學習任務06 自動變速器換擋執(zhí)行元件的檢修

1、學習任務六 自動變速器執(zhí)行元件的檢修任務要求完成本學習任務后，你應能：1.掌握離合器的作用、組成及工作原理。2.掌握制動器的分類、組成和作用。3.掌握單向離合器的分類、作用、結構和工作原理。4.查閱維修手冊，規(guī)范檢修離合器、制動器和單向離合器。5.選擇合適的工具與儀器，實施教學計劃。建議課時：7課時任務描述一輛豐田花冠轎車，將自動變速器換擋桿換入D擋和R擋，自動變速器的沖擊嚴重，內部有撞擊聲；行駛過程中有明顯的換擋沖擊。分析故障可能在換擋執(zhí)行元件部位，需要對自動變速器的換擋執(zhí)行元件進行檢修。一、理論知識準備(一)概述自動變速器的不同擋位是通過變速器中行星齒輪的狀態(tài)發(fā)生變化得到的，而行星齒輪的狀

2、態(tài)會發(fā)生變化，又是因為有不同的執(zhí)行元件去控制行星齒輪機構。因此，在了解變速器的行星齒輪機構的工作原理之前，先了解變速器的換擋執(zhí)行機構。自動變速器中的換擋執(zhí)行元件有3種：多片離合器、制動器、單向離合器。其中，多片離合器、制動器的工作需要液壓驅動和控制，而單向離合器是機械結構，固定旋轉件的工作僅僅取決于旋轉方向。豐田 A341E 自動變速器的元件傳動如圖6-1所示，執(zhí)行元件包括3個離合器（ C0， C1 , C2）、4個制動器（B0，B1,B2,B3 ）和3個單向離合器（F0,F1,F2）。圖6-1 豐田A341E自動變速器的執(zhí)行元件小提示：我們在維修手冊中經?？吹降碾x合器用C來表示，也有的維修手

3、冊中用K來表示離合器。一個自動變速器中有多個執(zhí)行元件的，輔以數字來區(qū)分。同學們在查閱資料的時候要注意。 (二)離合器離合器的作用是連接軸和行星排的某個基本元件，或將行星排的某兩個基本元件連接成一體，使之成為一個整體轉動。自動變速器中所用的離合器均為濕式多片離合器。1濕式多片式離合器的結構濕式多片式離合器通常由離合器鼓、離合器活塞、復位彈簧、彈簧座、1組鋼片、1組摩擦片、調整墊片、彈性卡簧、離合器轂及幾個密封圈組成,如圖6-2所示。圖6-2 濕式多片式離合器的結構離合器活塞安裝在離合器鼓內，是一種環(huán)狀活塞，由活塞內外圓的密封圈保證密封，從而和離合器鼓一起形成一個封閉的環(huán)狀液壓缸，并通過離合器內圓

4、軸頸上的進油孔和控制油道相通。鋼片和摩擦片交錯排列，兩者統(tǒng)稱為離合器片。鋼片的外花鍵安裝在離合器鼓的內花鍵齒圈上，可沿齒圈鍵槽作軸向移動；摩擦片由內花鍵齒與離合器轂的外花鍵連接，也可沿鍵槽作軸向移動。摩擦片的兩面均為摩擦系數較大的摩擦材料(銅基粉末冶金層或合成纖維層)。2濕式多片式離合器的工作過程離合器鼓或離合器轂分別以一定的方式與變速器輸入軸或行星排的某個基本元件相連接，一般離合器鼓為主動件，離合器轂為從動件。當來自控制閥的液壓油進入離合器液壓缸時，作用在離合器活塞上的液壓油壓力推動活塞，使之克服復位彈簧的彈力移動，將所有的鋼片和摩擦片相互壓緊在一起；鋼片和摩擦片之間的摩擦力使離合器鼓和離合

5、器轂連接為一個整體，分別與離合器鼓和離合器轂連接的輸入軸或行星排的基本元件也因此被連接在一起，此時離合器處于接合狀態(tài),如圖6-3a所示。b)a) 圖6-3濕式多片式離合器的工作過程a) 接合；b)分離當液壓控制系統(tǒng)將作用在離合器液壓缸內的液壓油壓力解除后，離合器活塞在復位彈簧的作用下回到液壓缸的底部，并將液壓缸內的液壓油從進油孔排出。此時鋼片和摩擦片相互分離，兩者之間無壓力，離合器鼓和離合器轂可以朝不同的方向或以不同的轉速旋轉，離合器處于分離狀態(tài),如圖6-3b所示。當離合器處于自由狀態(tài)時，離合器活塞和離合器片、離合器片和卡環(huán)之間有一定的軸向間隙，以保證鋼片和摩擦片之間無任何軸向壓力，這一間隙稱

6、為離合器的自由間隙，也叫離合器活塞的自由行程，大小可以用彈性卡簧的厚度來調整。一般離合器自由間隙的標準為 0.52.0mm。離合器自由間隙標準的大小取決于離合器的片數和工作條件，通常離合器片數越多或離合器的交替工作越頻繁，自由間隙就越大。有些離合器在活塞和鋼片之間有一個碟形環(huán)，它具有一定的彈性，稱為膜片彈簧，可以減緩離合器接合時的沖擊力，有些膜片彈簧在安裝時需注意方向。3止回閥離合器處于分離狀態(tài)時，液壓缸內仍殘留有少量液壓油。由于離合器鼓是旋轉的，殘留在液壓缸內的液壓油在離心力的作用下會被甩向液壓缸外緣處，并在該處產生一定的油壓。若離合器鼓的轉速較高，這一壓力有可能推動離合器活塞壓向離合器片，

7、使離合器處于半接合狀態(tài)，導致鋼片和摩擦片因互相接觸摩擦而產生不應有的磨損，影響離合器的使用壽命。為了防止這種情況出現，在離合器活塞或離合器鼓的液壓缸壁上設有一個由鋼球組成的單向閥。當液壓油進入液壓缸時，鋼球在油壓的推動下壓緊在閥座上，單向閥處于關閉狀態(tài)，保證了液壓缸密封；當液壓缸內的油壓被解除后，單向閥鋼球在離心力的作用下離開閥座，使單向閥處于開啟狀態(tài)，殘留在液壓缸內的液壓油在離心力的作用下從單向閥的閥孔中流出，保證了離合器的徹底分離,如圖6-4所示。圖6-4 單向球閥的工作過程(三)制動器制動器的作用是將行星排中的某一元件加以固定，使之不能轉動。目前在自動變速器中，常見的制動器有濕式多片式制

8、動器和帶式制動器兩種。1.濕式多片式制動器濕式多片式制動器由制動鼓、制動器活塞、密封圈、復位彈簧、鋼片、摩擦片等部件組成。它的工作原理和濕式多片式離合器基本相同，但濕式多片式制動器的制動鼓(相當于離合器鼓)固定在變速器殼體上，鋼片通過外花鍵齒安裝在固定于變速器殼體上的制動鼓內花鍵齒圈中，或直接安裝在變速器殼體上的內花鍵齒圈中，摩擦片則通過內花鍵齒和制動鼓上的外花鍵齒連接，如圖6-5所示。圖6-5 濕式多片式制動器的結構 當制動器工作時，來自控制閥的液壓油進入制動器鼓內的液壓缸中，油壓作用在制動器活塞上，推動活塞將制動器摩擦片和鋼片夾緊在一起，與行星齒輪排某一基本元件連接的制動器就被固定住，不能

9、旋轉，如圖6-6a所示。當制動器不工作時，液壓油從制動器鼓內排出，鋼片和摩擦片之間沒有壓力，制動器鼓可以自由旋轉，如圖6-6b所示。a) b)圖6-6 制動器的工作過程a) 制動器工作；b) 制動器不工作注意：制動器和離合器不一樣，制動器的活塞中可能沒有單向球閥，這是因為當液壓卸壓時，由于缺少離心力的作用，沒有液體殘留在活塞缸中，所以，即使沒有止逆球，液壓油也被迅速排出。2.制動帶制動帶材質為鋼帶，上有一層黃銅或紙質摩擦片，一般都采用紙質摩擦片。制動帶纏繞在鼓的圓周上，一端用銷釘固定在變速器殼體上，另一端與制動缸活塞接觸，由液壓控制工作。有的固定端另裝一調整器，可調整制動帶與制動鼓之間的間隙。

10、間隙太大，將造成打滑；間隙太小，將造成磨損。制動帶的結構如圖6-7所示。圖6-7 制動帶的結構當液壓缸的施壓腔和釋放腔內均無液壓油時，帶式制動器不工作,制動帶與制動鼓之間有一定的間隙，制動鼓可隨與它相連的行星排基本元件一同旋轉。當液壓油進入施壓腔時，作用在活塞上的液壓油壓力推動活塞，使之克服回位彈簧的作用力移動，活塞上的推桿隨之向外伸出。因為制動帶的另一端固定在變速器殼體上，制動帶的直徑減小，制動帶將制動鼓壓緊夾持，制動鼓被固定住而不能旋轉，此時,制動器處于制動狀態(tài)。當壓縮工作液從缸體排出時，活塞和連桿被彈簧力推回，制動帶釋放制動鼓，制動器處于放松狀態(tài)。 (四)單向離合器自動變速器中的單向離合

11、器是一種單向固定裝置，能在一個方向鎖止行星齒輪的某一元件，而在另一方向則允許自由轉動。單向離合器無需控制機構，依靠單向鎖止原理來發(fā)揮固定或連接作用，連接和固定完全由與之相連接元件的受力方向所決定，當與之相連接元件的受力方向與鎖止方向相同時，該元件即被固定或連接；當受力方向與鎖止方向相反時，該元件即被釋放或脫離連接；即在驅動軸與從動軸之間，只能使從動軸作一個方向回轉，反方向具有空轉機能。常用的單向離合器有滾柱斜槽式和楔塊式。1滾柱斜槽式單向離合器滾柱斜槽式單向離合器由外環(huán)、內環(huán)、滾柱、滾柱復位彈簧等組成，如圖6-8所示。內環(huán)通常與內花鍵和行星齒輪排的某個基本元件或變速器殼體連接，外環(huán)則通過外花鍵

12、和行星排的另一側基本元件連接或變速器外殼連接。在外環(huán)的內表面制有與滾柱相同數目的楔形槽。內外環(huán)之間的楔形槽內裝有滾柱和彈簧，彈簧的彈力將各滾柱推向楔形槽較窄的一端。圖6-8 滾柱斜槽式單向離合器的工作原理當外環(huán)相對于內環(huán)向順時針方向轉動時，在剛剛開始轉動的瞬間，滾柱在摩擦力和彈簧彈力的作用下被卡死在楔形槽較窄的一端，于是內外環(huán)互相連接成一個整體，不能相對轉動，此時單向離合器處于鎖止狀態(tài)，與外環(huán)連接的基本元件被固定或者和與內環(huán)相連接的元件連成一整體，如圖6-8 a）所示。當外環(huán)相對于內環(huán)向逆時針方向轉動時，滾柱在摩擦力的作用下，克服彈簧的彈力，滾向楔形槽較寬的一端，出現打滑現象，外環(huán)相對于內環(huán)可

13、以作自由滑轉，此時單向離合器脫離鎖止而處于自由狀態(tài)，如圖6-8 b）所示。單向離合器的鎖止方向取決于外環(huán)上楔形槽的方向，在裝配時不得裝反，否則，會改變鎖止方向，使行星齒輪變速器不能正常工作。有些單向離合器的楔形槽開在內環(huán)上，工作原理和楔形槽開在外環(huán)上的相同。2楔塊式單向離合器楔塊式單向離合器的結構和滾柱斜槽式單向離合器的結構基本相似，也有外環(huán)、內環(huán)、滾子(楔塊)等，如圖6-9所示。不同之處在于，它的外環(huán)或內環(huán)上都沒有楔形槽，滾子不是圓柱形的，而是特殊形狀的楔塊。楔塊在 A方向上的尺寸略大于內外環(huán)之間的距離B，而在C方向上的尺寸略小于B 。當外環(huán)相對于內環(huán)逆時針方向轉動時，楔塊在摩擦力的作用下立

14、起，因自鎖作用而被卡死在內外環(huán)之間，使內環(huán)與外環(huán)無法相對滑轉，此時單向離合器處于鎖止狀態(tài),如圖6-9所示。圖6-9 楔塊式單向離合器的工作原理當外環(huán)相對于內環(huán)順時針方向旋轉時，楔塊在摩擦力的作用下傾斜，脫離自鎖狀態(tài)，內環(huán)與外環(huán)可以相對滑動，此時單向離合器處于自由狀態(tài)。楔塊式單向離合器的鎖止方向取決于楔塊的安裝方向。維修時不可裝反，以免影響自動變速器的正常工作。二、實踐操作檢修自動變速器時，應用煤油仔細清洗所有零件(摩擦片、橡膠密封墊除外)，并用壓縮空氣吹干，然后按照拆卸的順序排放整齊。檢修時應注意正確合理地使用專用工具和檢測儀器，嚴格遵守安全操作規(guī)程，防止零件的損壞及入員的傷害。(一)實踐準備

15、（1）裝配自動變速器的車輛一臺。（2）A340E自動變速器一臺。（3）磁力百分表一套。（4）常用工具、常用量具、干凈的抹布。（5）維修手冊、工單。(二)技術要求及注意事項（1）離合器活塞行程是1.451.70mm。（2）新的摩擦片裝配之前，應在ATF中浸泡15分鐘以上。（3）帶彈簧座的彈簧自由長度標準值為15.8mm。(三)摩擦片和制動帶的檢修分別目視檢查摩擦片。如出現表面燒焦、耐磨層脫落、內花鍵拉毛、溝槽磨平、翹曲變形、與鋼片燒結在一起等現象，應更換。摩擦片的表面通常印有符號，如圖 6-10a )所示 ，若這些符號被磨平，說明摩擦片已經磨損到極限，應更換。也可以通過測量摩擦片的厚度來判斷是否

16、應該更換，如圖 6-10b）所示。如果是制動帶，也可檢查內表面，如有燒焦、表面粉末冶金層脫落、表面符號已被磨去等現象，應更換。圖6-10 摩擦片的檢修a） 摩擦片印有符號；b） 測量摩擦片厚度小提示：摩擦片應成組更換，新更換的摩擦片在使用之前要在 ATF 油液中浸泡1小時 以上，可以使用的摩擦片應浸泡15分鐘以上。(四)鋼片的檢修分別檢查鋼片，如有嚴重磨損、拉痕、劃痕、外花鍵磨平、拉毛、翹曲變形、與摩擦片燒結在一起等現象，應更換。(五)卡環(huán)的檢修檢查每個固定部位的卡環(huán)(限位卡簧)，如有彎曲變形、彈性變弱、過熱變色的痕跡等，應及時更換，如圖6-11所示。小提示：每個部位卡環(huán)都有尺寸或厚度的差異，

17、要注意區(qū)分，分別保存及安裝。圖6-11 卡環(huán)的檢修(六)彈性復位元件的檢修自動變速器的彈性元件包括螺旋彈簧、膜片彈簧、波紋形彈簧、碟形彈簧等。檢修時，應對每個部位的彈性元件進行檢查，目測彈簧有無彎曲、扭曲、傾斜等變形，同一組的自由長度是否一致，必要時可以進行彈力測試，損傷較大則更換。 (七)單向離合器的檢修將單向離合器分解，如圖6-12所示，檢查單向離合器的滾柱有無圓度磨損，壓簧有無變形，彈力是否下降，塑料保持架有無變形或斷裂，外環(huán)是否磨損等，損傷嚴重則更換單向離合器總成。圖6-12 單項離合器的檢修單向離合器組合后，將行星齒輪架插入單向離合器總成，用專用工具轉動齒架，要求是只能單向轉動。否則

18、證明單向離合器失效，應更換單向離合器總成。小提示：注意裝配時單向離合器的安裝方向，防止裝反。（八）A341E自動變速器C0離合器的拆裝與檢修A341E自動變速器C0離合器的拆裝與檢修如表6-1所示。A341E自動變速器C0離合器的拆裝與檢修 表6-1檢修內容圖示檢修步驟工作記錄1拆卸超速擋離合器C0從超速擋行星齒輪排上卸下C0離合器總成2檢查超速擋離合器的活塞行程。1.將油泵放在 上，然后將C0放在油泵上2.向C0進出油孔中通入和放出壓縮空氣(392785kpa)。用百分表測量活塞自由行程，測量數值為 ，判斷結果為 。標準值：1.451.70mm3拆卸離合器鋼片摩擦片1. 從C0離合器外鼓上拆

19、下 。2.拆卸鋼片摩擦片。你所拆卸的鋼片數量為 ，摩擦片數量為 。4取出活塞回位彈簧1.用專用工具壓縮活塞回位彈簧。2.用專用工具拆下 。3.取出活塞回 5拆卸C0離合器活塞1.將油泵放在液力變矩器上，然后將C0放在油泵上。2.用手握住C0活塞，同時對C0進油油孔充入壓縮空氣。3.取出C0離合器 。注意：活塞取出過程中不能發(fā)生傾斜。4.取下活塞上的兩個O型圈三、學習拓展在豐田A341E自動變速器中有3個離合器，4個制動器，3個單向離合器，如圖6-13所示。試分析它們的作用：圖6-13 A340E自動變速器的執(zhí)行元件C0控制 和 結合和分離，以實現動力的傳遞和切斷。C1為前進檔離合器作用是控制 和 結合和分離，以實現動力的傳遞和切斷。C2為直接當離合器作用是控制 和 結合和分離，以實現動力的傳遞和切斷。B0使得 雙向固定制動。B1使得 雙向固定。B2和F1同時工作使得 單向固定(逆時針方向固定)。B3使得 制動雙向固定。F2使得 單向固定(逆時針方向固定)。四、評價與反饋1自我評價與反饋（1）你是否知道離合器的基本組成？（ ）A