差速器与中心太阳轮齿数不匹配引发自动变速器换挡冲击大故障分析

差速器与中心太阳轮齿数不匹配引发自动变速器换挡冲击

大故障分析

一、故障现象

一辆2003年款的别克君威轿车，搭载2.5 lv6电喷发动机和4t65e 型自动变速器。该车在行驶过程中，变速器自动换挡时有较大的冲击感，而且仪表上的发动机故障指示灯点常亮。

二、故障诊断与分析

用解码仪（tech2）读取故障码，动力系统控制模块pcm内存储有故障码dtc p0730，用笔记下此故障编码，清除后再从新读取故障码，还是原故障码，说明此码是新故障码，查阅维修手册，得知此故障码的含义为“不正确的齿轮传动比”。进行路试，并在行驶中阅读变速器数据流，从各挡位传动比的数值（表1）可以明显地看出，变速器确实存在错误的传动比，因为3挡的传动比应该在1∶1附近较小的范围内波动，查找维修手册，而该车在3挡时的实际传动比明显小于1∶1。

表1 各挡位电磁阀工作状态及传动比

pcm根据自动变速器输入轴转速传感器和车速传感器的信号计算传动比，并实际传动比与pcm内预置的传动比进行比较。当以下情况发生超过7 s时，就设置故障码dtc p0370，这些情况是：齿轮传动比大于2.97∶1；齿轮传动比为2.43∶1～8.87∶1；齿轮传动比为1.62∶1～2.33∶1；齿轮传动比为1.05∶1～1.52∶1；齿轮

传动比为0.75∶1～0.95∶1；按照上述原理进行分析，造成传动比错误的原因有：

变速器内部离合器等元件打滑；

输入轴转速传感器信号错误；

车速传感器的信号错误等。

而造成离合器打滑的可能原因又有离合器自身故障、液压油路故障或电控部分故障。于是决定先不解体变速器的状态下，进行一下测试。

（1）变速器油压测试：挡位开关前边的油压测试孔上连接油压表，在诊断接口上连接tech2。启动发动机，踩住制动踏板，将换挡杆分别在各挡位停留5s，并通过tech2控制变速器压力控制电磁阀的电流值，以获取各挡位的油压值。将实际测量结果与标准油压值进行对照（表2），实际油压值的标准范围之内。

表2 压力控制电磁阀电流与油压值

（2）检查变速器电控部分：既然故障点不在油压控制系统上，那么接下来就检查电控部分。影响变速器换挡的2个主要传感器有节气门位置传感器和车速传感器，节气门位置传感器如果有问题一般会对发动机产生影响，而该车的发动机在工作无任何异常。那么只有检查车速传感器，而别克君威4t65e变速器配备的车速传感器是电磁式传感器，将车顶起，着车挂挡，模拟行驶时的条件检查车速传感器产生交流电压信号如图1所示。车轮转动后，波形在显示

屏幕显示中心的零伏平线上，开始上下跳动，并随着车速的提高跳动越来越高。从图可看出波形在零伏线上下的跳变是非常对称的，车速传感器的信号的振幅随车速增加。速度越快波形幅值就越高，而且车速增加，波形频率也将增加，屏幕将显示有较多的波形震荡，车速传感器输出的电压信号根据pcm的不同用途转换成转速或车速，pcm参考此信号来控制换挡时刻、油压以及变速器的锁止和释放。经过测量，证实了车速传感器没问题。用类似的方法测量输入轴转速传感器，也没有发现异常。

图1 车速传感器波形图

那么故障点在哪里呢？对该车的pcm进行了检查，升级了pcm的标定程序甚至用30 min循环编程法进行重新编程，最后又更换了新的pcm，但是故障依旧。

难道故障点出现在变速器内部？在迫不得已的情况下，只好将变速器拆下进行分解，并对变速器内部元件进行了仔细检查，结果令人失望，每组的离合器片都完好无损且没有任何糊味，活塞和伺服器都利用压缩空气进行了实验，波形片和钢片的位置也没有装错，行星齿轮机构和差速器也没有打齿损坏的现象，蓄压器的弹簧压力正常，各挡位电磁阀的阻值也都符合标准（表3）。

表3 各挡位电磁阀阻值

故障到底在哪里呢？难道故障出在机械传动齿轮上？检查所有

的行星齿轮、传动链轮以及差速器均无损伤痕迹。查看维修手册，

发现别克君威轿车的自动挡车型搭载有3.0 l和2.5 l两种排量的发动机，与之匹配的都是4t65e型自动变速器。3.0 l和2.5 l 发动机从外观上看不出区别，气缸直径相同，只是3.0 l发动机的活塞行程比2.5 l发动机的活塞行程大。冷静思考后，大胆妄想一下同样是4t65e型变速器，虽然变速器外观相同，但是变速器内部是否也会有所不同？

于是查阅原厂维修手册，资料上并没有相关说明，从配件库查找不同排量但用同一型号的自动变速器齿轮，一定能从配件上找出差别。终于，在配件库的零件中找出了3.0 l和2.5 l发动机匹配的4t65e型变速器的不同之处，即传动链轮和差速器部分不一样。（1）虽然与两种发动机匹配的4t65e变速器主动链轮与从动链轮的齿数相加都是70，但是与2.5 l发动机匹配的4t65e变速器的主动链轮齿数是33齿，从动链轮的齿数是37齿（图２），而与3.0 l发动机匹配的4t65e变速器的主动链轮和从动链轮齿数都是35齿（图３）。

（2）虽然与两种发动机匹配的4t65e变速器的差速器行星齿轮和行星架形状是一样的，但是与2.5 l发动机匹配的4t65e变速器的差速器尺寸稍大，所以与之相配合的中心太阳轮的齿数多，为22齿。与3.0 l发动机匹配的4t65e变速器的差速器尺寸稍大小，所以与之相配合的中心太阳轮的齿数较小，为18齿。

图２ 2.5 l主动链轮（左）和从动链轮（右）

图３ 3.0 l主动链轮（左）和从动链轮（右）

该车错误地使用了较大的差速器与较小的中心太阳轮相匹配，存在过大的间隙。因为差速器是整个变速器的传动终端，所以该车变速器的换挡过程中存在冲击现象。虽然变速器的动力输入端的传动链轮装错，但是由于2种主动和从动传动链轮的齿数相加都为70，所以传动链轮装上后也能完全吻合且不会松旷，但是会造成传动链轮齿数比不正确的故障，所以变速器的所有挡位输入的初始速度都不正确的，就造成了变速器的齿轮传动比与标准的传动比不一致的故障现象。

三、故障排除

更换与2.5 l发动机相匹配的变速器传动链轮和差速器，试车故障排除，变速器各种数据恢复正常。