第四章自动变速器的试验与分析.ppt

第一节失速试验与故障分析 一 失速试验概述失速试验是指汽车处于停止状态下 变速器换入D挡或倒挡 当发动机处于全负荷时检查发动机在该状态下的转速 失速试验时 发动机在特定转速下变矩器输出转速为0 这时的变矩比最大 发动机全负荷下产生的驱动力通过自动变速器及传动系统作用于车轮 由于汽车在行驶制动器与驻车制动器作用下停止不动 所有的驱动力作用在行星齿轮 离合器 制动器等装置上 假如某个离合器或制动器打滑 由于阻力矩减小 发动机的转速将升高 下一页返回 第一节失速试验与故障分析 如果传动系统中各装置均处于正常工作状态 则发动机产生的能量只能由变矩器液体循环来吸收 发动机根据变矩器的容量维持一定的转速 这种状态的发动机转速称为失速转速 二 失速试验操作由于失速试验时 变速器内部受到一个极大的扭矩负荷 在进行失速试验前 应注意以下几点 应在进行基本检查和调整后进行试验 怠速运行一段时间 使油温升至正常行驶温度 70 80 变速器油温过高会加快变速器油液和密封件的老化 而且加剧离合器摩擦材料的磨损 所以连续实验时间不要超过5s 上一页下一页返回 第一节失速试验与故障分析 1 在D挡自动变速范围内试验如图4 1所示 操作如下 将止动块 橡胶块或三角木块 塞入前 后车轮下用以止动 接上发动机转速表 指无转速表汽车 拉紧驻车制动器 起动发动机 将换档杆换入D档 用力踩下制动踏板 将油门踏板迅速踩到底 使发动机转速迅速上升至最大值 保持前一的状态 读取转速表所显示的发动机此时的最高转速 不要超过5s 放松油门踏板 恢复发动机怠速转速并维持一定时间 以使油液循环冷却 上一页下一页返回 第一节失速试验与故障分析 2 在R挡进行试验操作要领与D挡的操作要领相同 进行失速试验过程中要注意听发动机与自动变速器内声音的变化 尽管试验时发动机与变矩器发出很大的噪声 但不应听到任何金属撞击声与尖锐的啸鸣 三 由失速试验的结果进行故障分析影响失速转速的因素较多 不同厂家生产的不同型号的发动机或不同型号的变速器的失速转速不同 进行失速试验前应先了解该产品的失速转速的标准值 表4 1表示为不同型号发动机与变速器失速时发动机的转速 上一页下一页返回 第一节失速试验与故障分析 在D挡与R挡取得的失速转速与给定的标准失速转速相符 则系统基本正常 在D挡与R挡取得的失速转速均比给定的标准失速转速低时 有可能是发动机动力不足或变矩器工作不良 可通过断开动力的方法区分发动机是否有故障 方法是将变速杆置于P或N挡 发动机进行急加速 如发动机转速上升迅速且顺畅 则可说明发动机工作正常 当失速转速比基准失速转速低 且转速差值大于600r min时 可判断是变矩器导轮的单向离合器出现故障 D挡失速转速高于标准失速转速时 产生故障的原因可能有以下几个方面 上一页下一页返回 第一节失速试验与故障分析 自动变速器内离合器打滑 摩擦材料异常磨损 烧损 单向离合器工作不良 制动带打滑 异常磨损 烧损 油压过低 究竟是哪些执行元件出现故障 可利用自动变速器离合器及制动带操作表 表4 2 帮助判断 当进行D挡失速试验 汽车没有行驶 变速器内并不会进行换挡 所以这类试验只检测低速挡执行元件而不检测高速挡执行元件 如表4 2所示 在行驶挡时只有低速挡的后离合器C2和单向离合器F在工作 如果出现失速转速过高 执行元件打滑现象 则应对上述元件进行检查 而在2挡进行失速试验时 除后离合器外 还有制动器B2参加工作 如出现打滑现象 应对上述两个元件进行仔细检查 上一页下一页返回 第一节失速试验与故障分析 在R挡进行失速试验 如出现打滑现象 从表4 2中可知 可能是由于高速挡 倒挡离合器故障所致 如果在D挡和R挡时的失速转速都比标准转速高 则应检查液压系统压力是否过低 否则是变速器执行装置损坏极其严重 强调指出 不宜过多进行失速试验 因为进行此项试验时发动机功率全部由变矩器内液体吸收 会产生大量的热 且对各个元件也产生极大的作用力或扭矩 反复试验必然造成损坏 在不掌握所修的自动变速器离合器及制动带操作表或不熟悉所试验的自动变速器执行元件操作状况的情况下 盲日进行此项试验 即使出现前述故障现象 也无法正确判断是哪些执行元件出现问题 上一页返回 第二节换挡试验与道路试验 一 换挡试验1 原理换挡试验又可称为时间滞后试验 它是在发动机怠速状态下 通过改变自动变速器操纵杆的位置 测定动力传递到驱动轮所经历的时间 帮助判断故障的位置 滞后时间是指当变速杆换入某一挡位瞬间 液压控制系统发生作用 动力经行星齿轮 传动装置到达驱动轮所经历的时间 具体的表现是发动机怠速状态 变速杆换入某挡瞬间 汽车由静止状态到产生动力振动的一段时间 下一页返回 第二节换挡试验与道路试验 离合器的间隙过大 会延长离合器接合时间 而系统压力低于标准压力时 也会延长离合器结合时间 各种控制阀出现卡滞同样会延长动力传递时间 因此 通过换挡试验可进行初步的故障判断 如某离合器的磨损情况 系统压力是否正常等 2 试验操作及分析 1 换挡时间试验的操作方法 如图4 2所示 车轮用三角木止动 拉紧停车制动器手柄 起动发动机 怠速状态下将换档杆从N位换入D位 感觉到车身振动的测量时间以0 1s为单位 上一页下一页返回 第二节换挡试验与道路试验 2 试验注意事项试验应在对汽车进行完基本检查和基本调整后进行 试验油温应达到汽车正常行驶温度 70 80 为使离合器和制动器完全恢复到自由状态 各档测试应保持1min以上的时间间隔 3 根据测定结果进行判断滞后时间在标准时间内为正常 参见表4 3 滞后时间超过标准时 可判断为相应的离合器或制动带打滑或液压系统压力低 可通过其他试验进行进一步检查 上一页下一页返回 第二节换挡试验与道路试验 二 道路试验对于自动变速器来说 换挡与汽车的行驶速度息息相关 换挡的过程是在运动中进行的 因此道路试验是自动变速器故障诊断的基本试验之一 1 原理及目的道路试验指汽车在道路上行驶 通过汽车不同工况下变速挡位的自动变换 真实再现汽车所发生过的故障 从而判断自动变速器故障发生的部位 条件和时间 帮助确定引发故障的机构 装置或系统的试验 进行道路试验前对自动变速器的工作性能的了解非常重要 它有助于正确分析故障 如所试验的自动变速器的执行元件工作表 换挡电磁阀工作逻辑表和自动换挡特性曲线 自动变速器换挡特性曲线等 上一页下一页返回 第二节换挡试验与道路试验 执行元件工作表给出不同挡位时参加工作的执行器 通过换挡变速和换挡时的冲击振动情况 可以帮助判断是哪些执行器发生了故障 自动换挡特性表表示不同节气门开度条件下发动机转速与汽车行驶速度的变化及正确的升挡和降挡的速度标准 可用来判断自动变速器换挡时机器是否正常 帮助确定调整是否合适 液压系统与电控系统是否存在问题 换挡图中的实线为升挡曲线 虚线为降挡曲线 可以注意到从某挡位换入另一挡位 不同节气门开度下汽车的速度不同 同一节气门开度时升挡与降挡的汽车速度也不一致 存在升降挡速度差 2 道路试验检验的性能汽车道路试验可进行下几方面性能的检验 上一页下一页返回 第二节换挡试验与道路试验 1 起步检验汽车起步时是汽车从静止状态改变为运动状态 需要很大的驱动力矩 当变速器变速杆换入D挡或倒挡时 变矩器与变速器的低速挡进入工作状态 松开驻车制动器与行车制动器后汽车应向前蠕动 随着节气门开度增加 发动机转速增高 汽车车速随之提高 不应有任何阻滞或冲击振动 如出现起步无力 起步时无蠕动现象 汽车升速时间过长等问题 应进一步对变矩器和变速器进行检查 汽车的起步试验也可以在坡路上进行 由于需要更大的驱动力 能够帮助判断变矩器的增扭作用 注意 由于变矩器是依靠液体动能传递动力 只有当发动机转速较高时才能产生较大动能 因此汽车车速提高滞后于发动机转速属正常现象 上一页下一页返回 第二节换挡试验与道路试验 2 自动换挡试验自动换挡指在给定变速范围内 自动变速器控制装置和机械变速系统自动进行挡位转换 包括自动控制升挡 自动控制降挡 自动变速器的自动换挡主要受控于节气门开度和行驶速度 当节气门开度一定时 随汽车行驶速度升高 并达到一定时自动变速器自动换入另一挡位 在汽车升速过程中主要检查汽车的升挡规律是否满足换挡规律曲线的要求 这种检查是通过路试入员的感觉实现的 路试时应仔细体会换挡时汽车产生的变化 换挡瞬间汽车的阻力矩发生变化 发动机的转速也会产生瞬时变化而形成轻微振动 汽车速度明显降低 而后迅速升高 上一页下一页返回 第二节换挡试验与道路试验 汽车达到最高挡后 将加速踏板完全放松 汽车的行驶速度在阻力作用下下降 自动变速器会根据换挡规律自动降挡 减速可以通过自由滑行或点制动来实现 当汽车速度降至某一值时 发动机转速会出现突然上升 车速下降 即完成一次降挡动作 换挡时机不正确 可从液压系统和电子控制系统两方面考虑故障原因 如节气门阀调整不当 节气门传感器故障等 3 加速试验汽车加速试验主要测试自动变速器在大负荷 大阻力工况下传递扭矩的能力 汽车正常起步后 突然踏下加速踏板 使汽车加速行驶 观察汽车车速是否随发动机转速增加而迅速增加 如加速过程长则可能是离合器出现打滑等故障 上一页下一页返回 第二节换挡试验与道路试验 4 发动机制动性能试验汽车在下坡时 因自身惯性而加快滑行速度 为稳定车速 需要长时间利用行车制动器制动减速 这样制动器容易发生热衰退 而使制动性能下降 利用发动机运转的惯性进行反拖制动 可以在汽车下长坡时减轻制动器负担 自动变速器的2挡和1挡设置有这种功能 试验时将车速提高 然后将变速换挡杆置于2挡或1挡位置 观察汽车的速度是否下降很快 如无发动机制动 则应检查单向离合器的作用是否正常 5 静止换挡检验汽车制动状态 将换挡杆分别推到倒挡和前进挡位置 执行装置进入工作状态 发动机的扭矩经变矩器 变速器及传动系统传递给车轮 通过所产生的振动可检验低速挡的工作情况 上一页下一页返回 第二节换挡试验与道路试验 6 强制降挡试验汽车行驶中如果突然加速 由汽车驱动力平衡关系可知 此时所需驱动力也很大 一方面通过增加发动机输出功率 另一方面可通过降挡增加扭矩的方法实现汽车新的驱动力平衡 加速时自动实现降挡的过程称为强制降挡 试验时选择良好道路条件 汽车保持较高速度 突然将油门踩到底 汽车出现明显的瞬间制动 降挡 后发动机转速迅速上升 随着车速上升和自动变速器自动换入高速挡 发动机转速又逐渐下降 说明自动变速器强制降挡功能正常 上一页返回 第三节系统油压试验及分析 液压测试是依据不同挡位工作时 马伙动执行元件动作的液压油路不同 压力也不同的原理判断液压系统是否存在故障 当不能通过其他检查方法和道路试验来确定变速器故障的原因时 可通过液压系统压力测试 帮助判断液压系统是否存在故障 几乎所有液压自动变速器上都设计有液压系统测压点 拧下测压点的螺旋油堵 接上压力表即可测量油路上的压力 图4 3所示为压力表的接法与测压点的位置 通过压力测试可检查油泵 压力调节阀 节气门阀和调速机构的工作情况 为正确分析自动变速器故障提供依据 1 液压测试的基本操作 下一页返回 第三节系统油压试验及分析 1 测试前的准备准备一只量程0 3MPa的油压表和一定长度的油管 通过与变速器配套的油压测试专用接头 连接到被测点上 因要进行路试 油压表须放入驾驶室内 以便于观察 所以油管要有一定长度且耐压 2 测压基本操作关闭发动机 变速器置于P档 拆下侧压点油堵螺检 换上侧试管接头 接上油管和油压表 起动发动机 检查各接头处是否有泄漏 待变速器油温达到正常工作温度 变换各种工况检查并记录油压表数值 通过侧量值与标准值比较 判断分析系统状况 上一页下一页返回 第三节系统油压试验及分析 2 液压测试内容自动变速器液压控制系统由不同的油路组成 各个油路的功能不同 但相互间联系密切 相互制约 相互协调 系统压力是维持系统正常工作的关键 不同的控制油路具有不同的控制压力 不同工况下同一控制油路的控制压力也不一定相同 进行液压系统的压力测试就是检查不同控制油路的压力是否满足原设计的要求 通过压力的变化和压力作用时间的变化 帮助进行故障分析 1 主油路油压主油路油压是维持整个液压系统工作的基础油压 变速器液压控制系统中的其他油压都是在这个压力基础上经再次调节而形成的 在某些工况 为提高变速器的驱动能力 要求提高离合器或制动器的作用扭矩 就是通过提高主油路油压来实现 上一页下一页返回 第三节系统油压试验及分析 电子控制压力调节装置除主压力调节阀还有增压阀 以根据不同工况调节系统压力 增压阀的作用力来自倒挡油路和计算机控制的扭矩油路 扭矩油压由汽车的各种传感信号输入计算机 经分析计算机发出指令 马伙动压力控制电磁阀根据输入电流的大小 调节扭矩压力 从而得到正确的主油路压力 保持正确的主油路油压是系统可靠工作的保证 主油路压力测试方法如图4 4所示 2 车速信号油压在液压控制换挡的自动变速器中通过与变速器输出轴连接的调速阀 将车速信号转变成液压信号进行自动控制 此油压主要控制自动换挡 一些自动变速器上还用它来对主油路压力进行反馈控制 电子控制液压系统将包括车速信号在内的传感信号输入计算机 经综合分析发出指令控制换挡电磁阀 调节换挡阀的控制油压 实现换挡动作 上一页下一页返回 第三节系统油压试验及分析 3 变矩器工作油压要使变矩器实现正常的液力传动 必须使变矩器内保持一定数量 一定质量 一定压力的循环油液 如果变矩器内部装有锁止离合器 则还要有一系列控制装置实现锁止离合器接合与断开 4 发动机负荷信号油压发动机负荷信号主要控制换挡阀动作和换挡时刻 并在必要时 实现强制降挡 发动机的负荷信号是通过真空执行机构或节气门拉线机构改变滑阀两端作用力的平衡 进行压力调节的 在电子控制自动变速器中 发动机负荷信号被转换为电信号 与其他信号一起输入计算机进行处理 发出的指令直接对换挡阀的控制压力进行调节 实现换挡 上一页下一页返回 第三节系统油压试验及分析 5 特殊油压一些变速器上设有特殊的油压测试点 用来检测具有特殊要求的油压 如有的变速器为离合器 制动器 减振器均设置了测试点 可以进行具体的油压测试 帮助进行变速器故障分析 进行特殊油压测试 要有详细油压数据的维修手册的帮助 3 油路压力与故障分析 1 油路压力的检测流程为了最大程度地利用压力测试 更准确地确定故障的具体所在 应从测试主油路压力开始进行检测 几乎所有的自动变速器都有检测主油路压力的测试接点 对主油路压力的测量应该在所有挡位的范围和3个基本发动机转速下展开 上一页下一页返回 第三节系统油压试验及分析 在发动机低怠速运转时测量主油路压力 如果主油路压力在低怠速的所有挡位运行 情况都符合要求 则油泵和压力调节器的工作状况良好 如果低怠速时所有压力值偏低 那么有可能在油泵 压力调节器 滤网 变速器油液或内压力泄漏方面存在故障 在发动机高怠速运转时测量主油路压力 为进一步明确低怠速运转时主油路压力值偏低的原因 可以在发动机高怠速情况下 各挡位处于工作状态时进行压力检测 如果高怠速时压力符合要求 则故障的原因通常是因为油泵的老化磨损 或是因为内部的泄漏 内部泄漏现象通常在某个范围内更明显 因为在那时变速器油液还通过某些具体的阀和油路被输送到某个确定的执行装置内 如果其中的某个装置存在泄漏 则在被选用挡上工作时就会出现压力下降现象 上一页下一页返回 第三节系统油压试验及分析 利用节气门全开时的压力变化判断故障 在发动机节气门全开时观察每一挡位的压力变化 发动机在较高转速时 如果出现压力逐渐下降现象 则通常可能是机油滤网堵塞 这是因为变速器油液不能顺利通过滤网进入高速旋转的油泵 以满足变速器的需要 如果随发动机转速增加而变速器油液压力没有变化 则可能的原因是压力调节器内出现卡滞 尽管压力调节器卡住时随发动机转速的增加仍可提供一定压力的油液用以维持基本的需求 但它不能提供该转速下所必需的油液压力 如果在低怠速时压力较高 则有可能是因为压力调节器或节气门阀出现故障 上一页下一页返回 第三节系统油压试验及分析 如果节气门开度较大时的压力普遍较低 则先将节气门阀连接好或切断真空软管与真空调节器的连接 如果此时压力恢复到正常范围 则这时的低压就是因为节气门阀连接的故障或真空管路的故障而产生的 如果压力低于标准 则最有可能的故障原因在油泵或控制系统方面 如果节气门开度较大时的压力都很高 用此时的数值与低怠速时的数值相比较 如果压力在低怠速时正常而在高怠速时偏高 则节气门系统出现故障 为证实这个较低的压力是因为泄漏或油泵的老化磨损所致 则可挂入倒挡进行失速试验 如果压力在倒挡失速试验中较低 但在其他试验中都正常 那么显而易见就是油泵泄漏的故障 上一页下一页返回 第三节系统油压试验及分析 2 油路压力不正常的故障分析造成油路压力不正常的原因是系统存在故障 故障的种类是多方面的 需要进行综合分析 判断可能产生故障的原因 以便有针对性地检查和检测系统部件 主油路压力故障分析 通过上面测试测得主油路压力均低 有可能是以下几种原因 变速器内油面过低 存油量不足 油泵吸油油道密封不良等 造成油泵吸油量不足 油泵压力腔存在空气 使油压不能提高 油泵吸油通道或过滤器堵塞 增大油泵吸油阻力 吸油量受到限制 油泵排油量也随之减少 压油腔压力也不能提高 上一页下一页返回 第三节系统油压试验及分析 油泵安全阀故障 如单向阀卡死 弹黄折断等原因 油泵内部泄漏 由于运动件 密封件磨损等造成配合间隙过大 或密封不严而产生泄漏 主油路压力调节阀调节不良 手动换档阀调整不当等 致使油路压力控制有误差 前进挡位压力正常 而在倒挡位时压力均较低 根据压力表指示情况可分以下几种情况 倒档时压力高于前进档位 但又低于规定值 这种情况的主要原因有 主油路压力调节阀不良 倒档油路及与倒档有关的制动器 离合器液压活塞或蓄压器等有轻度泄漏 上一页下一页返回 第三节系统油压试验及分析 倒档时油压与前进档位油压相同 或相差不大 这种情况的主要原因有 主油路压力调节阀的倒档修正油压油路堵塞或泄漏 倒档油压修正柱塞卡死 倒档时油压很低甚至没有压力 造成该情况的主要原因有 倒档控制阀故障 倒档制动器或离合器故障 倒档油路 倒档减振蓄压器存在严重的泄漏 倒挡压力正常 而前进挡压力偏低 则有以下两种情况 前进挡各挡压力均低 则可能为前进挡离合器液压活塞或其液压油路有泄漏故障 或相应前进挡液压元件及油路有泄漏 在各前进挡位中 某一个挡位的油压偏低而其他几个挡位正常 则可能因手动选挡阀等调节不当引起 某些挡位特殊油路有泄漏 上一页下一页返回 第三节系统油压试验及分析 在各挡位或某些挡位的怠速油压值正常 而失速油压或大负荷油压偏低 故障原因一般有 主油路油压调节阀有故障 主油路修正调节油压油路有泄漏 主油路相应挡位的离合器或制动器活塞及其油路有轻度密封不良现象 在高油压时产生泄漏 如果选挡手柄在P N两位时油压正常 而当选挡手柄进入行驶挡后压力变低 这说明油泵及主调压系统基本正常 故障可能在相应挡位各油路上或离合器 制动器活塞上 前进挡与倒挡油压均高 有以下两种情况 压力均过高且超过倒挡压力 可能的原因是调节阀有故障 节气门阀有故障 节气门拉索 杆 调节不当或发卡 从而造成系统油压调节失效 上一页下一页返回 第三节系统油压试验及分析 前进挡压力与倒挡压力相同 可能原因为主调节阀压力修正柱塞卡死 倒挡修正油压油路与其他油路错乱或泄漏 4 车速信号油压测试与分析在大多数使用调速阀产生车速信号油压的自动变速器上 都设有为检测此油压而用的测试接点 检测时按基本操作程序接好油压表后 测试此油压最好用指针式小量程油压表 因为这样油压变化更直观 通过道路行驶测试和在举升器上空负荷测试两种方法进行检测 观察油压是否随车速变化而变化 判断调速阀是否在做相应动作 然后根据该车型油压为正常油压值时的相应测试状态操作汽车 读取油压值 最后对测量值与正常值进行比较 判断故障原因 上一页下一页返回 第三节系统油压试验及分析 5 液力变矩器油压测试一些自动变速器上设有检测变矩器工作油压及锁止离合器的控制油压的测试接点 在该点按基本操作程序接好压力表后 可在道路或举升器上进行操作测试 变速杆换入D位 使发动机驱动车轮转动 分别测量怠速状态 自动变速器由1挡换到最高挡时的油压值 之后分别在R N 2 L 各挡位进行测试 在前进挡位时 分别测取液力变矩器锁止离合器接合与分离状态时的油压值 6 发动机负荷信号油压测试与分析一些自动变速器上设有发动机负荷信号油压测试接