自動變速器故障分析思路簡化研究

劉吉林

傳統自動變速器是指行星齒輪自動變速器，自誕生以來，歷經了純液控階段和電液控制階段。純液控自動變速器隨著時代和科技的進步，已經退出了歷史舞臺。電液控制自動變速器的全稱是電控液力行星齒輪式自動變速器，簡稱AT。而本文的手自一體自動變速器是在電液自動變速器的基礎上增加了手動換擋模式。因此，手自一體自動變速器既有傳統自動變速器的優點，又有手動變速器的駕駛樂趣。

長期以來，汽車維修行業中，一直存在著一個維修難點，同時也是維修亂象，那就是自動變速器的維修，某些專業的維修廠家甚至要收開箱費。之所以這樣，是因為自動變速器本身結構太過復雜，它集電子控制系統、機械系統、液壓控制系統和液力系統于一身。故障診斷過程也是非常繁雜，專業的維修人才太少。在職業院校所用的教材中，列舉的自動變速器故障診斷方法也有很多種，但能順利掌握的學生寥寥無幾。究其原因，一是理論學習時間太短，二是實訓操作機會太少。這樣就導致維修自動變速器的專業人才太少。但追根究底，自動變速器也是變速器，它與手動變速器有著同樣的功能。既然功能相同，能否用手動變速器的教學思路和故障診斷思路來研究自動變速器，就有了理論上的可能。因此，本文用思考手動變速器的思路來思考自動變速器，從結構、原理以及典型故障幾個層面，粗淺的探討自動變速器的故障分析思路簡化的方式。

一、手自一體自動變速器的構成、各構成結構的功能與手動變速器的對照

手自一體自動變速器是在電控液力自動變速器的基礎上發展而成的，其結構本身還是電控液力自動變速器，不過是比前身多了一套手動換擋模式的軟件程序而已。探討手自一體自動變速器的構成，也就是探討電控液力自動變速器的構成。電控液力自動變速器由液力變矩器、行星齒輪機構、液壓換擋控制系統和電子控制單元組成。還有潤滑和冷卻系統在本文中不做討論。

（一）液力變矩器

液力變矩器是將發動機的輸出動力傳遞給齒輪機構的裝置。對應手動變速器，相當于離合器。液力變矩器有兩種工作狀態：柔性傳動和剛性傳動狀態。

柔性傳動狀態相當于手動變速器的半離合狀態，但比半離合狀態更平順。并且在汽車起步時，能輕松的保證發動機不熄火，這比半離合更加優秀，畢竟半離合需要駕駛員的操作經驗。柔性傳動狀態與半離合狀態都有動力損失，手動變速器半離合狀態時間短;而自動變速器在自動換擋模式下，柔性傳動狀態時間長，在手動換擋模式下，柔性傳動時間短。柔性傳動狀態是由液力推動變矩器中的渦輪實現的。

液力變矩器的剛性傳動狀態相當于手動變速器的離合器全接合狀態。在此狀態下，發動機的動力會毫無損失的傳遞給齒輪機構。剛性傳動狀態是由變矩器中的鎖止離合器接合實現的。

（二）行星齒輪機構

行星齒輪機構的功能與手動變速器齒輪機構的功能是相同的，都是改變傳動比的，不同的傳動比就是不同的擋位。只不過是改變傳動比的方式不同而已。手動變速器是靠同步器向不同方向移動完成換擋的;而自動變速器行星齒輪機構是靠不同的多片式液壓離合器和液壓制動器組合工作完成傳動比變化的。這些液壓離合器和液壓制動器既充當了手動變速器同步器的角色，也充當了手動變速器離合器的角色。這就是教學中的難點，很多同學在這就學暈了，掌握不了或者說理解不了自動變速器的換擋方式，要有多個元件組合工作才能實現某個擋位。

與手動變速器不同的是，自動變速器齒輪機構中，有單向離合器的存在（某些手自一體自動變速器沒有單向離合器）。單向離合器的作用是，汽車在低擋位行駛中丟油門，汽車自動進入空擋滑行狀態。

（三）液壓換擋控制系統（又稱為閥體或滑閥箱）

液壓換擋控制系統是把液壓油通過特定的通道輸送到特定的液壓離合器和液壓制動器的一組復雜的滑閥，其作用相當于手動變速器的排擋機構。手動變速器的排擋機構靠駕駛者撥動排擋桿而產生相應動作的;而自動變速器是靠液壓油的通道變化。這又是教學中的另一個難點，因為滑閥箱確實太復雜了。

滑閥箱中還有一個非常重要的滑閥：手動閥。它受排擋桿控制，排擋桿掛入到哪個位置，手動閥就會處于相應的位置。它在換擋油壓通道的前端，它控制R或D，即行駛方向。

（四）電子控制單元（簡稱電控系統）

電子控制單元由許多傳感器、各種執行器和電腦組成，它的作用是預判出下一個需要的擋位，并在恰當的時機向執行器發出工作指令，相當于手動變速器中駕駛員的大腦。手動變速器需要哪個擋位是駕駛員大腦判斷的，并且換擋指令也是由駕駛員大腦發出的;而自動變速器擋位的判斷和指令的發出都是由電控系統完成的。

另外，手自一體自動變速器的電控系統有失效保護程序。就算是電控系統中的某些傳感器或執行器出現故障，

二、手自一體自動變速器的換擋工作過程簡述

各種傳感器將預判擋位所需要的行駛參數（車速、發動機轉速、電子油門開度、排擋桿位置等等）傳輸到電腦，電腦根據既定的程序進行預判，在恰當的時機（恰當的發動機轉速）向執行器發出指令，執行器（換擋電磁閥、油壓調節電磁閥等）根據電腦指令工作，使得滑閥箱中的各個滑閥（換擋閥、鎖止閥等等）產生相應位置變化，產生出特定的液壓油通道。液壓油通過這些特定的通道流向特定的液壓離合器和液壓制動器，特定的液壓離合器和液壓制動器受油壓而工作，使得行星齒輪機構產生出特定的傳動比。

在手動模式下，電腦根據駕駛員所選擋位，結合行駛條件（車速和發動機轉速）判斷駕駛員的選擇是否合理，是否滿足最低換擋要求。如果判定為合理，則發出換擋指令;否則不予執行。

三、手自一體自動變速器典型故障與手動變速器對照分析

（一）無法起步

故障表現為：排擋桿掛入R或D時，儀表顯示正常，但釋放剎車和手剎后，汽車不走，甚至踩油門也不走。

分析思路：手動變速器無法起步，往往是掛不進擋造成的，此時手動變速器處于空擋狀態。手自一體自動變速器同樣如此，雖然掛了擋，但行星齒輪機構仍然處于空擋狀態，汽車是無法起步的。有了這樣的分析之后，再去找行星齒輪機構處于空擋的原因就輕松了。

可能的原因：

1. 沒有足夠的油壓推動液壓離合器和液壓制動器，行星齒輪機構會仍然處于空擋狀態。有可能是油泵供油不足，也可能是中途泄漏。

2.行星齒輪機構中起步擋的單向離合器打滑，也會使行星齒輪機構變成空擋狀態。

（二）延遲升擋

故障表現為：排擋桿處于D位置時，正常加速時（非急加速）停留在低速擋的時間長，升擋時發動機轉速很高。

分析思路：手動變速器升擋是由駕駛員根據行駛條件主觀預判和選擇的，也就是大腦在想用哪個擋合適。自動變速器的大腦是它的電控系統，同樣也是根據行駛條件預判擋位，而行駛條件是由各種傳感器信號反應的。傳感器信號準確，則預判擋位準確;否則，預判擋位會不準。因此，自動變速器延遲升擋故障與反應行駛條件的傳感器信號有關。

可能的原因：車速信號、自動變速器油溫信號、電子油門開度信號等等。用電腦診斷儀進入自動變速器電控系統讀取相關故障碼或傳感器信號，能夠發現問題。

（三）換擋沖擊

故障表現為：在排擋桿掛入R或D的瞬間，以及行駛中升擋的瞬間，汽車有明顯的闖動。

分析思路：手動變速器換擋沖擊，是駕駛員操作出了問題，主要是離合器釋放過快，或者是空擋時間太長。手自一體自動變速器換擋時，充當離合器角色的是液壓離合器和液壓制動器，如果它們的工作出現問題，換擋過程就會產生沖擊。

可能的原因：

1.換擋油壓出了問題，導致液壓離合器和液壓制動器工作不平順。

2.液壓離合器或者液壓制動器本身出現問題，導致工作不平順。

（四）緊急剎車時熄火

故障表現為：緊急制動時，發動機熄火了。

分析思路：手動變速器踩剎車熄火，也是駕駛員操作出了問題，沒來得及踩離合器，使發動機動力分離。此時離合器還處于完全結合狀態。手自一體自動變速器沒有離合踏板，但是其液力變矩器中有鎖止離合器。如果行星齒輪機構起步擋沒有單向離合器，再加之鎖止離合器分離控制出了問題，同樣也沒有切斷與發動機之間的連接，所以踩剎車也會導致發動機熄火。

四、結語

本文對手自一體自動變速器的結構及工作過程介紹都是忽略了很多不必要的細節的，但是主體上是簡要介紹完畢的。關于與手動變速器的對照思考，也比較粗淺，算是拋磚引玉吧。所以，本文的這些觀點，僅供大家學習參考，不當之處，敬請諒解。（作者單位：四川華新現代職業學院）