自动变速器动态检验及故障分析

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自动变速器动态检验及故障分析
随着现代汽车技术的发展，自动变速器得到了越来越广泛的应用。但与传 统的手动换挡机械式变速器相比，自动变速器存在着结构复杂、检验和维护修 理难度高等问题，因而成为目前汽车维修业所遇到的带有普遍性的问题。 在自动变速器使用过程中，一旦出现异常情况或发生故障，常需对其进行 动态检验以判明故障原因。另外，在自动变速器修竣后，也需在交工时进行动 态检验以确定其确实处于完好状态。这里所说的动态检验，是汽车自动变速器 的若干特殊试验，具体而言就是失速试验、时滞试验和液压试验的总称。这些 检验的共同特征就是车辆处于静止状态，而自动变速器与发动机却处于工作状 态。 1.失速试验及故障原因分析 1.失速试验及故障原因分析 就自动变速器中液力变矩器的工作特性来说，除增扭状态与偶合状态的分 界点，即偶合器工作点之外，还有一个重要的点，这就是失速点。它对应了液 力变矩器一种特定的工况—即泵轮转动而涡轮不转。失速的最大值发生在泵轮 以最高转速旋转而涡轮静止不动时，这时的泵轮或发动机转速，就是液力变矩 器的失速转速。 进行失速试验的目的，是通过测取选挡手柄置于“D”位或“R”位时的失 速转速，来检查自动变速器和发动机的整体性能。 进行失速试验时，应满足以下要求： 自动变速器油温在 50～80℃范围内，为保证安全，应选择开阔且有良好附 着力的平坦地面，同时，试验要由两人配合进行，一人进行试验，另一个在车 外观察车轮或车轮垫木的情况。 试验时，先用垫木挡住 4 个车轮，然后将转速表接至发动机，拉紧驻车制 动器，再将制动踏板牢牢地踩到底。准备就绪后，启动发动机，将选挡手柄拉 至“D”位，再把加速踏板一脚踩到底，与此同时，记住发动机的最高转速，即 失速转速；接着，将选挡手柄推至“R”位进行同样的试验并快速读出相应的失
速转速。试验完成后，将“D”位和“R”位的失速转速与汽车制造厂家提供的 失速转速标准值进行比较，以分析原因，找出故障所在。 为便于说明问题，以日本丰田汽车公司的凌志 LS400 轿车为例。该轿车 “D”位时的失速转速为 2000±150r/min。“R”位时亦为相同数值。 若试验结果为“D”位和“R”位失速转速都低，则可能的问题为发动机输 出功率不足或导轮单向离合器运转不正常。此时要注意的是，如失速转速低于 规定值 600r/min 以上，则极有可能是液力变矩器单向离

合器的故障。若试验结 果为“D”位和“R”位失速转速均高，则可能的问题是自动变速器油液位不正 确或超速挡单向离合器运转不正常。 如果试验发现仅是“D”位失速转速高，那么可能的问题大致为油路压力太 低，前进挡离合打滑，2 号单向离合器以及超速挡单向离合器运转不正常。如 仅是“R”位失速转速高，则可能的故障原因有油路压力太低，直接离合器打 滑，第一挡和倒挡制动器打滑，以及超速挡离合器打滑等。 由于失速发生时发动机所发出的全部能量都转化为液体的动能，所以液力 变矩器中油液的剪切、冲击和温升均相当大。因此，自加速踏板踩下到松开， 整个时间不得超过 5s，以防油温急剧升高和液力变矩器损坏。另外，连续试验 的次数亦不得超过 3 次，且连续试验时，应等油温降至正常后再做下一次试 验。 2.时滞试验及故障原因分析 2.时滞试验及故障原因分析 时滞试验的目的是测定发动机怠速时，自动变速器自选挡手柄从“N”位换 到“R”位，直至感觉到换挡冲击为止的这一段滞后时间，换言之，也就是说从 “N”位换到“D”位或“R”位，中间经历液压控制系统启动、行星齿轮装置启 动，一直到将驱动力矩传至汽车驱动轮这一段完整的时间。 测定时滞的时候，先用驻车制动器锁住汽车，然后启动发动机，在关掉空 调系统的前提下检查怠速转速是否在允许的范围内。发动机的怠速检验应在其 达到正常工作温度，并接上转速表后进行。检查时，最好先将发动机以 2500r/min 的转速高速空转大约 1.5s，然后再检查怠速转速的高低。例如，对 日本丰田汽车公司凌志 LS400 轿车所装用的 1UZ-FE 型发动机来说，怠速转速范
围为 650±50r/min；对同属该公司生产的佳美轿车所用 3VZ-FE 型发动机来 说，怠速转速范围为 700±50r/min。若怠速不符合规定，则应检查怠速控制阀 和进气装置。 如果发动机的怠速转速符合规定，则将选挡手柄从“N"位换至“D”位，用 秒表测量自换挡开始至感觉到振动的时间差，然后用同样的方法，测量“N”位 至“R”位时的时滞。对绝大多数装用自动变速器的汽车来说，“N”位至“D” 位的时滞不足应小于 1.2s，“N”位至“R”位的时滞应小于 1.5s。 进行时滞试验时，自动变速器的油温应正常（70～80℃），同时，各项试 验之间起码要有 1min 以上的间隔，以便使变速器内部的相应离合器和制动器恢 复至全开状态，达到彻底分离。另外，为使测量结果准确可靠，同一内容试验 应反复做 3 次，并取各次测量结果的平均值作为最终的时滞值。 下面仍以凌志 LS400 轿车为例，对时滞超过规定值的可能原因进行分析。

若“N”至“D”位的时滞较长，说明油路的压力太低、前进挡离合器磨 损、超速挡单向离合器动作不正常；若从“N”位至“R”位的时滞过长，可能 的原因有油路压力太低、直接挡离合磨损、第一挡和倒挡制动器磨损以及超速 挡离合器磨损等。 总而言之，自动变速器中离合器、制动器盘与片之间的磨损等原因变得越 大，则接合所需时间越长；而管路中的油压越低，获得离合器、制动器活塞工 作压力所需的时间也越长，因而时滞越长，这不妨作为分析问题的出发点。 3.液压试验及故障原因分析 3.液压试验及故障原因分析 液压试验即测量自动变速器的油路压力。进行该项试验时，油温应处于 70～80℃之间，为安全起见，测量油路压力时，一定要有两人配合，即一人进 行试验，另一人站在车外观察车轮或车轮垫木的情况。 具体的试验程序如下： ⑴预热自动变速器油； ⑵拆下自动变速器壳体上的测试塞，并连接上油压表； ⑶拉紧驻车制动器，并用垫木将 4 个车轮挡住；
⑷启动发动机并检查怠速转速是否正常； ⑸将制动踏板踩到底，将选挡手柄换入“D”位； ⑹在发动机怠速运转的情况下，检查并记录油路压力，然后，将加速踏板 踩到底，在发动机转速达到失速转速时，迅速记录油路最高压力； ⑺用同样的方法对选挡手柄置于“R”位时的油路压力进行检测。 表 1 为日本丰田汽车公司 A341E、A342E 型电子控制 4 挡自动变速器原厂规 定的油路压力，如油压的测量值达不到规定要求，则应再次检查节气门阀拉索 的调整情况，并重新进行油路压力的测量。 表 1 丰田 A341E、A342E 自动变速器油路压力规定 值 （单位：kPa）
油路压力
“D”位
“R”位
怠速
382～441
579～657
失速
1265～1402
1638～1863
一般来说，如果选挡手柄无论置于“D”位还是置于“R”位，测得的油路 压力都高出规定值，那么造成这种现象的原因不外乎节气门阀拉索失调，节气 门阀故障或调压阀故障；如果在“D”位和“R”位上测得的油路压力都低于规 定值，则可能的原因有节气门阀拉索失调、节气门阀故障、调压阀故障、油泵 故障或超速挡直接离合器故障。 假如出现的问题仅是在“D”位时油压低，则可能的故障原因为“D”工况 油路泄漏或前进挡离合器故障；若仅是在“R”位时油压低，则可能的故障原因 为“R”工况油路泄漏、直接离合器故障或第一挡和倒挡制动器故障。

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