《丰田自动变速器A340E故障诊断与维修分析》.docx
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《丰田自动变速器A340E故障诊断与维修分析》
摘要…………………………………………………………………1
前言…………………………………………………………………3
第一章自动变速器的工作原理及与手动变速器的区别……4
1.1自动变速的工作原理……………………………………4
1.4自动变速器的型号含义…………………………………8
第二章丰田皇冠3.0JZS133型轿车A340E自动变速器的结构及原理……………………………………………………………………9
2.1A340E系列自动变速器的基本结构………………………9
2.2主要零部件…………………………………………………12
2.3A340E的传动原理及传动路线……………………………18
第三章丰田皇冠3.0JZS133型轿车A340E故障原因与检修方法……………………………………………………………………24
3.1A340E自动变速器的故障与检修…………………………24
3.2A340E自动变速器检测的流程……………………………34
3.3自动变速器的维护及使用…………………………………35
3.4某丰田皇冠轿车不能起动并且自诊断失灵维修案例
致谢……………………………………………………………………37
参考文献………………………………………………………………38
摘要
本文先对自动变速器工作原理及与手动变速器的区别进行了分析，并介绍了自动变速器分类。
再对丰田A340E自动变速器进行了概述，即丰田皇冠3.0JZS133型轿车A340E型自动变速器系统的结构和工作原理。
分析自动变速器档位变换及换挡路线和各档位的控制油路。
丰田A340E型自动变速器实际上是自动变速器根据汽车速度、发动机转速和动力负荷、路况等因素自动进行升降档位，实现自动换挡变速。
最后介绍了自动变速器容易出现的故障及原因和相关的检测维修方法，以及自动变速器技术未来的发展趋势。
关键词：
丰田，A340E型自动变速器，传动路线，控制系统，故障原因，故障检修，发展趋势
前言
随着技术发展和社会进步，汽车已经成为人们生活中不可缺少的交通运输工具，而汽车在我国的普及率正在迅速逼近国外发达国家的水平。
然而国内汽车检测维修等相关技术人才远远不能满足需要，成为国内紧缺人才。
近年来，国内培养汽车维修、服务等方面人才的高职类院校如雨后春笋般地涌现出来，培养目标基本上定位在培养社会急需的高等技能型人才。
汽车自动变速器是目前公认的汽车传动系统中的重点和难点技术，目前已经成为各大汽车制造商开发、引进、制造、装备的重点和标准配置。
自动表速器的使用也提高了汽车的驾驶性能、行驶性能和乘坐的舒适性，延长了汽车发动机和传动系的使用寿命，也降低了汽车废气排放污染。
汽车自动变速器是汽车上最为复杂的总成之一，由于结构复杂，技术先进，工作原理复杂，掌握这门技术难度较大，特以丰田系列自动变速器A340E为例，主要介绍其主要组成元件，工作过程，传动路线，以及出现的故障现象和原因，检查和排除故障的方法，清楚易懂，有助于进一步了解自动变速器的工作原理，加深记忆，对于自动变速器的维修方面有较大帮助，维修起来更加轻松。
第一章自动变速器的工作原理及与手动变速器的区别
1.1自动变速器的工作原理
一般来说，自动变速器的挡位分为P、R、N、D、2、1或L档位。
自动变速器是通过各种液压多片离合器和制动闸限制或接通行星齿轮组中的某些齿轮得到不同的传动比，自动变速器传动系统是由液力变矩器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。
其中，液力变扭器是自动变速器最具特点的部件，它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成，它直接输入发动机动力，并传递扭矩，同时具有离合作用。
泵轮和涡轮是一对工作组合，它们就好似相对放置的两台风扇，一台风扇吹出的风力会带动另一台风扇的叶片旋转，风力成了动能传递的媒介，如果用液体代替空气成为传递动能的媒介，泵轮就会通过液体带动涡轮旋转，再在泵轮和涡轮之间加上导轮，通过反作用力使泵轮和涡轮之间形成转速差，实现变速变矩。
以一个典型的自动变速器为例，液压控制装置根据节气门（油门）开度和变速器输出轴上输送来的信号控制升降档。
根据节气门开度变化，液压控制装置中的调节阀产生与加速踏板踏下量成正比的液压，该液压作为节气门开度“信号”加到液压控制装置；另外有装配在输出轴上的速控液压阀可产生与转速（车速）成正比的液压，作为车速“信号”加到液压控制装置。
因此，就有节气门开度“信号”和车速“信号”，液压控制装置根据这两个“信号”自动调节变速器油量，从而控制换档时机。
也就是说在汽车驾驶中，驾驶员踏下加速踏板（油门踏板），控制节气门开度和汽车的行驶速度（变速器输出轴转速），就能自动控制变速器内的液压控制装置，液压控制装置会利用液力去控制行星齿轮系统的离合器和制动器，以改变行星齿轮的传动状态。
自动变速器的核心控制装置是液压控制装置，液压控制装置由油泵、阀体、离合器、制动器以及连接所有这些部件的液体通路所组成。
关键部件是阀体，因此它是自动变速器的控制中心。
阀体的作用是根据发动机和底盘传动系的负载状况（节气门开度和输出轴转速），对油泵输出到各执行机构的油压加以控制，以控制液力变矩器，控制各离合器和制动器的结合与分离实现自动换档。
1.4自动变速器的型号含义
一般用A表示自动变速器，M表示手动变速器，有的变速器型号前加上表明生产厂家的字母，如ZF表示德国ZF公司生产的自动变速器。
用F表示前轮驱动，R表示后轮驱动。
前进档用数字表示，用E表示电控，L表示液控，EH表示电液控制。
生产、改进序号是指自动变速器是基本型还是改进型，额定输出转矩指自动变速器能够传动的最大转矩。
以丰田自动变速器为例：
目前丰田自动变速器的型号以A340E这种型号中有3个数字为代表，这种形式的变速器主要有A140E、A245E、A541E、A650E、A750E、A760E、U341E、U241E、U151F、A540H等，其中：
A-----表示自动变速器；若是U则表示超级智能自动变速器，且为前轮驱动。
3------其中1、2、5表示前轮驱动，3、4、6、7表示后轮驱动。
4------表示前进档位数，4表示四档自动变速器，5表示五档自动变速器，6表示六档自动变速器。
0------表示生产序号，0是基本型，1是一次改进，2是二次改进。
E------表示电控自动变速器，同时具有锁止离合器；H或F表示四轮驱动自动变速器，均省略了E。
第二章丰田皇冠3.0JZS133型轿车A340E自动变速器的结构及原理
2.1A340E系列自动变速器的基本结构
自动变速器的基本组成：
液力变矩器、变速齿轮机构、供油系统和换挡操纵机构等四大部分组成。
液力变矩器结构：
行星齿轮机构：
供油系统：
换挡操纵机构：
2.2主要零部件简图
图2-1A340E行星齿轮结构简图
1-超速离合器（C0），2-超速制动器（B0），3-二档滑行制动器（B1），4，直接离合器（C2），
5-前进离合器（C1），6-二档制动器（B2），7-倒档制动器（B3），8-后行星架，9-后环齿圈，10-输出轴，11-太阳轮，12-第二单向离合器，13-第一单向离合器，14-前环齿圈，15-前行星架，16-超速环齿圈，17-超速行星架，18-超速太阳轮，19-输入轴，20-超速单向离合器，21-超速输入轴
图2-2超速行星排组件
1座圈，2止推轴承，3离合器鼓，4活塞，5O型圈，6回位弹簧，7卡簧，8钢片，
9摩察片，10法兰，11、12卡环，13挡板，14单向离合器，15外环，16止推垫圈，
17超速行星架，18、20座圈，19止推轴承，21唤齿圈，22齿圈法兰，23卡环
图2-3超速制动器组件
图2-4直接档离合器分解图
1离合器鼓，2活塞，3O型圈，4回位弹簧，5卡环，6推力垫，7钢片，8摩察片，9法兰，10卡环。
图2-5前进离合器分解图
1封油环，2止推轴承，3离合器鼓，4、6O型圈，5活塞，7回位弹簧，8卡环，9座圈，10止推轴承，11缓冲板，12钢片，13法兰，14卡环，15摩察片。
图2-6前行星架分解图
1座圈，2前环齿圈，3座圈，4止推轴承，5座圈，
6前行星架（轮），7座圈，8止推轴承。
图2-7共享太阳轮分解图
1卡环，2共享太阳轮，3密封圈，4输入鼓，5卡环，
6推力垫，7第一单向离合器和二档制动毂总成。
图2-8二档制动器分解图
1卡环，2法兰，3摩察片，4、6钢片，5活塞套筒，7推力垫，8卡环，
9弹簧座，10回位弹簧，11制动活塞，12O型圈，13二档制动毂
图2-9第一制动器
1E型环，2锁杆，3制动带，4弹簧，5活塞杆，6挡圈，7弹簧，
8密封油环，9活塞，10E型环，11活塞，12卡环，13O型圈
图2-10后行星排组件分解图
（8）一档及倒档制动器组件
下图（2-11）为一档及倒档制动器的分解图。
制动鼓是自动变速器壳体，而制动毂不在该组件中。
由于一档及倒档制动器是用来制动后行星架的，所以一档及倒档制动器的制动毂和和后行星架为一体。
这样，当该制动器结合时，后行星架即被制动。
图2-11一档及倒档制动器分解图
2.3A340E的传动原理及传动路线
A340E传动原理：
A340E是前行星架和后环齿圈组成一个组件成为双排行星齿轮机构4个基本组件中一个；前进离合器C1是把输入轴19和前环齿圈14连在一起，而直接离合器C2和A43D的形式一样，它把超速行星排的输出和太阳轮连接在一起。
图2-12A340E传动原理图
手柄位置
传动档位
工作元件
C0
C1
C2
B0
B1
B2
B3
F0
F1
F2
P
停车档
●
○
○
○
○
○
○
○
○
○
R
倒档
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○
●
○
○
○
●
●
○
○
N
空档
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○
○
○
○
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○
○
D
一档
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二档
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三档
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○
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○
超速档
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○
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○
○
○
○
2
一档
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○
○
○
○
○
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○
●
二档
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○
○
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●
○
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三档
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○
L
一档
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○
○
○
○
●
●
○
●
二档
●
●
○
○
●
●
○
○
●
○
各换档执行元件工作表如下：
（1）P位和N位
当操纵手柄置于P位或N位时，电液控制系统使换文件执行机构中的超速离合器C0处于工作状态。
由于前进离合器C1和直接离合器C2均不在啮合位置，超速行星排的动力无法传递至后续的双排行星齿轮机构。
所以，超速行星排处于空转状态，而整个自动变速器处于空档。
（2）R位倒档
在该档位动作的换檔执行机构是C0、C2、B3和F0。
超速离合器C0的啮合把超速太阳轮和超速行星架连为一体而处于直接档状态。
C2的动作使超速行星排的输出通过输入轴19经该离合器传递至共享太阳轮11。
在后行星排中，后行星架被倒档制动器B3制动。
当太阳轮顺时针旋转时，后行星架上的行星轮只能逆时针自转带动后环齿圈逆时针转动，所以输出轴也随之做逆时针方向旋转，形成倒档传动状态，该档位动作的换档执行机构C0、C2、B3和F0工作。
图2-15倒档传动原理图
（3）D位一档
当操纵手柄置于D档位时，整个自动变速器处于前进状态。
当发动机负荷很小或行驶阻力很大时，电液控制装置自动接通一文件油路，换档执行机构中的C0、C1、F2工作。
图2-16D位一档传动原理图
（4）D位二档
汽车起步后，如果发动机的负荷增大（油门加大）或行驶阻力减小，电液控制装置将自动接通二档控制油路。
换档执行机构的动作组件在D位一文件的基础上增加了二档制动器B2；二档制动器B2的啮合，使第一单向离合器F1的外环被固定。
该档位换档执行机构C0、C1、B2工作。
图2-17D位二档传动原理图
（5）D位三档
在行驶过程中，如果发动机负荷更大，或行驶阻力更小时，电液控制系统自动接通三档油路。
换文件执行机构的动作组件比D位二档增加了直接离合器C2的动作。
该档换档执行机构C0、C1、C2、B2、F0工作。
图2-18D位三档传动原理图
（6）D位四档（超速档）
从D位三档转换到D位超速档时，作用于双排行星齿轮机构的换档执行元件仍是C1、C2、B2工作，而作用于超速行星排的换档执行元件改变。
电液控制系统使在前三个档位一直啮合的超速离合器脱开啮合，超速制动器进入啮合。
超速制动器B0啮合，使超速行星排中超速太阳轮被制动而成为超速行星排中的固定件。
该档位执行元件B0、C1、C2、B2、F0工作。
图2-19超速档传动原理图
（7）2位（或S位）一档
2位或S位是一种低速前进档。
主要应用有坡道行驶和利用发动机制动减速的行驶状态。
如果用D档位上坡，在三档和超速档之间或二档与三档之间可能出现“循环跳档”的情况。
当手柄置于2位（S位）时，自动变速器的电液控制系统保证了在该文件位变速机构只能在一档和二档之间变速而不能升至三档或超速档，但二位一档没有发动机制动功能。
换档执行机构中的C0、C1、F2工作。
图2-202位（S位）一档传动原理图
（8）2位二档
2位二档和D位二档在形式上的区别主要在2位二档时，除了D位二档时动作的换文件执行机构组件外，还多加了二档滑行制动器的动作B1动作。
在下坡时利用2位二档的发动机制动减速功能，由于整个传动方向发生变化，二档滑行制动器B1就起到关键作用。
使共享太阳轮在顺时针方向的旋转被制动。
该档位换挡执行机构C0、C1、B1、B2工作
图2-212位二档传动原理图
（9）L位
L位是一个强制抵挡位。
在上下坡时，手柄由D位或2位移至L位时，它可以由D位三档强制降档到L位二档。
L位二档和2位二档的原理一样具有发动机制动减速功能。
如果上下坡度较大，它自动降为L位一档。
上坡时可以在一档稳定行驶；而在下坡时，L位一档能利用发动机制动减速功能。
该换档执行机构中的C0、C1、B3、F2工作
图2-22L位档传动原理图
第三章丰田皇冠3.0JZS133型轿车A340E故障原因与检修方法
3.1A340E自动变速器的故障与检修
一、汽车不能行驶
故障现象：
（1）无论操纵手柄位于倒档、前进档或前进低档，汽车都不能行驶。
（2）冷车起动后汽车能行驶一小段路程，但稍一热车就不能行驶。
故障原因：
（1）自动变速器油底壳漏油，无液压油，导致变矩器不能传递动力或离合器、制动器不能工作。
（2）操纵手柄和手动阀摇臂之间的连杆或拉索松脱，手动阀保持在空档或停车档位置。
（3）涡轮花键毂严重磨损，无法驱动变速器的输入轴。
（4）主油路严重堵塞，主油路不能建立正常油压。
（5）油泵损坏或滤网堵塞，不供油。
故障诊断与排除：
（1）拔出自动变速器的油尺，检查自动变速器液压油面高度。
若油尺上没有液压油，说明自动变速器的液压油已全部漏光。
对此，应检查油底壳、液压油散热器、油管等处有无破损而导致漏油。
如有破损处应修复后重新加油。
（2）检查自动变速器操纵手柄与手动阀摇臂之间的连杆或拉索有无松脱。
如有松脱，应予以修复，并重新调整好操纵手柄的位置。
（3）拆下主油路测压孔上的油塞，起动发动机，将操纵手柄拨至前进档或倒档位置，检查测压孔内有无液压油流出。
（4）若主路侧压孔内没有液压油流出，应打开油底壳，检查手动阀摇臂轴与摇臂有无松脱，手动阀心有无折断或脱钩。
若手动阀工作正常，则说明油泵损坏。
对此，应拆卸分解自动变速器，更换油泵。
（5）若主油路侧压孔仙只有少量液压油流出，油压很低或基本上没有油压，应打开油底壳，检查油泵进油滤网有无堵塞。
如无堵塞，说明油泵损坏或主油路严重泄漏。
对此，应拆卸分解自动变速器，予以修理。
（6）若冷车起动时主油路有一定的油压，但热车后油压即明显下降，说明油泵磨损过多，应更换油泵。
（7）若测压孔内有大量液压油喷出，说明主油路油压正常，故障出在自动变速器中的输人轴、行星排或输出轴。
对此，应拆检自动变速器。
三、换档冲击大
故障现象：
（1）在起步时，由停车档或空档挂人倒或前进档时，汽车震动较严重。
（2）行驶中，在自动变速器升档的瞬间汽车有明显的闯动。
故障原因：
（1）发动机怠速过高。
（2）节气门拉索或节气门位置传感器调整不当，使主油路油压过高。
（3）升档过迟。
（4）真空式节气门阀的真空软管破裂或松脱。
（5）主油路调压阀有故障，使主油路油压过高。
（6）减震器活塞卡住，不能起减震作用。
（7）单向阀钢球漏装，换档执行元件（离合器或制动器）接合过快。
（8）换档执行元件打滑。
（9）油压电磁阀不工作。
（10）电脑有故障。
故障诊断与排除：
（1）检查发动机怠速，装用自动变速器的发动机怠速一般为750r/min左右。
若怠速过高，应按标准调整。
（2）检查节气门拉索或节气门位置传感器的调整情况。
如不符合标准应重新调整。
（3）检查真空节气门阀的真空软管，如有破裂应更换，如松脱应牢固。
（4）做道路试验。
如有升档过迟的现象，则说明换档冲击大的故障是升档过迟所致。
如在升档之前发动机转速异常升高，导致在升档的瞬间有较大的换档冲击，则说明离合器或制动器打滑，应分解自动变速器修理。
（5）检测主油路油压。
如果怠速时主油路油压过高，则说明主油路调压阀或节气门阀有故障，可能是预压弹簧的预紧力过大或阀芯卡滞所致;如果怠速时主油路油压正常，但起步进档时有较大的冲击，则说明前进离合器或倒档及高档离合器的进油单向阀阀球损坏或漏装，应拆卸阀板进行检修。
（6）检查换档时的主油路油压。
在正常情况下，换档时的主油路油压会有瞬时的下降。
如果换档时的主油路油压没有下降，则说明减震器活塞卡滞，应拆卸检查阀板和减震器。
（7）电子控制自动变速器如果出现换档冲击过大的现象，应检查油压电磁阀的线路以及油压电磁阀工作是否正常，电脑是否在换档的瞬间向油压电磁阀发出控制信号。
如线路有故障应修复，如电磁阀损坏更换电磁阀，如电脑在换档的瞬间没有向油压电磁阀发出控制信号，说明电脑的故障，应更换电脑。
四、升档过迟
故障现象：
（1）在汽车行驶中，升档车速明显高于标准值，升档前发动机转速偏高。
（2）必须采用松油门提前升档的操作方法才能使自动变速器升人高档或超速档。
故障原因：
（1）节气门拉索或节气门位置传感器调整不当。
（2）节气门位置传感器损坏。
（3）调速器卡滞。
（4）调速器弹簧预紧力过大。
（5）调速器壳体螺栓松动或输出轴上的调速器进出油孔的密封圈磨损，导致调速器油路泄漏。
（6）真空式节气门阀推杆调整不当。
（7）真空式节气门阀的真空软管破裂或真空膜片室漏气。
（8）主油路油压或节气门油压太高。
（9）强制降档开关短路。
（10）电脑或传感器有故障。
故障诊断与排除：
（1）对于电子控制自动变速器，应先进行故障自诊断。
如有故障代码，则按所显示的故障代码查找故障原因。
（2）检查节气门拉索或节气门位置传感器的调整情况。
如不符合标准，应重新调整。
（3）测量节气门位置传感器的电阻，如不符合标准，应予以更新。
（4）对于采用真空式节气门阀的自动变速器，应拔下真空节气门的真空软管，检查在发动机运转中真空软管内有无吸力。
如果没有吸力，说明真空软管破裂、松脱或堵塞。
应检修。
（5）检查强制降档开关。
如有短路应予修复或更换。
（6）测量怠速时的主油路油压，并与标准值比较。
若油压太高，应通过节气门拉索或节气门位置传感器予以调整。
采用真空式节气门阀的自动变速器，应采用减少节气门阀推杆长度的方法予以调整。
若调整无效，应拆检主油路调压阀或节气门阀。
（7）用举升器将汽车升起，然后起动发动机，挂上前进档，让自动变速器运转，同时测量调速器油压。
调速器油压应倦随车速的升高而增大。
将不同转速下调这器油压与标准值进行比较。
若低于标准值，说明调速:
器有故障或调速器油路有泄漏。
应拆卸自动变速器，检查调速器螺栓有无松动、调速器油路上的各处密封圈或密封环有无磨损漏油、调速器阀芯有无卡滞或磨损过甚、调速弹簧是否太硬。
（8）若调速器油压正常，则升档过迟的故障原因为换档阀工作不良。
对此，应拆检或更换阀板。
五、不能升档
故障现象：
（1）汽车行驶中自动变速器始终保持在1档，不能升人2档或高速档。
（2）行驶中自动变速器可以升人2档，但不髓升人3档或高速档。
故障原因：
（1）节气门拉索或节气门位置传感器调整不当。
（2）调速器有故障。
（3）调速器油路严重泄漏。
（4）车速传感器有故障。
（5）2档制动器或高档离合器有故障。
（6）换档阀有卡滞。
（7）档位开关有故障。
故障诊断与排除：
（1）对于电子控制自动变速器，应先进行故障自诊断。
影响换档控制的传感器有:
节气门位置传感器、车速传感器、。
按所显示故障代码查找原因。
（2）按标准重新调整节气门拉索或节气门位置传感器。
（3）检查车速传感器。
如有损坏，应予以调整或更换。
（4）检查档位开关的信号。
如有异常，应予以调整或更换。
（5）测量调速器油压。
若车速升高后调速器油压应为0或很低，说明调速器有故障或调速器油路严重泄漏。
对此，应拆检调速器。
调速器芯如有卡滞，应分解清洗，并将阀芯和阀孔用金相砂纸抛光。
若清洗抛光后仍有卡滞，应更换调速器。
（6）用压缩空气检查调速器油路有无泄漏，如有泄漏，应更换密封圈或密封环。
（7）若调蕊器油压正常，应拆卸阀板检查各个换档阀。
换档阀如有卡滞，可将阀芯取出，用金相砂纸抛光。
再清洗后装人。
如不能修复，应更换阀板。
（8）若控制系统无故障，应分解自动变速器，检查各个换档执行元件有无打滑，用压缩空气检查各个离合器、制动油路或活塞有无泄漏。
六、无超速档
故障现象;
（1）在汽车行驶中，车速已升高至超速档工作范围，但自动变速器不能从3档换人超速档。
（2）在车速已达到超速档工作范围后，采用提前升档的方法也不能使自动变速器升人超速档。
故障原因:
（1）超速档开关有故障。
（2）超速电磁阀有故障。
（3）超速制动器打滑。
（4）超速行星排上的直接离合器或单向超越离合器卡死。
（5）档位开关有故障。
（6）液压油温度传感器有故障。
（7）节气门位置传感器有故障。
（8）
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