自动变速器的故障诊断研究

蒋 强

[摘要]本文首先按照不同的分类方法对自动变速器故障进行了分类,总结了自动变速器故障诊断的一般过程,及其每个检测、诊断方法的针对对象,为自动变速器故障诊断系统的研究提供了必要的理论基础。

[关键词]自动变速器 失效分析 液压控制系统 故障诊断

1 自动变速器故障分类

1.1按故障来源分类

根据故障来源可分为:与发动机有关的故障、机械故障、液压控制系统故障和电子控制系统故障三大类。自动变速器某些故障现象是由发动机故障间接引起的,比如发动机怠速过高而产生自动变速器换挡冲击。所以,对自动变速器进行有效的故障诊断之前,必须排除来自发动机的故障。机械故障主要来自液力变矩器和齿轮变速箱。其中来自液压变矩器的机械故障主要与单向离合器、锁止离合器相关;齿轮变速箱的机械故障,一般来自多片离合器、制动器以及单向离合器、推力轴承。

1.2按故障现象分类

自动变速器常见故障现象有以下几大类:变速器元件油液泄漏、管路压力不正常、换挡延迟、挡位打滑、挡位缺失、挡位干涉和换挡冲击或太软等。

1.3按故障严重程度分类

自动变速器故障造成后果的严重程度可分为轻微故障、一般故障、严重故障和致命故障:轻微故障,一般不会导致汽车停车或性能下降,不需要更换零件,用随车工具作适当调整即可排除。一般故障,导致汽车停车或性能下降,但一般不会导致主要部件和总成的严重损坏,可更换易损零件或用随车工具再短时间内排除。严重故障,可能导致主要零件的严重损坏,必须停车,并且不能用更换零件或随车工具在短时间内排除。致命故障,可能引起车毁人亡的恶性重大事故。

1.4按故障发生的频率分类

按照自动变速器故障发生的频率又可分为:间歇性故障、持续性故障、突发性故障和渐发性故障。

2 自动变速器故障诊断过程

自动变速器故障原因复杂,可能来自发动机、变速器机械系统、液压系统、电控系统等方面,因此检修查程序较为复杂。设计自动变速器故障诊断系统是根据由简单到复杂、先不解体检测后解体检测的原则。具体诊断过程为:初步检测——故障码检测——机械系统试验诊断—液压控制系统高级诊断。

2.1初步检测

初步检测用于大致判断自动变速器的故障,用于排除来自发动机怠速不正常、节气门及其拉索、变速器油量与油质等故障。主要包括:(1)发动机怠速检测。发动机怠速过低,当换挡手柄由N位或P位拨到前进挡或倒挡时,会因怠速不稳而使车身产生振动,甚至使发动机熄火;怠速过高,则会产生过渡的换挡冲击。(2)节气门全开检测。当加速踏板踩到底时,节气门应处于全开位置,否则将会引起发动机输出功率减少,汽车加速不良,或者出现汽车达不到最高车速等现象。若为电控自动变速器,则会出现换挡点错误甚至不能换挡等故障。(3)节气门拉索检测。此项检测用于判断发动机负荷是否正确地被自动变速器识别。当节气门拉索调整过松,则节气门开度比正常值小,引起换挡点过低,从而导致功率消耗;当节气门拉索调整过紧,则节气门开度比正常值大,引起换挡点高而导致换挡冲击。(4) AFT的数量和质量检测。自动变速器中油面的高低及油的质量对变速器的性能影响很大。若油面过低,则油泵会吸入空气,使空气混入工作液中,降低油压回路的压力,导致液压阀门、元件工作不正常,还会造成换挡执行器接合时间延长和打滑现象,不能平稳地传递动力,摩擦片磨损加剧;油面过高,则由于行星齿轮及其旋转机件都被浸在ATF中,对ATF产生强烈搅拌,以致ATF中产生气泡,气泡进入液压控制装置,会降低回路中的液压,导致产生与油面过低类似的问题。若阀体总成各阀门被浸在ATF中,则换挡执行器的出油口被堵住,使执行器的液压作用力不能完全及时的释放或释放很慢,产生离合器过渡磨损、换挡冲击。

2.2故障码检测

自动变速器故障主要来自机械结构、液压控制和电子控制系统。由于现代自动变速器均已具有自诊断功能,因此电子控制系统的故障大多能够以故障码的形式反映出来,并能通过简单的电子元件检测加以识别,故障码扫描主要用于检测电子控制系统的故障。由于自动变速器中所设传感器数量和种类差异很大,因此各种自动变速器在检测项目和故障码个数上均会有很大的差异,目前大部分电控系统故障都能由计算机自诊断检测发现,但是,几乎所有机械故障和绝大多数液压系统故障均无法由此法检测。

2.3组合试验检测

机械系统试验检测包括失速试验、时滞试验、道路试验和油压试验。充分利用各种试验和测试手动,可以方便地实现不拆卸的故障信息提取。而某一类的试验只能反映出自动变速器某个方面的问题,某种试验方法只能将故障判定在某个范围之内。将这些试验方法进行一定的逻辑组合,则可以有效确定故障源。

2.4液压控制系统高级诊断

自动变速器液压控制系统复杂,其中某一元件失效可能引起多个故障,某一故障也可能由于不同的元件失效而产生。根据各部分功能,把液压控制系统分为供油调压和流量控制子系统、换挡控制子系统、换挡品质控制子系统和液力变矩器闭锁控制子系统。再对各子系统进行结构功能分析,依据功能分析法对自动变速器液压控制系统进行失效分析。将失效分析所得结果,建立系统故障数据库。

3结论

上述自动变速器故障诊断过程中的每一项检测、诊断都是针对不同的对象的。初步检测是用来排除与自动变速器自身无关的故障;故障码检测是针对自动变速器电子控制系统的故障的;组合试验检测是针对换挡执行器打滑的;液压控制系统高级诊断是针对来自液压系统的故障的。

参考文献:

[1]胡宁,胡加.自动变速器故障的功能分析法.汽车技术,2003, (8) : 39-41.[2]胡宁.电液控制系统故障的计算机诊断分析方法.液压与气动,2004,(1):63-65.