无极变速器的常见故障诊断与排除

I无级变速器的常见故障诊断与检修摘要随着汽车工业在世界上快速发展，人们对汽车的驾驶舒适性的要求也不断提高，同时汽车生产厂家对燃油经济性、噪声污染也极为关注，因此推出了结构简单、过载保护、运转平稳、无噪音的无极变速器，无极变速器与传统的自动变速器不同，它不带一组齿轮组成的齿轮箱，这意味着它没有联锁齿轮。最常见类型的CVT可以在设计精巧的皮带轮系统上操作，该皮带轮系统可以在最高档位和最低档位间提供无限的可变性，而没有不连续的步骤或换挡，从而减小换挡冲击。但是在行驶过程中会受到一系列因素的影响，无级变速器会出现一系列故障，这直接影响汽车驾驶的动力性和舒适性，因此本文对无级变速器的基本结构、工作原理及其发生的常见故障进行分析，并重点对奥迪01J无级变速器的结构与检修进行分析，同时结合实例分析无级变速器出现的故障进行诊断和排除。关键词：无级变速器；结构；工作原理；故障诊断与排除II目录1前言............................................................................12无极变速器的发展历史..........................................................23无极变速器的基本结构及工作原理...............................................43.1无极变速器的基本结构.....................................................43.2无极变速器的工作原理.....................................................54奥迪01J无极变速器的结构......................................................64.1机械传动部分..............................................................64.2液压操纵系统.............................................................105奥迪01J无级变速器的检修.....................................................125.1检修注意事项.............................................................125.2装有4缸涡轮增压发动机车辆的变速器拆卸方法...........................135.301J无级变速器阀体元件分析.............................................146结合实例分析无极变速器(CVT)的常见故障及诊断排除...........................156.1故障实例分析一...........................................................156.2故障实例分析二...........................................................157无极变速器的发展前景.........................................................17结论.............................................................错误!未定义书签。致谢.............................................................................20参考文献.........................................................................19宜宾职业技术学院毕业论文11前言CVT即无段变速传动，其英文全称ContinuouslvVariableTransmission，简称CVT。发明这种变速传动机构的是荷兰人，有其装置的变速器也称为无段变速箱或者无级变速器。这种变速器和普通自动变速器的最大区别是它省去了复杂而又笨重的齿轮组合变速传动，而只用了两组带轮进行变速传动。通过改变驱动轮与从动轮传动带的接触半径进行变速，其设计构思十分巧妙。由于CVT可以实现传动比的连续改变，从而得到传动系与发动机工况的最佳匹配，提高整车的燃油经济性和动力性，改善驾驶员的操纵方便性和乘员的乘坐舒适性，所以它是理想的汽车传动装置。无段变速箱轿车一样有自己的档位，停车档P、倒车档R、空档N、前进档D等，只是汽车前进自动换档时十分平稳，没有突跳的感觉。目前国内市场上采用了CVT技术的只有奥迪、飞度、派力奥(西耶那、周末风)、和旗云4款车型。CVT系统结构简单，零部件数目比AT(约500个)少(约300个)，一旦汽车制造商开始大规模生产，CVT的成本将会比AT小。由于采用该系统可以节约燃油，随着大规模生产以及系统、材料的革新，CVT零部件(如传动带或传动链、主动轮、从动轮和液压泵)的生产成本，将降低20%～30%。毋庸置疑，CVT变速器的技术含量和制造难度都要比MT变速器高，与AT变速器相仿，由于金属带式CVT的结构简单，所含的零件数量比AT变速器少40％左右，整车的质量因而也有所减轻。一汽-大众奥迪A6自1999年上市以来，始终走在技术的前沿，2002北京国际车展，一汽-大众又推出了配置无级变速器（Multitronic）的新车型，从而代替了2.8技术领先型成为国产奥迪A6的领跑车型。宜宾职业技术学院毕业论文22无极变速器的发展历史无级变速的发展已经有很长的历史，早在1886年，德国的DaimlarBenz公司就已经将其应用在汽车上了，只是它是摩擦式无级变速器，是靠皮革或纤维制的圆盘和金属圆盘的摩擦力来工作的，因而磨损十分严重，寿命很低，但其原理为后来所采用，这就是带传动式（BeltDrive）或链传动式(ChainDrive)CVT的前身。1935年，GMBuik发明了一种被称为全圆（环型FullToroidal）CVT，人们称这种变速器为牵引传动式(TractionDrive)CVT，它的变速原理如图3-1所示。当可移动的圆环面沿轴向移动时，两环面间的辊子沿曲面滑动，改变与传动轴的夹角，实现速比的变化。由于在技术上要开发能够承受这样大滚压力的轴承及能够承受这样大面压的材料和特殊液体，包括通用在内的许多公司最终放弃了这种CVT的开发。但在这同时，带传动式CVT也取得了很大的发展，包括金属链式CVT和金属带式CVT。V型橡胶带式CVT最早出现在德国DaimlarBenz公司的汽油机汽车上。1958年，荷兰DAF公司H.VanDoorne博士成功开发出了双V型橡胶带CVT(Variomatic)，并装备在DAF公司的小型轿车上面。由于橡胶带的传递容量小、效率低、寿命短，H.VanDoorne博士于60年代末又成功研制出了传递容量大、效率高、结构紧凑的金属带式CVT，称之为“Transmatic”。1972年，H.VanDoorne博士与DAF公司脱离，成立了自己的公司，即“VanDoorne’sTransmissieB.V.”公司（简称VDT公司），专门生产CVT，所生产的CVT通称为VDT-CVT，从而开始了CVT的新时代。VDT-CVT主要有P811、P821、P884、P901等四种类型，其中P811和P821是第一代产品，P884和P901是第二代产品。P811是以湿式多片离合器作为起步装置，采用机械液压控制系统，而P821是以电磁离合器作为起步装置，采用电液控制系统，两者都是以外啮合齿轮泵作为液压源，并采用单回路液压系统。第二代产品主要做了如下改进：采用了新型金属带，以液力变矩器作为起步装置，用双级滚子叶片泵代替了齿轮泵，采用全电子控制系统，因而它们的性能指标超过了液力机械自动变速器（AT）。CVT首次装车并投放市场是1987年。当时，日本富士重工公司从VDT公司购买了金属带，并得到了VDT公司的技术指导，生产了面向1.0L轿车的CVT(与P821相当)，并装在SubaruJusty轿车上（排量1.0升，1984年上市）。该CVT的夹紧力和换挡控制仍然是采用VDT全液压控制，不同之处是采用了电磁离合器作为起步装置，从而起步宜宾职业技术学院毕业论文3离合器实现了电子控制，因而称之为ECVT。日本本田汽车公司（Honda）也是世界上较早开发生产CVT的著名公司之一。1995年9月，Honda公司开发了新一代金属带式CVT即HondaMultiMatic，它实现了离合器、换挡和夹紧力的全电子控制。所不同的是将起步离合器装在了从动轴上，这不仅能够在急刹车时使金属带回到最低档，而且还可最大地保护金属带，该变速器装在了带有1.6升发动机96款的HondaCivic系列轿车上，并取得了成功。与此同时，欧美的通用（GM）、福特（Ford）、菲亚特（Fiat）、大众（VW）、奥迪及ZF等公司也在致力于CVT的开发。继Subaru后，欧洲的Ford和Fiat也将VDT-CVT(P811型)装备于排量1.1～1.6L轿车上，并投入市场。1999年德国奥迪公司联合LUK公司和Temic公司，开发完成了FF纵置式CVT－Multitronic，成功地装在输出转矩310Nm、排量2.8L的奥迪A6/A4和保时捷跑车上，并于20放到中国市场。该变速器以金属链取代金属带，融合了当今CVT的最新技术，与现有金属带式CVT相比，除结构做了重大改进外，电液控制系统和控制策略也有了很大改变。近年来，混和动力汽车在日本取得了很大的发展。而由于无级变速技术允许发动机处于某一恒定理想工作点，这样在动力的转换和储备中可以最大限度地降低动力损耗、减少排放和提高效率。据有关试验研究，采用CVT的混和动力汽车的燃油经济性可以提高30％，排放可以降低50％左右。中国拥有世界上发展潜力最大的汽车市场，CVT技术在汽车发展史上具有变革意义，在我国生产这种变速器将是历史发展的必然趋势。金属带式无级变速器将是应用非常广泛的无级变速，所以攻克CVT的变速器传动机理和控制等关键技术，对提高国产轿车的自主研发、缩短与发达国家的差距具有重要的现实意义。它将为我国汽车工业的繁荣发展以及促进其他相关工业的发展起到重要的作用，并能带来巨大的社会和经济效益。目前，我过CVT已进入使用阶段，一汽大众生产的奥迪A6轿车已选装CVT自动变速器，其代号为01J，它采用带/链传动.是奥迪公司首家推出能够应用于功率和转矩分别达到147KW和300N.m的A62.8L发动机系统的CVT变速器,并且正在制定一个在行驶性能、燃油经济性能和动力性及舒适性等方面的新标准。宜宾职业技术学院毕业论文43无极变速器的基本结构及工作原理3.1无极变速器的基本结构无极变速是在一定传动比范围内能线性的调节传动比，理论上相当于有无数个档位。无级变速器主要由主动盘、从动盘、传动钢带、液压驱动机构等部件组成，如图3-1所示：图3-1无极变速器的基本结构图1-主动盘2-液压驱动机构3-输出轴4-从动盘主动盘和从动盘的结构也很简单，主要由两个锥型盘组成。锥型盘就是把两个圆锥型的盘片组合在一起形成一个带V型槽的驱动盘。锥型盘可在液压的推力作用下做轴向移动，挤压钢片链条以此来调节V型槽的宽度。当锥型盘向内侧移动时，钢片链条在锥盘的挤压下向圆心以外的方向（离心方向）运动。这样，钢片链带动的圆盘直径增大，传动比也就发生了变化高传动比时，主动带轮直径增大，从动带轮直径减小，将使带比增大；低传动比时，主动带轮直径减小，从动带轮直径增大，将使带轮传动比减小。汽车用CVT的核心技术就在钢片链条上，它不是普通的链条，它是由许多特殊形状的小钢片组合而成的