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1、第四章 自动变速器的维修【案例】现象：一辆凌志LS400轿车，变速器型号为A341E，在D位行驶时，当车 速达到20 km/h以上时，有踩空油门的感觉，此时发动机转速迅速上升，而车速 下降。诊断：检查 ATF 油时发现颜色较深，但油面高度正常。在 2 位试车，变速 器能以1挡起步，加速后能正常升入2挡，当车速达到45 km/h时，再将换挡手 柄移入 D 位，车辆无打滑现象，且变速器能正常进入 3 挡，直可以进到 O/D 挡。进行液压试验，在D位时，1挡的主油路液压正常，打滑时液压很低，3挡 和O/D挡的液压也正常。再检查电子控制系统，ECU通往换挡电磁阀的控制信 号变化正常，说明电子控制系统切
2、正常，当发出2挡控制信号时变速器开始打 滑，且主油路液压很低。由此可以说明，变速器故障发生在2挡的油道、执行元 件或液压装置。将变速器解体后发现， 2挡滑行制动器的活塞密封圈损坏，造成 D位2挡液压泄漏，使制动器打滑，摩擦片也已经开始发黑。而在2位2挡时， 由于2挡强制制动器参与工作，取代了2挡滑行制动器的功能，所以不会打滑。排除：更换2挡滑行制动器摩擦片、活塞的密封圈和其他执行元件、油道的 密封圈，加入新的ATF油，试验后一切正常，故障排除。41概述自动变速器由液力变矩器、齿轮变速器、液压控制装置与电子控制装置等组 成。其中，液力变矩器起到自动离合，传递并增大扭矩，柔和传力的作用；齿轮 变速
3、器具有改组若干个前进挡、倒挡和空挡的作用；液压控制装置能够根据电子 控制装置的指令完成对液力变矩器和齿轮变速器的液压控制，实现挡位的转换； 电子控制装置根据汽车运行的各项参数，完成自动变速器的挡位控制、锁止控制、 油压调节等，它是整个控制系统的核心，如图 4.1 所示。自动变速器的电子控制装置由传感器、执行器和控制单元ECU组成。传感 器主要有节气门位置传感器、发动机转速传感器、涡轮转速传感器、车速传感器、 发动机冷却液温度传感器、ATF油温度传感器、P/N开关、模式开关、保持开关、 O/D 挡开关、强制降挡开关、压力开关、制动开关、空调开关等；执行器主要有 换挡电磁阀（A、B）、变矩器锁止电
4、磁阀TCC、油压调节电磁阀PWM、故障指示灯、挡位指示灯等；如图 4.2 所示。由于自动变速器是机械、电子、液压的高度集成，在进行故障诊断时不能单 独只对电子控制装置进行诊断，故本章将涉及自动变速器的机械、液压和电子等 各部分内容。自动变速的修理作业与发动机的修理作业相比，有其特殊性。其，发动机 的修理以小修为主，大多数情况下是对单个总成或元件进行拆装、修理或更换； 而自动变速器以大修为主，常常是彻底解体、清洗、更换和安装。其二，发动机 修理竣工后的试验比较方便，修理效果不良可以重新检修，不影响其他未修理的 部分；而自动变速器的修理是竣工后的一次性检验，如果不合格，还得全部从头再拆装，很可能旧
5、的问题未解决，又出现了新的问题，返工现象特别严重。基于 以上两个特点，在自动变速器的检修中，检验作业显得特别重要。执行元件控制单元ECU4换把j电瞇阀A换挡电査阀E3-油压凋节FhffiPWM 亠变毎黑勧止电誰阀CC -O/DOFV ISfl-捋位捋示灯传脈骞与开羌怡号书*tn竝置传感春 一*车連隹感器-扯动缺世怜恶器变速n諭人笹转連传册熬疑动机冷却瘾JB廬阳曙养 - ATF袖ifi崔料略弟压力开关-”一- O/D并关FZN开笑劃话幵賢-績式开黄强封肾艸开芜空備幵关:图4.2自动变速器电子控制系统的组成示意图42自动变速器的故障诊断421 自动变速器的检验自动变速器的很多故障都是通过这些检验发
6、现的，因此这些检验项目对于自动变速器的故障诊断非常重要。掌握正确的检验方法，是进行自动变速器维护与 修理的基础，检验项目可以分为基础检验、失速试验、时滞试验、油压试验、道 路试验、仪器换挡试验等。一、基础检验基础检验是变速器外围的一些检查和试验，它没有涉及变速器的内部结构一般有以下几方面的内容：1发动机怠速检验该检验用于检查当控制手柄处于“N”位或图4.3油标尺刻度“P”位，齿轮变速器处于空挡状态时，发动机的转速是否在规定的范围之内。 如果发动机怠速过低，当控制手柄从“N”或“P”位移到“R”、“D、“2”或“L”时，就会出现发动机运转不稳定的现象，并导致整个车身发生令人不舒服 的振动，起步加
7、速时反应迟缓，如果在坡道上挂挡起步，会出现倒溜现象，甚至 会使发动机熄火。相反，如果发动机怠速过高，则会出现移动控制手柄挂挡时， 变速器进挡冲击过大，同时怠速时车辆爬行速度过快的现象，会造成变速器寿命 下降。所以，应该根据车辆维修手册的要求，将发动机的怠速转速调整好。2自动变速器液位和油品检验该检验用于检查ATF油的油面高度是否在规定的刻度范围内以及ATF油品 的质量。检查方法是：车辆水平停放并怠速运转，运转到正常工作温度后，将换挡控 制手柄在各个位置上稍微停放后再移到“P”位，取出油标尺，油面刻度应在油 标尺的“热态”（即“H0T”）范围内，如图4.3所示。如果液压油的平面低于规定液位，车辆
8、在行驶中颠簸时将会有部分空气被吸入，使液压系统液压下降，并会出现下列问题：离合器和制动器因液压下降而 打滑、磨损、烧毁；在挡位变化时出现严重的换挡质量下降现象，换挡的冲击 会造成机械部件损坏；齿轮和其他旋转零件得不到良好的润滑而过早磨损。如果液压油的平面超出规定液位，将导致下列问题的出现：阀体内的排泄 孔堵塞，影响液压油的正常排泄，阻碍离合器和制动器的平顺脱开，从而引起换 挡冲击，有时会出现两个挡位同时存在，传动机构出现运动干涉，从而使元件损 坏；变速器换挡时滞时间过长，加速反应性能差。在检查液位高度时，要注意判断液压油的颜色、粘度和气味是否正常。如果 液压油颜色变深，粘度变稠或变稀，则需要更
9、换液压油。如果液压油已经发黑， 有糊焦味，甚至有金属小颗粒，说明变速器内的摩擦片和金属元件有磨损、烧毁， 需要修理。在变速器的使用与保养中应注意，每隔一定的时间或行驶里程（如 40 000 km）需要检查ATF油，并视情更换。3P/N 开关检验P/N 开关又称挡位开关，本检验需完成以下内容：(1) 检查是否仅在控制手柄处于“N”或“P”位时才可以起动发动机，如 果发动机在控制手柄处于“N”或“P”以外挡位时能起动，贝V发动机一经起动, 汽车就开始行驶，容易造成交通事故。(2) 检查 P/N 开关是否将手柄的位置信息送至 ECU， ECU 要根据这些信 息来控制变速器的挡位，调节油压，控制变矩器
10、的锁止等，电源从计算机中输出， 移动换挡控制手柄，相应的挡位指示灯应亮，如果不亮，说明信号异常。(3) 检查控制手柄置于R”位时，倒车灯是否点亮。4节气门全开检验 该检验用于检查加速踏板的位置与节气门的开度之间的关系是否为“全程控 制”，保证在加速踏板踩到底时，发动机能够以全负荷状态输出功率。如果踩足 加速踏板 问题：(1) 足。( 2 )( 3)5节气门阀拉索松紧的检验该检验用于检查发动机负荷(取决于节气门开度量)是否适当地被传递给液 压控制装置中的节气门阀，此即称为“节气门阀的全程控制”。图 4.4 所示是皇 冠乘用车的节气门阀缆绳，当节气门全开时，罩套和缆绳标记之间的距离不得超 出01
11、mm。如果标记在罩套外，贝节气门开度大，而节气门阀开度过小，于是产生低于 正常的节气门液压，使主油路的压力不能满足大负荷的要求，会引起执行元件的 打滑。如果标记在罩套内，贝节气门开度小，而节气门阀的开度过大，于是产生高 于正常的节气门液压，使主油路的压力过高，造成换挡冲击，加速执行元件的磨 损。6.超速挡(0/D挡)控制开关的检验该检验用于检查变速器是否能够从3挡升入O/D挡，又能够从0/D挡降为3 挡。将车辆以100 km/h左右的速度行驶,按一下O/D开关，当仪表台上O/D OFF 灯亮时，应能感到车身有一次振动，然后车速明显下降，同时发动机的转速迅速 上升；再按一下O/D开关，当仪表台上
12、O/D OFF灯灭时，也应感到车身振动一 下，然后发动机的转速迅速下降，同时车辆速度开始上升。注意：在某些型号中，电磁阀仅在冷却液约为 70OC 或更高时工作。二、失速试验失速试验用于检查液力变矩器在失速状态时，发动机所达到的最高转速。失 速试验应在下列条件下进行：（1）将变速器工作液升温至正常工作温度，约 80OC。（2）用三角木掩好车轮，拉紧驻车制动，同时将行车制动踏板踩到底，确 保车辆安全制动。（3）控制手柄置于“D”或“R”挡位。（4）将发动机的加速踏板踩到底，读发动机此时的最高转速。注意：失速试验时间严禁超过5s，否则将严重损伤变速器，并使ATF油过 早变质。本试验用于检查发动机的动
13、力输出、油泵、导轮单向离合器的功能和齿轮变 速器内制动器与离合器的打滑情况，失速转速因车而异，但一般都在 1800-2500 r/min 的范围内。失速转速过高或过低都对应于相应的故障，具体分析见表 4.1 所示。表 4.1 失速速度与变速器故障分析表控制手柄位置 失速速度故障原因主油路压力过低（油泵或主油路调压阀故障）；过高 前进挡和倒挡的换挡执行元件打滑；D位和R位 液压油滤清器堵塞发动机动力不足；过低或熄火 变矩器导轮的单向离合器打滑过高前进挡油路油压过低；前进挡换挡执行元件打滑倒挡油路油压过低；仅 R 位过高 倒挡换挡执行元件打滑三、时滞试验从控制手柄由空挡位“N”或“P”位）移到实挡
14、位“R”、“D”、“2”或“L”位）的时刻开始，到变速器控制系统使齿轮变速器得到真实挡位所经过的 时间，称为“挂挡时滞”。从控制手柄由实挡位（“R”、“D”、“2”或“L位） 移到空挡位（“N”或“P”位）的时刻开始，到变速器控制系统使齿轮变速器解 除挡位所经过的时间，称为“摘挡时滞”。时滞时间是执行元件间隙、齿轮副的 间隙、管路的压力、液压系统的工作性能等的综合反映。离合器和制动器的自由 间隙越大，则啮合时间越长，时滞时间也越长。管路压力越低，获得离合器活塞 工作压力所需的时间越长，则时滞时间越长。该试验用于测量发动机怠速运转时，自动变速器的“挂挡时滞”和“摘挡时 滞”。一般车辆正常的“挂挡
15、时滞”为1.2s, “摘挡时滞”为1.5s。四、液压试验 为了初步了解变速器内部的工作情况，在变速器的壳体上都有检测液压系统压力的检测口，一般车辆至少有一个主油路压力检测口，有些车辆有多个压力检 测口，可以测量液压系统内部的多处局部压力，如主油路压力、速控阀压力（仅 液控式AT）、节气门阀压力、某执行元件油道压力等。接上专用的高量程油压表， 就可以读到各个检测口的压力。测量液压的状态为：（1）自动变速器油温达正常范围（约 80OC）。（2）踩下行车制动和拉紧驻车制动，将控制手柄置于“D”、“2”、“L”或 “R” 位。（3）分别测试各手柄位置对应于发动机怠速和失速两种状态下的油压。将所测结果与标准数值比较，如果测得的数值与标准值不符，则需要进行调 整、检修或更换油泵，清洗阀体，更换滤清器，更换油道密封圈或检修换挡执行 元件的密封件等。五、道路试验该试验在变速器工作温度达50 0C80 OC工时进行。1. “D ”位试验（1）换高速挡检验将换挡控制手柄置于“D”位，超速挡开关处于“0N”状态，踩下加速踏板 全开或半开，使车辆加速行驶，检查有无发生1 挡2挡、2挡3挡和 3 挡 O/D 挡的顺利变化，且各换
