毕业设计论文-丰田A341E自动变速器的结构、工作原理及维修
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由于自动变速器有很好的自动调节和自我适应性，车辆在起步时更加平稳、加速时更加均匀。在减震方面的良好表现降低了传动系的动载荷和扭振，延长了传动系的使用寿命，使乘员在乘坐时也感觉更加舒适，行驶更加安全。在车辆行驶平均速度上也有所提高。虽然在很多方面自动变速器相对于手动变速器有非常优秀的表现，但效率低下也是自动变速器难以忽略的问题。所以，弄清楚自动变速的结构和工作原理，了解自动变速器各个部件的作用和工作原理成为发展自动变速汽车道路上的当务之急。同时对其故障诊断和维修方面，也要同步跟进，以确保自动变速汽车的正常使用和发展。
故障诊断是用各种故障诊断方法，有时借用相应的仪器对自动变速器进行测试和分析，按照一定的方法和步骤对自动变速器的机械系统液压控制系统和电子控制系统进行诊断，确定故障发生的具体部位和零部件。
1.1 自动变速器的发展
汽车自动变速器的成长过程比较缓慢。液力变矩器的成长阶段是从1939年到1950年。在这一成长阶段中，通过行星齿轮机构完成变速，液力变矩器的液力传动部分没有使用液力耦合器。纵然这种结构形式简单，成本也不高，但是液力传动部分只是作为联轴器使用，达不到变矩的功用。传动转矩的变化都是依赖行星齿轮机构。20世纪50年代，Ford Motor Company顺利的研发制造了使用液力变矩的3档自动变速器，至此液力自动变矩器用于轿车迈进了成熟期。
1983年，NISSAN公司成功研发了4档液力自动变速器用的行星齿轮机构，它显著的优点是组织紧密，从而为多档化的液力自动变速器打下了基础。1989年，NISSAN汽车公司研制的具有5档的液力自动变速器成功装车使用，这两款变速器都是在原来的3档和4档液力变速器的条件上，加装一组行星变速齿轮机构而设计的。
1.2 自动变速器的种类
依据传动比变化方式的不一样，自动变速器能够分为两个大类：有级式的自动变速器和无级式的自动变速器。
常用的有级式自动变速器一般可以分为液力自动变速器（AT）、电控机械式自动变速器（AMT）和双离合器式自动变速器（DCT）三大类。丰田A341E自动变速器其实就是一款电控式液力自动变速器。现在轿车使用的液力自动变速器一般是四速、五速或者六速，但是液力变速器的档数可以是三速到八速。变速器的档位越多，结构也就会变得越复杂，对各项技术的要求也会越高。 电控机械式自动变速器同传统的机械变速器一样，传动效率都比较高，一般装配使用在小排量的乘用车和重型商用车上。双离合器式自动变速器的结构组成比较复杂，制造难度相对较大，但是具有机械变速器传动效率高的优点，具有很大的发展空间。而无级自动变速器，结构简单，体积小，工作速比范围宽，容易与发动机形成理想的匹配，具有相当理想的优势，是未来变速器发展的趋势。
21toyotaa341eautomatictransmissionshiftfunctionsperformoriginaltable换档执行元件功能离合器超速档离合器c0用于连接超速行星排的太阳轮和行星架前进档离合器c1用于连接中间轴与前行星排齿圈所有前进档均参与工作倒档直接档离合器c2用于连接中间轴与前后行星排共用太阳轮制动器超速档制动器b0用于固定超速行星排太阳轮档滑行制动器b1用于固定前后行星排共用太阳轮f1也起作用时防止共用太阳轮逆时针山东交通学院毕业设计论文11转动倒档制动器b3用于固定后行星架单向离合器超速档单向离合器f0用于使超速太阳轮和超速行星架同步二档单向离合器f1b2工作时防止前后行星排太阳轮逆时针转动低速档单向离合器f2用于阻止后行星架逆时针旋转表22丰田a341e换档执行元件在不同档位的工作情况table22toyotaa341eshiftactuatorworkdifferentstalls档位c1为倒档及高档离合器
图2.1 电控液力自动变速器的来自成Fig.2.1 Composition electronically controlled hydraulic automatic transmission
（1）液力变矩器：在发动机和变速器之间，和飞轮固定在一起，以液压油为工作介质，传递转矩，改变扭矩。
（2）行星齿轮变速机构：行星齿轮机构，是自动变速器的重要组成部分之一，主要由太阳轮（也称中心轮）、内齿圈、行星架和行星齿轮等元件组成，用来改变液力变矩器输入的转速和转矩。
A341E:A表示自动变速器；第一位阿拉伯数字为1是指前轮驱动；第二位阿拉伯数字4表示具有4个前进档；第三位阿拉伯数字1为产品序列：1表示第二代产品；末端字母E表示电子控制。
A341E自动变速器装配于丰田轿车上，在原来的3速辛普森式双排行星齿轮机构的基础上再增加一个单级单排行星齿轮机构（成为超速行星排），组成具有3排行星齿轮的4速辛普森式自动变速器。
Key words:Automatic transmission，Working principle，Repair
前言
自动变速器的运用对于汽车的发展已经成为一种趋势，近几年来装用自动变速器的轿车数量也很快增加。相比于传统的手动变速器，自动变速器虽然结构复杂、种类较多。但是装有自动变速器的汽车操作简便、经济、安全。但是，由于机械技术和液压技术、电子技术的结合，使得在维修方面更具挑战性。
图1.2 自动变速器操纵杆
Fig.1.2 automatic transmission lever
其次，从踏板数量上，装有手动变速器的汽车有三个踏板:油门踏板、制动踏板和离合器踏板。而装有自动变速器的汽车只有两个脚踏板:油门踏板和制动踏板，无离合器踏板。
装有手动变数器的汽车，也叫手动档汽车。装有自动变速器的汽车，也叫自动档汽车。手动档汽车，要改变车速，需要通过拨动变速操纵杆改变变速器内的齿轮啮合位置，改变传动比，从而改变车轮转速。而且只有在踩下离合时，才能拨动变速杆。只有当驾驶者技术熟练时，装手动变速器的汽车在加速、超车时才会比自动档汽车速度快，更省油。自动档汽车，能够自动的改变速度，驾驶员只要通过踩压加速踏板即可。自动变速器会根据踏板的变化和车速自动的进行变速。
（2）自动变速器与手动变速器相比，自动变速器具有下列优缺点：
优点：
①能够主动改变转速，扭矩变化不间断，换档时动力持续；
②通过性能好，起步简单，换档简单平顺圆滑，舒适性好 ；
③承受的冲击和动载荷小，机件寿命长。
缺点：
①结构复杂，制造标准高，难度大，成本高；
②传动效率相对较低，价格高，耗油量大；
③对维修人员的技术水平要求更高。
最近这些年，随着自动变速器各部分结构性能的改进和完善，尤其是电子技术和自动控制技术与传统技术的融合，诞生了电控自动变速器，它包括电控液力机械传动的自动变速器和电控齿轮式机械传动的自动变速器。提高了汽车的燃油经济性、动力性、安全性，同时使汽车变得更加绿色环保。实现了变速器与发动机的最佳组合，促进了汽车产业的健康发展。
摘 要
自动变速器的技术性能会随着行驶里程的增加逐渐下降，这会造成汽车在的行驶性、安全性和排放性能的降低。同时，随着变速器使用时间的增加，变速器也会更加容易发生故障。为了减少维修成本，避免进一步的增加损害，以及变速器零件的破坏，要对自动变速器及时的检修和维护。切忌带故障运行，产生难以修复的故障。要是因带故障行驶，造成以更换总成为代价，更是得不偿失。为了减少维修的盲目性，了解和掌握变速器的结构和工作原理，显得尤为重要。本文以丰田的A341E自动变速器为例，主要讲述了它的结构、工作原理以及一些故障诊断和维修手段。
由于汽车的高速比、燃油经济性和噪音控制的要求逐渐严格，液力变速器的行星齿轮机构的档位数和速比范围有增加的趋势。1977年，日本丰田研发了具备4个档位的自动变速器、1977年后，又顺利研发了具有了超速档的自动变速器。这款具有超速档的变速器，不仅在变矩比和传动部分有所提高，同时换档圆滑。因为它采用了三元件液力变矩器和多档行星齿轮机构联合的设计理念。在自动变速器中使用范围最大的行星齿轮变速器是辛普森式(Simpson)行星齿轮变速器，是美国福特公司的一名叫辛普森的工程师发明的。
1.3 自动变速器与手动变速器的区别
（1）变速器操纵杆不同
手动变速器的操纵杆如图1.1所示。
图1.1 手动变速器操纵杆
Fig.1.1 manual transmission lever
装有这两种变速器的汽车的操纵杆作用不同，手动变速汽车的操纵杆是用来改变档位的，档位的变化通过改变操纵杆的位置来实现的，档位与操纵杆的位置是一一对应的。装有手动变速器的汽车具有的档位为：一档、直接档、倒档、空档等。而装有自动变速器的汽车的操纵杆是用来改变工作模式变化的。装有自动变速器的汽车具有的工作模式为：停车(P)、倒车(R)、空档(N)、自动档(D)、限定范围的自动档等工作模式。正常行驶的自动变速汽车，操纵杆放在自动档(D)上，汽车能够自动完成高档和低档的转变。自动变速器的操纵杆如图1.2所示。
丰田A341E自动变速器共有10个换档执行元件，包括3个离合器，4个制动器和3个单向离合器。
目前，汽车上使用的自动变速器在结构上虽然各有不同，但是基本结构和工作原理基本相同。同其它变速器一样，丰田的A341E自动变速器由液力变矩器、行星齿轮变速系统、换档执行器、液压操纵系统、电子控制系统等五大部分构成[1]。如图2.1所示。
A341E自动变速器是LEXUSLS400(凌志)汽车上装备使用的新研发一款四速自动变速器，它具有一套智能控制系统。变速器的换档正时控制和锁止正时控制以及行星齿轮系统中执行机构的液压油压力和换档正时的发动机扭矩都是智能系统通过使用电子技术来完成的。因此，它能够使驾驶员获得最佳的换档体验。
2.1 丰田A341E自动变速器的结构组成
自动变速器在遇到故障发生时，在维修时比较麻烦和耗费时间精力，因为其结构组成相比于传统的手动变速器而言更加紧密，也更加的复杂。一般很少有故障发生，这得益于它的性能更加优越，结构更加合理，设计更加完善。为了在维修时能够顺利的进行，熟悉其个部分结构和工作原理就非常的重要了。只有反复练习，熟练维修流程才能够更好的完成维修工作，才能在变速器发生故障时从容应对。本文将以丰田A341E自动变速器为对象，研究分析其结构和工作原理，并在故障诊断与维修方面做一定论述。A341E自动变速器简单的工作原理是动力由发动机输出，经过变矩器传递给自动变速器，通过自动变速器的行星齿轮机构，通过驾驶员对操纵手柄的操作实现不同的齿轮啮合，达到变速的目。
（3）换档执行机构：根据操纵手柄的位置，选择相应工作模式，结合速度的变化，通过不同齿轮的啮合来改变动力传递路线和改变速度。由多片式离合器、制动器和单向离合器等部分组成。
（4）液压控制系统：这一部分主要由油泵（油泵是自动变速器最重要的总成之一，通常安装在变矩器的后方，由变矩器壳后端的轴套驱动）、调压阀、油箱、过滤器、散热器及管道等组成。主要为自动变速器提供液压油，对部件进行润滑、冷却。对换档执行元件进行操纵，对液压油进行冷却等。
关键字：自动变速器，工作原理，维修
Abstract
With the increase of mileage,the technical performance of automatic transmission would decrease. Which may result in lower car driving, safety and emissions performance. Meanwhile, with the using time of the transmission increases, the transmission will be more prone to failure. In order to reduce maintenance costs and avoid adding further damage, and damage to transmission parts, to timely repair and maintenance of the automatic transmission. Avoid running with fault, resulting in difficult to repair the damage.If due to impaired driving has resulted in the replacement of the total cost of becoming, it is worth the candle. In order to reduce maintenance blindness, understand and master the structure and working principle of the transmission is particularly important. In this paper, Toyota A341E automatic transmission, for example, focuses on its structure, working principle and some troubleshooting and maintenance tools.
故障诊断是用各种故障诊断方法，有时借用相应的仪器对自动变速器进行测试和分析，按照一定的方法和步骤对自动变速器的机械系统液压控制系统和电子控制系统进行诊断，确定故障发生的具体部位和零部件。
1.1 自动变速器的发展
汽车自动变速器的成长过程比较缓慢。液力变矩器的成长阶段是从1939年到1950年。在这一成长阶段中，通过行星齿轮机构完成变速，液力变矩器的液力传动部分没有使用液力耦合器。纵然这种结构形式简单，成本也不高，但是液力传动部分只是作为联轴器使用，达不到变矩的功用。传动转矩的变化都是依赖行星齿轮机构。20世纪50年代，Ford Motor Company顺利的研发制造了使用液力变矩的3档自动变速器，至此液力自动变矩器用于轿车迈进了成熟期。
1983年，NISSAN公司成功研发了4档液力自动变速器用的行星齿轮机构，它显著的优点是组织紧密，从而为多档化的液力自动变速器打下了基础。1989年，NISSAN汽车公司研制的具有5档的液力自动变速器成功装车使用，这两款变速器都是在原来的3档和4档液力变速器的条件上，加装一组行星变速齿轮机构而设计的。
1.2 自动变速器的种类
依据传动比变化方式的不一样，自动变速器能够分为两个大类：有级式的自动变速器和无级式的自动变速器。
常用的有级式自动变速器一般可以分为液力自动变速器（AT）、电控机械式自动变速器（AMT）和双离合器式自动变速器（DCT）三大类。丰田A341E自动变速器其实就是一款电控式液力自动变速器。现在轿车使用的液力自动变速器一般是四速、五速或者六速，但是液力变速器的档数可以是三速到八速。变速器的档位越多，结构也就会变得越复杂，对各项技术的要求也会越高。 电控机械式自动变速器同传统的机械变速器一样，传动效率都比较高，一般装配使用在小排量的乘用车和重型商用车上。双离合器式自动变速器的结构组成比较复杂，制造难度相对较大，但是具有机械变速器传动效率高的优点，具有很大的发展空间。而无级自动变速器，结构简单，体积小，工作速比范围宽，容易与发动机形成理想的匹配，具有相当理想的优势，是未来变速器发展的趋势。
21toyotaa341eautomatictransmissionshiftfunctionsperformoriginaltable换档执行元件功能离合器超速档离合器c0用于连接超速行星排的太阳轮和行星架前进档离合器c1用于连接中间轴与前行星排齿圈所有前进档均参与工作倒档直接档离合器c2用于连接中间轴与前后行星排共用太阳轮制动器超速档制动器b0用于固定超速行星排太阳轮档滑行制动器b1用于固定前后行星排共用太阳轮f1也起作用时防止共用太阳轮逆时针山东交通学院毕业设计论文11转动倒档制动器b3用于固定后行星架单向离合器超速档单向离合器f0用于使超速太阳轮和超速行星架同步二档单向离合器f1b2工作时防止前后行星排太阳轮逆时针转动低速档单向离合器f2用于阻止后行星架逆时针旋转表22丰田a341e换档执行元件在不同档位的工作情况table22toyotaa341eshiftactuatorworkdifferentstalls档位c1为倒档及高档离合器
图2.1 电控液力自动变速器的来自成Fig.2.1 Composition electronically controlled hydraulic automatic transmission
（1）液力变矩器：在发动机和变速器之间，和飞轮固定在一起，以液压油为工作介质，传递转矩，改变扭矩。
（2）行星齿轮变速机构：行星齿轮机构，是自动变速器的重要组成部分之一，主要由太阳轮（也称中心轮）、内齿圈、行星架和行星齿轮等元件组成，用来改变液力变矩器输入的转速和转矩。
A341E:A表示自动变速器；第一位阿拉伯数字为1是指前轮驱动；第二位阿拉伯数字4表示具有4个前进档；第三位阿拉伯数字1为产品序列：1表示第二代产品；末端字母E表示电子控制。
A341E自动变速器装配于丰田轿车上，在原来的3速辛普森式双排行星齿轮机构的基础上再增加一个单级单排行星齿轮机构（成为超速行星排），组成具有3排行星齿轮的4速辛普森式自动变速器。
Key words:Automatic transmission，Working principle，Repair
前言
自动变速器的运用对于汽车的发展已经成为一种趋势，近几年来装用自动变速器的轿车数量也很快增加。相比于传统的手动变速器，自动变速器虽然结构复杂、种类较多。但是装有自动变速器的汽车操作简便、经济、安全。但是，由于机械技术和液压技术、电子技术的结合，使得在维修方面更具挑战性。
图1.2 自动变速器操纵杆
Fig.1.2 automatic transmission lever
其次，从踏板数量上，装有手动变速器的汽车有三个踏板:油门踏板、制动踏板和离合器踏板。而装有自动变速器的汽车只有两个脚踏板:油门踏板和制动踏板，无离合器踏板。
装有手动变数器的汽车，也叫手动档汽车。装有自动变速器的汽车，也叫自动档汽车。手动档汽车，要改变车速，需要通过拨动变速操纵杆改变变速器内的齿轮啮合位置，改变传动比，从而改变车轮转速。而且只有在踩下离合时，才能拨动变速杆。只有当驾驶者技术熟练时，装手动变速器的汽车在加速、超车时才会比自动档汽车速度快，更省油。自动档汽车，能够自动的改变速度，驾驶员只要通过踩压加速踏板即可。自动变速器会根据踏板的变化和车速自动的进行变速。
（2）自动变速器与手动变速器相比，自动变速器具有下列优缺点：
优点：
①能够主动改变转速，扭矩变化不间断，换档时动力持续；
②通过性能好，起步简单，换档简单平顺圆滑，舒适性好 ；
③承受的冲击和动载荷小，机件寿命长。
缺点：
①结构复杂，制造标准高，难度大，成本高；
②传动效率相对较低，价格高，耗油量大；
③对维修人员的技术水平要求更高。
最近这些年，随着自动变速器各部分结构性能的改进和完善，尤其是电子技术和自动控制技术与传统技术的融合，诞生了电控自动变速器，它包括电控液力机械传动的自动变速器和电控齿轮式机械传动的自动变速器。提高了汽车的燃油经济性、动力性、安全性，同时使汽车变得更加绿色环保。实现了变速器与发动机的最佳组合，促进了汽车产业的健康发展。
摘 要
自动变速器的技术性能会随着行驶里程的增加逐渐下降，这会造成汽车在的行驶性、安全性和排放性能的降低。同时，随着变速器使用时间的增加，变速器也会更加容易发生故障。为了减少维修成本，避免进一步的增加损害，以及变速器零件的破坏，要对自动变速器及时的检修和维护。切忌带故障运行，产生难以修复的故障。要是因带故障行驶，造成以更换总成为代价，更是得不偿失。为了减少维修的盲目性，了解和掌握变速器的结构和工作原理，显得尤为重要。本文以丰田的A341E自动变速器为例，主要讲述了它的结构、工作原理以及一些故障诊断和维修手段。
由于汽车的高速比、燃油经济性和噪音控制的要求逐渐严格，液力变速器的行星齿轮机构的档位数和速比范围有增加的趋势。1977年，日本丰田研发了具备4个档位的自动变速器、1977年后，又顺利研发了具有了超速档的自动变速器。这款具有超速档的变速器，不仅在变矩比和传动部分有所提高，同时换档圆滑。因为它采用了三元件液力变矩器和多档行星齿轮机构联合的设计理念。在自动变速器中使用范围最大的行星齿轮变速器是辛普森式(Simpson)行星齿轮变速器，是美国福特公司的一名叫辛普森的工程师发明的。
1.3 自动变速器与手动变速器的区别
（1）变速器操纵杆不同
手动变速器的操纵杆如图1.1所示。
图1.1 手动变速器操纵杆
Fig.1.1 manual transmission lever
装有这两种变速器的汽车的操纵杆作用不同，手动变速汽车的操纵杆是用来改变档位的，档位的变化通过改变操纵杆的位置来实现的，档位与操纵杆的位置是一一对应的。装有手动变速器的汽车具有的档位为：一档、直接档、倒档、空档等。而装有自动变速器的汽车的操纵杆是用来改变工作模式变化的。装有自动变速器的汽车具有的工作模式为：停车(P)、倒车(R)、空档(N)、自动档(D)、限定范围的自动档等工作模式。正常行驶的自动变速汽车，操纵杆放在自动档(D)上，汽车能够自动完成高档和低档的转变。自动变速器的操纵杆如图1.2所示。
丰田A341E自动变速器共有10个换档执行元件，包括3个离合器，4个制动器和3个单向离合器。
目前，汽车上使用的自动变速器在结构上虽然各有不同，但是基本结构和工作原理基本相同。同其它变速器一样，丰田的A341E自动变速器由液力变矩器、行星齿轮变速系统、换档执行器、液压操纵系统、电子控制系统等五大部分构成[1]。如图2.1所示。
A341E自动变速器是LEXUSLS400(凌志)汽车上装备使用的新研发一款四速自动变速器，它具有一套智能控制系统。变速器的换档正时控制和锁止正时控制以及行星齿轮系统中执行机构的液压油压力和换档正时的发动机扭矩都是智能系统通过使用电子技术来完成的。因此，它能够使驾驶员获得最佳的换档体验。
2.1 丰田A341E自动变速器的结构组成
自动变速器在遇到故障发生时，在维修时比较麻烦和耗费时间精力，因为其结构组成相比于传统的手动变速器而言更加紧密，也更加的复杂。一般很少有故障发生，这得益于它的性能更加优越，结构更加合理，设计更加完善。为了在维修时能够顺利的进行，熟悉其个部分结构和工作原理就非常的重要了。只有反复练习，熟练维修流程才能够更好的完成维修工作，才能在变速器发生故障时从容应对。本文将以丰田A341E自动变速器为对象，研究分析其结构和工作原理，并在故障诊断与维修方面做一定论述。A341E自动变速器简单的工作原理是动力由发动机输出，经过变矩器传递给自动变速器，通过自动变速器的行星齿轮机构，通过驾驶员对操纵手柄的操作实现不同的齿轮啮合，达到变速的目。
（3）换档执行机构：根据操纵手柄的位置，选择相应工作模式，结合速度的变化，通过不同齿轮的啮合来改变动力传递路线和改变速度。由多片式离合器、制动器和单向离合器等部分组成。
（4）液压控制系统：这一部分主要由油泵（油泵是自动变速器最重要的总成之一，通常安装在变矩器的后方，由变矩器壳后端的轴套驱动）、调压阀、油箱、过滤器、散热器及管道等组成。主要为自动变速器提供液压油，对部件进行润滑、冷却。对换档执行元件进行操纵，对液压油进行冷却等。
关键字：自动变速器，工作原理，维修
Abstract
With the increase of mileage,the technical performance of automatic transmission would decrease. Which may result in lower car driving, safety and emissions performance. Meanwhile, with the using time of the transmission increases, the transmission will be more prone to failure. In order to reduce maintenance costs and avoid adding further damage, and damage to transmission parts, to timely repair and maintenance of the automatic transmission. Avoid running with fault, resulting in difficult to repair the damage.If due to impaired driving has resulted in the replacement of the total cost of becoming, it is worth the candle. In order to reduce maintenance blindness, understand and master the structure and working principle of the transmission is particularly important. In this paper, Toyota A341E automatic transmission, for example, focuses on its structure, working principle and some troubleshooting and maintenance tools.