山东交通学院毕业设计（论文）

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。

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。

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。

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

姜葛：丰田A341E自动变速器的结构、工作原理与维修

1 自动变速器概述

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。

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。

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。

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。

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

2

山东交通学院毕业设计（论文）

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。

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。

图1.2 自动变速器操纵杆 Fig.1.2 automatic transmission lever

3

姜葛：丰田A341E自动变速器的结构、工作原理与维修

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。

4