自動變速器故障分析思路簡化研究

劉吉林

傳統(tǒng)自動變速器是指行星齒輪自動變速器，自誕生以來，歷經(jīng)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(jīng)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(chǔ)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(tǒng)自動變速器的優(yōu)點，又有手動變速器的駕駛樂趣。

長期以來，汽車維修行業(yè)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(yè)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(jié)構(gòu)太過復(fù)雜，它集電子控制系統(tǒng)、機械系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)和液力系統(tǒng)于一身。故障診斷過程也是非常繁雜，專業(yè)的維修人才太少。在職業(yè)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(xué)生寥寥無幾。究其原因，一是理論學(xué)習(xí)時間太短，二是實訓(xùn)操作機會太少。這樣就導(dǎo)致維修自動變速器的專業(yè)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(xué)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(jié)構(gòu)、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(gòu)成、各構(gòu)成結(jié)構(gòu)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(chǔ)上發(fā)展而成的，其結(jié)構(gòu)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(gòu)成，也就是探討電控液力自動變速器的構(gòu)成。電控液力自動變速器由液力變矩器、行星齒輪機構(gòu)、液壓換擋控制系統(tǒng)和電子控制單元組成。還有潤滑和冷卻系統(tǒng)在本文中不做討論。

（一）液力變矩器

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

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

液力變矩器的剛性傳動狀態(tài)相當(dāng)于手動變速器的離合器全接合狀態(tài)。在此狀態(tài)下，發(fā)動機的動力會毫無損失的傳遞給齒輪機構(gòu)。剛性傳動狀態(tài)是由變矩器中的鎖止離合器接合實現(xiàn)的。

（二）行星齒輪機構(gòu)

行星齒輪機構(gòu)的功能與手動變速器齒輪機構(gòu)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(gòu)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(dāng)了手動變速器同步器的角色，也充當(dāng)了手動變速器離合器的角色。這就是教學(xué)中的難點，很多同學(xué)在這就學(xué)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(xiàn)某個擋位。

與手動變速器不同的是，自動變速器齒輪機構(gòu)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(tài)。

（三）液壓換擋控制系統(tǒng)（又稱為閥體或滑閥箱）

液壓換擋控制系統(tǒng)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(fù)雜的滑閥，其作用相當(dāng)于手動變速器的排擋機構(gòu)。手動變速器的排擋機構(gòu)靠駕駛者撥動排擋桿而產(chǎn)生相應(yīng)動作的;而自動變速器是靠液壓油的通道變化。這又是教學(xué)中的另一個難點，因為滑閥箱確實太復(fù)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(yīng)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(tǒng)）

電子控制單元由許多傳感器、各種執(zhí)行器和電腦組成，它的作用是預(yù)判出下一個需要的擋位，并在恰當(dāng)?shù)臅r機向執(zhí)行器發(fā)出工作指令，相當(dāng)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(fā)出的;而自動變速器擋位的判斷和指令的發(fā)出都是由電控系統(tǒng)完成的。

另外，手自一體自動變速器的電控系統(tǒng)有失效保護程序。就算是電控系統(tǒng)中的某些傳感器或執(zhí)行器出現(xiàn)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(yù)判擋位所需要的行駛參數(shù)（車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、電子油門開度、排擋桿位置等等）傳輸?shù)诫娔X，電腦根據(jù)既定的程序進行預(yù)判，在恰當(dāng)?shù)臅r機（恰當(dāng)?shù)陌l(fā)動機轉(zhuǎn)速）向執(zhí)行器發(fā)出指令，執(zhí)行器（換擋電磁閥、油壓調(diào)節(jié)電磁閥等）根據(jù)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(chǎn)生相應(yīng)位置變化，產(chǎn)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(gòu)產(chǎn)生出特定的傳動比。

在手動模式下，電腦根據(jù)駕駛員所選擋位，結(jié)合行駛條件（車速和發(fā)動機轉(zhuǎn)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(fā)出換擋指令;否則不予執(zhí)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(xiàn)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(tài)。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(gòu)仍然處于空擋狀態(tài)，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(gòu)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(gòu)會仍然處于空擋狀態(tài)。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(gòu)中起步擋的單向離合器打滑，也會使行星齒輪機構(gòu)變成空擋狀態(tài)。

（二）延遲升擋

故障表現(xiàn)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(fā)動機轉(zhuǎn)速很高。

分析思路：手動變速器升擋是由駕駛員根據(jù)行駛條件主觀預(yù)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(tǒng)，同樣也是根據(jù)行駛條件預(yù)判擋位，而行駛條件是由各種傳感器信號反應(yīng)的。傳感器信號準(zhǔn)確，則預(yù)判擋位準(zhǔn)確;否則，預(yù)判擋位會不準(zhǔn)。因此，自動變速器延遲升擋故障與反應(yīng)行駛條件的傳感器信號有關(guān)。

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(tǒng)讀取相關(guān)故障碼或傳感器信號，能夠發(fā)現(xiàn)問題。

（三）換擋沖擊

故障表現(xiàn)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(dāng)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(xiàn)問題，換擋過程就會產(chǎn)生沖擊。

可能的原因：

1.換擋油壓出了問題，導(dǎo)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(xiàn)問題，導(dǎo)致工作不平順。

（四）緊急剎車時熄火

故障表現(xiàn)為：緊急制動時，發(fā)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(fā)動機動力分離。此時離合器還處于完全結(jié)合狀態(tài)。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(gòu)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(fā)動機之間的連接，所以踩剎車也會導(dǎo)致發(fā)動機熄火。

四、結(jié)語

本文對手自一體自動變速器的結(jié)構(gòu)及工作過程介紹都是忽略了很多不必要的細節(jié)的，但是主體上是簡要介紹完畢的。關(guān)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(xué)習(xí)參考，不當(dāng)之處，敬請諒解。（作者單位：四川華新現(xiàn)代職業(yè)學(xué)院）