自动变速箱维修技术

自动变速箱维修技术

修机分公司/辽东项目组

潘闻

[摘要]本文在综合了自动变速箱的新发展、特点及国内外自动变速箱的应用现状，结合了自动变速箱在国内外的技术研究，从结构、原理等方面对自动变速箱的各组成部分进行了分析研究，总结出了相应的维修方法。

[关键词] 自动变速箱、变矩器、离合器、行星齿轮

1、自动变速箱维修技术的意义

1.1自动变速箱的使用范围

液力自动变速箱广泛应用于石油钻探机械、石油化工机械、矿山机械、机场港口机械和重型汽车等行业中。在中海油田内部的钻机、修井机、泥浆泵、压裂车和测井车等设备都采用了变速箱。我钻修机分公司负责渤海油田内平台的修井机设备维保工作，这些修井机设备全部都配置了自动变速箱，其他如油服、钻井船也有大量作业设备配置有自动变速箱。

1.2自动变速箱的优点

1.2.1提高发动机和传动系的使用寿命

采用液力传动修井机的发动机与传动系，由液体工作介质“软”性连接。液力传动起一定的吸收、衰减和缓冲作用，大大减少冲击和动载荷。与机械传动的设备相比发动机的寿命可提高85%，变速箱的寿命可提高12倍，传动轴和驱动半轴的寿命可大幅提高。

1.2.2提高设备的通过性

采用液力自动变速箱的修井机，在设备启动及起钻、下钻时主滚筒与转盘的驱动扭矩是逐渐增加的，防止振动，使设备启动更容易，起钻、下钻换档更平稳。它的稳定转速可以降低到底。举例来说：当修井机起钻时，因换档时没有功率间断，不会出现设备停车现象。

1.2.3 传动效率的提高

众所周知，液力传动效率比机械传动效率低。机械传动的效率可达（95%~97%）而液力传动的效率为（82%~86%）由于传动效率低，使设备的燃油经济性有所降低。但是广泛在渤海内使用的液力自动变速箱都有一个锁止离合器，锁止离合器与变速箱涡轮连接，当发动机转速过快时输入变速箱的动力通过锁止离合器的机械连接，使变速箱传动大幅提高。 2 自动变速箱工作原理、系统组成

自动变速器的主要作用是在柴油机一定转速下具有灵活的变速比，且结构紧凑，起动平稳，传动柔和，工作可靠稳定，能随负荷变化自动闭锁，增大传动效率。由于自动变速箱具有以上特点，目前已成为我国海上油田主要动力设备 。近几年来国内外自动变速箱发展很快。不论是自动变速箱制造技术，机组改造，还是自动变速箱的应用技术和应用水平都有了很大的发展和提高。

自动变速箱主要由三部分组成：变矩器总成、行星齿轮总成、离合器总成。

2.1液力变矩器部分

2.1.1液力变矩器概述

液力变矩器位于自动变速器的最前端，安装在发动机的飞轮上. 它利用油液循环流动过程中动能的变化将发动机的动力传递自动变速器的输入轴，并根据发动机油门的变化，在一定范围内自动地、无级地改变传动比和扭矩比，具有一定的减速增扭功能。

2.1.2液力变矩器结构

液力变矩器的结构：具有3个工作轮即泵轮、涡轮和导轮。泵轮和涡轮扣在一起并保持一定的间隙；导轮则位于泵轮和涡轮之间，并与泵轮和涡轮保持一定的轴向间隙，通过导轮固定套固定于变速器壳体上

1飞轮

2涡轮

3泵轮

4导轮

5输入轴

2.1.3液力变矩器原理

发动机运转时带动液力变矩器的壳体和泵轮一同旋转，泵轮内的液力传动油在离心力的作用下，由泵轮叶片外缘冲向涡轮，并沿涡轮叶片流向导轮，再经导轮叶片内缘，形成循环的液流。导轮的作用是改变涡轮上的输出扭矩。

2.2行星齿轮变速部分

2.2.1行星齿轮机构概述

在变速增扭方面，变矩器虽然能够在一定的范围内实现无级变速，但由于变矩器只有在输出转速接近于输入转速时才具有较高的传动效率，而且它的增扭作用不够大，此值远不能满足修井机使用要求。为此，在设备自动变速器中设置了变速齿轮机构，它能使扭矩再增大。

2.2.2行星齿轮机构结构

行星齿轮机构由：齿圈、行星齿轮、行星架、太阳轮组成。行星齿轮机构的太阳轮、齿圈及行星架有一个共同的固定轴线，行星齿轮

支承在固定于行星架的行星齿轮轴上，并同时

与太阳轮和齿圈啮合。当行星齿轮机构运转

时，空套在行星架上的行星齿轮轴上的几个行

星齿轮一方面可以绕着自己的轴线旋转，另一

方面又可以随着行星架一起绕着太阳轮回转。

在行星排中，具有固定轴线的太阳轮、齿圈和

行星架称为行星排的3个基本元件。

2.2.3 行星齿轮机构的原理

由于单排行星齿轮机构有两个自由度，因此它没有固定的传动比，不能直接用于变速传动。为了组成具有一定传动比的传动机构，必须将太阳轮、齿圈和行星架这三个基本元件中的一个加以固定，或使其运动受到一定的约束，或将某两个基本元件互相连接在一起，使行星排变为只有一个自由度的机构，获得确定的传动化。

2.3 离合器部分

2.3.1 离合器概述

离合器活塞安装在离合器鼓内，它是一种环状活塞，由活塞内外圆的密封圈保证其密封，从而和离合器鼓一起形成一个封闭的环状液压缸，并通过离合器内圆轴颈上的进油孔和控制油道相通。钢片和摩擦片交错排列，两者统称为离合器片。钢片的外花键齿安装在离合器鼓的内花键齿圈上，可沿齿圈键槽作轴向移动；摩擦片由其内花键齿与离合器毂的外花键齿连接，也可沿键槽作轴向移动。摩擦片的两面均为摩擦系数较大的铜基粉末冶金层或合成纤维层。

2.3.2离合器结构

离合器是自动变速器中最重要的换挡执行元件之一，它通常由离合器鼓、离合器活塞、回位弹簧、弹簧座、钢片、摩擦片、调整垫片组成。

2.3.3 离合器原理

离合器鼓或离合器毂分别以一定的方式和变速器输入轴或行星排的某个基本元件相连接，一般离合器为主动件，离合器鼓为从动件。当来自控制阀的液压油进入离合器液压缸时，作用在离合器活塞上液压油的压力推动活塞，使之克服回位弹簧的弹力而移动，将所有的钢片和摩擦片相互压紧在一起；钢片和摩擦片之间的摩擦力使离合器鼓和离合器毂连接为一个整体，分别与离合器鼓和离合器毂连接的输入轴或行星排的基本元件也因此被连接在一起，此时离合器处于结合状态。

3维修技术

3.1自动变速箱常见故障

自动变速箱油位不当、油质不佳、挂档不灵活及发动机怠速不正常是引起自动变速箱产生故障的原因。

3.2自动变速箱诊断方法

以下为我通过一年实习总结出的自动变速箱的初步诊断故障方法：

一台自动变速箱返回陆地所作的基本检查为：

1. 听海上巡检人员描述自动变速箱型号及故障原因，以便及时备件；

2. 观察自动变速箱油位，若油在油标尺三分之一位置表示正常，油过多会导致油压不稳，油过少会导致润滑不到位；

3. 打开油底壳，检查变速箱油底壳滤芯和油质，如果油品发黑且滤芯上沾有金属屑则可通过金属屑材质判断损坏部位；

4. 启动发动机约半小时以上，检查油温。如果换档时油品升温过快则有可能是油泵磨损严重；

5. 变速箱运行半个小时以上后，检查各挡位运转情况及油压。如果换档不顺畅则有可能是离合器及行星齿轮总成磨损严重。

若以上5步都没有能够对变速箱故障做出一个比较精确的诊断，那么就需要对变速箱进行解体检查。

3.3举例

根据以上自动变速箱诊断方法逐步分析，JZ9 …… 此处隐藏：2635字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……