自動變速器結構原理與檢修

摘 要：伴隨著社會經濟的不斷發展，電子技術和微處理以及取得了長足的發展作為以及多參數多控制的典型代表，電控自動變速器是一種將變速器微機和發動機微機合并在一起的新型設備，最終實現了控制的綜合性。該種產品具有變速沖擊小、經濟性強以及動力換擋等特性，在汽車的實際運行中發揮了極為重要的作用?；诖耍疚闹饕槍︱E捷FRV裝配的F4A4自動變速器結構原理與檢修進行了探討。

關鍵詞：自動變速器；結構原理；檢修

當前汽車的自動操縱起步以及換擋等都是通過自動變速器實現的，該種設備具有變速自動，在進行連續變速時不會產生動力傳遞中斷的現象，而且在實際操作過程中也較為簡單，換擋平穩，乘客不會產生不適感，過載保護的性能較為優越。當汽車安裝自動變速器之后會極大地減少駕駛人員的不適感，更能夠提升汽車運行過程中的機動性和越野性能，更能極大地提升運行過程中的安全性。本文章主要是針對駿捷FRV品牌的F4R4自動變速器進行說明，該種變速器是采用鎖止離合器完成液壓變矩器的制動的，并且配備了阻尼減震彈簧來改善阻尼離合器的控制性能，最終實現耐久性和操作性的提升。

1.F4A4自動變速器的結構特點及原理

1.1 結構特點

該種汽車具有以下特性：第一，該種車型的自動變速器結構緊湊，質量輕，相對于手動變速器來說，其在機械構造方面具有較強的繼承性優勢。F4A4型號的自動變速器的重量僅為73kg，而4HP20型的自動變速器重量為89kg；第二，該種變速器的變速器中心和差速器中心的垂直距離極小，其中F4A4型號的自動變速器的距離僅僅為50mm，而4HP20型號的自動變速器的距離是60mm，該種設計結構能夠在動力集合之后所產生的重心極低，能夠有效提升實際運行過程中的駕駛安全性；第三，該種型號的變速器采用的是兩軸，該種設計方式能夠極大地減少汽車發出的噪音，更能夠實現機體的橫向布置；第四，在采用鎖止離合器進行液力變距的制動并且配備減震彈簧之后能夠有效改善阻尼離合器的控制功能，極大地提升了汽車的耐久性和操作的舒適性能；第五，該種設備在換擋過程中出了借助節氣門信號控制之外，還借助空氣流量傳感器的信號進行輔助控制，即整個換擋過程中主要采用扭矩進行調節；第六，在汽車的升檔和降檔過程中都采用了各自的離合器，該種設計方式極大地提升了汽車換擋的平順性。

1.2 結構原理

本自動變速器的主要控制方式是通過電控液力完成自動變速器控制的。其中所使用的齒輪結構采用的是改進型的辛普森行星齒輪系列結構，其前排的行星架和后排的內齒圈是一個整體，更是動力系統的輸出端口。我們將前排的太陽齒輪又稱之為減速太陽輪，而后排的太陽輪則被稱之為倒擋太陽輪。兩個太陽輪是相互不受影響的兩個獨立主體，而兩個動力輸出端分別為后排的行星架和太陽輪。對于F4A4自動變速器來說，執行換擋的元器件主要有6個，即三個離合器，兩個制動器和一個單向離合器。當汽車產生液壓作用時，該結構能夠實現4個前進擋和1個后退擋.我們可以將該組件劃分為以下幾個部分：第一，行星齒輪的基本結構。借助CR-CR技術的設計方案之后，能夠將前排的行星架和后排的內齒圈連接成為一個整體，同樣的后排的行星架和前排的齒輪圈也能夠連接成為一個整體。該種設計的優勢在于能夠使構件結構更為緊湊，減少故障的發生率。第二，換擋執行元件的基本結構。借助緊湊型的設計方案是一種較為先進的方式。而F4A4又具有兩組行星齒輪構造，并且各自的外經都較小，全都安裝于輸入軸之上，而為了有效縮短軸長度，我們采用將密封圈和離合器結合成為一個整體的方式完成。在汽車進行倒檔時，內置式的活塞會和摩擦片同時工作。相對于常規活塞組件來說，F4A4自動變速器的活塞組件的整體質量減少了0.5kg，長度的總體長度減少了15mm。第三，活塞離心壓力中涉及到的平衡技術。F4A4自動離合器采用的是離心壓力平衡活塞，該種活塞相對于單項球閥活塞具有發動機轉速變化范圍大，并且不會出現遲滯的現象，自動變速器運行的高速性能夠有效保障換擋的順暢性。第四，具有極強的減少噪音的能力。F4A4自動變速器能夠對汽車發動機產生的噪音進行有效優化處理，提升乘坐人員的舒適性。

2.F4A4自動變速器的典型故障

2.1 故障分析

當駿捷汽車裝配F4A4自動變速器之后，在汽車發動時，踩住剎車的踏板就能夠將擋位直接從P檔掛至D4擋位，這時汽車的起步就會出現力量缺乏以及行動緩慢的現象，在城市坡道路段以及紅綠燈路口都能夠有效防止交通事故的發生，但是該種操作之后進行倒檔不會受到影響。

在進行F4A4自動變速器的基本檢查時，會發現自動變速器的油液顏色呈現出暗黑色，并且有燒焦味道的產生，根據該種現象我們可以斷定出現燒蝕的是離合器但不是制動器。由于駿捷的平行軸式自動變速器沒有進行制動器的設計，并且在失速實驗中將車速放至D4檔時，發動機的轉速會達到3000r/min，但是當擋位在R位時，發動機轉速則會達到2500r/min。所以說當進一步確定是受到離合器的燒蝕而產生的打滑，最終出現了車輛力量缺乏的現象。由于倒檔失速試驗中倒擋十分有力，因此可以保證4擋的離合器并未出現燒蝕，但是其他擋位的離合器情況尚不清楚，但是低擋位的離合器應當是重點排查對象。

在進行變速器的解體檢查時，必須對所有的零部件進行標記，并且嚴格按照部件拆裝的基本順序進行，另一方面來說，認真檢查零部件的損壞情況，由于1和2擋位的離合器安裝于副軸之上，所以必須重點檢查副軸。經檢查發現副軸的前滑動軸承以及閥體上出現了磨損的痕跡。

上述故障時駿捷F4A4汽車自動變速器最為常見的故障類型，更是該種自動變速器的設計缺陷。根據筆者的基本經驗發現，只要是駿捷汽車出現的低擋無力以及打滑的現象均是由副軸前端滑動燒蝕造成的。1和2擋位的離合器出現充油現象是由于油泵經過閥門總成控制分配的，油液是經過副軸前端滑動之后才進行副軸的，所以副軸的前端并不但會承受軸承的基本作用，而且會承擔起油液的分配任務。當福州前端滑動軸承的出現燒蝕，1和2擋的油壓就會通過燒蝕部位進行泄壓，進而造成1、2擋位的離合器工作缺乏基本壓力以及緊密性，最終造成1、2擋離合器的打滑，這種情況下造成軸承的磨損自然會超過正常運轉情況，長此以往就會造成離合器的燒蝕，經過摩擦作用產生的金屬屑就會混合在自動變速器的液壓油之中，使得油液呈現出暗黑的顏色，并且伴有燒焦氣味的出現。

2.2 原因分析

當節氣門傳感器出現損壞之后，駕駛員踩踏剎車之后會使節氣門的開度維持在30°-40°之間，而節氣門位置傳感器發出的開度信號會明顯超過節氣門實際的開度信號。該虛假信號會造成EGU供油量的增加，油壓隨之升高。而油壓的升高又會使得自動變速器的升檔產生較大沖擊，但是歸根結底，造成車輛損壞的原因是節氣門位置傳感器的損壞，但是該故障的出現并不是由于電路故障產生的，因此采用萬用表進行測量時并不會出現示波器功能，只能對瞬時電壓進行檢測，卻不能夠將某一時段的電壓通過波形的形式展現出來。其次，整個檢查過程不夠仔細，這是因為在實際檢查過程中只是將觀察的重點放在了怠速和節氣門的開度上，而對于節氣門打開過程進行觀察和檢測，因此采用萬用表并不會將節氣門位置傳感器存在的問題檢查出來。

3.F4A4自動變速器的檢修

3.1檢修步驟

檢修可以按照下述過程執行：第一，基礎和外觀檢查；第二，完成發動機以及液壓變矩器的檢查；第三，檢查離合器、制動器以及相關齒輪的磨損情況，并且完成管道壓力的檢查；第四，測量管道中的液壓壓力值，并且針對管道基礎進行檢查；第五，完成道路測試的檢查；第六，在進行車上修理時，確定故障產生的具體位置，當出現噪音或者振動時則說明故障來自于壓縮機、發動機、傳動軸以及輪胎等部位。但是因為自動變速器的結構較為復雜，所涉及的零件較多，但是故障的出現往往集中在液壓控制系統以及執行元件的失調等。

3.2 故障檢修要點

故障的檢測要點主要有以下幾點：第一，當鎖止離合器接入3、4擋并且油溫超過125℃，2擋也會接入；第二，只有車速小于10Km/h并且擋位在D以及2、3時發動機才會產生制動，但是直接掛1擋也會起到制動作用；第三，1998年之后生產的F4A4自動變速器采用的是錐軸承；第四，在1999年之后生產的F4A4自動變速器在惡劣環境下經過2年或者40000Km更換一次過濾油；第五，就Invecs系統來說，裝備不同等級或者不裝備該系統的車輛所需的換擋條件會產生較大差異；第六，在Invecs以及Invecs-Ⅱ體系下進行工作時，只要ATF的溫度小于35℃或者溫度超過125℃就會造成發動機控制系統和自動變速器控制系統之間的通信中斷；第七，在實際維修過程中我們可以根據下列數據判斷換檔點的正確性：①當節氣門微開時，1擋和2擋的換擋車速應當為15～25km/h，而2擋和3擋的換擋車速則應當控制在25～40km/h之間，3、4擋的換擋車速是40～60km/h；②當節氣門中度打開時，1擋和2擋之間的換擋車速是25～40km/h，2擋和3擋的換擋車速是50～80km/h，3擋和4擋的換擋車速則應當控制在65～90km/h之間；在節氣門完全打開時，1擋和2擋的換擋車速應當為30～50km/h，2擋和3擋的換擋車速則應當控制50～80km/h，3、4擋的換擋車速在80～110km/h之間。

4. 結束語

現代車輛的維修是以整部車為單位的，并且保證將該觀念牢記于心，加上現代車輛對于微電子技術的大量應用使得結構更加復雜，各系統之間的聯系更加頻繁，因此在進行汽車故障檢查時必須從局部入手，分析故障局部所屬的子系統，然后再從整體出發分析該種故障產生的原因，研究其他系統可能對該系統造成的影響，制定科學的故障排除和維修方案，最終完成故障的排除。

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