4T65E自動變速器液壓控制系統及故障分析

◆文/浙江 王啟文

4T65E自動變速器液壓控制系統及故障分析

◆文/浙江 王啟文

4T65E自動變速器由葉片式變量泵提供油壓，動力系統控制模塊(PCM)通過壓力控制電磁閥調節系統壓力，通過控制2個換擋電磁閥控制換擋點，并且擁有一套管路壓力控制系統，變速器通過該系統調節管路壓力，對管路壓力進行適配，并補償變速器內部因正常磨損所造成的壓力損失。

一、基本結構和控制方法

4T65E自動變速器采用兩個結構相同的常開電磁閥，分別稱為1-2、3-4換擋電磁閥和2-3換擋電磁閥(見圖1)，它們是開關閥，有開(ON)和關(OFF)兩種狀態，是變速器實現自動換擋功能中液壓控制系統和電子控制系統的橋梁。兩個換擋電磁閥在ON或OFF的組合下協同動作形成4個速比，從而實現自動變速器的4個擋位。當斷電(OFF)時，換擋信號油路的油壓被泄掉；當電磁閥通電(ON)時，信號油壓被閥內鋼球堵塞，由此在換擋油路上建立起了換擋信號油壓。PCM控制兩個電磁閥以不同的ON和 OFF順序組合，控制前進擋位以升擋和降擋，其控制情況見表1。

表1 擋位控制

二、油液壓力調節電磁閥

自動變速器油液壓力調節電磁閥又稱PC閥(圖2)，用于調節主油壓和扭矩信號油壓。它是一個精度很高的電子壓力調節器，通過電磁閥線圈的電流去控制變速器管路壓力。當電流增大時，電磁線圈產生的磁場使拄塞移動，打開排油口降低油液壓力，油液壓力的大小由PC閥調節。而動力系統控制模塊PCM根據各種輸入信號，如節氣門位置、油液溫度、MAP傳感器和齒輪結合狀態等控制PC閥的工作。在20℃對其線圈阻值約3.5MΩ～4.6MΩ。PCM以固定的頻率292.5Hz的信號驅動PC閥，占空比為5%～40%，占空比越小，平均電流越小，主油路壓力越大；占空比越大，平均電流越大，主油路壓力越小。

PC閥的電流主要受發動機扭矩的影響，發動機扭矩主要受節氣門開度的影響，另外，PC閥電流還受油液溫度、進氣歧管絕對壓力、換擋狀態等因素的影響。占空比、平均電流與主油壓的關系見表2。

當變速器中心接合零件磨損后，換擋時間會增加，為補償這些磨損，PCM通過調節PC電磁閥的電流值，從而調節油液壓力，以維持規定換擋時間。當PCM檢測到指令的PCM閥電流值與實際電流值相差超過規定數值時，將記作故障碼P0748，這也是一個C類型故障碼。一旦有故障記憶，PAM將會凍結還擋適配，指令最大管路壓力。

三、換擋電磁閥和PC閥工作原理

1.換擋電磁閥的工作原理

換擋電磁閥是根據制動變速器及整車的工作情況，動力控制模塊通過向電磁閥發出ON或OFF的指令來控制電磁閥搭鐵。當電磁閥處于OFF狀態時，管路壓力通過電磁閥泄油口釋放。當電磁閥處于通電(ON)狀態時，泄油孔關閉，阻止管路壓力釋放。這樣液壓導入電磁閥的液體通道之后，再輸出到1-2、3-4、2-3換擋電磁閥。

換擋電磁閥由PCM控制工作。當PCM通過電磁閥電路輸入電流使其搭鐵時，電磁閥被接通，電磁閥線圈獲得電流而形成磁場，該磁場使電磁閥內的柱塞移動，使進油口關閉，這時換擋閥端的油液壓力升高。升高后的油液壓力通過移動換擋閥使變速器掛入高一級擋位。

表2 占空比、平均電流與主油壓的關系

2.PC閥工作原理

PC閥通過改變電磁閥線圈的電流去控制變速器管路壓力來保證換擋質量。

當電流增大時，電磁閥線圈產生的磁場使柱塞往下移動，打開排油口降低油液壓力，促進油液進入減壓油壓管內，使油壓管內的油壓增大，推動油泵殼體，而油泵軸固定不動，克服回位彈簧的彈力，使主油壓輸出油壓減小；當電流減小時，通過PC閥內磁閥線圈產生的磁場使柱塞往上移動，堵塞排油口使減壓油壓的油壓降低，減壓油管的油液未進入促使回位彈簧回位到張力最大時，從而油泵殼體往向上移動，而油泵軸固定不動，使主油壓的壓力輸出最大。油液壓力的大小由PC閥調節，而PCM根據各種輸入信號，如節氣門位置、油液溫度、MAP傳感器和齒輪接合狀態等控制PC閥的工作(見圖3)。

四、換擋電磁閥的檢修

換擋電磁閥出現故障，拆下有故障的換擋電磁閥，測量其線圈電阻值，與正常值對比(正常值為20℃時約19～24Ω，換擋電磁閥應在7.5時通電動作，而在電壓低于1V時，換擋電磁閥不動作；但用手搖晃時，感覺或聽到內部鋼球有很小的曠量或根本感覺不到內部鋼球的晃動，而新換擋閥內部的鋼球有很大的曠量)。由此可見，換擋電磁閥的這種損壞不是電磁閥線圈的短路或斷路，而是因其內部鋼球或磁芯卡滯所致。換油不及時、混用不同牌號的自動變速器油及加入不當的清洗劑、潤滑劑等都會造成球閥卡滯。

在驗證故障原因或修理時，可將換擋電磁閥解體，在煤油中清洗干凈后，再浸入自動變速器油中的潤滑，最后組裝好，經這樣處理后，換擋電磁閥一般可以恢復正常。需指出的是，建議在修理過程中不要采用修復的方法，因為這種修復的方法可以作為一個驗證故障原因的試驗，修復可靠性不能完全保證，并且換擋電磁閥也并不昂貴。

五、故障實例

故障現象

上海通用別克轎車，裝備4T65E型自動變速器，出現換擋沖擊故障。該車先是在低速行駛特別是減速后再加速時，會感到自動變速器換擋生硬，后來發展到車輛在各種速度下都會偶爾感到換擋沖擊，變速桿由P擋或N擋掛入R擋或D擋時，會明顯抖動一下，且儀表板上的故障指示燈不亮。

故障診斷與排除

根據對4T65E自動變速器的修理經驗，換擋沖擊故障的原因常常在電控元件上。上海別克轎車只要有一次輕微的能感覺到的換擋沖擊，動力系統控制模塊就已經記憶了故障碼。用專用掃描工具TECH2檢測故障碼，顯示“DTCP1811最大適配和換擋時間過長”。

隨著自動變速器內離合器片、制動帶的磨損、彈簧彈力的變化及密封件的老化，變速器的換擋時間會發生變化，PCM通過變速器輸入軸轉速傳感器(ISS)和輸出軸轉速傳感器(OSS，即車速傳感器VSS)的轉速變化來判斷換擋時刻的開始及結束，從而計算出換擋時間。如果掛高擋時間大于標準標定時間，則PCM減小PC閥的電流以增大管路壓力，使下一次換擋時間縮短；如果PCM檢測到掛高擋時間小于標準標定時間，則PCM增加PC閥的電流，以減小管路壓力，使下一次換擋時間延長。在換擋后，PCM還根據ISS和V S S信號來判斷離合器的滑動量，如果檢測到過多的滑動，PCM通過減小PC閥的電流值來增加管路壓力以維持合適的齒輪傳動比。

在P C M進行換擋適配調節時，如果檢測到換擋時間超過0.65s且適配調節器不能縮短此時間，則計數器增加1，如果在一次行程過程中計數器值為2時，PCM將記憶故障碼P1811。記憶故障碼P1811后，PCM會凍結換擋適配，指令最大管路壓力，且不點亮故障燈。

為什么有故障碼記憶而故障燈又不點亮呢?別克轎車采用OBD-Ⅱ隨車電腦診斷系統(ONBOARDDIAGNOSTIC)，OBD-Ⅱ已將故障碼分為不同類目。

A型：PCM在第一次執行排放相關的診斷時發現的故障碼，PCM將記憶故障碼并點亮故障燈。

B型：PCM在第二次執行排放相關的診斷時發現的故障碼，PCM將記憶故障碼并點亮故障燈。

C型：PCM在第一次執行非排放相關的診斷時發現的故障碼，PCM記憶故障碼但不點亮故障燈，可能點亮其他警示燈(如果該車型儀表配備的話，并非故障燈)。

D型：PCM在第一次執行非排放相關的診斷時發現的故障碼，PCM記憶故障碼，但不點亮任何警示燈。

以上分類中，對于C、D類故障碼，根據通用公司不同時期生產的車輛和對不同地區生產的車輛而有所不同。

對于行駛里程較長的車輛，建議解體變速器檢查，視情況更換修理包(包括各離合器片)。如果行駛里程不是很長或者對此變速器的結構不很熟悉，則不用解體變速器，就車拆開變速器側蓋更換兩個換擋電磁閥和PC閥，最好給1、2擋蓄壓器加彈簧，這樣可以徹底解決4T65E變速器換擋沖擊。

維修小結

在現代汽車電控發動機的維修中經常會碰到一些常見故障以及難以理解的故障現象，如加速發聳、換擋發聳等等，作為維修人員首先必須區分是發動機故障還是變速器故障，如受傳統觀念診斷思維影響，維修操作者感到無從下手，很難從正確的思維方向去考慮判斷，快速準確查到故障根源。