自动变速器无超速档故障诊断与排除

自动变速器无超速档故障诊断与排除

樊朝伟

普宁职业技术学校 515300

【摘要】人们对节能、操作舒适性、安全、环保的要求越来越高,各国的汽车制造者为了满足人们的需求研制出各种型号的自动变速器。随着科技的不断向前发展,自动变速器在汽车上面的使用越来越普遍,自动变速器已经演变成整车中除发动机外最主要的组成部分,尤其是ECU与换挡技术的发展逐渐成熟大力的推动自动变速器技术的发展,但同时对自动变速器的维护和检修变得尤其重要。

【关键词】自动变速器 维护和检修

前言

本人于2007年进入某大学学习“汽车维修工程教育”专业，2012年8月至今在XXX学校任教，主要担任汽修专业的理论教学和实训教学。经过7年的不断学习和经验的积累，专业技能逐渐成长，在教学过程中，刻苦钻研，提高自己的专业技术水平，在2012年5月获得技师资格证书。随着科技的一直在前进，装载自动变速器的车辆的比例日益增加，因此我们了解和掌握自动变速器的结构组成、工作原理和一些常见故障诊断与排除。

正文

一、故障症状：

在我校有一辆使用A340-E变速器的CROWN实训车,换挡手柄有6个档位，分别是L、2、D、N、R、P，在车辆运行过程中，当换档杆挂入P、R、N、2、L档位时变速器都能够正常运行，当换档杆挂入D档时,发动机的状况和汽车的状况达到超速档的工作范围内，可是自动变速器就是不从3档升到超速档。

二、故障原因分析：

1、产生故障的原因主要从三大方面分析:

1)电控系统产生问题的可能,即从传感器ECU电磁阀之间的电路可能有问题;

2)液压控制系统产生问题的可能,即从电磁阀换档阀之间的油路可能有问题;

3)行星齿轮变速传动机构产生问题的可能,即行星排和执行元件可能有问题。

2、使A340E变速器引起超速档故障的起因,主要有如下几方面:

1)电磁阀、超速档开关有问题;

2)档位开关有故障;

3)油温传感器、节气门位置传感器不正常;

4)3、4档换档阀有故障。

三、工作原理分析：

（一）自动变速器基本组成

CROWN轿车使用的丰田A340E自动变速器是一款后轮驱动四速变速器,是非常典型的辛普森式行星齿轮变速机构,它由液力变矩器、行星齿轮变速传动机构、控制系统三大部分组成。

丰田A340E自动变速器的换档杆有P、R、N、D、2、L共6个档位,其中D位(前进档)可分D1、D2、D3、D4;2位(长坡档)可分1、2;L位(陡坡档) 。其档位图形合各档位传递路线如图所示,

P：驻车档。将换挡手柄移到该位置时，能够让发动机着车，但车辆没有办法前进和后退。

R：倒车档。 发动机着车后将换挡手柄移到该位置时，汽车向后行驶。

N：空挡。将换挡手柄移到该位置时，能够让发动机着车，发动机运行时动力没有传递给变速器，但车辆可以移动。

D：前进挡。发动机着车后将换挡手柄移到该位置时，自动变速器可以参考车辆的一些信息在ECU的控制下自动的在1、2、3和超速档之间变换。

2：前进长坡挡。发动机着车后将换挡手柄移到该位置时，自动变速器可以参考车辆的一些信息在ECU的控制下自动的在1、2档之间变换。

L：前进陡坡挡。发动机着车后将换挡手柄移到该位置时，自动变速器以1档行驶。

（二）自动变速器行星齿轮变速传动机构基本组成

丰田A340E自动变速器的行星齿轮变速传动机构主要由3个行星排及十个执行元件组成,其中后面为辛普森行星排、前面为一个超速行星排、3个离合器、4个制动器及3个单向离合器。其特点是太阳轮共用（前后排）、前架后圈（前行星架和后齿圈共用）并与输出轴相连。自动变速器主要是利用行星齿轮机构跟这些执行元件一起来实现不同档位的。

3、各档位传递路线如下图：

P：停车档。

当换挡杆于位P位时，通过表2可以明确地看出只有C0工作，剩下的执行元件都没有工作，输入轴的动力不能够传递到后排行星齿轮机构上，而且还将输出轴的外齿锁住，所以在该档位时驱动轮不能转动。人为的移动车辆，车辆不能移动。

R：倒车档。只有C0、B3、C2、F0参与工作。传递路线：

输入轴超速排行星架（C0、F0作用使超速排形成直接档）超速排齿圈中间轴（C2作用）公用太阳轮后排行星轮（B3作用锁止后排行星架）后排齿圈输出轴

N：空挡。

当换挡杆于位N位时，通过表2可以明确地看出只有C0工作，剩下的执行元件都没有工作，输入轴的动力不能够传递到后排行星齿轮机构上，而且输出轴的外齿没有被锁住，所以在该档位时驱动轮能转动。人为的移动车辆，车辆能移动。

D：前进挡。

当换挡杆置于此位时，自动变速器可以参考车辆的一些信息在ECU的控制下自动的在1、2、3和超速档之间变换。

前进一档 只有C0、C1、F2、F0参与工作。传递路线：

起步前 输入轴超速排行星架前齿圈前行星轮公共太阳轮后行星架后齿圈输出轴

起步后 输入轴超速排行星架前齿圈前行星架输出轴

输入轴 前行星架公共太阳轮后行星架后齿圈输出轴

前进二档 只有C0、B2、F0、C1、F1参与工作。传递路线：

输入轴超速排行星架前齿圈前行星轮前行星架输出轴

前进三档 只有C0、C2、C1、F0参与工作。 传递路线：

输入轴超速排行星架前齿圈、公共太阳轮前行星架输出轴

超车档 只有C1、C2、B0参与工作。 传递路线：

输入轴超速排行星架前齿圈、公共太阳轮前行星架输出轴

2：前进长坡挡。 只有C1、C0、B1、F0、F1 参与工作

传递路线：

输入轴超速排行星架前齿圈前行星轮前行星架输出轴

L：前进陡坡挡。 只有C1、B3、C0、F0、F2 工作 传递路线：

输入轴超速排行星架前行星轮前行星架输出轴

公共太阳轮后行星轮后齿圈输出轴

四、自动变速器控制系统工作过程

1、自动变速器控制系统基本组成

丰田A340E自动变速器控制系统的组成包含电子控制系统和液压控制系统。其中传感器、电子控制单元(ECU)和执行器3大部分组成电控系统。油泵、自动变速器油和手动阀、换档阀、调压阀等组成液控系统。

自动变速器能够完成自动升降挡是在行驶时驾驶员控制油门踏板的位置或发动机工况发生变化以及汽车的行驶速度都能使档位发生变化，还有自动换挡系统中各控制阀位置的改变将影响变速齿轮机构中离合器和制动器的工作状态，并使变速齿轮机构的动力传递路线发生改变，实现变速器的换挡。

在液压自动变速器上添加电子控制系统就能转变为电控液压自动变速器。它利用传感器和开关检测汽车和发动机的运行情况，接受驾驶员的命令，并将所接受的指令转变成电信号传输给电控单元。电控单元依据信号向电磁阀发出指令控制换挡阀，从而使其开通或关上油路，从而使换挡离合器和制动器接合或分离，让换挡时间和挡位的发生改变，以实现自动变速。

2、A340E自动变速器实现换挡可以分3步来完成。

第1步,传感器将检测到的和换挡有关信号传给电脑(ECU),电脑(ECU)运算处理后根正常值比较后,使电磁阀开始工作;

第2步,电磁阀位置不同能改变滑阀两端承受的压力差,从而改变滑阀的位置,以实现对换档阀的控制;

第3步,换档阀及手动阀可以让液压油的方向发生改变,从而让离合器、制动器接合或分离,实现升挡和降档。

五、自动变速器的发展过程及特点

行星齿轮机构组成的液力变矩器在1939年配备在美国通用汽车公司生产的奥兹莫比尔汽车上。

1950年左右呈现了依据节气门的开度和车速为参数的液力控制换挡的自动变速器。

1970年末电子控制技术被用在汽车自动变速器上。

1980年初美国奥兹莫比尔汽车上配备了一台有电子控制技术的自动变速器。

90年代是电控自动变速器的快速发展阶段，换挡电磁阀的出现，对前进挡升档的控制比节气门和车速对前进挡升档的控制更方便、准确。特别是随后研发的经济模式、雪地模式、运动模式的呈现使驾驶更随心所欲。自动变速器能够使汽车起步、加速、减速平稳，换挡冲击小；自动变速器还能让汽车加速性、车速稳定和乘坐舒适性得到提高。它可以按照发动机的运行状态和汽车的行驶情况主动选择档位。装配自动变速器的汽车会使操作变得简洁起来，并且还应该有以下特点：

（一）整车具被良好的驾驶功能。

汽车驾驶性的好坏，除了跟汽车本身的结构制造有关以外，还应该取决于驾驶员能够准确的控制车辆。

（二）良好的行驶性能。

装有自动变速器的车辆档位变换时应该快速且稳定，保证汽车的乘坐舒适性。液力传动和电脑控制换挡技术的相结合，能够有效的降低动力在传递过程中的冲击和振动。

（三）行车安全性高。

在驾驶车辆行进过程中，驾驶员应该依据道路、天气、交通条件的改变，对驾驶车辆的行驶方向和速度实施变换和调整。

（四）降低废气排放。

发动机在不同的工况运行时，排放的NO、CO或者HC的浓度也不一样，而装有自动变速器的车辆，可以保证发动机常经常处于经济混合气工况内运转，也就是让发动机在排放最合理的转速范围内工作，从而减少了废气污染，可以节约燃油。

（五）发动机和传动系统的运行寿命得到延长。

由于自动变速器通过液力变矩器和发动机相连接而成，外界的冲击负荷往往利用液力变矩器内的液压油缓冲，可以实现载保护的功能。在汽车起步、换档、制动时能吸收传动系和发动机所产生的振动，可以减小发动机和传动系的较大的磨损。

（六）操纵简单

当电磁阀的工作状态发生改变，自动变速器进行自动升档和减档就依电磁阀的改变为主要参数，起步和换挡时不需要踩下离合器、操作换挡杆和踩抬油门踏板等其他操作，驾驶员的驾驶疲劳必然在一定程度上减少了。

（七）提高了汽车的平顺性

使用液力变矩器来连接变速器和发动机的汽车在起步时，牵引力的增加非常缓慢，让车轮滑移率处于最低，使起步稳定、流畅。

（八）提高生产率。

装有自动变速器的汽车在换档时动力没有停止，使汽车的加、减速功能和较高的平均车速性能得到强大的保证，减少发动机的磨损，提高使用寿命。

六、检修时进行了以下诊断措施。

1)第一步确定自动变速器的故障范围。当自动变速器不能正常工作时,通过道路试验,可以确定自动变速器其他档位正常无超速档;

2)第二步对自动变速器进行常规检查,检查内容包括自动变速器油液面高度、是否变质以及有没有漏油,然后查看节气门能不能完全打开、打开有没有卡滞、间隙在不在正常范围内,查看空档启动开关是否在空档位置，经查看一切正常。

3)进行失速实验,确定故障范围。分别在D档位和R档位进行失速实验。转速大于2600转/分，变速器有故障，发动机没有故障。

4)用解码器读取故障码,看有没有故障码。若没有故障码,说明电控系统正常工作; 经检查无故障码正常。

5)对自动变速器的各档位的传递路线进行分析。

有前面的表2可以看到在升到超速档时有C1、C2、B0、B2 4个执行元件接合并工作,根据前面的检测内容可以确定引起超速档故障有可能是这几个执行元件中的1个或几个出现问题。

在外面进行道路试验后,已明确表示除超速档位外其余各档工作没问题,在超速档时有C1、C2 、B2 3个执行元件在其余档位工作均能正常工作,可以肯定工作正常,因此可以清晰的判断出超速档制动器B0工作不良。然后再检查壳体周围,发现周边干净无漏油,用解码器读取故障码,显示屏显示系统正常，可以把电控系统排除在故障范围外,把检测项再一一核对,最后检查出来的故障点是超速档制动器摩擦片异常引起的。

6)拆开自动变速器,将旧的摩擦片取出来,换上新的摩擦片，即可清除故障。（注意在使用新的摩擦片时，更换的摩擦片必须在自动变速器油里浸泡15分钟以上才能组装以保证吸收足够的油）

自动变速器系统无超速档步骤流程图如下所示。

总结

让自动变速器产生没有超速档故障的原因多种多样,但是使发生故障难度相当大。首先在诊断和清除故障前必须对电控自动变速器实施全方位检查,其次要对其进行档位传递路线的理论分析,还要与故障有关系统做性能试验,已达到快速又准确地找出故障点,做到以上几点就能快速地清楚故障。所以,只有维修人员的技术水平的大力提高,才能使电控自动变速器的维修技术水平快速提升、使变速器的高返修率能逐步降下来。

最后，我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅，评议和参与本人论文答辩的各位老师表示感谢。

参考文献

[1] 王正旭.汽车自动变速器原理与检修一体化教程[M].北京:机械工业出版社,2009.

[2] 尤明福.汽车底盘电控技术[M].北京:中国劳动出版社,2008.

[3] 胡光辉.汽车自动变速器原理与检修.北京: 机械工业出版社,2015.

[4] 吴继宗.汽车自动变速器拆检与维修.郑州: 大象出版社,2012.

作者简介：樊朝伟 1986年5月 男 河南舞阳 汉 大学本科 讲师 普宁职业技术学校 研究方向:汽车运用与维修