4T65E自动变速器结构特点和故障分析.doc

4T65E自动变速器结构特点和故障分析4T65E变速器是通用公司生产的横置式4速自动变速器，采用了典型的串联式行星齿轮机构，变速器的前排行星齿轮架和后排齿圈为一体式结构。该变速器能够提供4个前进挡(包括超速挡)和一个倒挡。与通用公司的4T60型变速器相比，它在机械装置中做了改进，其中4挡离合器增加了1张摩擦片，还增加了1个前进挡带式制动器。 1.控制系统结构特点 4T65E变速器由叶片式变量泵提供油压，动力系统控制模块(PCM)通过压力控制电磁阀PC(图11)调节系统压力，通过控制2个换挡电磁阀控制换挡点。较之4T60型变速器，4T65E变速器增加了2个换挡电磁阀和1个锁止电磁阀。 2.液压结构控制特点 4T65E变速器拥有一套管路压力控制系统，变速器通过该系统调节管路压力，对管路压力进行适配，并补偿变速器内部因正常磨损所造成的压力损失。该系统用PC电磁阀取代了4T60自动变速器所采用的调节管路压力的真空控制调节阀。 PCM控制模块可以通过相关的传感器感知到整个压力控制系统的变化并加以调节。变速器在运转时，PCM通过监视变速器主动轴速度传感器(ATISS)和车速传感器(VSS)信号，就可以做出判断是否起动变速器和何时进行升挡工作。在变速器的运转过程中，PCM可以计算出从开始到结束时的升挡时间，并对升挡时间进行监控。一旦感知到时间长于标准值，PCM将通过调节PC电磁阀(压力控制阀)的电流用以增大下次升挡时的管路压力(升挡条件相同)，以便缩短升挡时间。若PCM感知到升挡时间短于标准值时，PCM则会调节PC电磁阀电流以降低下次升挡时的管路压力(升挡条件相同)，从而达到延长升挡时间的目的。另外，PCM还可以调节系统的稳定状态，在升挡过程中PCM分别监测2个传感器的数值，即ATISS、VSS，以便确定在升挡过程中出现的离合器滑移量。如果检测到的滑移量过大，PCM会调节PC压力调节电磁阀的电流来增大管路压力，以减小离合器的滑移量。PCM综合各种输入信号，包括节气门位置信号、油温信号及车速等信号控制PC压力调节电磁阀。 3.变速器的基本检查 我们在检修任何一台自动变速器时，都应从初步检查开始，这样往往能解决很多潜在的问题。只有初步检查结果表明自动变速器正常工作应具备的所有前提条件都合格了，才能进行手动换挡测试。对于自动变速器而言，进行这一步可以确定故障是在电控系统还是机械机构。只有外部的所有条件都符合了，才能对自动变速器的故障作出正确的判断。这其中发动机的性能对自动变速器的运转有很大影响，所以我们在进行自动变速器的检修之前，应确保发动机的性能良好。最好能用专业诊断仪检测发动机，如发现故障码，应按故障码提示进行诊断，并彻底排除发动机的故障。 在对变速器具体的故障进行诊断前应先对变速器进行外观检查，如车辆有无损坏，变速器油底壳是否损坏及有无漏油现象，变速器油冷却器或冷却器油管是否损坏等。若发现上述情况，应先排除。之后，还要对自动变速器油位和油质进行检查。正确的检查步骤是：首先起动发动机并运转15 min或变速器油到8293 工作温度。然后将车辆停放于水平地面并拉紧驻车制动，在发动机怠速运转状态下踩住制动踏板，将变速器换挡杆在每个挡位挂一遍并停于P挡。之后检查变速器的油面和颜色状况，要注意油液颜色是否为不透明的粉红色。变速器不正常使用时油液会变黑，这种现象通常不是氧化就是污染所造成的。在确认油质时，应放干油液以确定油液是否被污染。发现油底壳中存在很多小的颗粒材料是正常的，若有大片的金属或其他材料在里面就需要解体变速器进行检查了，必要时还应更换变速器油和滤清器。 在完成了油位和油质的检查之后，就可以测量变速器的油压了。在测量油压时，应将油压表正确安装到相应的变速器油压测试孔上，并按照正确的测量步骤进行操作，测量的具体数据应参照维修手册。 4.常见的故障现象与分析 (1)TCC(锁止离合器)接合后车辆发抖 车辆在使用过程中可能会出现车辆能正常行驶，变速器升挡也正常，只是在TCC接合后出现发抖的现象。多数情况下，此时变速器是没有问题的，问题出在发动机上。因为正常情况下TCC接合后不会打滑，但当发动机出现相关故障后就不一定了。一般发动机在节气门小开度和小负荷状态下车辆抖动的现象不明显，一旦TCC接合，车辆抖动就会变得很厉害，原因在于变速器和发动机之间有了机械接合。 为了避免对变速器的不必要解体和对变矩器的不必要更换，建议在此种情况下先确认发动机的性能状况，如火花塞、高压线、点火线圈及燃油压力等方面问题。 (2)由驻车挡挂入倒挡或前进挡时产生冲击 一般情况下，若自动变速器的主油路压力高就会造成换挡冲击。若仅是挂倒挡出现冲击，故障原因可能为：倒挡制动带伺服机构活塞缓冲弹簧损坏或丢失。5号球阀错位或丢失。倒挡伺服机构增压阀卡滞或损坏。若仅为挂前进挡出现冲击，故障原因可能为：前进挡制动带伺服机构活塞缓冲弹簧损坏或丢失。6号球阀错位或丢失。前进挡伺服机构增压阀卡滞或损坏。变速器热敏元件损坏或工作不正常。 (3)由驻车挡进倒挡或前进挡延迟 出现此种故障主要有以下几种原因：自动变速器油面过低或自动变速器主油路压力过低。TCC低流量切断球阀没有回落，导致液力变矩器中的油回流。输入离合器鼓油封或密封表面损坏或不平整。输入离合器鼓球阀堵塞或损坏。输入离合器内活塞密封件损坏或不平整。输入离合器活塞总成密封表面损坏。 若仅前进挡延迟，故障原因可能为：前进挡制动带伺服机构(图12)活塞密封环损坏或不平整。前进挡伺服机构增压阀卡滞或损坏。变速器热敏元件损坏或工作不正常。 若仅倒挡延迟，原因可能为：倒挡制动带伺服机构活塞密封环损坏或不平整。倒挡伺服机构增压阀卡滞或损坏。 (4)前进挡打滑或无前进挡故障 导致此类故障发生的原因主要包括：主油路压力过低。油面过低。换挡机构失调。自动变速器油滤清器堵塞、损坏或丢失。前进挡制动带伺服机构油管松动或损坏。手动21挡制动带伺服机构盖螺栓松动、垫片丢失或损坏、活塞环损坏、活塞缓冲弹簧损坏、活塞销异常及活塞损坏或卡滞。蓄压器隔板损坏或蓄压器盖螺栓松动。前进挡制动带磨损或烧毁。前进挡制动带不能与支承销正常工作。液力变矩器导轮离合器打滑。紒紜矠输入单向离合器损坏。紒紝矠输入离合器鼓密封环损坏或丢失。紒紞矠输入离合器鼓球阀丢失或损坏。紒紟矠输入离合器活塞及活塞密封件损坏。紒紡矠输入离合器内钢片、摩擦片或波形片损坏。紒紣矠输入差速器壳总成或反作用差速器壳总成损坏。 (5)倒挡打滑或无倒挡 造成此类故障的主要原因包括：变速器主油路油压过低。换挡机构失调。变速器油面过低。自动变速器油滤清器损坏或丢失。伺服机构活塞密封环损坏。伺服机构活塞卡滞。伺服机构活塞缓冲弹簧损坏。伺服机构活塞销及制动带或支承销不能正常工作。前进挡制动带损坏或烧毁。液力变矩器导轮离合器打滑。紒紜矠输入单向离合器等部件损坏或丢失。紒紝矠倒挡鼓损坏。紒紝矠输入差速器鼓损坏或反作用差速器鼓损坏。 经过多年对通用4T65E型自动变速器的维修，我们对此款变速器维修有一些心得。总体而言，该款变速器的设计较为先进，有许多过人之处。但在实际维修过程中，也发现了一些部件存在薄弱环节，如4挡离合器轴总成小端花键部分(图13)十分薄弱，热处理硬度相对较小，易磨损问题突出，曾出现过短时间内磨损严重的情况。另外，输入差速器壳总成和反作用差速器壳润滑不良，曾出现过车辆正常行驶的较短时间内行星齿轮烧毁(图14)的现象。从维修角度讲，通用4T65E自动变速器经常会出现一些问题包括：升挡冲击或太软，降挡冲击或太软等。而导致此类故障发生的原因多种多样，其中很多故障是维修人员在维修过程中未认真检查和操作造成的。因此，在维修过程中应做好各部分的检查与更换工作，只有每个环节严格把关才能准确快速地排除故障自动变速器液压控制系统的故障诊断方法自动变速器液压控制系统的故障诊断方法通常有主油压测试、挡位油压测试、速度油压测试、时间滞后试验、失速试验、路试和分段检查等多种，下文将分别介绍这些检查方法。一、主油压测试1.测试方法及步骤：.先热机，后熄火，然后在自动变速器主油压测试孔上连接主油压表（如图1所示）；.将全部车轮用三角木塞住、拉紧驻车制动、踩下脚制动，然后启动发动机；.挂入d位，先记住d位怠速时的主油压，然后迅速将油门踩到底，记下d位失速时的主油压，在节气门全开位置上停留不要超过3s，以免该挡位的执行系统因过载而受损；.从d位回到空挡位怠速运转2min，也可以1200r/min的转速运转1min，以便使atf得到冷却；.再挂r位，记下r位的怠速油压，迅速将油门踩到底，记下r位的失速油压。（注：后轮驱动汽车的自动变速器上的主油路压力和速度油压的测试口通常装在与节气门及换挡操纵系统相反的一侧；有的变速器测试口在接近油底壳处；另一些变速器的测试口则在*近变矩器壳处；如同时有23个螺塞，最前边或最上边的是主油压测试口，余下的为速度油压测试口。由于主油压试验是大负荷试验，因此建议车况特别差的不要做主油压试验。）2.检测的重点：.油泵是否出现早期磨损；.油滤器是否发生堵塞；.主油压电磁阀是否发生密封不严；.主调压阀调压弹簧是否过软；.主调压阀是否卡滞在泄油端；.真空调节器真空管是否堵塞；.节气门拉锁调整是否合适；.真空调节器软管是否保持密封；.工作油路是否发生泄漏；.节气门位置传感器的电阻值和输出的电压值有无异常。3.测试结果分析：.d位和r位怠速油压和失速油压都正常，这种情况说明油泵、主调压阀工作良好，主油路油压基本正常。.d位和r位怠速油压都低，失速油压均正常，则说明油泵发生磨损。其原因是主调压阀只能降压和保压，但不能升压，怠速时油泵被磨损，输出的油压低于主油压，因而造成怠速油压过低。正常情况下，发动机转速较高时，油泵油压明显高于主油压，但主调压阀会泄掉一部分油；油泵轻度磨损后，发动机转速较高时，油泵油压虽然低于正常值，但仍然高于主油压，主调压阀比正常泄油量少，但仍能调节至正常的主油压；油泵过度磨损后，必须及时更换，否则会造成全部离合器和制动器都发生早期磨损。如果油滤器破裂，大量的杂质进入油泵，造成油泵严重磨损（油泵里特别脏），出现冷车时可以勉强行驶，热车后不能行驶时，自动变速器不仅怠速油压特别低，而且失速油压也明显偏低。.d位和r位怠速油压都正常，失速油压不仅偏低，而且不能保持稳定，升到一定值后便开始回落，这说明油液滤清器发生堵塞。除油液太脏造成堵塞外，变速器内的油底壳位于全车最低部位（绝大部分自动变速器的油液滤清器都装在油底壳处），出现轻微拖底时，变形的油底壳会堵塞油液滤清器的进油口（拖底严重时会造成控制阀报废，汽车无法行驶）。油滤器堵塞后汽车车速上不去，倒挡不踩油门不走车，变速器前部有嗡嗡的异响声，手摸变速器油底壳可以感觉到高频振动，而且总是烧蚀一组高挡或中高挡的离合器或制动器。维修时需将变速器内脏油彻底放净，有条件的应先用变速器专用清洗剂清洗变速器，并换掉滤网；轻微拖底的汽车，可拆下油底壳，用木锤恢复原有形状即可。无论是哪种原因造成的堵塞，实际上都是部分地堵塞。油泵转速较低时或怠速时，所需供油量较少，油液滤清器虽然堵塞，仍能保证油量供应，使怠速油压能够保持正常。油泵转速较高时，所需油量成倍地增大，堵塞的油液滤清器无法保证油量供应，空气乘机侵入油泵，并随油液进入主调压阀，使失速油压偏低。.d位和r位怠速油压都正常，失速油压虽然偏低，但能保持稳定，出现这种现象的最大可能是主油压电磁阀密封不良，但也不排除节气门拉索是否松旷或折断。主油压电磁阀密封不良，一般只发生在油压较高时。怠速时主油压较低，主油压电磁阀完全可以保持密封；失速时主油压较高，主油压电磁阀便发生了轻微的泄漏，使失速油压偏低。主油压电磁阀密封不良时，车速上不去，缓慢踩油门时，最高车速通常只有8090km/h，猛踩油门也往往只能达到120km/h，将超速挡开关按到off，随着传动比改变，最高车速有时可以达到150km/h。长途行驶时，如遇到此故障，为避免高挡离合器和制动器烧蚀，可将变速器外边的端子上的主油压电磁阀线束接头拔下，用电工胶布包好，将主油压由电液控制改为纯液压控制，主油压和车速均可恢复正常。.d位和r位怠速油压和失速油压偏低，这时，可检查控制阀上的螺栓是否全部拧紧；油泵是否装配到位；油泵的密封圈、密封垫、油泵驱动端的矩形油封是否密封良好；主调压阀的调压弹簧是否过软（行驶30万km以上的汽车容易产生调压弹簧过软的故障，造成所有的离合器和制动器都发生早期磨损，弹簧过软，其自由长度变短，维修时需更换调压弹簧），或主调压阀是否卡滞在阀孔的泄油处。主调压阀卡滞在泄油端时，怠速油压和失速油压值不仅很低，而且变化不明显。使用真空调节器的自动变速器，若升挡点过早，最高车速只有50km/h左右，应检查发动机进气歧管至变速器上的真空软管是否污物堵塞。可在软管两端分别测真空，或用气筒从软管一侧向另一侧打气，即可检查出真空管是否堵塞。.怠速和失速时主油压都高，这时应重点检查节气门操纵系统：节气门拉索是否调得过紧；真空管或真空调节器膜片是否发生泄漏。节气门拉索调得越紧，怠速时主油压就越高，有时会造成所有挡都有换挡冲击；有时会造成升不上超速挡，严重时连三挡都升不上。部分变速器的节气门阀是由真空调节器调节的（美国自动变速器上较多地使用真空调节器）。真空管或真空调节器膜片泄漏都会造成节气门油压和主油压过高。真空调节器膜片泄漏后，自动变速器油会被发动机进气歧管内的真空吸入，然后进入燃烧室，由于无法燃烧，便变成白烟排出；泄漏严重时，即使在怠速工况下，排气管也会排出很浓的白烟。.怠速油压过高，失速油压正常。具体表现在：起步时，挂前进挡基本正常，倒挡时有明显换挡冲击，倒挡时主油压明显高于各前进挡，怠速油压通常高出规定值12倍。导致此类故障最常见的原因是发动机进气歧管密封不良，应重点检查进气管道上所有真空软管有无破裂。.某一特定挡位上主油压过低。结合离合器、制动器的作用表，检查该挡位相关的离合器、制动器之间的油路的密封性，重点检查蓄压器和伺服装置活塞上的密封圈及离合器支承的密封圈。.其它可能影响主油压的因素有：油温传感器信号超限，变速器油温越高，跨在变速器油温传感器电阻两端的电压会越低，油温传感器电压信号超限会造成主油压过高；电控式的装有主油压电磁阀的变速器，其主油压主要是由节气门位置传感器控制的，电位计式节气门位置传感器内陶瓷膜片电阻局部磨损，会造成失速时主油压不正常，出现过高或过低现象，如果节气门位置传感器输出电压过低，则主油压过低，反之主油压过高，新购置的节气门位置传感器自身电阻值过高，输出的电压也过高，其自身电阻值过低，输出的电压也过低；主调压阀卡滞在泄油一侧也会造成主油压过低。4.大众4速变速器主油压的检测一汽大众的捷达和宝来使用的是01m型自动变速器，上海大众的桑塔纳2000使用的是01n型自动变速器，帕萨特b5使用的是01v型自动变速器。大众公司的自动变速器主油压测试方法与其它变速器有些不同：测试时车轮不用打掩，只需将驱动轮悬空；不做失速油压，只做怠速和2000r/min时的油压测试；做前需先从变速器壳上断开电磁阀线束（目的是为了断开主油压电磁阀线束，否则数值不准确）。具体的检测方法是：先连接vag1551或vag1552，输入地址词02变速器电器，并继续直到在屏幕上显示select function xx时，选择功能；然后，拆下主油压孔塞（变速器左侧中部*近油底处），并连接专用变速器油压表vag1702，拧紧用于释放压力的滚花螺栓，启动发动机后，再松开滚花螺栓，将压力释放完后，重新拧紧螺栓；接着，按下按钮0和8选择测量数据块；最后按下按钮00和5（005选择显示组编号5），将atf温度提高至60即可读取主油压，其正常值如表1所示。表1 大众公司01m、01n和01v型自动变速器主油压正常值 发动机转速 换挡杆位置 d rbar kpa bar kpa 怠速 3.43.8 338379 12.413.2 12391319 2000r/min 56 499599 2324 22992399 检测完后，应换上新的主油压孔塞，并拧紧到15nm。其主油压测试结果的分析和其它变速器一样。二、挡位油压的测试1.测试目的在主油压测试中个别挡位出现主油压过低，行驶中个别挡出现换挡冲击，自动变速器出现升挡迟缓或升不上挡时，均可做挡位油压测试。挡位油压测试可以查明液压控制系统中哪些挡位的工作系统发生泄漏；可查明蓄压器等安全缓冲系统是否发生卡滞，这些都是其他检测方法无法查明的。2.挡位油压与主油压测试的异同点挡位油压测试和主油压测试的相同点主要表现在只有在热机状态下测试其数值才有价值；不同点则主要表现有：（1）主油压测试的前提条件之一是变速器的输出轴不旋转，为此需用三角木塞住所有车轮，拉紧驻车制动，踩下脚制动。而挡位油压测试则是在变速器输出轴旋转的条件下进行，做挡位油压测试时可以将驱动轮悬空或在行驶中进行，另外，也可将驱动轮置于轮毂试验台上，还可以将变速器拆下来，用电机带动输入轴，用手直接搬动变速器上的换挡手柄进行试验。（2）挡位油压和主油压的测试口位置不一样，通常主油压测试孔*前或*上，而且主油压测试孔只有1个，而挡位油压测试孔可以设置1个，也可根据挡位不同而设置多个。在检测各挡位工作油路是否发生泄漏时，应装2个油压表，即主油压测试表和挡位油压测试表。（3）主油压测试只在怠速和失速2种工况下进行；而挡位油压测试根据检测的对象不同则需在不同车速下进行。3.测试方法及结果分析（1）检测执行器的安全缓冲系统离合器、片式制动器的安全缓冲系统是蓄压器，带式制动器的安全缓冲系统则是在控制阀中为其专设的调压滑阀，也有个别带式制动器的安全缓冲系统采用的是蓄压器。如果安全缓冲系统发生卡滞，则它所负责的挡位在升挡的瞬间会出现严重的换挡冲击。如果变速器哪个挡位出现换挡冲击，进行挡位油压试验时，该挡在升挡瞬间将会有油压的变化。正常情况下，由于安全缓冲系统作用，换挡时主油压会瞬时的下降，然后恢复正常。如果换挡时主油压没有下降，则说明变速器内过脏，执行器的安全缓冲系统发生卡滞。维修时最常用的修理方法是拆下控制阀和蓄压器活塞放在清洗剂中浸泡大约10min后，再用清水洗掉清洗剂，并用干燥的压缩空气吹干，然后在表面涂抹atf，并更换新的密封圈。蓄压器活塞的拆装方式是：用手轻按蓄压器活塞，哪个油孔出油，便往哪个油孔加压，加压时用手抵住活塞，以防活塞飞出伤人。另外也可以就车清洗，即用清洗剂浸泡控制阀，从油尺孔加入自动变速器清洗剂，将驱动轮支起，启动发动机运行大约20min，运行当中逐个变换挡位将所有油路都加以清洗；然后将变速器、变矩器及冷却器内的清洗剂连同原来的atf全部放净，加入新的atf后，通常安全缓冲系统卡滞便可以排除。atf的更换周期是以atf在正常工作温度范围8090来计算的，据美国有关部门测定，汽车在高速公路上行驶时，atf的工作温度通常在82.287.8，而市内汽车开开停停（换挡频率高，离合器、制动器经常处于滑磨状态），油温高于正常工作温度，一般在93.3111.7左右。所以市内开车与坏路上开车（也需频繁换挡）一样，对于自动变速器使用条件都属于恶劣条件下驾驶。恶劣条件驾驶应在atf规定更换周期的一半时进行油液外观品质的检查，一旦发现油液氧化变质应及时更换。某些车辆在城区驾驶，当超过正常的更换周期后，atf就变成深褐色，呈粘稠状，有焦糊味，说明油液已经氧化变质。油液氧化后产生的油泥和沉淀物，会造成蓄压器柱塞等安全缓冲系统卡滞，导致换挡冲击（在维修中分解蓄压器时，经常可以发现里面有许多油泥）。使用高效的自动变速器清洗剂如#64401可以安全地除去atf中有害的油泥和其它沉积物，消除因油泥造成安全缓冲系统卡滞而导致的换挡冲击。同时还可以改善变速器橡胶密封件的工作性能。在免拆清洗后，必须彻底放净变速器、变矩器、变速器的冷却器和冷却管内的旧的atf和清洗剂。加注新油时，如按5%的比例将高效自动变速器保护剂#6444506加入其中，换挡性能将更为出色。（2）检测工作油路是否发生泄漏汽车行驶中如发动机在某一速度区域内发生失速（发动机空转，车速