汽车自动变速器故障诊断与维修.docx

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汽车自动变速器故障诊断与维修

第四章自动变速器的维修

【案例】

现象：

一辆凌志LS400轿车，变速器型号为A341E，在D位行驶时，当车速达到20km/h以上时，有踩空油门的感觉，此时发动机转速迅速上升，而车速下降。

诊断：

检查ATF油时发现颜色较深，但油面高度正常。

在2位试车，变速器能以1挡起步，加速后能正常升入2挡，当车速达到45km/h时，再将换挡手柄移入D位，车辆无打滑现象，且变速器能正常进入3挡，—直可以进到O/D挡。

进行液压试验，在D位时，1挡的主油路液压正常，打滑时液压很低，3挡和O/D挡的液压也正常。

再检查电子控制系统，ECU通往换挡电磁阀的控制信号变化正常，说明电子控制系统—切正常，当发出2挡控制信号时变速器开始打滑，且主油路液压很低。

由此可以说明，变速器故障发生在2挡的油道、执行元件或液压装置。

将变速器解体后发现，2挡滑行制动器的活塞密封圈损坏，造成D位2挡液压泄漏，使制动器打滑，摩擦片也已经开始发黑。

而在2位2挡时，由于2挡强制制动器参与工作，取代了2挡滑行制动器的功能，所以不会打滑。

排除：

更换2挡滑行制动器摩擦片、活塞的密封圈和其他执行元件、油道的密封圈，加入新的ATF油，试验后—切正常，故障排除。

4．1　　概述

自动变速器由液力变矩器、齿轮变速器、液压控制装置与电子控制装置等组成。

其中，液力变矩器起到自动离合，传递并增大扭矩，柔和传力的作用；齿轮变速器具有改组若干个前进挡、倒挡和空挡的作用；液压控制装置能够根据电子控制装置的指令完成对液力变矩器和齿轮变速器的液压控制，实现挡位的转换；电子控制装置根据汽车运行的各项参数，完成自动变速器的挡位控制、锁止控制、油压调节等，它是整个控制系统的核心，如图4.1所示。

自动变速器的电子控制装置由传感器、执行器和控制单元ECU组成。

传感器主要有节气门位置传感器、发动机转速传感器、涡轮转速传感器、车速传感器、发动机冷却液温度传感器、ATF油温度传感器、P/N开关、模式开关、保持开关、O/D挡开关、强制降挡开关、压力开关、制动开关、空调开关等；执行器主要有换挡电磁阀（A、B）、变矩器锁止电磁阀TCC、油压调节电磁阀PWM、故障指示灯、挡位指示灯等；如图4.2所示。

由于自动变速器是机械、电子、液压的高度集成，在进行故障诊断时不能单独只对电子控制装置进行诊断，故本章将涉及自动变速器的机械、液压和电子等各部分内容。

自动变速的修理作业与发动机的修理作业相比，有其特殊性。

其—，发动机的修理以小修为主，大多数情况下是对单个总成或元件进行拆装、修理或更换；而自动变速器以大修为主，常常是彻底解体、清洗、更换和安装。

其二，发动机修理竣工后的试验比较方便，修理效果不良可以重新检修，不影响其他未修理的部分；而自动变速器的修理是竣工后的一次性检验，如果不合格，还得全部从头再拆装，很可能旧的问题未解决，又出现了新的问题，返工现象特别严重。

基于以上两个特点，在自动变速器的检修中，检验作业显得特别重要。

图4.2自动变速器电子控制系统的组成示意图

4．2　　自动变速器的故障诊断

4．2．1　　自动变速器的检验

自动变速器的很多故障都是通过这些检验发现的，因此这些检验项目对于自动变速器的故障诊断非常重要。

掌握正确的检验方法，是进行自动变速器维护与修理的基础，检验项目可以分为基础检验、失速试验、时滞试验、油压试验、道路试验、仪器换挡试验等。

一、基础检验

基础检验是变速器外围的一些检查和试验，它没有涉及变速器的内部结构，一般有以下几方面的内容：

1．发动机怠速检验

图4.3油标尺刻度

该检验用于检查当控制手柄处于“N”位或“P”位，齿轮变速器处于空挡状态时，发动机的转速是否在规定的范围之内。

如果发动机怠速过低，当控制手柄从“N”或“P”位移到“R”、“D″、“2”或“L”时，就会出现发动机运转不稳定的现象，并导致整个车身发生令人不舒服的振动，起步加速时反应迟缓，如果在坡道上挂挡起步，会出现倒溜现象，甚至会使发动机熄火。

相反，如果发动机怠速过高，则会出现移动控制手柄挂挡时，变速器进挡冲击过大，同时怠速时车辆爬行速度过快的现象，会造成变速器寿命下降。

所以，应该根据车辆维修手册的要求，将发动机的怠速转速调整好。

2．自动变速器液位和油品检验

该检验用于检查ATF油的油面高度是否在规定的刻度范围内以及ATF油品的质量。

检查方法是：

车辆水平停放并怠速运转，运转到正常工作温度后，将换挡控制手柄在各个位置上稍微停放后再移到“P”位，取出油标尺，油面刻度应在油标尺的“热态”（即“H0T”）范围内，如图4.3所示。

如果液压油的平面低于规定液位，车辆在行驶中颠簸时将会有部分空气被吸入，使液压系统液压下降，并会出现下列问题：

①离合器和制动器因液压下降而打滑、磨损、烧毁；②在挡位变化时出现严重的换挡质量下降现象，换挡的冲击会造成机械部件损坏；③齿轮和其他旋转零件得不到良好的润滑而过早磨损。

如果液压油的平面超出规定液位，将导致下列问题的出现：

①阀体内的排泄孔堵塞，影响液压油的正常排泄，阻碍离合器和制动器的平顺脱开，从而引起换挡冲击，有时会出现两个挡位同时存在，传动机构出现运动干涉，从而使元件损坏；②变速器换挡时滞时间过长，加速反应性能差。

在检查液位高度时，要注意判断液压油的颜色、粘度和气味是否正常。

如果液压油颜色变深，粘度变稠或变稀，则需要更换液压油。

如果液压油已经发黑，有糊焦味，甚至有金属小颗粒，说明变速器内的摩擦片和金属元件有磨损、烧毁，需要修理。

在变速器的使用与保养中应注意，每隔一定的时间或行驶里程（如40000km）需要检查ATF油，并视情更换。

3．P/N开关检验

P/N开关又称挡位开关，本检验需完成以下内容：

（1）检查是否仅在控制手柄处于“N”或“P”位时才可以起动发动机，如果发动机在控制手柄处于“N”或“P”以外挡位时能起动，则发动机—经起动，汽车就开始行驶，容易造成交通事故。

（2）检查P/N开关是否将手柄的位置信息送至ECU，ECU要根据这些信息来控制变速器的挡位，调节油压，控制变矩器的锁止等，电源从计算机中输出，移动换挡控制手柄，相应的挡位指示灯应亮，如果不亮，说明信号异常。

（3）检查控制手柄置于R”位时，倒车灯是否点亮。

4．节气门全开检验

图4.4节气门阀拉绳的调整

该检验用于检查加速踏板的位置与节气门的开度之间的关系是否为“全程控制”，保证在加速踏板踩到底时，发动机能够以全负荷状态输出功率。

如果踩足加速踏板，而节气门不能全开时，会引起下列问题：

（1）在高速或重载荷时，发动机动力不足。

（2）不能获得最高车速。

（3）发动机加速不良。

5．节气门阀拉索松紧的检验

该检验用于检查发动机负荷（取决于节气门开度量）是否适当地被传递给液压控制装置中的节气门阀，此即称为“节气门阀的全程控制”。

图4.4所示是皇冠乘用车的节气门阀缆绳，当节气门全开时，罩套和缆绳标记之间的距离不得超出0～1mm。

如果标记在罩套外，则节气门开度大，而节气门阀开度过小，于是产生低于正常的节气门液压，使主油路的压力不能满足大负荷的要求，会引起执行元件的打滑。

如果标记在罩套内，则节气门开度小，而节气门阀的开度过大，于是产生高于正常的节气门液压，使主油路的压力过高，造成换挡冲击，加速执行元件的磨损。

6．超速挡（O/D挡）控制开关的检验

该检验用于检查变速器是否能够从3挡升入O/D挡，又能够从O/D挡降为3挡。

将车辆以100km/h左右的速度行驶，按—下O/D开关，当仪表台上O/DOFF灯亮时，应能感到车身有一次振动，然后车速明显下降，同时发动机的转速迅速上升；再按—下O/D开关，当仪表台上O/DOFF灯灭时，也应感到车身振动—下，然后发动机的转速迅速下降，同时车辆速度开始上升。

注意：

在某些型号中，电磁阀仅在冷却液约为70OC或更高时工作。

二、失速试验

失速试验用于检查液力变矩器在失速状态时，发动机所达到的最高转速。

失速试验应在下列条件下进行：

（1）将变速器工作液升温至正常工作温度，约80OC。

（2）用三角木掩好车轮，拉紧驻车制动，同时将行车制动踏板踩到底，确保车辆安全制动。

（3）控制手柄置于“D”或“R”挡位。

（4）将发动机的加速踏板踩到底，读发动机此时的最高转速。

注意：

失速试验时间严禁超过5s，否则将严重损伤变速器，并使ATF油过早变质。

本试验用于检查发动机的动力输出、油泵、导轮单向离合器的功能和齿轮变速器内制动器与离合器的打滑情况，失速转速因车而异，但一般都在1800-2500r/min的范围内。

失速转速过高或过低都对应于相应的故障，具体分析见表4.1所示。

表4.1失速速度与变速器故障分析表

控制手柄位置

失速速度

故障原因

D位和R位

过高

主油路压力过低（油泵或主油路调压阀故障）；

前进挡和倒挡的换挡执行元件打滑；

液压油滤清器堵塞

过低或熄火

发动机动力不足；

变矩器导轮的单向离合器打滑

仅D位

过高

前进挡油路油压过低；

前进挡换挡执行元件打滑

仅R位

过高

倒挡油路油压过低；

倒挡换挡执行元件打滑

三、时滞试验

从控制手柄由空挡位（“N”或“P”位）移到实挡位（“R”、“D”、“2”或“L”位）的时刻开始，到变速器控制系统使齿轮变速器得到真实挡位所经过的时间，称为“挂挡时滞”。

从控制手柄由实挡位（“R”、“D”、“2”或“L″位）移到空挡位（“N”或“P”位）的时刻开始，到变速器控制系统使齿轮变速器解除挡位所经过的时间，称为“摘挡时滞”。

时滞时间是执行元件间隙、齿轮副的间隙、管路的压力、液压系统的工作性能等的综合反映。

离合器和制动器的自由间隙越大，则啮合时间越长，时滞时间也越长。

管路压力越低，获得离合器活塞工作压力所需的时间越长，则时滞时间越长。

该试验用于测量发动机怠速运转时，自动变速器的“挂挡时滞”和“摘挡时滞”。

一般车辆正常的“挂挡时滞”为1.2s，“摘挡时滞”为1.5s。

四、液压试验

为了初步了解变速器内部的工作情况，在变速器的壳体上都有检测液压系统压力的检测口，一般车辆至少有一个主油路压力检测口，有些车辆有多个压力检测口，可以测量液压系统内部的多处局部压力，如主油路压力、速控阀压力（仅液控式AT）、节气门阀压力、某执行元件油道压力等。

接上专用的高量程油压表，就可以读到各个检测口的压力。

测量液压的状态为：

（1）自动变速器油温达正常范围（约80OC）。

（2）踩下行车制动和拉紧驻车制动，将控制手柄置于“D”、“2”、“L”或“R”位。

（3）分别测试各手柄位置对应于发动机怠速和失速两种状态下的油压。

将所测结果与标准数值比较，如果测得的数值与标准值不符，则需要进行调整、检修或更换油泵，清洗阀体，更换滤清器，更换油道密封圈或检修换挡执行元件的密封件等。

五、道路试验

该试验在变速器工作温度达50OC～80OC工时进行。

1．“D”位试验

（1）换高速挡检验

将换挡控制手柄置于“D”位，超速挡开关处于“0N”状态，踩下加速踏板全开或半开，使车辆加速行驶，检查有无发生1挡—2挡、2挡—3挡和3挡—O/D挡的顺利变化，且各换挡点是否在标准范围内，即全开或半开的车速值。

（2）换挡冲击、打滑、振动和噪声检验

同样按方式

（1）做换高速挡检验，并在各换挡车速点反复加速和减速，检查在1挡—2挡、2挡—3挡和3挡—O/D挡的各点换挡时的冲击程度和执行元件的打滑程度。

检查在各个挡位上行驶时，有无异常噪声和振动。

如果在某个挡位上出现发动机转速迅速上升，而汽车速度变化较慢，或车辆不能平稳起步等情况，可能是因为执行元件打滑造成。

（3）换低挡检验

在“D″位以O/D挡行驶时，缓慢制动到停车，检查变速器有没有发生O/D挡—3挡、3挡—2挡、2挡—1挡的顺利变换，并检查减挡时的冲击程度。

（4）锁止检验

为了提高汽车的经济