自动变速器五档动力流分析

辛普森自动变速器五档动力流分析及故障

诊断

江西万通汽修学校唐益飞

摘要汽车电子控制自动变速器(简称电控自动变速器)是目前汽车上机、电、液一体化程度较高的总成件。电控自动变速器结构复杂，拆装困难，故障成因多，技术要求高，单次维修成本高，一次性成功率要求高，对设备的依赖度高是汽车维修工作中的难点之一。如何提高自动变速器的故障分析准确率和故障修复率是个较为迫切的问题。

在自动变速器的电子控制系统、机械、液压控制系统的故障中，以机械、液压系统的故障分析检修最为困难，针对这一难题，本文阐述了电控五档自动变速器的结构和工作原理，对典型电控五档自动变速器的换档执行元件的位置、执行元件的工作情况、动力流传递路线进行了详细分析。提出了针对自动变速器机械、液压系统故障的电控自动变速器动力流分析法，详细阐述了该方法的分析过程，并利用动力流工作过程来推断电控五档自动变速器故障部位。

关键词：换档元件、动力流、故障分折、拉维奈，辛普森

一、分折自动变速器动力流的基本知识：

了解单排行星齿轮机构的基本组成、运动规律及动力传动方式；

1、单排行星齿轮机构的构造

2、单排行星齿轮机构的运动规律

设太阳轮、齿圈和行星架的转速分别为n1、n2和n3，齿数分别为Z1、Z2、Z3；齿圈与太阳轮的齿数比为α。

则根据能量守恒定律，由作用在该机构各元件上的力矩和结构参数可导出表示单排行星齿轮机构一般运动规律的特性方程式：n1+αn2-(1+α)n3=0、Z1+Z2=Z3

简单说就是，太阳轮带动行星齿轮转动，行星齿轮在自转的同时也在公转（行星架）。这样从太阳轮到行星架之间就成成了变速。

3、单排行星齿轮动力传递方式

（1）太阳轮主动，行星架从动，齿圈制动，则n2＝0，故传动比、i13＝n1/n3＝1＋α>1 低速档

（2）太阳轮制动，齿圈主动，行星架从动，则n1＝0，故传动比、i23＝n2/n3＝(1＋α)/α>1 高速档

（3）太阳轮制动，行星架主动，齿圈从动，则n1＝0，故传动比、i32＝n3/n2＝α/(1＋α)<1 超速档

（4）齿圈制动，行星架主动，太阳轮从动，则n2＝0，故传动比、i31＝n3/n1＝1 /(1＋α)<1 超速档

（5）行星架制动，太阳轮主动，齿圈从动，则n3＝0，故传动比i12＝n1/n2＝－α<0 倒档

（6）行星架制动,齿圈主动，太阳轮从动，反向加速传递。

（7）如果n1＝n2，则n3＝n1＝n2，故传动比i＝1 直接档

（8）如果所有元件无约束，则动力无法传动空档

总结：行星齿轮架作从动件-----1档或2档，二元件连接后带动另一个元件-----3档

行星齿轮架作主动件-----O/D档，行星齿轮架固定-----倒档，如果所有元件无约束，则动力

无法传动------- 空档。

4、自动变速器换档执行元件：

离合器；

（1）作用：传递.连接。把转矩由一个元件传到另一个元件

（2）类型：湿式多片式离合器。

（3）结构：主动部分：离合器鼓.钢片等，从动部分：离合器毂.摩擦片等，压紧机构：油缸.活塞等，分离机构：回位弹簧等。

制动器；

（1）作用：将行星齿轮机构中的某元件固定，将其它执行元件的某部分固定。

（2）类型：A、.湿式多片式（与离合器相同）

B、带式：带式结构：旋转元件：制动鼓，固定元件：制动带，促动装置：油缸.活塞。

单向离合器：

（1）作用：单向连接或单向制动。

（2）特点：只要改变传递方向就可以改变单向离合器的工作状态，不需要液压控制装置的控制。但有方向性，不能装反。

（3）类型：滚柱斜槽式.楔块式.棘轮棘爪。

二、辛普森行星齿轮变速器动力流分折：

1、三档Simpson行星齿轮变速器

结构特点：二根轴：输入轴、输出轴，两个离合器（C1、C2），三个制动器（B1、B2、B3），两个单向离合器（F1、F2），两排行星齿轮机构：共用一个太阳轮，前排行星架、后排齿圈与输出轴相连。可组成三个前进档和一个倒档。

2、四档Simpson行星齿轮变速器（以凌志LS400的A341E、A342E为例）

总之，辛普森四档是在辛普森三档自动变速器的基础上增加了一组超速行星排，故增加了一

个档位，而辛普森五档又是辛普森四档的基础上在变速器的后端增加了一组行星齿轮组。

三、辛普森五档自动变速器的特点及图表：

丰田A650E自动变速器是丰田公司1997年10月推出的新产品，装备在凌志LS400、SC400和GS300／400轿车上，于1998年开始进入中国市场。A650E在A341E的基础上有作了四大改进。

（1）取消了节气门拉索及节气门阀，主油路油压由发动机和ECFECU根据节气门位置信号、车速信号、空挡启动开关信号和A TF油温信号，控制输往主油路的油压，调节电磁阀SLT的电流进行控制。

（2）在变速器的后端增加了一组行星齿轮组。

（3）增加了一个减速挡，即由4挡变速器变成5挡变速器。4个换挡电磁阀控制变速器换挡，进一步改善了车辆的动力性和经济性。

（4）发动机、ECT和巡航控制系统共用一个ECU，使用电子节气门和车辆的控制更加先进。

换挡杆位置

挡

位

S1

S2

S3S4C0 C1C2B0 B1B2B3B4F0 F1F2

P

驻

车挡

ON OFF ON OFF ○

R

倒

挡

ON OFF OFF OFF ○○

○

N

空

挡

ON OFF ON OFF ○

D 1 ON OFF OFF OFF ○○○○

2 ON ON OFF OFF ○○○○

3 OFF ON OFF OFF ○○○○○