V型自动变速器故障诊断与分析技师考评论.doc

01V型自动变速器故障诊断与分析 目录 摘要 1 关键词 1 1 奥迪A6 01V型自动变速器基本结构及组成1 1.1 液力变矩器1 1.2 行星齿轮变速系统的结构特点2 1.3 液压控制系统 3 1.4 电子控制系统 4 1.4.1 控制单元（J217）4 1.4.2 传感器4 1.4.3 执行器4 2 自动变速器故障诊断的原则和程序 5 2.1 自动变速器故障诊断的原则5 2.2 自动变速器故障检测与诊断的基本程序6 3 奥迪 A6 型自动变速器故障排除分析7 3.1 故障现象7 3.2 故障初步分析7 3.3 故障诊断7 3.4 故障总结8 4 结论8 参考文献 8 1 01V型自动变速器故障诊断与分析 张俊宾 江苏省徐州技师学院 摘要：本论文论述了奥迪 A6 搭载的 01V 型自动变速器的基本结 构及工作原理；重点论述了自动变速器常见故障诊断的一般原则和 程序，并通过实际故障论述了奥迪 A6 01V 型自动变速器故障诊断 与排除的方法和步骤。 关键词： 01V 型自动变速器；故障诊断；故障分析 1 奥迪A6 01V型自动变速器基本结构及组成 奥迪A6搭载的是由德国ZF公司生产的01V型电控自动变速器，该变速器是手 /自一体5速电控自动变速器，其结构主要由液力变矩器、行星齿轮机构、液压 控制系统、电子控制系统组成。 1.1 液力变矩器 01V 型自动变速器的变矩器是锁止式液力变矩器它由变矩器壳，锁止离合 器压盘、涡轮 、泵轮 、变矩器轴套 、输出轴花键套 、导轮等组成，并带有 锁止离合器，如图 1。 图 1 带锁止离合器的液力变矩器 1-变矩器壳 2-锁止离合器压盘 3-涡轮 4-泵轮 5-变矩器轴套 6-输出轴花键套 7-导轮 1.2 行星齿轮变速系统的结构特点 01V 自动变速器行星齿轮变速机构与换挡执行元件的布置如图 2 所示，行 星齿轮机构由一套拉威娜行星齿轮组和一个由单行星轮系行星齿轮机构构成的 2 次行星齿轮组组合而成，其构件包括小中心齿轮、大中心齿轮、共用内齿圈、 前行星架、后接中心齿轮和后接行星架（最终输出端） 。换档执行元件包括 4 个 片式离合器 A、B、E、F 和 3 个片式制动器 C、D、G 和 1 个单向离合器。各换挡 执行元件的作用见表（1-1） 图 2 行星齿轮系统与换挡执行元件的布置 表(1-1)各换挡执行元件的作用 A 离合器连接输入轴与前大太阳轮B 离合器 连接输入轴与前小太阳轮 E 离合器连接输入轴与前行星架F 离合器 连接后太阳轮轮 C 制动器制动前小太阳轮D 制动器 制动前行星架 G 制动器制动后接太阳轮Ff 单向离合器 限制前行星架逆时针方向转动 01V 自动变速器动力传递路线示意图如图3所示,不同档位时,各执行元件 的状态见表(1-2)。 3 图 3 动力传递路线示意图 表(2-1) 不同挡位时各执行元件的状态 离合器制动器单向离合器 位置/档位 ABEFCDG1 档 R=倒档 N=空档 直接 1 档 直接 2 档 直接 3 档 直接 4 档 直接 5 档 2，1 档 D，5 档到 4 档 () () 注：=元件起作用；（ ）根据行驶状态起作用 1.3 液压控制系统 1）动力源 01V 自动变速器油泵采用的是内齿轮啮合式油泵。内啮合齿轮泵主要由外 齿齿轮、内齿齿轮、月牙形隔板，泵壳、泵盖等组成。 2）执行机构 执行机构包括各挡离合器、变矩器锁止离合器、制动器及单向离合器。 3）控制机构 控制机构主要包括主油路调压装置、换档信号装置、换档阀组、缓冲安全 装置及液力变矩器控制装置等。 主油路调压装置 主油路调压装置中最主要的部件是主油路调压阀，其作用是将液压泵输出 的油压调节到所需值后再输入主油路，并在不同档位、不同工况下，使油压符 合不同的要求。在节气门开度小时，主油路压力降低；开度大时，主油路压力 升高。自动变速器处于低速档时，主油路压力升高；高速档时，主油路压力降 低；倒档时，主油路压力升高。 4 换档信号装置 自动变速器的换档控制信号主要有两个：发动机负荷和车速。 换档阀组 换档阀组的作用是根据换档信号装置提供的信号，控制液压系统中液压操 纵油路的方向，由此决定变速器所处的档位。 缓冲安全装置 为防止换档时出现冲击，自动变速器上都装有一些起缓冲和安全作用的液 压装置。其中最常见的是蓄压减振器，它一般由减振活塞和弹簧组成，与离合 器或制动器并联安装。压力油进入离合器或制动器活塞工作腔的同时，也进入 城振器 ，将减振器活塞压下，以此方式降低工作腔的压力，防止离合器片或制 动器片快速接合时引起的冲击。 1.4 电子控制系统 1.4.1 控制单元（J217） 自动变速器控制单元（J217）位于右前座脚部地毯的下面，它是自动变速 器的控制核心。 1.4.2 传感器 1）自动变速器输入轴转速传感器 G182。用于检测自动变速器的输入轴转 速。 2）自动变速器转速传感器 G38。用于检测自动变速器的输出转速。 3）自动变速器油温传感器 G93。用于向控制单元传递油温信号，如果自动 变速器油温达到 120 度，变矩器锁止离合器将提前锁止。 1.4.3 执行器 1）强制降挡开关 F8 当加速踏板完全踩下时，此开关闭合，自动变速器降挡，以获得加速度。 如果加速踏板保持在强制降挡开关 F8 的闭合位置，则空调将自动关闭。强制降 挡开关 F8 信号中断后，由节气门位置开关信号代替，当节气门开度达到 95%时， 控制单元认为强制降挡开关闭合，执行降挡功能。 2）制动灯开关 F 制动灯开关 F 位于制动踏板上方的支架上，将制动踏板的位置信号传递给 自动变速器控制单元。当汽车静止时，踩下制动踏板，操纵手柄会释放；如果 踩下制动踏板且车辆在下坡，自动变速器会换入抵挡。 5 3）电磁阀 N88-N94 用于控制自动变速器中离合器和制动器的工作油压，其 中 N88-N90 是开/关阀，用于控制接通或关闭离合器或制动器的油路；N92 和 N93 是油压控制电磁阀；N91 也是调制阀，是一个流量控制阀，用于调节总的自 动变速器油量；N94 也是调制阀，用于控制变矩器锁止离合器的工作。如果电 磁阀 N94 控制线路断路，则锁止离合器不会关闭，但自动变速器仍能换挡；如 果电磁阀88-N93 故障或 N94 短路，则自动变速器进入应急状态。 4）操纵手柄锁止电磁阀 N110 操纵手柄锁止电磁阀 N110 位于换挡手柄下面，由自动变速器控制单元控制， 用于防止在未踩制动踏板时，操纵手柄从 P 位移出。 2 自动变速器故障诊断的原则和程序 汽车自动变速器在使用中，随着技术状况的下降会出现一系列故障，常见 的故障会通过一定的现象特征表现出来，不同车型由于结构上有所不同，其故 障原因会有所差异，但故障产生的常见原因和诊断排除方法是基本相同的。 2.1 自动变速器故障诊断的原则 电控自动变速器故障检测与诊断的总原则是： 1)分清故障部位。分清故障是发动机电控系统还是自动变速器液压控制系 统、电控系统引起的，抑或是机械系统(液力变矩器或行星齿轮机构)引起的。 只有分清了故障部位，才能有针对性地去查找故障根源，少走弯路。 2)坚持先易后难、逐步深入的原则。按故障的难易程度，先从最简单、最 容易检查的部位入手，如开关、拉杆、自动变速器油状况等；从那些最易于接 近的部位、易被忽视的部位和影响较大的因素开始；最后再深入到实质性故障。 3)区分故障的性质。自动变速器故障是机械部分的，还是液压系统的，或 电控系统的；是只需维护就可排除，还是需要拆卸自动变速器彻底修理才能排 除的。 4)充分利用自动变速器各检验项目(基础检验、手动换档试验、液压试验、 失速试验、时滞试验、电液控制系统工作过程检验)，为查找故障提供思路和线 索。通过这些检验项目的检测，一般可以发现自动变速器的故障所在。 5)充分利用电控自动变速器的故障自诊断功能。电控自动变速器的电控单 元(ECU)内部有一个故障自诊断电路，它能在汽车行驶过程中不断地监测自动变 速器控制系统各部分的工作情况，并能检测出控制系统中的大部分故障，将故 6 障以代码的形式记录在 ECU 中。维修人员可以按照特定的方法将故障代码从 ECU 中读出，为自动变速器控制系统的检修和故障诊断提供依据。 6)必须在拆检之后才能确诊的故障，应是故障诊断的最后步骤。因为电控 自动变速器一般是不允许轻易分解的。 7)在进行检测与诊断前，应先阅读有关故障检测指南、使用说明书和该车 型的自动变速器维修手册，掌握必要的结构原理图、油路图、电控系统电 路图等有关技术资料。 2.2 自动变速器故障检测与诊断的基本程序 自动变速器故障检测与诊断的基本程序如图 5 所示 图 5 自动变速器故障检测与诊断的基本程序 各项测试的目的 1）基本检查： 检查自动变速器是否在正常前提条件下工作 （包括节气门 检查、怠速检查、自动变速器油检查、电控的控制开关检查、传感器的检查）。 2）故障自诊断：利用自诊断功能，调出故障代码，帮助查找故障部位。 3）手动换挡实验：确定故障部位是在机械系统还是在电子控制系统。 4）机械系统的测试：包括失速实验、时滞实验、油压实验、道路试验等利 于准确地判断变速器机械系统的故障发生部位。 5）电控系统测试：检查线束及各插接件是否正常，以及搭铁接触是否良好， 各个电控元件是否损坏和失效。 7 6）按故障诊断表检测：应用维修手册，逐项检测排故。 3 奥迪 A6 01V 型自动变速器故障排除分析 3.1 故障现象 一辆奥迪 A6 轿车（1.8T AWL 发动机） ，O1V 自动变速器，奥迪 A6 行驶里程 100 000km，该车在一星期前刚更换过变速器油后，当车速高于 30km/h 时，有 不规则的坐车现象(在行驶时间过长后会出现加速无力现象，有时发动机严重抖 动，甚至熄火，但是有时放置时间稍长一些后，故障又自然消失，这种现象俗 称坐车现象)，而当车速超过 85km/h 后，则故障消失。如果急加速时，则车辆 加速正常。 3.2 故障初步分析 经过试车后发现该车的故障现象比较明显。根据故障现象判定，引起这种 故障的原因有两种：可能是发动机点火系工作时出现故障，发动机轻微断火。 该车的自动变速器有故障。 3.3 故障诊断 1）初步检查，分清是发动机故障还是自动变速器故障。 首先应检测发动机和自动变速器两个电控系统，读取故障码，发现该车没 有故障码存储。按照先简单后复杂的诊断原则，先从发动机查起。因为该车没 有故障码存储，先读取发动机的控制单元数据流 014、015 组，然后检查了喷油 器是否有轻微的阻塞和控制线路有无通断/现象，以及燃油压力是否正常等，经 过一系列的检查，均为发现任何问题。为了进一步判定该故障现象，将点火线 圈、火花塞更换后再进行试车，发现该故障并没有消失。说明了引起该故障的 原因不是发动机断火，而只能是自动变速器了。 2）基本检查 按基本检查内容检查油位、油质、油压及传感器等，未发现异常。 3）用诊断仪检查 用金奔腾故障诊断仪对汽车变速器的控制单元进行 03 功能检测，让控制单 元逐一触发阀体上的各个电磁阀，发现其结果没有异常。接着进行试车，利用 诊断仪读取数据，发现故障出现的时刻并不是在换挡的瞬间，而是在以某一个 特定的档位行驶才会出现，因此可以断定是换挡冲击的可能性不大。为进一步 验证，同时进行了加减挡(手动模式)行驶进行试验，没有出现坐车现象。但在 出现坐车现象时，发现数据流 07 组 2 区在 TCC 锁止之间跳动，每次坐车时 4 区 8 的变矩器转速相差 100r/min 左右。经过分析，认为引起该故障的原因为锁止离 合器油路故障或锁止离合器故障。 4）故障原因 锁止离合器锁止异常的原因有：变速器油质差、滑阀箱油路阻塞或不畅通、 调压电磁阀发卡(发卡现象)、锁止离合器过度磨损、油泵压力不足、控制单元 程序有故障等。 5）故障排除 因为该车基本检查未发现异常且自动变速器油才更换一个星期左右，于是 优先从更换控制单元编码，做换抵挡开关匹配，试车后故障依然没有被排除； 最后拆检滑阀箱，经过对滑阀箱的清洗，再重新加注变速器油后试车，该故障 消失。 3.4 故障总结 该车在更换变速器油后行驶了一个星期左右才出现该故障，结合最后的诊 断结果可以判定产生该故障的原因是新的变速器油与原来的油质不符，变速器 内部积垢脱落而使滑阀箱油路不畅通，从而使锁止离合器打滑，导致行驶坐车 现象。 4 结论 1）自动变速器是一个结构非常复杂的部件，因此在修自动变速器前，应首 先了解该型号自动变速器结构和原理、维修注意事项，按照维修手册要求进行 维修。 2）维修自动变速器时，要严格按照自动变速器故障诊断的一般原则和程序 进