自动变速器的结构原理与检修.doc

摘要 摘摘 要要 自动变速器具有操作容易 驾驶舒适 能减少驾驶者疲劳的优点 已成为 现代轿车配置的一种发展方向 随着装备自动变速器的车辆增加 以及国产车型中装备的自动变速器的牢 辆进入维修阶段 大量的自动变速器维修业务迫使汽车维修企业不断提高自动 变速器维修技术 由于自动变速器是集机械 液压 电子技术于一体的产物 其结构复杂 原理难懂 装配工艺要求较高 本文介绍了自动变速器的结构及工作原理 并对其现状及发展趋势进行了 阐述 然后对于自动变速器的常见典型故障进行了分析 关键词关键词 自动变速器 常见故障 试验 维修 目 录 II 目目 录录 摘摘 要要 I 目目 录录 II 第一章第一章 自动变速器的应用与发展趋势自动变速器的应用与发展趋势 1 1 1 自动变速器的优点及应用 1 1 1 1 自动变速器的优点 1 1 1 2 自动变速器的应用 1 1 2 自动变速器的发展 2 第二章第二章 自动变速器的结构与原理自动变速器的结构与原理 5 2 1 自动变速器的结构 5 2 2 自动变速器工作原理 7 第三章第三章 自动变速器的检测自动变速器的检测 9 3 1 道路试验 9 3 2 失速实验 11 3 3 AT 的检验 12 3 3 1 基础检验 12 3 3 2 时滞试验 12 3 3 3 油压试验 13 第四章第四章 自动变速器常见故障与维修自动变速器常见故障与维修 14 4 1 自动变速器常见故障与维修 14 4 1 1 汽车不能行驶故障的诊断 14 4 1 2 自动变速器打滑故障的诊断 15 4 1 3 换挡冲击过大故障的诊断 16 4 1 4 升挡过迟故障的诊断 19 4 2 皇冠自动变速器故障诊断与排除 20 第五章第五章 无级变速器无级变速器 24 5 1 无极自动变速器原理与操作方法 24 5 2 梅赛德斯 奔驰 7 挡自动变速器 24 第六章第六章 总结总结 27 致致 谢谢 28 参考文献参考文献 29 第一章 制动变速器的应用与发展趋势 1 第一章第一章 自动变速器的应用与发展趋势自动变速器的应用与发展趋势 1 1 自动变速器的优点及应用自动变速器的优点及应用 1 1 11 1 1 自动变速器的优点自动变速器的优点 自动变速器取消了传统的离合器片与离合器压盘 取而代之的是液力变矩器 它的优点是通过自动变速器的油液按传递发动机传出的动力 这样即使在车辆 怠速挂档后也不会熄火 而且发动机的动力平缓地传递给变速器 另外 它可 以实现在前进档位下的自动变档 即根据车辆的负荷以及车速的变化增减档 减少了人为换档的劳动量 使人们在城市拥挤的交通状况下享受到轻松的驾车 感受 1 1 21 1 2 自动变速器的应用自动变速器的应用 1 液压控制式自动变速器 这是一种利用车速和加速踏板踏入量之间的关系 所决定的传动比 通过油压控制机构进行自动控制的变速器 常用的液压控制 式自动变速器一般由液力偶合器或液力变矩器 液压操纵系统和行星齿轮传动 系统组成 液力变矩器虽然能在一定范围内无级地改变扭矩比 但由于它存在 着变扭能力与效率之间的矛盾 目前应用的液力变矩器一般变扭系数都不够大 难以满足汽车使用要求 故在高级轿车上 广泛采用的是液力变矩器与齿轮式 变速器联合组成液力机械式自动变速器 与液力变矩器配合使用的齿轮式变速 器有行星齿轮式变速器和固定轴线式齿轮变速器两种 国产红旗牌高级轿车上 采用的就是液力变矩器与行星齿轮式变速器联合的液力机械式自动变速器 它 由一个四元件 泵轮 涡轮 第一导轮与第二导轮 的综合液力变矩器与可以自 动换档的两个行星齿轮变速器所组成 2 电子控制式自动变速器 常规的汽车自动变速器中锁止式液力变矩器均靠 液压传动 但随着电子技术在汽车上的推广应用 采用微型电子计算机等装置 作为自动变速器的液压控制装置 再用某些液压控制装置对变速器换档机构进 行操纵控制 这样不仅使换档时间更加精确 换档更加平稳 而且操纵自如灵 活 另一方面可以使变速档尽量与驾驶员的意愿相结合 其次采用电子控制 通过选择适合行驶状态的最佳传动比 可以提高汽车的动力性 提高乘坐的舒 适性 并与发动机控制相结合 相应提高燃油的经济性 电子控制式自动变速器是利用油压回路的电磁线圈通电和断电 来控制变 速器的变速定时及变速时的过渡特性 其电子控制系统主要有 变速点控制 自锁控制 变速时过渡特性控制 油压控制 变速时锁止控制等 在电子控制 式自动变速器中 由车速传感器和节流阀开度传感器将车速和节流阀开度转换 成电信号后 作为电子控制装置电控单元的输入信号 经变速器中的电控单元 计算处理后 再适时输出信号给电磁阀 利用这些电磁阀来控制油压回路 显 而易见 液压控制式自动变速器与电子控制式自动变速器的不同之处在于 利 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 2 用电子技术检测方式和对油压的控制方式上 电子控制式自动变速器是采用传 感器来检测车速和节流阀开度 利用电子技术对电磁阀进行控制 从而实现对 汽车自动变速器进行更迅速 适时和更精确的控制 1 2 自动变速器的发展自动变速器的发展 1 自动变速器的发展的历程 1926 年别克汽车第一次将液力偶合器和手动变速器装在一起 尽管不是自动 变速器 但偶合器的优点已经显出来 变速器在前进档上 发动机也可以怠速 运转 1940 年美国奥兹莫比尔汽车上装上了第一台现代意义的自动变速器 这是 一种槽置式的串联式行星齿轮机构的液压控制变速器 20 世纪 50 年代起美国三 大汽车公司都已经开始批量生产自动变速器 1968 年法国雷诺第一次在自动变速器上使用了电器元件 1982 年丰田公司生产出第一台由微机控制的电控自动变速器 它家就是装 配在四缸佳美上的 A 140E 自动变速器 1984 年美国奥兹莫尔汽车上装上了 THM440 T4 美国的第一台电子控制的自 动变速器 到 20 世纪 80 年代末美国三大公司都分别推出了两种以上的电子控 制自动变速器 1992 年以前生产的电子控制自动变速器的执行器 电磁阀最多的也只有 两个 一个负责变矩器锁止 一个负责 D 位上四挡的升降 在这一阶段电子控 制还处于辅助阶段 1992 年至 1994 年是电子控制变速器飞速发展的阶段 电磁阀特别是换挡电 磁阀数量的增加 使得换挡电磁阀已经完全取消了节气门油压和速度油压对 D 位升挡的控制 经济模式 运动模式 雪地驾驶模式这些控制模式的出现使汽 车的驾驶随心所欲 2 自动变速器的发展趋势 现代汽车变速器的发展趋势是向着可调自动变速器或无级变速器方向发展 采用无级变速器可以节约燃油 使汽车单位油耗的行驶里程提高 30 通过选择 最佳传动比 能够使发动机保持在很窄的转速范围内运转 从而获得最有利的 功率输出 无级变速器传动比传统的自动变速器结构更简单而紧凑 近年来 随着微电子技术的飞速发展 电子控制自动变速器的问世 给汽 车带来了更理想的传动系统 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 3 自动变速器装置均出现了电子化的趋势 第一章 制动变速器的应用与发展趋势 3 1 电子控制全域锁止离合器 为了提高传动效率 改善经济性能 轿车用自动 变速器普遍采用了液力变矩器锁止离合器 并进行电子控制以保持其换档的平 顺性 锁止式液力变矩器其功能特点所决定了自动变速器由液力偶合器 液 力变矩器 锁止式液力变矩器的过程 液力变矩器除了能传递扭矩外 还能 增大发动机的扭矩 以吸收扭转振动的作用 液力偶合器却不能 带锁止离合 器的液力变矩器 克服了液力变矩器输出轴与输入轴之间存在滑动而使液力变 矩器传动效率降低的缺点 这种锁止装置实际上是全自动离合器 锁止离合器 时 液力变矩器将不起作用 这对改善燃料的经济性和降低变速器的温度有益 处 2 适合于整车驱动系统的电子控制智能型自动变速器 智能型的电子控制自动 变速器的电子系统可以在汽车行驶过程中 对汽车的运行参数进行控制 合理 地选择换档点 而且在换档过程中对恶化的参数进行修正 如 摩擦片的摩擦 系数 油的粘度 车辆的负荷变化等 同时具有自动诊断系统 可以将汽车运 行中的故障记录下来 便于维护 电子控制技术利用微机控制变速器 不仅使换档程序更加符合驾驶员的意 愿 而且还能利用模糊控制理论 解决特殊情况下变速程序的复杂问题 使自 动变速器的控制能力及可靠性大幅度提高 现代电子控制自动变速器的主要特 点是一机 微机 多参数 多规律性的控制 多参数指输入微机的控制参数多元 化 即控制参数不仅有发动机转速 车速 节气门开度等信号 而且又反映发 动机 变速器工作环境和行驶等信号 可见控制参数多元化 更能全面的反映 发动机和变速器的实际工况 多规律是指控制微机时存储多种不同的换挡规律 如最佳经济性 动力性 各种加速行驶时的最佳经济性 最佳排放量等 驾驶 员可按需要调用相应的规律实现最佳控制 总之电子控制能实现多参数 多规 律性的控制 使发动机和变速器在不同油门开度和各种行驶环境下都能处于最 佳工作状态 日本丰田凌志牌高级轿车应用了智能型发动机一变速器综合控制系统 该 系统利用计算机控制系统进行综合控制 在变速时 使发动机扭矩临时降低 与此同时 控制离合器油压 使变速平稳 在离合器油压控制中 检测与预计 最优化值的偏差 并利用新开发的线性电磁阀进行修正反馈控制 3 电子控制无级变速器 ECVT 随着电子技术的应用 电子控制的 V 型金属带 型无级变速器在西欧及日本得到重视 正在积极开发市场 以希望其一步到位 目前研制开发并在微型轿车上采用此类变速器约有日本富士重工公司及荷兰 VDT 公司等 由于电子技术的不断发展和进步 特别是微机控制功能的进一步增加 各 种传感器和执行机构性能的改善 所以在自动变速器上也开始大量采用 1969 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 4 年出现的程序式变速器是电子技术在自动变速器中的首次应用 进入 20 世纪 80 年代后 大规模集成电路技术的发展 使得由微机控制发动机和变速器自动换 档成为可能 在我国 上海通用汽车公司在其生产的别克轿车上装备了 4T65 E 电控液力自动变速器 这是我国第一家汽车公司将自动变速器作为标准装置装 于轿车 该变速器于 1998 年 10 月份正式下线生产 4 自动预选式换档系统 近来采埃孚公司又开发了一种自动预选式换档系统 它可以使驾驶员体会到驾驶车辆的快感 又不需要紧张费力的操作 这种自动 预选式换档装置 是全自动换档系统的基础 它的性能包括 电子控制自动选 档 换档时刻由驾驶员确定 驾驶员不需要手操作换档 主动和被动保护装置 诊断屏幕实现系统监督 5 小型化 减轻重量 缩短动力传递路线 能使汽车节油 自动变速器的小 型化正起着这种作用 20 世纪 70 年代以来微型车急剧增多 从而为自动变速器 小型化提供了前提条件 此外 自动驱动桥 即把变速器与驱动桥合为一个整体 的趋势十分突出 小型化又推动了前置前驱动 FF 化和自动驱动桥的发展 当今 世界各大汽车公司对无级变速器的研制都十分活跃 不久的将来 可望电子控 制式的无级变速器将得到广泛的应用和发展 图 1 1 自动变速器内部图 第二章 自动变速器的结构与原理 5 第二章第二章 自动变速器的结构与原理自动变速器的结构与原理 2 1 自动变速器的结构自动变速器的结构 典型的 AT 由以下部分组成 液力变矩器 齿轮变速器 液压控制装置 电 子控制装置 壳体 图 2 1 自动变速器的构造 1 液力变矩器 1 组成 泵轮 涡轮 导轮 2 原理 泵轮带动油的力矩 MP 油带动涡轮的力矩 MT 导轮推动油的力 矩 MD MP MD MT 2 液力偶合器 1 组成 由泵轮与涡轮组成 2 原理 泵轮带动油液转的力矩 MP 油液带动涡轮转的力矩 MT MP MT 3 行星齿轮 见图 2 2 1 组成 太阳轮 斜齿 圆柱形 外齿轮 齿圈 斜齿 圆环形 内齿轮 行星齿轮架 带有若干个行星齿轮 2 作用 用离合器和制动器来改变行星齿轮机构中各元件的相对运动关系 实现不同档位传动 改变传动比 4 液压控制装置 见图 2 3 1 作用 泵油并调节油路压力 向换档执行元件提供压力油以控制档位变化 控制液力变矩器的锁止及其 ATF 油的冷却 控制各摩擦表面的润滑 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 6 2 组成 油泵 阀板总成 散热器 控制管路 ATF 油滤清器 3 换档控制原理 将节气门开度信号 车速信号 换档控制手柄的位置信号等 转变成液压信号 利用液压传动原理 由液控装置向执行元件输送压力油 使 其工作 以得到不同的档位 图 2 2 行星齿轮结构图 5 电子控制装置 1 作用 通过传感器检测车辆运行参数的信号 由电脑计算和断送后 向执 行器发出控制指令 实现对自动变速器的各项控制 2 组成 传感器 开关 ECU PCM 执行器 3 工作原理 把车速信号和节气门开度信号转变成电信号送进电脑 作为换 档控制的基本信号 经过电脑的分析 计算 判断 向电磁阀发出指令 驱动 电磁阀工作 实现换档 油压 锁止 平顺 冷却强度等的控制 图 2 3 自动变速器液压控制过程图 第二章 自动变速器的结构与原理 7 2 2 自动变速器工作原理自动变速器工作原理 当我们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 您还会看到 一套精致的行星齿轮 组 一组钢带 用于固定齿轮组的部件 一组三个湿式离合器 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 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 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 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 如表 2 1 所示 表 2 1 传动比组合方式 输入 输出 不动 计算 传动比 A太阳轮 S 行星架 C 齿圈 R 1 R S 3 4 1 B行星架 C 齿圈 R 太阳轮 S 1 1 S R 0 71 1 C太阳轮 S 齿圈 R 行星架 C R S 2 4 1 另外 将其中任何两个部件锁定在一起 都会将整个装置锁定在 1 1 齿轮减 速比 请注意 上面列出的第一个传动比是减速挡 输出速度比输入速度慢 第二个是超速挡 输出速度比输入速度快 最后一个又是减速挡 但输出方 向相反 从这个行星齿轮组还能得到其他几种传动比 不过这几种传动比与我 们的自动变速器相关 在一挡中 较小的太阳轮由液力变矩器中的涡轮顺时针驱动 行星架要逆时 针旋转 但被单向离合器 只允许顺时针方向旋转 固定 齿圈成为输出 小 齿轮有 30 齿 齿圈有 72 齿 因此 旋转传动比是负的 2 4 1 这意味着输出方向与输入方向相反 但输 出方向与输入方向实际上相同 这就是两组行星齿轮的奥秘 第一组行星齿 轮与第二组啮合 第二组行星齿轮带动齿圈 这种组合引起反向 可以看到 这还使较大的太阳轮旋转 但由于离合器已松开 因此较大的太阳轮能以与涡 轮相反的方向 逆时针 自由旋转 二挡中为了获得二挡所需的传动比 变速器的操作十分巧妙 它的运作就 像两个行星齿轮组通过一个公共的行星架相互连接 行星架的第一级实际上使 用较大的太阳轮作为齿圈 因此 第一级包括太阳轮 较小的太阳轮 行星 架和齿圈 较大的太阳轮 输入是较小的太阳轮 齿圈 较大的太阳轮 由制 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 8 动带固定 输出是行星架 对于这一级 由于太阳轮作为输入 行星架作为输 出 齿圈固定 较小的太阳轮每转动一圈 行星架就转动 2 2 圈 在第二级 行星架作为第二个行星齿轮组的输入 较大的太阳轮 不动 作为太阳轮 齿 圈作为输出 在三挡中多数自动变速器三挡的传动比为 1 1 您会记得在上一节中提到我 们要得到 1 1 的输出 所需做的只是将行星齿轮三个部件中的任意两个锁定在一 起 对于本齿轮组的排列 甚至更简单 所需做的只是啮合离合器 将每个 太阳轮锁定到涡轮 如果两个太阳轮同向转动 行星齿轮会锁住 因为它们只 能反向旋转 这便将齿圈锁定到行星齿轮 使得所有部件作为一个整体旋转 从而产生 1 1 的传动比 在超速挡中按照定义 超速挡的输出速度比输入速度快 它的速度会提高 正好与减速挡相反 在本变速器中 啮合超速挡会一次完成两件事情 如果您 阅读过液力变矩工作原理 可能已经了解了锁定液力变矩器 为了提高效率 某些汽车有一个锁定液力变矩器的机构 以便发动机的输出直接传递到变速器 在本变速器中 啮合超速挡后 连接到液力变矩器外壳的轴 通过螺栓固 定到发动机的飞轮 会通过离合器连接到行星架 较小的太阳轮空转 较大的 太阳轮被超速挡制动带固定 没有任何部件连接到涡轮 仅有的输入来自变矩 器外壳 我们回到图表 这次以行星架作为输入 太阳轮固定 齿圈作为输出 因此 发动机每转动三分之二圈 输出装置就旋转一圈 如果发动机转速 为 2000 转 分 RPM 则输出速度为 3000RPM 这使得在保持发动机转速缓 慢的同时 汽车可以以高速行驶 在倒挡中倒挡和一挡极为类似 但由液力变矩器涡轮驱动的不是较小而是较 大的太阳轮 较小的太阳轮反向空转 行星架被倒挡制动带固定到外壳上 这 样 本变速器中 倒挡的传动比略小于一挡的传动比 第二章 自动变速器的结构与原理 9 图 2 4 自动变速器换挡图 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 10 第三章第三章 自动变速器的检测自动变速器的检测 3 1 道路试验道路试验 道路试验是诊断 分析自动变速器故障的最有效手段之一 此外 自动变 速器在修复之后 也应进行道路试验 以检验其工作性能和修理质量 自动变 速器的道路试验内容主要有 检查换档车速 换档质量及换档执行元件有无打 滑现象 在道路试验之前 应先让汽车以中低速行驶 5 10min 使发动机和自动 变速器都达到正常工作温度 在试验中 如无特殊需要 通常应将超速档开关 置于 ON 位置 即超速档指示灯熄灭 并将模式开关置于普通模式或经济 模式位置 道路试验的方法如下 1 升档过程的检查 将选档杆拨至前进档 D 位 踩下油门踏板 使节气门保持在 1 2 开度左 右 让汽车起步加速 检查自动变速器的升档情况 自动变速器在升档时发动 机会有瞬时的转速下降 同时车身有轻微的闯动感 正常情况下 汽车起步后 随着车速的升高 试车者应能感觉到自动变速器能顺利由一档升入二档 随后 再由二档升入三档 最后升入超速档 若自动变速器不能升入高档 三档或超 速档 说明控制系统或换档执行元件有故障 2 升档车速的检查 将选档杆拨至前进档 D 位 踩下油门踏板 并使节气门保持在某一固定 开度 让汽车起步并加速 当察觉到自动变速器升档时 记下升档车速 一般 四档自动变速器在节气门开度保持在 1 2 时一档升至二档的升档车速为 25 35km h 由二档升至三档的升档车速为 55 70km h 由三档升至四档 超档速 的升档车速为 90 120km h 由于升档车速和节气门开度有很大的关系 即节气 门开度不同 升档车速也不同 而且不同车型的自动变速器各档位传动比的大 小都不相同 其升档车速也不完全一样 因此 只要升档车速基本保持在上述 范围中 而且汽车行驶中加速良好 无明显的换档冲击 都可认为其升档车速 基本正常 若汽车行驶中加速无力 升档车速明显低于上述范围 说明升档车 速过低 即过早升档 若汽车行驶中有明显的换档冲击 升档车速明显高于上 述范围 说明升档车速过高 即过迟升档 升档车速太低一般是控制系统的故 障所致 升档车速太高则可能是控制系统的故障所致 由于降档时刻在行驶中不易察觉 因此在道路试验中一般无法检查自动变 速器的降档车速 只能通过检查升档车速来判断自动变速器有无故障 如有必 要 还可检查在其它模式下或选档杆位于前进低档位置时的换档车速 并与标 准值进行比较 作为故障诊断的参考依据 3 升档时发动机转速的检查 有发动机转速表的汽车在自动变速器道路试验时 应注意观察汽车行驶中 第三章 自动变速器的检测 11 发动机转速变化的情况 它是判断自动变速器工作是否正常的重要依据之一 在正常情况下 若自动变速器处于经济模式或普通模式 节气门保持在低于 1 2 开度范围内 则在汽车由起步加速直至升入高档的整个行驶过程中 发动机转 速都将低于 3000r min 通常在加速至即将升档时发动机转速可达到 2500 3000r min 在刚刚升档后的短时间内发动机转速将下降至 2000r min 左右 如果 在整个行驶过程中发动机转速始终过低 加速至升档时仍低于 2000r min 说明 升档时间过早或发动机动力不足 如果在行驶过程中发动机转速始终偏高 升 档前后的转速在 2500 3000r min 之间 而且换档冲击明显 说明升档时间过迟 如果在行驶过程中发动机转速过高 经常高于 3000r min 在加速时达到 4000 5000r min 甚至更高 则说明自动变速器的换档执行元件 离合器或制动器 打滑 应拆检自动变速器 4 换档质量的检查换档质量的检查 内容主要是检查有无换档冲击 正常的自动变速器只能有不太明显的换档 冲击 特别是电子控制自动变速器的换档冲击应十分微弱 若换档冲击太大 说明自动变速器的控制系统或换档执行元件有故障 其原因可能是油路油压过 高或换档执行元件打滑 应做进一步的检查 5 锁止离合器工作情况的检查 液力变扭器中的锁止离合器的工作是否正常也可以采用道路试验的方法进 行试验 见下图 试验中 让汽车加速至超速档 以高于 80km h 的车速行驶 并让节气门开度保持在低于 1 2 的位置 使变扭器进入锁止状态 此时 快速将 油门踏板踩下至 2 3 开度 同时检查发动机转速的变化情况 若发动机没有太大 变化 说明锁止离合器处于接合状态 反之 若发动机转速升高很多 则表明 锁止离合器没有接合 其原因通常是锁止离合器控制系统有故障 6 发动机制动作用的检查 检查自动变速器有无发动机制动作用时 应将选档杆拨至前进低档 S L 或 2 1 位置 在汽车以二档或一档行驶时 突然松开油门踏板 检 查是否有发动机制动作用 若松开油门踏板后车速立即随之而降 说明有发动 机制动作用 否则说明控制系统或相关的离合器 制动器有故障 7 强制降档功能的检查 检查自动变速器的强制降档功能时 应将选档杆拨至前进档 D 位 保持 节气门开度为 1 3 左右 在以二档 三档或超速档行驶时突然将油门踏板完全踩 到底 检查自动变速器是否被强制降低一个档位 在强制降档时 发动机转速 会突然上升至 4000r min 左右 并随着加速升档 转速逐渐下降 若踩下油门踏 板后没有出现强制降档 说明强制降档功能失效 若在强制降档时发动机转速 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 12 异常升高达 5000 r min 左右 并在升档时出现换档冲击 则说明换档执行元件打 滑 应检修自动变速器 8 P 位制动效果的检查 将汽车停在坡度大于 9 的斜坡上 选档杆拨入 P 位 松开驻车制动 检查机械闭锁爪的锁止效果 3 2 失速实验失速实验 失速试验是检查发动机 液力变扭器及自动变速器中有关的换档执行元件 的工作是否正常的一种常用方法 1 失速试验的准备 1 行驶汽车使发动机和自动变速器均达到正常工作温度 2 检查汽车的脚制动和手制动 确认其性能良好 3 检查自动变速器的油面高度应正常 2 失速试验步骤 1 将汽车停放在宽阔的水平地面上 前后车轮用三角木块塞住 2 无发动机转速显示的 安装发动机转速表 3 拉紧手制动 左脚用力踩住制动踏板 4 起动发动机 5 将选档杆拨入 D 位 6 在左脚踩紧制动踏板的同时 用右脚将油门踏板踩到底 迅速读取此时发 动机的最高转速 7 读取发动机转速后 立即松开油门踏板 8 将选档杆拨入 P 或 N 位 使发动机怠速运转 min 以上 以防止自 动变速器油因温度过高而变质 9 将选档杆拨入 R 位 做同样的试验 在前进档或倒档同时踩住制动踏 板和油门踏板时 发动机处于最大扭矩工况 而此时自动变速器输入轴及输出 轴均静止不动 液力变扭器的涡轮也因此静止不动 只有液力变扭器壳及泵轮 随发动机一起转动 这种工况属于失速工况 此时发动机转速称为失速转速 由于在失速工况下 发动机的动力全部消耗在液力变扭器内自动变速器油的内 部摩擦损失上 自动变速器油的温度将急剧上升 因此在失速试验中 油门踏 板从踩下到松开整个过程的时间不得超过 5S 否则会使自动变速器油因温度过 高而变质 甚至损坏密封圈等零件 在一个档位试验完成之后 不要立即进行 下一个档位的试验 要等油温下降以后再进行 试验结束后不要立即熄火 应 将选档杆拨入空档或停车档 让发动机怠速运转几分钟 以使自动变速器油温 度正常 如果在试验中发现驱动轮因制动力不足而转动 应立即松开油门踏板 停止试验 第三章 自动变速器的检测 13 不同车型的自动变速器都有其失速转速标准 若失速转速与标准值相符 说明自动变速器的油泵 主油路油压及各个换档执行元件的工作基本正常 若 失速转速高于标准值 说明主油路油压过低或换档执行元件打滑 若失速转速 低于标准值 则可能是发动机动力不足或液力变扭器有故障 例如 当液力变 扭器的导轮单向离合器打滑时 液力变扭器在液力偶合器的工况下工作 其变 扭比下降 从而使发动机的负荷增大 转速下降 3 3 AT 的检验的检验 3 3 13 3 1 基础检验基础检验 1 怠速检查 怠速过高 挂档起步时冲击过大 怠速时车辆爬行过快 易增加 车轮制动器的磨损 怠速过低 挂档起步时发动机易抖动或熄火 且车身抖动 严重 坡道起步易倒溜 2 油位与油品检查 只是在 AT 故障诊断或修理前必做的一项工作 要严格按规 定的方法检查和测量 轻度缺油时 易换档冲击 严重缺油 换档执行元件会 烧损 油过多时 油易过热和变质 并造成换档冲击 甚至烧毁元件 3 P N 开关检查 P N 开关故障易出现故障灯亮 档位锁住 发动机无法起动和倒车 灯不亮等现象 要求手柄的位置与仪表上的指示相同 如果不同 则应该调整 开关与其轴之间的位置 4 节气门拉线检查 调整节气门的拉线 要求油门踏板踩到底时 节气门能全 开 当加速踏板松开后 节气门能全闭 5 O D 开关检查 O D 开关控制 O D OFF 指示灯 同时告知 ECU 开关有故障 时 可能造成发动机油耗过高 无法高速行驶 或发动机响声过大 当 O D 开 关 ON 时 O D OFF 灯亮 无 O D 档行驶 最高是 3 档 当 O D 开关 OFF 时 O D OFF 灯灭 AT 可以进入 O D 档行驶 3 3 23 3 2 时滞试验时滞试验 1 概念 1 挂档时滞 控制手柄由 P 或 N 移到实档后 AT 内部由空档到进入档位所 经过时间 2 摘档时滞 控制手柄由实档移到 P 或 N 后 AT 内部由实档到进入空档所 经过时间 2 试验目的 可以检查液压装置性能的好坏 换档执行元件的间隙等 3 影响因素 挂档时滞一般为 1 2 秒或更少 如果过长 则说明液压装置不灵活或执行元 件间隙过大 摘档时滞一般为 1 5 秒或更少 如果过长 则说明液压装置工作不灵活 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 14 3 3 33 3 3 油压试验油压试验 通过壳体上的油压检测口检查主油路压力 Pm 和其它相应油路的压力 用来 判断液压装置的性能 油道和换档执行元件的密封性 主油路压力与节气门的开度 发动机的负荷和车速有关 D 位和怠速时 Pm 400 500kPa R 位和怠速时 Pm 500 600kPa 第四章 自动变速器常见故障与维修 15 第四章第四章 自动变速器常见故障与维修自动变速器常见故障与维修 4 1 自动变速器常见故障与维修自动变速器常见故障与维修 汽车自动变速器在使用中 随着技术状况的下降会出现一系列故障 常见 的故障会通过一定的现象特征表现出来 不同车型由于结构上有所不同 其故 障原因会有所差异 但故障产生的常见原因和诊断排除方法是基本相同的 4 1 14 1 1 汽车不能行驶故障的诊断汽车不能行驶故障的诊断 1 故障现象 1 无论操纵手柄位于倒挡 前进挡或前进低挡 汽车都不能行驶 2 冷车起动后汽车能行驶一小段路程 但热车状态下汽车不能行驶 2 故障原因 1 自动变速器油底渗漏 液压油全部漏光 2 操纵手柄和手动阀摇臂之间的连杆或拉索松脱 手动阀保持在空挡或停车 挡位置 3 油泵进油滤网堵塞 4 主油路严重泄漏 5 油泵损坏 3 故障诊断与排除 1 检查自动变速器内有无液压油 其方法是 拔出自动变速器的油尺 观察 油尺上有无液压油 若油尺上没有液压油 说明自动变速器内的液压油已漏光 对此 应检查油底壳 液压油散热器 油管等处有无破损而导致漏油 如有严 重漏油处 应修复后重新加油 2 检查自动变速器操纵手柄与手动阀摇臂之间的连杆或拉索有无松脱 如果 有松脱 应予以装复 并重新调整好操纵手柄的位置 3 拆下主油路测压孔上的螺塞 起动发动机 将操纵手柄拨至前进挡或倒挡 位置 检查测压孔内有无液压油流出 4 若主油路侧压孔内没有液压油流出 应打开油底壳 检查手动阀摇臂轴与 摇臂间有无松脱 手动阀阀芯有无折断或脱钩 若手动阀工作正常 则说明油 泵损坏 对此 应拆卸分解自动变速器 更换油泵 5 若主油路测压孔内只有少量液压油流出 油压很低或基本上没有油压 应 打开油底壳 检查油泵进油滤网有无堵塞 如无堵塞 说明油泵损坏或主油路 严重泄漏 对此 应拆卸分解自动变速器 予以修理 6 若冷车起动时主油路有一定的油压 但热车后油压即明显下降 说明油泵 磨损过甚 对此 应更换油泵 7 若测压孔内有大量液压油喷出 说明主油路油压正常 故障出在自动变速 器中的输入轴 行星排或输出轴 对此 应拆检自动变速器 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 16 汽车不能行驶的故障诊断与排除程序见图 4 1 过低 油面高度正常 能 冷热车均不能行驶 松脱 正常 油压正常 油压过低或为 0 堵塞 正常 松脱或折断 图 4 1 不能行驶故障排除流程图 4 1 24 1 2 自动变速器打滑故障的诊断自动变速器打滑故障的诊断 1 故障现象 1 起步时踩下油门踏板 发动机转速很快升高但车速升高缓慢 2 行驶中踩下油门踏板加速时 发动机转速升高但车速没有很快提高 3 平路行驶基本正常 但上坡无力 且发动机转速很高 2 故障原因 1 液压油油面太低 2 液压油油面太高 运转中被行星排剧烈搅动后产生大量气泡 3 离合器或制动器摩擦片 制动带磨损过甚或烧焦 4 油泵磨损过甚或主油路泄漏 造成油路油压过低 5 单向超越离合器打滑 6 离合器或制动器活塞密封圈损坏 导致漏油 7 减振器活塞密封圈损坏 导致漏油 3 故障诊断与排除 打滑是自动变速器中最常见的故障之一 虽然自动变速器打滑往往都伴有 离合器或制动器摩擦片严重磨损甚至烧焦等现象 但如果只是简单地更换磨损 的摩擦片而没有找出打滑的真正原因 则会使修后的自动变速器使用一段时间 汽车不能行驶 检查液压油油面高度 查找漏油部位 修 复并调整油面高度 油泵磨损过甚 更换油泵 冷车能否行驶 检查操纵手柄与手动阀摇臂的连接 重新连接并调整 检查主油路油压 输入轴 输出轴或行星排损坏 拆卸油底壳 检查进油滤网清洗或更换 检查手动阀 第四章 自动变速器常见故障与维修 17 后又出现打滑现象 因此 对于出现打滑的自动变速器 不要急于拆卸分解 应先做各种检查测试 以找出造成打滑的真正原因 1 对于出现打滑现象的自动变速器 应先检查其液压油的油面高度和品质 若油面过低或过高 应先调整至正常后再做检查 若油面调整正常后自动变速 器不再打滑 可不必拆修自动变速器 2 检查液压油的品质 若液压油呈棕黑色或有烧焦味 说明离合器或制动器 的摩擦片或制动带有烧焦 应拆修自动变速器 3 做路试 以确定自动变速器是否打滑 并检查出现打滑的挡位和打滑的程 度 将操纵手柄拨入不同的位置 让汽车行驶 若自动变速器升至某一挡位时 发动机转速突然升高 但车速没有相应地提高 即说明该挡位有打滑 打滑时 发动机的转速愈容易升高 说明打滑愈严重 根据出现打滑的规律 还可以判 断产生打滑的是哪一个换挡执行元件 若自动变速器在所有前进挡都有打滑 现象 则为前进离合器打滑 若自动变速器在操纵手柄位于 D 位时的 1 挡有 打滑 而在操纵手柄位于 L 位或 1 位时的 1 挡不打滑 则为前进单向超越离合 器打滑 若不论操纵手柄位于 D 位或 L 位或 1 位时 1 挡都有打滑现象 则为低 挡及倒挡制动器打滑 若自动变速器只在操纵手柄位于 D 位时的 2 挡有打滑 而在操纵手柄位于 S 位或 2 位时的 2 挡不打滑 则为 2 挡单向超越离合器打滑 若不论操纵手柄位于 D 位或 S 位或 2 位时 2 挡都有打滑现象 则为 2 挡制动器 打滑 若自动变速器只在 3 挡有打滑现象 则为倒挡及高挡离合器打滑 若自动变速器只在超速挡时有打滑现象 则为超速制动器打滑 若自动变速 器在倒挡和高挡时都有打滑现象 则为倒挡及高挡离合器打滑 若自动变速 器在倒挡和 1 挡时都有打滑现象 则为低挡及倒挡制动器打滑 4 对于有打滑故障的自动变速器 在拆卸分解之前 应先检查自动变速器的 主油路油压 以找出造成自动变速器打滑的原因 自动变速器不论前进挡或倒 挡均打滑 其原因往往是主油路油压过低 若主油路油压正常 则只要更换磨 损或烧焦的摩擦元件即可 若主油路油压不正常 则在拆修自动变速器的过程 中 应根据主油路油压 相应地对油泵或阀根据进行检修 并更换自动变速器 的所有密封圈和密封环 4 1 34 1 3 换挡冲击过大故障的诊断换挡冲击过大故障的诊断 1 故障现象 1 在起步时 由停车挡或空挡挂入倒挡或前进挡时 汽车震动较严重 2 行驶中 在自动变速器升挡的瞬间汽车有较明显的闯动 2 故障原因 导致自动变速器换挡冲击大的故障原因很多 主要原因在于调整不当 机构元 件性能下降或损坏 电子控制系统有故障 具体原因有 1 发动机怠速过高 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 18 2 节气门拉索或节气门位置传感器调整不当 使主油路油压过高 3 升挡过迟 4 真空式节气门阀的真空软管破裂或松脱 5 主油路调压阀有故障 使主油路油压过高 6 减振器活塞卡住 不能起减振作用 7 单向阀钢球漏装 换挡执行元件 离合器或制动器 接合过快 8 换挡执行元件打滑 9 油压电磁阀不工作 10 电脑有故障 图 4 2 自动变速器打滑故障排除流程图 3 故障诊断与排除 由于引起换挡冲击的原因较多 因此 在诊断故障的过程中 必须循序渐 进 对自动变 速器的各个部分做认真的检查 一定要在全面检测的基础上 有针对性地进行分解修理 切不可盲目地拆修 总体而言 若是由于调整不当 所造成的 只要稍作调整即可排除 若是自动变速器内部控制阀 减振器或换 挡执行元件有故障 应分解自动变速器 予以修理 若是电子控制系统有故障 应对电子控制系统进行检测 找出具体原因 加以排除 具体检查诊断与排除 步骤如下 1 检查发动机怠速 装用自动变速器的汽车的发动机怠速一般为 750r min 左 右 若怠速过高 应按标准予以调整 2 检查节气门拉索或节气门位置传感器的调整情况 如不符合标准 应重新 予以调整 3 检查真空式节气门阀的真空软管 如有破裂 应更换 如有松脱 应重新 连接 4 做道路试验 如果有升挡过迟的现象 则说明换挡冲击大的故障是升挡过 迟所致 如果在升挡之前发动机转速异常升高 导致在升挡的瞬间有较大的换 挡冲击 则说明离合器或制动器打滑 应分解自动变速器 予以修理 检查液压油油面高度是否正常 检查液压油品质 调整油面高度 离合器 制动器摩擦元件磨损或烧焦 拆修自动变速器拆修自动变速器 检查油路油压拆检油泵和阀体 拆检单向超越离合器 第四章 自动变速器常见故障与维修 19 5 检测主油路油压 如果怠速时的主油路油压高 则说明主油路调压阀或节 气门阀有故障 可能是调压弹簧的预紧力过大或阀心卡滞所致 如果怠速时主 油路油压正常 但起步进挡时有较大的冲击 则说明前进离合器或倒挡及高挡 离合器的进油单向阀阀球损坏或漏装 对此 应拆卸阀板 予以修理 过高 正常 异常 正常 正常过高 正常 过高 正常 有冲击 无冲击 有 无 图 4 3 换挡冲击大故障排除流程图 6 电子控制自动变速器如果出现换挡冲击过大的故障 应检查油压电磁阀的 线路以及油压电磁阀工作是否正常 电脑是否在换挡的瞬间向油压电磁阀发出 换挡冲击大 检查发动机怠速是否正常 调整怠速 检查节气门拉索或节气门位置传感器调整或更换 路试 检查换挡执行元件有无打滑 分解检修自动变速器 检查升挡车速升挡过迟 检查主油路油压拆检阀板 检查起步进挡时有无冲击阀板中的单向阀损坏或漏装 检查换挡瞬间的主油路压有无瞬时下降 换挡执行元件自由间隙过小 减振器活塞卡滞 油压电磁阀损坏 或线路断路 短路或电脑有故障 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 20 控制信号 如果线路有故障 应予以修复 如果电磁阀损坏 应更换电磁阀 如果电脑在换挡的瞬间没有向油压电磁阀发出控制信号 说明电脑有故障 对 此 应更换电脑 自动变速器换挡冲击大的故障诊断与排除程序见图 4 3 4 1 44 1 4 升挡过迟故障的诊断升挡过迟故障的诊断 1 故障现象 1 在汽车行驶中 升挡车速明显高于标准值 升挡前发动机转速偏高 2 必须采用松油门提前升挡的操作方法 才能使自动变速器升入高挡或超速 挡 2 故障原因 1 节气门拉索或节气门位置传感器调整不当 2 节气门位置传感器损坏 3 调速器卡滞 4 调速器弹簧预紧力过大 5 调速器壳体螺栓松动或输出轴上的调速器进出油孔处的密封环磨损 导致 调速器油路泄漏 6 真空式节气门阀推杆调整不当 7 真空式节气门阀的真空软管破裂或真空膜片室漏气 8 主油路油压或节气门油压太高 9 强制降挡开关短路 10 电脑或传感器有故障 3 故障诊断与排除 1 对于电子控制自动变速器 应先进行故障自诊断 如有故障代码 则按所 显示的故障代码查找故障原因 2 检查节气门拉索或节气门位置传感器的调整情况 如果不符合标准 应重 新予以调整 正常 太高 正常 正常 过低 正常 升挡过迟 检查节气门拉索或节气门位置传感器调整或更换 测量主油路油压 调整节气门拉索或位置传感器 若调整无效 拆检阀板 测量调速器油压拆检或更换阀板 拆检调速器更换调速器油路上的密封圈或密封 环 第四章 自动变速器常见故障与维修 21 图 4 4 升挡过迟故障排除流程图 3 测量节气门位置传感器的电阻 如果不符合标准 应予以更换 4 对于采用真空式节气门阀的自动变速器 应拔下真空式节气门阀上的真空 软管 检查在发动机运转中真空软管内有无吸力 如果没有吸力 说明真空软 管破裂 松脱或堵塞 对此 应予以修复 5 检查强制降挡开关 如有短路 应予以修复或更换 6 测量怠速时的主油路油压 并与标准值进行比较 若油压太高 应通过节 气门拉索或节气门位置传感器予以调整 采用真空式节气门阀的自动变速器 应采用减少节气门阀推杆的长度的方法 予以调整 若调整无效 应拆检主油 路调压阀或节气门阀 7 用举升器将汽车升起 让驱动轮悬空 然后起动发动机 挂上前进挡 让 自动变速器运转 同时测量调速器油压 调速器油压应能随车速的升高而增大 将不同转速下测得的调速器油压与 自动变速器维修手册 上的标准进行比较 若油压值低于标准值 说明调速器有故障或调速器油路有泄漏 对此 应拆卸 自动变速器 检查调速器固定螺栓有无松动 调速器油路上的各处密封圈或密 封环有无磨损漏油 调整器阀心有无卡滞或磨损过甚 调速弹簧是否太硬 8 若调速器油压正常 则升挡过迟的故障原因为换挡阀工作不良 对此 应 拆检或更换阀板 自动变速器升挡过迟的故障诊断与排除程序见图 4 4 4 2 皇冠自动变速器故障诊断与排除皇冠自动变速器故障诊断与排除 实例 1 升挡时车身严重抖动 故障现象 一辆 1993 款 装配 A340E 自动变速器的丰田皇冠乘用车 行驶 里程为 45 万 km 该车升挡时车身抖动 故障诊断与排除 试车时 发现在车速 70km h 左右车身严重抖动 并且有加速不良的现象 怀疑自动变速器电控系统有故障 于是进行如下检查 首先读自动变速器电控系统故障码 但自诊断系统无故障码输出 再检查自动变速器油 发现油液有糊味 而且颜色发黑 经询问得知 已 经近两年没有换过自动变速器油了 接下来检测油压 测得在 D 挡怠速时油压约 400kPa 失速时油压约 1000kPa 在 R 挡怠速时油压约 550kPa 失速时油压 1500kPa 标准值为 D 挡 怠速时油压 363 422kPa 失速时油压 902 1147kPa R 挡怠速时油压 500 598kPa 失速时油压 1236 1589kPa 检测结果在标准范围内 说明自动变 速器油压没有问题 做失速试验 测得 D 挡时的失速转速 2100r min R 挡的失速转速约 2200r min 低于标准值 2300 2600r min 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 22 通过对自动变速器的检查没发现明显的故障 根据试车时的现象 怀疑自 动变速器电控系统有故障 于是对电磁阀进行检查 自动变速器控制电路如图 4 5 所示 将两个换挡电磁阀和 1 个锁止电磁阀拆下 测量电磁阀电阻都在 11 15 之间 正常 再将电磁阀通上电源 也都能正常工作 在两个换挡电磁阀上分 别并联上两个发光二极管 按表 1 各挡位执行元件工作情况 开车上路试验 检查两个换挡电磁阀的工作情况 检查结果与表 1 相符 说明换挡电磁阀和锁 止电磁阀均正常 根据以上的检查 再结合试车时的故障现象 怀疑发动机有故障 于是对 发动机进行检查 用导线跨接故障检查插接器中的 TE1 与 E1 两端子 这时仪表 盘上的 Check 警告灯显示正常代码 说明发动机电控系统没有故障 检查点火 线圈 高压线 火花塞 均正常 最后 接上汽油压力表测燃油系统的压力 怠速时油压约 200kPa 符合标准 196 235kPa 断开油压调节器上的真空管 压力无变化 而标准值应达到 265 304kPa 将真空管插回 急加速时油压略有 下降 说明燃油系统有故障 检查汽油滤清器 油压调节器 油泵控制单元 均正常 根据检查的结果 确定汽油泵有故障 更换汽油泵及自动变速器油 上路试车 故障消失 故障分析 该车在自动变速器升挡时所需扭矩增大 而汽油泵工作不良 发动机不能 输出足够的功率 引起车身抖动 而过了升挡点后 汽油泵提供的油压基本上 可以保证车辆正常行驶 可能加速性能会略有不足 专家提示 在维修自动变速器升挡冲击故障时 不能排除发动机出现故障 的可能性 实例 2 仪表板上 O D 指示灯常亮 自动变速器换挡冲击 故障现象 一辆 1995 款 装配 A340E 自动变速器的丰田皇冠乘用车 行驶 里程为 120000km 该车在行驶过程中仪表盘上的 O DOFF 指示灯常亮 换挡冲 击较大 故障诊断与排除 接车后 首先检查自动变速器内的变速器油 油面正常且油质较好 检查 并调整好节气门拉线 然后把点火开关转到点火位置 按下变速杆上的 O D 开关 仪表盘上的 O DOFF 指示灯