东海汽车修理厂简介    维修特色:各车系电控系统疑难杂症故障的诊断
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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

    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

    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

    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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