格昂貴的設(shè)備很難在汽車維修行業(yè)推廣，而對檢測設(shè)備的

3、精度要求比較低，這也為降低檢測設(shè)備的成本提供了有利的條件。另外，規(guī)模稍大的汽車維修企業(yè)維修的車型比較復(fù)雜，這就要求檢測設(shè)備能夠通用，一種檢測設(shè)備能夠檢測多種車型。 近幾年我國大量進(jìn)口和合資生產(chǎn)的中高檔轎車中，絕大部分裝有自動變速器，而作為汽車上的一個復(fù)雜總成，自動變速器成為了中高檔轎車普遍裝備的變速系統(tǒng)。但是由于自動變速器的復(fù)雜化，汽車故障越來越難以直觀判斷，因此對汽車人才的要求越來越高，為了加強(qiáng)對汽車人才的培養(yǎng)，就要設(shè)計一種具有教學(xué)功能及演示功能的實(shí)驗(yàn)臺，通過學(xué)生的動手操作，達(dá)到理論與實(shí)踐相結(jié)合的目的，這樣才能達(dá)到較好的學(xué)習(xí)效果。為了滿足汽車方面專業(yè)教育教學(xué)用途，我國也開始大量運(yùn)用各種實(shí)驗(yàn)臺

4、進(jìn)行汽車工作狀況的模擬，其中自動變速器實(shí)驗(yàn)臺由于它的演示直觀，平穩(wěn)安全，模擬故障簡便，一直以來深受廣大汽車教育者的青睞。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 30年代初，英國、美國等國將液力傳動應(yīng)用于公共汽車，到第二次世界大戰(zhàn)期間，許多軍用車輛和專用汽車也開始采用液力傳動裝置，在40年代初，美國成功地研制出兩擋液力一機(jī)械自動變速器，1947年，美國通用公司率先將此類自動變速器應(yīng)用于批量生產(chǎn)的小轎車上。在70年代，西歐及美國的商用汽車中使用液力自動變速器的己占全部商用汽車的80%以上。80年代，美國將液力自動變速器作為轎車的標(biāo)準(zhǔn)裝備，1983年美國通用汽車公司液力自動變速器裝車率已達(dá)到94%。日本生產(chǎn)的小型客

5、車和轎車中液力自動變速器的裝車率也不斷增長，1986年已達(dá)到41%。隨著自動變速器的發(fā)展，其結(jié)構(gòu)和性能也在不斷完善，特別是近年來隨著電子技術(shù)和自動控制技術(shù)在汽車上的應(yīng)用，出現(xiàn)了電控自動變速器，它可以實(shí)現(xiàn)與發(fā)動機(jī)的最佳匹配，獲得最佳的經(jīng)濟(jì)性、動力性、安全性并達(dá)到降低發(fā)動機(jī)排汽污染的目的。 解放初期，我國還沒有一個專業(yè)的汽車檢測與維修設(shè)備制造企業(yè)，汽車維修靠手工或簡單的機(jī)具進(jìn)行作業(yè)。自60年代后，由于政府有關(guān)部門的重視，才逐步建立了一些汽車維修設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)，開始制造一些結(jié)構(gòu)簡單的設(shè)備，如舉升機(jī)、液壓拆裝設(shè)備和維修工具等。到了70年代，特別是80年代以來，隨著我國汽車保有量的迅速增長，促進(jìn)了汽車檢測

6、維修設(shè)備企業(yè)的發(fā)展，并開始開發(fā)研制具有一定水平的檢測維修設(shè)備，但是由于裝備自動變速器的汽車是近幾年才大量進(jìn)入我國，自動變速器檢修設(shè)備一直處于較低水平，目前國內(nèi)市場上僅有山西省汽車保修機(jī)具供應(yīng)站生產(chǎn)一種稱作“中國首臺自動變速器維修專用試驗(yàn)臺”的ZYJ一1型自動變速器試驗(yàn)臺，該試驗(yàn)臺在實(shí)驗(yàn)時不裝液力變矩器，即不能試驗(yàn)液力變矩器的性能，由于不試驗(yàn)液力變矩器所以該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，成本低，售價相對較低;該設(shè)備采用液壓馬達(dá)進(jìn)行動力輸入，輸入額定轉(zhuǎn)矩為200Nm，輸入轉(zhuǎn)矩較小，不能滿足大排量汽車自動變速器對自動變速器的檢修試驗(yàn)的要求，由于在實(shí)驗(yàn)時不裝液力變矩器，所以靠試驗(yàn)臺提供自動變速器系統(tǒng)油壓，這樣不能完全

7、模擬實(shí)際使用工況，但是可以拆除油底殼進(jìn)行試驗(yàn)，當(dāng)閥體漏油時可以一目了然的看到；設(shè)計的ZDC-1型電磁閥測試儀可以對12種以上車輛的自動變速器進(jìn)行換擋控制，可以用于試驗(yàn)臺檢測時使用，也可單獨(dú)就車路試，此設(shè)備值得借鑒。隨著汽車產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，我國汽車保有量日益增長，目前已經(jīng)成為汽車消費(fèi)大國，這就對汽車的檢測、保養(yǎng)、維修以及培養(yǎng)汽車專業(yè)人才提出了新的挑戰(zhàn)，基于此，設(shè)計演示變速器工作性能的實(shí)驗(yàn)臺迫在眉睫。因此以設(shè)計汽車自動變速器實(shí)驗(yàn)臺為基礎(chǔ)，嘗試進(jìn)行專一的一款自動變速器實(shí)驗(yàn)臺的設(shè)計，那就是豐田花冠轎車自動變速器實(shí)驗(yàn)臺設(shè)計。設(shè)計自動變速器試驗(yàn)臺主要用于檢測發(fā)動機(jī)前置前驅(qū)汽車的自動變速器(如豐田240自動

8、變速器)的工作狀況和工作模擬，該試驗(yàn)臺能給自動變速器提供動力，模擬自動變速器在汽車上輸入工況，能檢測自動變速器的系統(tǒng)油壓、流量、溫度等參數(shù)，為診斷自動變速器故障提供參考數(shù)據(jù)，同時能夠在教學(xué)中簡明的把工作原理展現(xiàn)出來。1.3 設(shè)計的主要內(nèi)容 1、了解并掌握花冠自動變速器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及工作原理； 2、進(jìn)行花冠自動變速器實(shí)驗(yàn)臺臺架總體結(jié)構(gòu)設(shè)計及布局； 3、設(shè)計該實(shí)驗(yàn)臺的動力源以及傳動方式； 4、繪制花冠自動變速器實(shí)驗(yàn)臺電路圖和零件圖； 5、繪制花冠自動變速器實(shí)驗(yàn)臺總裝配圖。42第2章 花冠A240E自動變速器的結(jié)構(gòu)和工作原理 自動變速器看似復(fù)雜，事實(shí)上只要我們了解了其中一些簡單參數(shù)的奧秘，那么就能夠

9、了解內(nèi)部的工作過程，從而掌握其工作原理?；窘Y(jié)構(gòu)如下圖所示：1、變矩器 2、液壓泵 3、輸入軸 4、齒輪變速器 5、閥板總成 6、輸出軸 7、油底殼圖2.1 自動變速器的組成 該實(shí)驗(yàn)臺的被試件為花冠A240E型號自動變速器，那么就要了解被試件的結(jié)構(gòu)、工作原理、特性及與其他部件的匹配關(guān)系，這樣才能更好地確定實(shí)驗(yàn)臺和自動變速器的連接方式，并能對實(shí)驗(yàn)臺機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行合理的設(shè)計和改進(jìn)。在此根據(jù)試驗(yàn)臺設(shè)計及測試過程的要求對花冠A240E自動變速器的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了闡述，進(jìn)而制定自動變速器臺架的試驗(yàn)方法，其中包括通過試驗(yàn)所需采集的數(shù)據(jù)、試驗(yàn)流程等。A240E自動變速器被用于豐田花冠轎車上，該自動變速器體

10、積較小，有四個前進(jìn)檔，液力變矩器帶鎖止離合器，行星齒輪變速器為辛普森式，采用電液式控制系統(tǒng)，其驅(qū)動形式為前置前驅(qū)。2.1 花冠A240E自動變速器的結(jié)構(gòu)及工作原理自動變速器的結(jié)構(gòu)與手動變速器相比，在結(jié)構(gòu)和使用上有很大的不同。手動檔變速器主要由齒輪和軸組成，通過不同的齒輪組合產(chǎn)生變速變矩；而自動變速器是由液力變矩器、行星齒輪和液壓操縱系統(tǒng)等組成，通過液力傳遞和齒輪組合的方式來達(dá)到變速變矩。花冠A240E自動變速器是電控液力式自動變速器，由液力變矩器、齒輪變速器、液壓控制系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)四大部分組成。2.1.1 液力傳動機(jī)構(gòu)動力從發(fā)動機(jī)中輸出，首先與自動變速器的液力變矩器相傳遞，其中液力變扭器是

11、自動變速器最具特點(diǎn)的部件，它由泵輪、渦輪和導(dǎo)輪等構(gòu)件組成，它直接接收發(fā)動機(jī)的動力，并傳遞扭矩，同時還起到了離合的作用。泵輪和渦輪是一對工作組合，它們就好似相對放置的兩臺風(fēng)扇，一臺風(fēng)扇吹出的風(fēng)力會帶動另一臺風(fēng)扇的葉片旋轉(zhuǎn)，風(fēng)力成了動能傳遞的媒介，如果用液體代替空氣成為傳遞動能的媒介，泵輪就會通過液體帶動渦輪旋轉(zhuǎn)，再在泵輪和渦輪之間加上導(dǎo)輪，通過反作用力使泵輪和渦輪之間實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速差就可以實(shí)現(xiàn)變速變矩了。由于液力變矩器自動變速變矩范圍不夠大，因此在渦輪后面再串聯(lián)幾排行星齒輪來提高效率，液壓操縱系統(tǒng)會隨發(fā)動機(jī)工作的變化而自行操縱行星齒輪，從而實(shí)現(xiàn)自動變速變矩。理論研究和試驗(yàn)表明，即使是在自動變速器的液力

12、變矩器處于偶合狀態(tài)時，也仍有大約為3%6%的少量轉(zhuǎn)速差存在于渦輪與泵輪之間，如果采取措施消除該轉(zhuǎn)速差，則汽車在公路上中、高速行駛時的燃料經(jīng)濟(jì)性可提高5%，而且由于兩輪窄隙處油液剪切而產(chǎn)生的自動變速器油溫升也可降低。因此，出現(xiàn)了在液力變矩器內(nèi)安裝鎖止離合器，以便在一定工況下將渦輪與泵輪鎖定在一起，實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)和變速器直接機(jī)械聯(lián)接的鎖止型液力變矩器。結(jié)構(gòu)如圖2.2所示。圖2.2 帶鎖止離合器的液力變矩器結(jié)構(gòu) 目前使用的鎖止型液力變矩器，有三種類型，一種是液壓鎖止型液力變矩器，一種是離心鎖止型液力變矩器；除此之外，還有一種粘性鎖止型液力變矩器。鎖止離合器由主動部分、從動部分和控制部分組成。主動部分為液

13、力變矩器外殼，從動部分為一個可作軸向移動的壓盤。壓盤右側(cè)的工作油液與液力變矩器水、泵輪、渦輪等中的工作油液相通，壓盤左側(cè)的工作油液通過變矩器輸出軸中間的控制油道與閥體總成上的鎖止控制閥相通。鎖止控制閥有油道與壓盤的左右油腔相接，通過改變壓盤兩側(cè)的油壓使鎖止離合器處于分離或接合狀態(tài)。2.2.2 行星齒輪機(jī)構(gòu)手動變速器一般用外嚙合普通齒輪變速機(jī)構(gòu)，而自動變速器一般用內(nèi)嚙合的行星齒輪機(jī)構(gòu)。和普通手動變速器相比，在傳遞同樣功率的條件下，內(nèi)嚙合行星齒輪機(jī)構(gòu)可以大大減小變速機(jī)構(gòu)的尺寸和重量；并可以實(shí)現(xiàn)同向、同軸減速傳動。此外，由于采用內(nèi)嚙合傳動，變速過程中動力不間斷，加速性好，工作可靠。行星齒輪機(jī)構(gòu)按照齒

14、輪排數(shù)不同?？梢苑譃閱闻藕投嗯判行驱X輪機(jī)構(gòu)。多排行星齒輪機(jī)構(gòu)一般由幾個單排行星齒輪機(jī)構(gòu)組成。在自動變速器中一般應(yīng)用2-3個單排行星齒輪機(jī)構(gòu)組成一個多排行星齒輪機(jī)構(gòu)。但單排行星齒輪機(jī)構(gòu)是分析多排行星齒輪機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)。1.單排行星齒輪機(jī)構(gòu)和它的傳動原理（見圖2.3）如圖2.3所示為一個單排行星齒輪機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)簡圖。從圖中可以看出，一個單排行星齒輪機(jī)構(gòu)由太陽輪1、行星齒輪和行星齒輪架2及環(huán)齒圈3組成。由于行星齒輪和行星架是一個整體（以下簡稱行星架），所以，在一個行星排中只有三個基本組件：太陽輪、行星架和環(huán)齒圈。圖2.3 行星齒輪機(jī)構(gòu)簡圖2.單排行星齒輪機(jī)構(gòu)的組合方式由于單排行星輪機(jī)構(gòu)有兩個自由度，因

15、此它沒有固定的傳動比，不能直接用于變速傳動，也就不能傳遞功率。所以，行星排在傳遞功率時，三組件中的一個必須被鎖止，使其它二個組件中的一個為主動件，另一個為從動件。通過這兩個組件才可能傳遞功率，也才有固定的傳動比。一個行星排可以得到八種不同的組合方式。表2.1 行星齒輪機(jī)構(gòu)的工作情況方式擋位固定元件輸入部件輸出部件旋轉(zhuǎn)方向1降速擋齒圈太陽輪行星架相同方向2超速擋齒圈行星架太陽輪相同方向3降速擋太陽輪齒圈行星架相同方向4超速檔太陽輪行星架齒圈相同方向5倒擋位（降速）行星架太陽輪齒圈相反方向6倒擋位（超速）行星架齒圈太陽輪相反方向7直接擋沒有任意兩個第三元件同向同速8空擋位沒有不定不定不轉(zhuǎn)動花冠A2

16、40E自動變速器的行星齒輪機(jī)構(gòu)為辛普森式。其中有3根相互平行的軸線：變扭器、油泵、輸入軸和行星齒輪變速器的前半部分以及第一中間軸位于第一個軸線上；行星齒輪變速器的后半部分、輸出齒輪以及第二中間軸位于第二軸線上；主減速器從動齒輪和差速器位于第三個軸線上。3個軸線之間的動力靠常嚙合圓柱齒輪傳動。該自動變速器的4檔行星齒輪變速器由一個超速行星排和一個雙行星排的辛普森式3檔行星齒輪變速器組合而成，共有10個換檔執(zhí)行元件。超速行星排位于3檔行星齒輪變速器的后面，在1檔、2檔、3檔時均處于減速傳動狀態(tài)，該行星齒輪變速器的3檔不是直接檔，其傳動比大于1.超速行星排在超速檔時處于直接傳動狀態(tài)，由于2個中間軸之

17、間的常嚙合齒輪有一定的增速作用，因而使行星齒輪變速器獲得超速檔。3.傳動比的基本計算 行星排在運(yùn)轉(zhuǎn)時 ，由于行星輪存在自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)兩種運(yùn)動狀態(tài)，因此其傳動比的計算方法和定軸式齒輪傳動機(jī)構(gòu)的計算方法稍有不同。一種是根據(jù)定軸式齒輪傳動計算傳動比的模式來計算，當(dāng)行星架作為主動件或從動件時，賦予行星架一個當(dāng)量齒數(shù)，就可以直接計算傳動比；另一種計算方法是根據(jù)單排行星輪的運(yùn)動特性方程來進(jìn)行計算。計算公式：表2.2 花冠A240E自動變速器各檔傳動比各檔傳動比檔位1檔2檔3檔O/D檔倒檔傳動比3.4632.0081.2960.8922.9774.辛普森行星排1的結(jié) 構(gòu)及傳動規(guī)律 如圖2.4所示為一個辛普森式雙

18、排行星齒輪機(jī)構(gòu)的簡圖。它是由兩個內(nèi)嚙合單排行星齒輪機(jī)構(gòu)組合而成。從圖中可以看出，兩個行星排共享一個太陽輪。稱前后太陽輪組件1；前行星架和后環(huán)齒圈固連為一體，稱前行星架和后環(huán)齒圈組件3；這個組件和輸出軸5連接在一起。經(jīng)過這樣的組合，本來兩個行星排的六個基本組件就變成一個只有四個獨(dú)立組件的行星齒輪機(jī)構(gòu)。1-前后太陽輪組件，2-前環(huán)齒圈，3-前行星架后環(huán)齒圈組件，4-后行星架，5-輸出軸圖2.4雙排行星齒輪機(jī)構(gòu)簡圖5.辛普森行星排2的結(jié)構(gòu)及傳動規(guī)律 圖2.5所示為辛普森行星排的一種應(yīng)用形式（例如A240E自動變速器）。它也是一種辛普森雙排行星齒輪機(jī)構(gòu)，并且兩個行星排也是共享一個太陽輪。由于安裝形式翻

19、轉(zhuǎn)了180度，它不是如圖2-11所示的由前行星架和后環(huán)齒圈組成一個組件，而是由前環(huán)齒圈和后行星架組成一個組件。1-前后太陽輪 2-前行星架 3-前環(huán)齒圈后行星架組件 4-后環(huán)齒圈 5-輸出軸圖2.5辛普森行星排2的結(jié)構(gòu)及傳動規(guī)律2.2.3 液壓控制系統(tǒng)花冠A240E自動變速器的液壓控制系統(tǒng)主要由油泵、閥體、電磁閥、離合器及連結(jié)上述各部件的油道組成。油泵用于給變矩器提供一定壓力的工作液，使行星齒輪得到潤滑，為變速器液壓控制系統(tǒng)提供控制油壓?？刂崎y總成將油泵輸出的油壓按照需要分配到各用油部位，它是液壓控制油路的核心組成部分，其主要由控制閥殼體及壓力調(diào)節(jié)閥、手動控制閥、換檔閥、節(jié)流閥等多個閥門組成，

20、所有閥門都裝配在控制閥殼體內(nèi)，控制閥總成通過螺栓固定在輔助變速器殼體的下方。液壓控制系統(tǒng)在自動變速器中主要起到了以下三個作用：（1）控制換檔元件在合適時刻接合或分離；（2）根據(jù)車速和發(fā)動機(jī)負(fù)荷變化，決定換檔時刻；（3）向液力變矩器提供一定壓力的工作液，防止變矩器內(nèi)工作液出現(xiàn)氣蝕現(xiàn)象。汽車自動變速器的電液控制系統(tǒng)雖然隨著汽車型號的變化、汽車廠家的變化或電液結(jié)合部分的改進(jìn)而呈現(xiàn)不同的控制模式，但作為一個電液自動控制系統(tǒng)，它和其它電液自動控制系統(tǒng)一樣，都可以把它們歸結(jié)為具有共性的四個部分：1.液壓系統(tǒng)的動力源液壓系統(tǒng)是一個應(yīng)用油泵把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓油的壓力能的傳動與控制的系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)的動力源通過能

21、量傳遞介質(zhì)壓力油（ATF）向整個液壓系統(tǒng)提供能量。液壓油既是能量傳遞的介質(zhì)，也是自動變速器機(jī)械部件潤滑的主要介質(zhì)。自動變速器中的油泵一般應(yīng)用齒輪泵、轉(zhuǎn)子泵或葉片泵。2.電液控制系統(tǒng)的信號源信號源向電液控制系統(tǒng)提供各種換檔控制需要的控制信號。在全液壓式自動變速器中，這種信號源主要是節(jié)氣門閥和速控閥。在電控式的自動變速器中，信號源是各種類型的傳感器。它們把各種控制用信號，諸如油門、油溫、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、車速等信號轉(zhuǎn)換為電信號后輸入電腦，供電腦決策控制。3.電液液壓控制系統(tǒng)中的液壓控制機(jī)構(gòu)無論是全液壓式自動變速器或是電控式自動變速器，都有液壓控制機(jī)構(gòu)部分。液壓控制機(jī)構(gòu)主要由換檔機(jī)構(gòu)和緩沖安全機(jī)構(gòu)組成。無

22、論在全液壓式自動變速器或電控式自動變速器中均占液壓控制機(jī)構(gòu)有相當(dāng)重要的地位。液壓控制機(jī)構(gòu)主要由手動閥、換檔閥、調(diào)壓閥、電磁閥及一些輔助控制閥組成。4.執(zhí)行機(jī)構(gòu)在普通液壓控制系統(tǒng)中，進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動的執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般是雙作用活塞油缸。而在自動變速器的液壓控制系統(tǒng)中，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)卻一般是柱塞式單作用油缸。它的回程一般必須用彈簧來保證。液壓控制系統(tǒng)中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要用來推動各種離合器和制動器。所以，在實(shí)際制作中，把油缸和離合器或制動器作為一個部件。在液壓控制系統(tǒng)中的油壓信號是測試過程中的重要參數(shù)，這些油壓信號反映了執(zhí)行換檔元件的工作狀態(tài)。（1）油路壓力油路壓力對自動變速器的工作性能工作狀況尤為重要，它控制著

23、自動變速器中所有離合器。如果初級調(diào)壓閥工作不正常，油路壓力會出現(xiàn)過高或過低。若油路壓力過高會導(dǎo)致?lián)Q檔沖擊加大以及由于油泵負(fù)荷加重而帶來的發(fā)動機(jī)功率損失；油路壓力過低會導(dǎo)致離合器的打滑，嚴(yán)重時會使車輛無法行駛。如果出現(xiàn)此種現(xiàn)象則應(yīng)測試油路壓力是否標(biāo)準(zhǔn)。（2）節(jié)氣門油壓節(jié)氣門油壓始終與發(fā)動機(jī)節(jié)氣門開度保持一致。該節(jié)氣門油壓作用于初級調(diào)壓閥，因此，油路壓力也就會隨節(jié)氣門閥開度變化。在全液壓控制的自動變速器中，節(jié)氣門油壓是作用于調(diào)節(jié)油路壓力以及作為變速器升檔、降檔的信號壓力。然后，對于ECU，節(jié)氣門油壓僅作用于控制調(diào)節(jié)油路壓力。因此，變速器油門拉線調(diào)整不當(dāng)就會導(dǎo)致油路壓力過高或過低，從而又產(chǎn)生換檔抖動

24、及離合器、制動器打滑的故障。2.2.4 電子控制系統(tǒng)電控自動變速器（ECT）的組成與全液壓機(jī)械傳動變速器基本一致，主要區(qū)別在于它有電控系統(tǒng)這一部分。電控系統(tǒng)由傳感器、電腦（ECU）和執(zhí)行元件三部分組成。傳感器用于感知車速、節(jié)氣門開度和其他工作，并將這些信息轉(zhuǎn)變成電信號輸入ECU。ECU根據(jù)傳感器輸送的信號確定換檔和鎖止的時機(jī)，并相應(yīng)的控制液壓控制裝置的電磁閥。ECU還有自我診斷ECT車速傳感器和電磁閥的功能。常見的電控自動變速器ECU與發(fā)動機(jī)結(jié)合一體，簡稱“發(fā)動機(jī)和ECT ECU”。其中，執(zhí)行元件主要指電磁閥，它們控制作用于液壓閥門上的液壓，從而控制換檔和鎖止時機(jī)。花冠A240E型自動變速器就

25、是電子控制的自動變速器，其ECU與發(fā)動機(jī)ECU結(jié)合為一體，如圖2.6為花冠A240E型號自動變速器的電控線路圖。圖2.6花冠A240E型號自動變速器的電控線路圖 其中各傳感元件的功能：（1）節(jié)氣門位置傳感器：用于檢測發(fā)動機(jī)節(jié)氣門的開度（2）車速傳感器：檢測車輛行駛速度，在正常的情況下，ECU利用第二車速傳感器的信號來控制，將第一車速傳感器作為備用信號。（3）方式開關(guān)：用于選擇檔和鎖止方式。（4）超速主開關(guān)：當(dāng)超速主開關(guān)被按起時，變速器不能換入超速檔。（5）巡行控制ECU：實(shí)際車速低于巡行車速時，變速器不能換入超速檔或鎖止。（6）降檔開關(guān)：檢測加速踏板已經(jīng)離開節(jié)氣門全開的位置。（7）空檔啟動開關(guān)

26、：用于檢測換檔桿的位置。（8）剎車燈開關(guān)：用于檢測制動踏板被踩下。（9）水溫傳感器：用于檢測發(fā)動機(jī)的水溫。ECU的功能：ECU接受各種檢測汽車行駛狀況和發(fā)動機(jī)工作狀況的傳感器信號，精確指示ECT的換檔正時、鎖止正時、行星齒輪系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的液壓以及換檔時的發(fā)動機(jī)扭矩；它還具有自我診斷功能，能檢測和識別電子控制元件的故障，并通過O/D OFF指示燈以及故障代碼的形式將這些信息輸出；另外，ECU在車輛出現(xiàn)某些故障時能執(zhí)行失效防護(hù)功能，以保證車輛能繼續(xù)行駛。2.2 A240E自動變速器各檔動力傳遞路線花冠A240E型自動變速器屬于辛普森式變速器，其傳動路線如圖2.7所示。C1C2B1B2F1B3F2一

27、檔（“D”、“2”范圍）發(fā)動機(jī)制動（“L”范圍）二檔（“D”范圍）發(fā)動機(jī)制動（“2”范圍）三檔倒檔圖2.7 花冠A240E自動變速器傳動路線（1）駐車檔（P檔） 與行星齒輪機(jī)構(gòu)相關(guān)的各執(zhí)行元件都不工作，機(jī)構(gòu)處于空檔狀態(tài)，同時機(jī)械鎖止機(jī)構(gòu)將輸出軸上的外齒鎖住，因而自動變速器的輸出軸和汽車的驅(qū)動輪都無法轉(zhuǎn)動，處于駐車制動工況，故稱駐車檔。（2）空檔（N檔） 各檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作和駐車檔相同，各執(zhí)行元件都不工作，其前、后行星排都處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，發(fā)動機(jī)動力雖經(jīng)入自動變速器，輸出軸無動力輸出。（3）前進(jìn)檔（D檔）1）1檔 參加工作的執(zhí)行元件有C1和F2。其動力傳動路徑如圖2.8所示。C1C2B1B2F1B3

28、F2一檔（“D”、“2”范圍）發(fā)動機(jī)制動（“L”范圍）二檔（“D”范圍）發(fā)動機(jī)制動（“2”范圍）三檔倒檔圖2.8 D-1 檔傳動路線2） 2檔 若在D位時發(fā)動機(jī)節(jié)氣門開度增大或汽車行駛阻力減小，車速將有所升高，達(dá)到一定程度后，自動變速器自動轉(zhuǎn)入2檔行駛。這時，C1、B2、和F1執(zhí)行機(jī)構(gòu)元件參加工作，其傳動路徑如圖2.9所示。C1C2B1B2F1B3F2一檔（“D”、“2”范圍）發(fā)動機(jī)制動（“L”范圍）二檔（“D”范圍）發(fā)動機(jī)制動（“2”范圍）三檔倒檔圖2.9 D-2檔傳動路線（3）3檔（直接檔）3檔是直接檔。當(dāng)汽車行駛速度更高時，自動變速器換入此檔，這時參加工作的執(zhí)行元件有C0、C1、C2、B

29、2和F0。由于C1和C2的工作，使動力分別經(jīng)前齒圈和共用太陽輪，將二者與輸入軸連為一個整體，雖然B2工作，但由于F2的緣故，無法阻止共用太陽輪與前齒圈一道順時針轉(zhuǎn)動。在前行星排中，已有兩個元件同速同方向轉(zhuǎn)動，所以前行星架必與它們一道旋轉(zhuǎn)，以不變的轉(zhuǎn)速經(jīng)輸出軸將動力輸出。與前進(jìn)檔的2檔相同的是，這時后行星排也處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)。（4）超速檔（4檔） 若汽車的行駛速度更高，那么，在按下超速檔開關(guān)后，汽車將自動地以超速檔，即4檔行駛。在該檔位下，參與工作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)元件有C1、C2、B0、B2和F2，其動力傳動路徑如圖2.11所示。圖2.11 D-4檔傳動路線（5）倒檔（R位） 倒檔時參與工作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)元件

30、有C2和B3，其動力傳動路徑如圖2.12所示。C1C2B1B2F1B3F2一檔（“D”、“2”范圍）發(fā)動機(jī)制動（“L”范圍）二檔（“D”范圍）發(fā)動機(jī)制動（“2”范圍）三檔倒檔圖2.12 R檔傳動路線2.3 本章小結(jié)自動變速器之所以被廣泛的用于現(xiàn)代汽車上，主要是由于自動變速器根據(jù)汽車速度、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、動力負(fù)荷等因素自動進(jìn)行升降檔位，不需由駕駛者操作離合器換檔，因此操作方便。特別在交通比較擁擠的城區(qū)馬路行駛，自動變速器體現(xiàn)出很好的便利性。自動變速器比手動變速器復(fù)雜得多，有很多方面不相同，但最大的區(qū)別在于控制方面。手動變速器由駕駛員操縱檔位，加檔或減檔由人工操作，而自動變速器是由機(jī)器自動控制檔位，變

31、換檔位是由液壓控制裝置進(jìn)行的。本章主要介紹了花冠A240E型號的自動變速器的結(jié)構(gòu)以及工作原理，從而為該實(shí)驗(yàn)臺的工作原理打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。第3章 自動變速器性能檢測診斷技術(shù)3.1 自動變速器實(shí)驗(yàn)臺的使用故障模擬首先我們要了解故障代碼所表示的故障部位，然后就可以在教學(xué)過程中通過通斷開關(guān)、連接線路等人為設(shè)置故障，而其中自動變速器試驗(yàn)臺的測試內(nèi)容、項(xiàng)目、流程的制定，都應(yīng)建立在了解自動變速器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，這就要求我們分析出哪些參數(shù)能表明自動變速器各零部件工作正常與否；其次應(yīng)總結(jié)現(xiàn)有試驗(yàn)方法、流程，得出適合臺架試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法，以便更高效、全面地測試變速器的工作參數(shù)、了解其性能狀況。3.1.1 故障代碼

32、讀取表3.1 花冠A240E自動變速器故障代碼代碼診斷故障部位421號車速傳感器故障1號車速傳感器1號車速傳感器配線或連接器ECU464號電磁閥開路或短路4號電磁閥4號電磁閥配線或連接器ECU612號車速傳感器信號故障2號車速傳感器2號車速傳感器配線或連接器621號電磁閥開路或短路1號或2號電磁閥1號或2號電磁閥配線或連接器ECU632號電磁閥開路或短路643號電磁閥開路或短路3號電磁閥3號電磁閥配線或連接器ECU67O/D直接檔轉(zhuǎn)速傳感器信號故障O/D直接檔離合器轉(zhuǎn)速傳感器O/D直接檔轉(zhuǎn)速傳感器配線或連接器O/D配線或連接器ECU68自動跳合開關(guān)短路自動跳合開關(guān)自動跳合開關(guān)配線或連接器RCU

33、注2：如系機(jī)械故障（如閥卡滯）則不顯示編碼。將點(diǎn)火開關(guān)擰至“ON”位置，但不起動發(fā)動機(jī)。將模式選擇開關(guān)選定在“NORM”(正常)位置。用一導(dǎo)線短接故障診斷插座上的TE1和E1端子。根據(jù)“O/D OFF”指示燈閃爍次數(shù)，讀取故障碼?！癘/D OFF”指示燈顯示正常碼，可判斷出故障部位不在電子控制系統(tǒng)，而是在液壓控制系統(tǒng)或機(jī)械系統(tǒng)。3.2自動變速器實(shí)驗(yàn)臺試驗(yàn)內(nèi)容1991年汽車制造業(yè)就“汽車液力變速器臺架性能試驗(yàn)方法(QC/T29033一91)”制定了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并于2005年進(jìn)行了修訂，在此標(biāo)準(zhǔn)中就制造廠生產(chǎn)的自動變速器試驗(yàn)項(xiàng)目、測量參數(shù)、試驗(yàn)條件、試驗(yàn)設(shè)備和測量儀器、試驗(yàn)方法、數(shù)據(jù)處理及試驗(yàn)報告等

34、項(xiàng)目進(jìn)行了規(guī)范。自動變速器綜合性能實(shí)驗(yàn)臺主要應(yīng)具備以下功能：(1)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡潔明快，關(guān)鍵組成部件可靠性高；(2)操作簡單、維護(hù)方便，能在實(shí)驗(yàn)室教學(xué)的環(huán)境下穩(wěn)定工作； (3)具有進(jìn)行模擬換檔實(shí)驗(yàn)的功能；(4)能進(jìn)行自動變速器時間滯后實(shí)驗(yàn)； (5)能對自動變速器ATF液位和油品檢驗(yàn)；(6)通過對診斷端子和自診斷接口的檢測對自動變速器進(jìn)行故障模擬和檢測實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)確找出故障部位并進(jìn)行分析和維修； (7)測試自動變速器的P， R， N， D檔在規(guī)定轉(zhuǎn)速下的各相關(guān)油壓、油溫；3.2.1實(shí)驗(yàn)方法及步驟制定(1)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將自動變速器ATF油溫升至廠家規(guī)定的正常工作溫度，一般約為60140。將換擋桿在各個檔位稍微

35、停放后再移到P位，拆下ATF液位螺栓，檢查ATF液位和ATF油的顏色、粘度和氣味是否正常。(2)在空載時，測試800r/min(對于FR， FF所采用的測試轉(zhuǎn)速略有不同)即怠速狀況下，P檔和N檔各油壓、油溫、輸入轉(zhuǎn)速值。測試1500r/min即正常行駛狀況下，D檔14檔的各參數(shù)值(包括輸出轉(zhuǎn)速)，應(yīng)注意升檔、降檔時同一壓力的變化是否正常；記錄14檔，41檔換檔是否順暢、正常。(3)自動變速器在R、D、N、P各檔之間進(jìn)行換擋實(shí)驗(yàn)，檢查換擋執(zhí)行元件從開始結(jié)合到完全結(jié)合所需要的時間來綜合分析換擋執(zhí)行元件（離合器、制動器等）及其控制油壓是否正常。a)啟動電動機(jī)并檢查怠速。標(biāo)準(zhǔn)怠速轉(zhuǎn)速：800r/min

36、(變速桿處N位)b)將變速桿從N位推入D位置，用秒表測量從推動變速桿到有振動感覺所需的時間。遲滯時間：應(yīng)小于1.2sc)用同樣的方法，測量由N位換至R位置的遲滯時間。遲滯時間：應(yīng)小于1.5s (4)在進(jìn)行以上實(shí)驗(yàn)的時候，可以在工作過程中，借用測聽儀器或木棍來測聽變速器各個零部件是否有異響及換擋是否平穩(wěn)。3.2.2 故障排查流程1.說明：（1）如果輸出故障碼42、61、62或63，“O/D OFF”指示燈將開始閃爍，以警告駕駛員。然而，沖擊或振動會使閃爍停止，但是故障碼仍會保留在發(fā)動機(jī)與ECT ECU存儲器中，直至消除為止。（2）故障碼64無警告。（3）如果1號和2號車速傳感器同時發(fā)生故障，則無

37、故障碼出現(xiàn)，而且故障保險系統(tǒng)將不起作用。但是，當(dāng)在D位行駛時，無論車速高低，變速器將不會從1檔升檔。2.顯示各種故障編碼時的故障排查流程。 （1）故障碼42（1號車速傳感器）。3.3 本章小結(jié)面對激烈競爭的國際和國內(nèi)的汽車市場以及我國汽車工業(yè)的現(xiàn)狀，我們有必要加強(qiáng)在汽車專業(yè)教學(xué)中對自動變速器的學(xué)習(xí)和認(rèn)識，而本課題開發(fā)出的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，就是學(xué)生學(xué)習(xí)自動變速器的結(jié)構(gòu)、原理、故障診斷的良好平臺。由于在使用過程中，有很多故障是不可預(yù)知的，但卻肯定是有因可尋的，所以當(dāng)遇上除了上述可能出現(xiàn)的故障時，只要按照上述排查故障的方法去分析排查，最終肯定可以將故障排除。第4章 自動變速器實(shí)驗(yàn)臺總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計當(dāng)今社會，汽

38、車為人們提供了便利的交通條件，因此近年來汽車保有量也大幅增加，隨之而來的便是對汽車專業(yè)類人才的需求越來越大，與此同時教學(xué)演示實(shí)驗(yàn)臺便成為了廣大汽車專業(yè)師生的有效學(xué)習(xí)途徑。本次設(shè)計的花冠A240E自動變速器試驗(yàn)臺便是一種非常直觀的汽車專業(yè)教學(xué)儀器，主要用來演示變速器的工作狀況，動力傳遞，故障模擬等內(nèi)容。因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)臺用于教學(xué)演示，那么就要求該實(shí)驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)布置簡潔合理，系統(tǒng)工作過程直觀，實(shí)驗(yàn)臺需具備可供學(xué)生親自動手實(shí)踐的功能以深刻印象，結(jié)合書本上所學(xué)的理論知識，最終達(dá)到良好的教學(xué)效果。4.1 實(shí)驗(yàn)臺的組成及布置本次設(shè)計的花冠A240E自動變速器實(shí)驗(yàn)臺是一個集機(jī)械、電器、油液為一體的臺架式實(shí)驗(yàn)設(shè)備，它主

39、要由臺架、變速器、電機(jī)、變頻調(diào)速器、變矩器及變速器裝夾機(jī)構(gòu)等構(gòu)成。基本布局如圖4.1所示。圖4.1 花冠A240E實(shí)驗(yàn)臺主體部分基本布局 4.2 自動變速器實(shí)驗(yàn)臺臺架設(shè)計此次設(shè)計的自動變速器實(shí)驗(yàn)臺架主要用于安裝花冠A240E自動變速器、驅(qū)動電機(jī)、變頻器、換檔桿、顯示面板及其他需要安裝的部分。4.2.1 實(shí)驗(yàn)臺架設(shè)計鑒于教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺的使用特點(diǎn)，為方便老師教學(xué)指導(dǎo)和學(xué)生觀察學(xué)習(xí)，本次設(shè)計的自動變速器實(shí)驗(yàn)臺也始終圍繞該前提，提出設(shè)計方案?？紤]到該實(shí)驗(yàn)臺用于室內(nèi)演示教學(xué)，所以在滿足系統(tǒng)硬件安置空間的前提下，外型尺寸不宜過大，同時考慮方便學(xué)生觀察學(xué)習(xí)也不能過小，因此確定外型尺寸（長寬高）為10008001

40、800mm。實(shí)驗(yàn)臺架主要采用鋼架結(jié)構(gòu)來支撐全部組件，外觀采用較為普遍的L型臺架，這樣既能減少材料節(jié)省成本，也減輕了整個實(shí)驗(yàn)臺的質(zhì)量，便于整體移動。整體布局如圖4.2所示。(a) (b) (c)1. 電機(jī)支撐橫梁；5.變頻器；6.電動機(jī)；12.自動變速器定位件；13.小V帶輪；10.塑料罩；15.自動變速器；16.顯示面板；19.換擋桿；24.蓄電池；25.蓄電池托槽；26.橡膠車輪。圖4.2實(shí)驗(yàn)臺總體結(jié)構(gòu)示意圖4.2.2 定位件的校核花冠A240E自動變速器由前后、大小兩個定位件對其進(jìn)行托舉固定，其定位件是四個直徑為10mm的螺釘。由于自動變速器未有其他托舉定位件，因此該四個螺釘平均承受自動變

41、速器重力，此處的受力為剪應(yīng)力。自動變速器的重力G=600N，每個螺釘承受的剪力為=125N。所以因此該定位件符合強(qiáng)度要求。4.3 顯示面板的設(shè)計 本實(shí)驗(yàn)臺的顯示面板是教學(xué)過程中主要的顯示區(qū)域，因此對顯示面板要求展示直觀，便于觀察。因此確定外型尺寸（長寬高）為1000200700mm。該顯示面板上固定有組合儀表，電控單元ECU、電腦檢測端子，指示燈等，并根據(jù)需要在顯示面板上繪制A240E的電控系統(tǒng)電路。該顯示面板的背面為可開放式箱體，整個實(shí)驗(yàn)臺系統(tǒng)線束布置在顯示面板的背面，將需要檢測的線路引出到顯示面板正面的檢測插孔或檢測柱上，以便于在工作時進(jìn)行故障模擬以及進(jìn)行檢測。4.3.1 組合儀表的布置鑒

42、于花冠A240E自動變速器在工作時，要監(jiān)測自動變速器在不同工況和各個檔位下運(yùn)行時的壓力，因此在實(shí)驗(yàn)臺顯示面板上需要安裝自動變速器主油路壓力表、1檔和2檔位工作油壓表等。自動變速器主油壓表的液壓管路從自動變速器的主油壓檢測孔引出；檔位工作油壓表的液壓管路從自動變速器換檔閥泄油口引出，另一端與油壓表相連。這些油壓表的末端固定在顯示面板后面的箱體里，為了易于觀察，需將表盤引出并且安裝在顯示面板的明顯位置。4.3.2 電腦檢測端子的設(shè)置通過顯而易見的電腦檢測端子，配合萬用表檢測如節(jié)氣門位置傳感器、車速傳感器、O/D檔速度傳感器、電磁閥等各種傳感器和執(zhí)行器的電壓及電阻值，這樣就可以檢測出自動變速器是否正

43、常。在實(shí)驗(yàn)臺的顯示面板上布置花冠A240E自動變速器的控制電路，控制電路中有ECU中各引腳所表示元件的電路圖，將ECU中需要檢測的引腳引出來布置到電路圖中，再以檢測端子的形式布置在顯示面板上。4.3.3 自動變速器電子控制單元(ECU) 電子控制系統(tǒng)的作用是控制換檔工作點(diǎn)和鎖止離合器的工作狀況，其組成有傳感器、ECU和執(zhí)行器三個部分。其中ECU的作用是根據(jù)各種傳感器發(fā)來的信號確定換檔時機(jī)和鎖止時刻，并相應(yīng)地控制液壓控制系統(tǒng)的電磁閥?；ü贏240E自動變速器的ECU具有以下主要功能：控制換檔時機(jī)、控制超速擋、控制鎖止離合器、鎖止系統(tǒng)的強(qiáng)制解除等。由于本實(shí)驗(yàn)臺主要使進(jìn)行教學(xué)演示工作，因此只討論換檔

44、控制的實(shí)現(xiàn)。自動變速器的換檔主要依據(jù)是行駛車速和發(fā)動機(jī)節(jié)氣門開度2個信號。ECU會根據(jù)這兩個信號控制1號、2號電磁閥的通、斷，從而控制每一個換檔閥打開或關(guān)閉通往離合器的油道，去完成變速器的升檔或降檔。同時，為了豐富換檔控制內(nèi)容，提高控制質(zhì)量，本設(shè)計將給自動變速器提供一些輔助信號，包括換檔手柄位置信號、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號、變速器轉(zhuǎn)速信號、變速器油溫信號、發(fā)動機(jī)水溫信號等。因此，設(shè)計中將發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器檢測的信號用三相電機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)速信號來代替，節(jié)氣門位置傳感器采集的節(jié)氣門開度信號來自節(jié)氣門控制單元，而氣門控制單元裝在自動變速器殼體上。變速器轉(zhuǎn)速傳感器、油溫傳感器和車速傳感器均裝在變速器殼體上，發(fā)動機(jī)

45、水溫信號采用發(fā)動機(jī)電控單元中固定水溫值。將以上這些信號輸入到電控單元ECU中，從而使自動變速器實(shí)現(xiàn)檔位的自動變換?？刂品椒ㄈ鐖D4.3所示。車速傳感器節(jié)氣門位置傳感器換檔手柄位置傳感器ECU實(shí)現(xiàn)自動換檔發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器變速器轉(zhuǎn)速傳感器變速器油溫傳感器 發(fā)動機(jī)水溫傳感器圖4.3 自動變速器自動換檔的控制方法4.3.4 自動變速器的結(jié)構(gòu)簡圖的布置 通過換檔桿位置的移動，實(shí)現(xiàn)自動變速器實(shí)驗(yàn)臺的換檔，同時在顯示面板的中間布置一個能夠顯示自動變速器的各個檔位的離合器及制動器的工作狀態(tài)，自動變速器結(jié)構(gòu)簡圖，給學(xué)生一個直觀的參照，可以更好的通過自動變速器實(shí)驗(yàn)臺學(xué)習(xí)并掌握自動變速器的工作和換檔原理。表4.1 花

46、冠A240E自動變速器各元件工作情況表 變速桿位置檔位C0C1C2B0B1B2B3F0F1F2P停車R倒車N空檔D1檔2檔3檔O/D檔21檔2檔3檔L1檔2檔注1:在L位2檔只能降檔，無升檔。注2:表示投入工作。注3:各字母所代表的元件如上表。4.3.5 節(jié)氣門傳感器開度控制旋鈕的布置自動變速器實(shí)驗(yàn)臺是根據(jù)實(shí)際汽車行駛狀態(tài)而設(shè)計的，自動變速器的換擋主要依據(jù)是行駛車速和節(jié)氣門開度2個信號。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器檢測的信號用三相電機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)速信號來代替，節(jié)氣門位置傳感器采集的節(jié)氣門開度信號來自節(jié)氣門控制單元，而節(jié)氣門控制單元裝在自動變速器殼體上，通過人為的改變節(jié)氣門的開度模擬發(fā)動機(jī)負(fù)荷的變化。采用一個

47、DC1205-DF壓力變送器和電位計對節(jié)氣門的開度進(jìn)行控制，DC1205-DF壓力變送器可將蓄電池的12V電壓信號變換成05V電壓信號，在電位計兩端施加這個5V電壓信號，通過節(jié)氣門傳感器開度控制旋鈕改變電位計滑動變阻器的電阻值從而改變節(jié)氣門傳感器開度。其控制方式如圖4.4。 圖4.4 節(jié)氣門傳感器控制圖4.3.6 其他布置自動變速器實(shí)驗(yàn)臺的顯示面板除了應(yīng)有上述布置，還應(yīng)布置電源開關(guān)、點(diǎn)火開關(guān)、檔位指示燈、診斷端子、變頻器調(diào)速旋鈕等裝置。布置位置依據(jù)操作簡便、安全的原則進(jìn)行安排。4.4本章小結(jié)該章主要介紹了花冠A240E自動變速器實(shí)驗(yàn)臺的整體結(jié)構(gòu)和布局，整體設(shè)計遵循人機(jī)工程學(xué)理論設(shè)計，以學(xué)生觀察

48、學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，從操作簡便和安全角度出發(fā)進(jìn)行了設(shè)計。最終實(shí)現(xiàn)整體布局合理，演示效果明顯，能夠?qū)崿F(xiàn)理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐運(yùn)用相結(jié)合。第5章 自動變速器實(shí)驗(yàn)臺動力源的設(shè)計該實(shí)驗(yàn)臺的動力源部分是整個實(shí)驗(yàn)臺比較主要的部分之一，不僅要保證動力供給的要求，又要滿足合理模擬發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速。根據(jù)自動變速器實(shí)驗(yàn)測試方法要求，實(shí)驗(yàn)臺的設(shè)計需要實(shí)現(xiàn)對于系統(tǒng)工作壓力的測試，包括換擋過程演示、傳感器信號測試等功能，滿足汽車專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求。因此，實(shí)驗(yàn)臺需要動力源拖動自動變速器運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而使得整個實(shí)驗(yàn)臺的正常工作，最終達(dá)到演示效果。根據(jù)實(shí)驗(yàn)臺架設(shè)計方案，結(jié)合元器件布置方式，采用電動機(jī)拖動變速器運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)上述功能。本章依據(jù)實(shí)驗(yàn)臺工作轉(zhuǎn)速

49、要求，進(jìn)行電機(jī)拖動設(shè)計，包括電機(jī)的選擇，調(diào)速功能的設(shè)計以及傳動裝置的設(shè)計。5.1 實(shí)驗(yàn)臺動力的設(shè)計自動變速器實(shí)驗(yàn)臺由多個元器件組成，在選擇部件的同時還應(yīng)考慮到實(shí)用性、使用環(huán)境、制造成本、安全性等多方面的因素。5.1.1 實(shí)驗(yàn)臺電源的選擇在該套自動變速器實(shí)驗(yàn)臺系統(tǒng)中，需要使用到電源的有自動變速器元器件（12V）、電動機(jī)（380V）?？刂齐娐凡糠植捎?2V的蓄電池作為電源，機(jī)械部分則將380V作為驅(qū)動電機(jī)的電源。5.1.2 驅(qū)動電機(jī)的選擇在本系統(tǒng)中，電動機(jī)是實(shí)驗(yàn)臺的動力源，為了模擬自動變速器不同車速下的運(yùn)動，要求電動機(jī)調(diào)速方便，啟動較快。 1、選擇電動機(jī)的類型和機(jī)構(gòu)形式電動機(jī)是系列化的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，其

50、中以三相異步電機(jī)應(yīng)用為最廣。Y系列電動機(jī)是一般用途的全封閉自扇冷鼠籠式三相異步電機(jī)，適用于不易燃燒、不易爆、無腐蝕和無特殊要求的機(jī)械。YZ型鼠簽式與YZR型繞線式三相異步電適用的機(jī)械設(shè)備有金屬切削機(jī)床，風(fēng)機(jī)，輸送機(jī)、攪拌機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械、食品機(jī)械等。為冶金、起重電機(jī)，具有較小的轉(zhuǎn)動慣量和較大的過載能力，用于頻繁起動、制動和正反轉(zhuǎn)場合，如起重、提升設(shè)備上。其結(jié)構(gòu)有開啟式、防護(hù)式、封閉式和防爆式，可根據(jù)工作條件來選擇。2、確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速同一功率的異步電動機(jī)有同步轉(zhuǎn)速3000、1500、1000、750r/min等幾種。一般來說，電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速愈高，磁極對數(shù)愈少，外廓尺寸愈小，價格愈低；反之，轉(zhuǎn)速愈

51、低，外廓尺寸愈大，價格愈貴。當(dāng)工作機(jī)轉(zhuǎn)速高時，選用高速電動機(jī)較經(jīng)濟(jì)。但若工作機(jī)轉(zhuǎn)速較低也選用高速電動機(jī)，則總傳動比增大，會導(dǎo)致傳動裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價較高。因自動變速器轉(zhuǎn)速能達(dá)到6200r/min，屬于高轉(zhuǎn)速，故選3000r/min的高速電動機(jī)較經(jīng)濟(jì)。并且該實(shí)驗(yàn)臺只是用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)，選用外廓尺寸小、價格低的高速電動機(jī)較為合適。3、確定電動機(jī)的功率電動機(jī)的功率選擇是否合適，對電動機(jī)的正常工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。功率選得過小，不能保證工作機(jī)的正常工作或使電動機(jī)長期過載而過早損壞；功率選得過大，則電動機(jī)價格高，且經(jīng)常不在滿載下運(yùn)行，電動機(jī)效率和功率因數(shù)都較低，造成很大的浪費(fèi)。電動機(jī)功率的確定，主要與其載荷

52、大小、工作時間長短、發(fā)熱多少有關(guān)。對于長期連續(xù)工作、載荷較穩(wěn)定的機(jī)械(如連續(xù)運(yùn)輸機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等)，可根據(jù)電動機(jī)所需的功率Pd來選擇，而不必校驗(yàn)電動機(jī)的發(fā)熱和起動力矩。選擇時，應(yīng)使電動機(jī)的額定功率Pe稍大于電動機(jī)的所需功率Pd，即PePd。對于間歇工作的機(jī)械，Pe可以稍小于Pd。 由于該實(shí)驗(yàn)臺工作時，自動變速器為空載，所需的轉(zhuǎn)矩能帶動其轉(zhuǎn)動即可，此處選取轉(zhuǎn)矩T=2Nm，它的轉(zhuǎn)速為n2=6200 r/min，故自動變速器所需的輸入功率為Pw=T n2/9550=26200/9550=1.3kW。傳動裝置采用V帶傳動，其傳動效率為0.95，所以電動機(jī)所需的功率Pd=Pw/0.95=1.4kW。綜上所述

53、，在本設(shè)計中，自動變速器的轉(zhuǎn)動慣量和起動力矩較小，轉(zhuǎn)速較高，故選用結(jié)構(gòu)簡單，適用于無特殊要求的機(jī)械(如機(jī)床、泵、風(fēng)機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、攪拌機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)等)的Y系列三相交流異步電動機(jī)Y90S2，該電動機(jī)額定功率為1.5kW，同步轉(zhuǎn)速為3000r/min，滿載轉(zhuǎn)速為2840r/min。該電動機(jī)為一般用途全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機(jī)，具有防止灰塵、鐵屑或其他雜物侵入電機(jī)內(nèi)部之特點(diǎn)，B級絕緣，工作環(huán)境溫度不超過40，相對濕度不超過95%，海拔高度不超過1000m，額定電壓380V，頻率50Hz11。5.1.3 變頻調(diào)速器的選擇為了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)換檔運(yùn)轉(zhuǎn)研究的需要，要求電動機(jī)能夠便于調(diào)速，所以使用變頻調(diào)速器進(jìn)行調(diào)速。變頻器類型的選用，要根據(jù)負(fù)載的要求來進(jìn)行。由于本自動變速器實(shí)驗(yàn)臺系統(tǒng)的電機(jī)用于驅(qū)動皮帶輪，皮帶輪帶動自動變速器轉(zhuǎn)動，而其負(fù)載為零，通?？梢赃x用普通功能型U/f控制變頻器。通過查閱交流變頻調(diào)速器選用手冊，初步選用惠豐HFV315型變頻器。其技術(shù)性能如表5.1。表5.1 惠豐HFV315變頻器技術(shù)性能項(xiàng) 目內(nèi) 容輸入電源額定電