1、课题的背景、作用和意义

汽车变速器是汽车关键零部件之一。随着轿车进入千家万户，自动变速器在国内汽车市场上的份额也迅速增加，然而，遗憾的是，尽管我国有很多高校和企业已经开始从事自动变速器的开发，但迄今为止，还没有一款自主研发具有知识产权的自动变速器量产装车（注：吉利有一个三档自动变速器，四档的还没有真正批量生产），自动变速器迄今为止还完全依赖进口，我国每年仅自动变速器进口就高达百亿元。面对巨大的市场需求，国内包括一汽、吉利、奇瑞等在内的很多企业都在从事自动变速器技术的研发，自动变速器技术也被列为“十一五”和“十二五”计划。

    在中国，随着汽车工业的发展，汽车的设计制造水平和性能都在逐步提高。想想在100多年前诞生的汽车，当时不过只是一个简单的四轮交通工具，并且还被一些人(包括马车夫)嘲笑的笨重怪物。然而现代的汽车已经是一个高科技的结晶体。特别是在自动变速器运用到汽车上，给驾驶员带来不少的方便。但是很多修理人员却认为自动变速器出现故障很难维修，这主要原因是维修人员在维修自动变速器时只注重故障码的显示，而没有考虑到自动变速器的机械部件也会出现故障。

     通过研究轿车自动变速器，可以了解自动变速器的组成与功用，自动变速油的选用及更换，自动变速出现故障的常见部位，常见故障的解决方法以及一些车型的维修案例。让我们明确了自动变速器故障的一般诊断思路，以及解决故障的方法。随着汽车科技的发展，汽车的结构越来越复杂。只有掌握更多的知识和实践经验，才能更好地运用检测仪器快速准确地查找汽车的故障原因，并把故障排除。这具有重要的现实意义。

2、国内外的现状和发展趋势等情况(文献综述)，尚待解决的问题

汽车变速器是汽车传动系的心脏。早期的汽车传动系，从发动机到车轮之间动力传递的形式很简单。发动机驱动一组锥齿减速齿轮，再传动到一根轴和皮带轮。皮带轮和驱动桥上的内齿轮啮合，使汽车行驶。

随着微电子技术迅速发展，机电一体化技术进入汽车领域，推动了汽车变速装置的重大变革。自动变速器装置均出现了电子化的趋势。长期以来，国内自动变速器市场一直是进口和合资产品的天下，国内部分零部件企业和整车企业虽然也有心致力于自动变

    变速器作为汽车传动系统的重要部件，直接影响驾驶的操控感和乘坐的舒适性，随着人们对汽车品质要求的不断提高，自动变速器已经成为现代轿车配置的一个发展方向。据CSM预测，到2014年，中国市场配备自动变速器的车型比例将达到总量的45％左右，市场可谓广阔。

    对自主品牌变速器企业而言，新形势带来了新的机遇，同时也带来了更大的挑战。对于中国汽车工业而言，掌握自动变速器核心技术是必须走的路。中国企业正在不断突破曾经在生产技术、模式、规模等方面制约变速器产业发展的瓶颈，开辟国产自动变速器生产的新局面。

    当分解自动变速器以了解其内部结构时，会发现其在相当小的空间内容纳了各种各样的部件。除了其他部件外，还有一套精致的行星齿轮组，一组钢带，用于固定齿轮组的部件，一组三个湿盘离合器，用于固定齿轮组的其他部件，一套神奇的液压系统，用于控制离合器和钢带，一个大型齿轮泵，用于运送变速器液力传动油。

一般关注的重点是行星齿轮组。它产生变速器所能生成的所有不同传动比。变速器内的其他所有部件都是为了帮助行星齿轮组成此工作。所有行星齿轮组都有三个主要部件：太阳轮，行星齿轮和行星齿轮的齿轮架，齿圈。每种部件可以作为输入、输出，也可以保持不动。当各种部件担任不同角色时，可相应得到齿轮组的某一传动比。对于单个行星齿轮组，变速器中的一个行星齿轮组包括一个72齿的齿圈和一个30齿的太阳轮。通过该齿轮组，可以得到很多不同的传动比。

自动变速器作为现代汽车传动系统中一个十分重要的总成，对车辆诸多性能的提高起着重要的作用。它消除了驾驶员手动换挡技术的差异性，并能根据发动机的负荷和车速等工况自动变换传动系统传动比，可让整车获得良好的燃油经济性、动力性、安全性和排放情况。世界轿车自动变速器快速发展无疑反映了当今该项目的潮流，自动变速器技术正朝着结构多挡化、性能高效化、换挡智能化等方向发展。

（1）轿车自动变速器概述

自动变速器是汽车中重要的组成部分，是在控制装置的控制下带动传动轴转动，带动车轮转动。有误的操作会造成汽车故障的隐患，及时地对汽车自动变速器保养是有效防止汽车发生故障的最佳途径。随着人们对汽车操纵性能要求的简单方便, 自动变速器的装车使用率越来越高, 对在使用中出现的各种故障, 如何正确掌握其诊断和排除的方法, 对自动变速器的检测与维修工作尤为重要。自动变速器具有传动比转换性能好、改善车辆的舒适性和通过性、减轻驾驶员疲劳强度和减少发动机排放等一系列优点，而被广泛地应用于现代汽车上。自动变速器是集机、电、液于一体的复杂系统，结构和工作原理复杂，导致其故障识别和诊断难度较大。随着自动变速器失效分析方法研究的深入和检测技术水平的不断提高，对于提升自动变速器产品的工作可靠性和使用服务质量具有重要的现实意义。

1)轿车自动变速器发展史

    12年法国制造出第一部装有变速器的汽车。1904年，波士顿的斯图凡德兄弟发明了第一个自动变速器，这个变速器有两个前进挡，通过离心力的作用使齿轮啮合或脱开，无需要踩脚踏板。1914年，由德国奔驰公司采用了液力耦合器来代替普通离合器，从而使变速器挂上挡位而发动机处于怠速运转成为可能。1940年美国通用汽车公司在奥兹莫比尔汽车上装上了一台现代意义上的全自动变速器，这是在批量生产的美国汽车上最早采用的全自动变速器。自动变速器最重要的改进是在二战期间，别克公司为坦克开发了液力变矩器，到1948年，这种液力变矩器与其他部件结合成为液力变速器而定型为现在通用的自动变速器。1952年，美国47％的轻便汽车已使用了自动变速器。同时德国、英国及一些东欧国家也大量应用自动变速器。50年代末期，日本从西方引进并开发自动变速器，很快即投入成批生产，其发展迅猛。1949年，帕卡德的超自动传动装置(ULTRAMATIC)采用了锁止液力变矩器。但由于该变矩器具有工作冲击性，而于1957年被弃置，直到20世纪70年代才又被重新采用。1956年，克莱斯勒汽车公司投产了陶克福利特变速器(TORQUEFLITE)，这种变速器是最早带有变矩器的现代自动3速变速器，并且首先采用辛普森(SIMPSON)复合行星齿轮机构。1968年法国雷诺公司率先在自动变速器上使用了电子元件。1977年美国克菜斯勒公司首先开发出了带锁止离合器的液力变矩器。这种锁止装置实际上是全自动离合器。锁止离合器时，变矩器将不起作用。这对改善燃料的经济性和降低变速器的温度有益处。到1978年，城市运输车辆使用自动变速器的在美国占80％，在西欧占50％。20世纪70年代，美国每年生产的600万一800万辆轿车中，AT的装备率已超过90％。这种趋势很快也波及欧洲、日本等汽车工业大国，竞相开发各自的自动变速器产品。1982年丰田汽车公司生产A140E型自动变速驱动桥，这是第一种电控换挡自动变速器，这种变速器开创了变速器发展的新趋势。1983年德国成功地研制了电控发动机和电控自动变速器共用的电控单元。在日本，20世纪80年代后期对AT的需求已经超过65％，并且仍在不断提高。AT不仅在小轿车上

2)轿车自动变速器的结构组成

自动变速器的厂牌型号很多，外部形状和内部结构也有所不同，但它们的组成基本相同，都是由液力变矩器和齿轮式自动变速器组合起来的。常见的组成部分有液力变矩器、行星齿轮机构、离合器、制动器、油泵、滤清器、管道、控制阀体、速度调压器等，按照这些部件的功能，可将它们分成液力变矩器、变速齿轮机构、供油系统、自动换挡控制系统和换挡操纵机构等五大部分。

汽车自动变速器常见的有四种型式：分别是液力自动变速器(AT)、机械无级自动变速器(CVT)、电控机械自动变速器(AMT)、双离合器自动变速器(DCT）。目前轿车普遍使用AT，AT几乎成为自动变速器的代名词。AT是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。其中液力变扭器是AT最重要的部件，它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成，兼有传递扭矩和离合的作用。

3)轿车自动变速器工作原理

自动变速器是通过各种液压多片离合器和制动闸或接通行星齿轮组中的某些齿轮得到不同的传动比的。所以换挡品质的好坏与这些离合器和制动器有直接关系。根据汽车挡次的不同，出于成本考虑，经济型车的自动变速器的控制机构通常被设计得很简单。它通过制动带来行星齿轮的运动。制动带在杠杆的推动下能迅速包紧被制动的齿轮或轴，从而产生强大的制动力达到行星齿轮运动的目的。杠杆是直接被顶杆推动的，顶杆的动力又来自液压。所以行星齿轮的制动完全由液压来决定。这种制动带式的设计，结构非常简单，成本也很低，常用于经济型车的自动变速器当中。但由于制动带制动非常唐突，制动力来得很猛，所以换挡震动相对较大。在高挡车中很少用这种设计。高挡车中用得较多的是多片离合器式制动设计。早期的自动变速器通常都是机械控制的，最多只有少量电子系统作为辅助。

4)轿车自动变速器分类和特点

自动变速器与机械式变速器相比具有许多不可比拟的优势：提高发动机和传动系的使用寿命；提高汽车的通过性；具有良好的自适应性；操纵更加方便。机械式的自动变速器液压油路结构复杂，成本高，而且耐用性差，需要经常维护，维修费用也高得出奇。现代自动变速器基本上已经采用了电液一体化的设计，其实不单变速器是这样，现在很多自动化设计都是采用的电液一体化设计。所谓电液一体化，就是指用电子方式控制液压油路。这样就省去了各种复杂的液压控制阀和控制管路，直接用电磁阀取代液压阀。 

电磁阀最大的好处就是布置方便，可靠性和响应速度高。我们完全可以想象，是布置复杂的液压回路容易一些还是布置电线容易一些？答案当然是后者。电液一体化变速控制，除了上述优点以外，还有一个很大的好处就是控制方法更加智能化。因为电磁阀是直接与行车电脑相连的，电脑可以很容易的根据汽车的各种状态调整控制方式。

1）轿车自动变速器故障的种类及排除

自动变速器的常见故障：自动变速器在使用过程中常见的故障有自动换档不良、换 挡时冲击较大、挂上档后不能行驶、挂入P位不能将车停稳、变速器打滑、升档迟缓、跳档频繁等。

自动变速器发生故障时，首先应对以下两项进行检查：a、自动变速器油量的检查；b、检查自动变速器油的质量。在检查自动变速器油的数量时，同时检查自动变速器油的质量。若自动变速器油变色或有焦臭味，则应尽快将汽车送到修理厂进行拆检。

2）轿车自动变速器故障的案例分析

以广州本田雅阁自动变速器和丰田皇冠汽车自动变速器为例进行分析。

（3）自动变速器的应用现状和发展趋势

    目前生产的汽车变速器采用手动换挡型式匹配发动机排0.8-1.5L，搭载于经济型轿车上。制造技术主要涉及核心零件(轴及齿轮、壳体)生产，装配总成、试验检测等工艺过程。根据产品设计要求轴及齿轮零件加工工艺流程采用的是锻造制坯→正火→车加工→滚l插齿→剃齿→热处理→磨加工→修整，热后齿部不再加工。这种流程适宜于大批且生产的模式。考察国内汽车变速器生产厂家了解到在同等级别的产品中，轴及齿轮零件加工也基本上是这种模式如唐山爱信齿轮有限公司、上海汽车齿轮总厂、杭州依维柯汽车变速器有限公司、北京MOBIS变速器有限公司等。壳体类零件加工既有采用由组合机床、专机等设备组成的刚性生产线又有采用以加工中心组成的柔性生产线。

    现在市场上的变速器细分为5类手动变速器(MT)，手动自动一体变速器(AMT)，无级变速器(CVT)、双离合器变速器(DCT)和自动变速器(AT)，各自都有不同的优势。国内外的汽车制造与销售数据显示人们对汽车驾乘的舒适性越来越重视。在欧洲市场，原本是手动变速器的市场，不断被自动变速器占领。如在英国，现在装配自动变速器的汽车占汽车总量的15%。而5年前，这个数字是13.5%。日前，世界著名的变速器制造商——德国ZF公司预测说到2012年，北美市场出售的汽车中将只有6%是手动挡2013年欧洲变速器市场上，配备手动自动一体的变速器将占20%，可以预见带有自动功能变速器的汽车是未来市场的主导产品发展和掌握自动变速器制造技术是追赶世界变速器制造潮流的方向。而优先开发手动自动一体变速器具有技术上的延续性，对我国来说具有更大的优势。

4、工作方案和计划

2010年11月：根据课题要求，收集和查阅大量的文献资料和手册；

    2010年12月：完成文献综述和开题报告；翻译英文文献，完成开题答辩；

    2011年1月：进行毕业设计的第一、二期的工作任务；

    2011年2月：进行毕业设计的第三、四期的工作任务；

2011年4月：完成所有毕业设计任务，上交文件，进行答辩。

 5、主要参考文献。

（1）陈家瑞，汽车构造（下），人民交通出版社，2008；

（2）沈树盛，汽车仪表、ABS、自动变速系统疑难杂症，四川科学技术出版社，2004；

（3）余至生，汽车理论，机械工业出版社，2009；

（4）刘涛，汽车设计，北京大学出版社，2008；

（5）王正旭，汽车自动变速器原理与检修，机械工业出版社，2009；

（6）李慧喜，自动变速器诊断与检测，中国人民出版社，2005；

（7）么居标，自动变速器，机械工业出版社，2010；

（8）李腾芳，汽车使用维护常用手册，湖南科学技术出版社，2006；

（9）罗念宁、张京明，汽车诊断与检测技术，北京大学出版社，2009；

（10）广州凌凯汽车资料编写组，汽车维修技师，辽宁科学技术出版社，2009；

（11）曹利民，新编汽车电控自动变速器故障诊断与维修，金盾出版社，2005；

（12）袁生林，汽车维护与修理，中国汽车维修行业协会，2003；

（13）Scherer H.，ZF6-Speed Automatic Transmission for Passenger Cars，SAE 2003010596；

（14）http://www.aa1car.com/library/2002/bf90222.htm，Diagnosing Auto Trans Problems；

（15）http://www.doc88.com/p-60720236813.html，汽车自动变速器故障检测与排除分析；

（16）http://wenku.baidu.com/view/36696f6fb84ae45c3b358c7a.html，自动变速器检修.

                               学生姓名 _____________（签名）

                                                       日期：    年  月  日

指导教师               （签名）

日期：    年  月  日