江振禹
(广州市交通高级技工学校,广东广州,510000)
现有一辆A340E自动变速器的丰田皇冠3.0轿车,该车在前进挡起步后,发动机加速行驶时车速提升相当困难,而发动机的转速却迅速升高,驱动无力。但将选挡手柄置于低速L挡位时,动力却明显变强了,行驶驱动正常。
根据故障的现象,可以确定故障是出在A340E的电控自动变速器上。造成故障的原因主要由以下4个方面:
若液力变矩器导轮的单向离合器不能锁止,会导致汽车在低速区域加速无力。若导轮的单向离合器被卡住,会导致汽车在高速区域加速无力。若锁止离合器有故障,发动机的动力不能接近100%的传递到变速器,会导致汽车高速无力。综合式液力变矩器结构如图1所示。
图1 综合式液力变矩器结构
电控自动变速器的机械变速机构由行星齿轮机构和换档执行机构组成,如图2所示。其换档执行元件离合器,制动器摩擦片、制动带磨损或烧蚀,使离合器,制动器打滑和单向离合器打滑造成加速不良[1]。
(1)自动变速器油(ATF)油面过高或过低,油泵磨损过甚或主油路泄漏造成油路油压过低。
(2)离合器、制动器活塞密封圈损坏,导致漏油。
(3)换挡阀阀门卡滞、油道堵塞都会造成自动变速器加速不良。
自动变速器电子控制系统的各种开关信号、传感器信号不良,线路连接断路、短路,电磁阀断路、短路、卡滞,电控单元ECU有故障造成加速不良。如果电控系统有故障,最终则会反映到换档电磁阀能否正常工作。
电控自动变速器加速不良是一种综合性故障,该车由于发动机转速能够提高,可以确定故障出在自动变速器上[2]。同时,根据上述结构与原因分析,对可能产生故障的原因采取先易后难的方法进行检验、排除。
先检查自动变速器油液(ATF)的油量与油质,没有发现异常。由于ATF油液是刚换不久,因此无法了解原来油液的详细情况,不能判断自动变速器内部机械部分的状况[3]。继续检查发动机节气门开度,节气门拉索和超速档“O/D”开关,检查结果正常。
电控自动变速器有故障自诊断系统,其可以对电子控制系统出现的故障记录存储,方便检修人员易于找到故障部件或故障电路。对此,可利用故障自诊断系统读取故障码,具体过程为:
图2 丰田A340E换档执行机构原理图
(1)打开点火开关,但不起动发动机,将超速档“O/D”开关置于“ON”位置(O/D OFF指示灯熄灭),用导线短接检测诊断座的“TE1”和“E1”端子。通过自动变速器故障警示灯“O/D OFF”的闪亮规律读取故障码,结果读取“O/D OFF”灯闪烁的故障码为62。其中,62故障码含义为1号电磁阀开路或短路。拔下1号换档电磁阀导线插接器,用万用表测量插接器端子对地电压为0V,再测量控制单元ECU的S1端子对地电压为12V。当测量电磁阀的电阻值为14.8Ω,则符合正常值(11Ω~16Ω)范围要求。由此可判断出,ECU至电磁阀之间的导线断路。因此,找出断路点修复后,再对电控换档信号进行检测,如图3所示。
图3 用试灯检测换挡信号
(2)在两换档电磁阀的导线上并联两试灯。用举升机和支承架使汽车四轮悬空,操纵手柄挂入D档位进行换档试验。通过试灯的闪烁情况检查电控系统的控制信号是否正确,测得结果符合[4]。
如果无故障码显示,则可以拔开换档电磁阀线束插接器,使电子控制系统失去自动换档作用。对此,可通过手动换档进行行驶试验,并将操纵手柄置于L档位,在汽车起步后加速,当有明显的前冲现象且动力很强时,操纵手柄再分别置于2档位和D档位位置,使自动变速器处于3档和O/D档位置行驶。
如果车速提不起来而发动机转速较高,那么在倒档位置行驶试验时,倒档的行驶性能也较差。为了明确故障所在,从而进一步区分故障是在自动变速器机械部分或者是在液压控制部分,可以进行如下试验。
失速试验可以在不拆卸自动变速器的情况下,通过测量自动变速器在各个档时发动机的最高转速。检查发动机的输出功率,液力变矩器和自动变速器中的离合器和制动器等换档执行元件的工作情况是否正常[5]。
试验时,起动发动机使其达到正常工作温度,ATF油温在50℃~80℃,在宽阔、附着力良好的水平路面,用三角木垫住四个车轮,拉紧驻车制动并用力踩住制动踏板,分别将操纵手柄挂在各个档位,完全踩下加速踏板,迅速读取发动机的最高失速转速。试验结果,D档时的失速转速是2650r/min。稍超正常值2450±150r/min范围。在R档位时的失速转速高达3500r/min,而在L档位的失速转速是2400r/min。
(1)D位1档时,执行元件C0、C1、F0、F2工作,失速转速稍超正常值。
(2)R档位时,执行元件C0、C2、B3、F0工作,R档位失速转速高达3500r/min,远远超出正常值范围。
(3)L档位时,执行元件C0、C1、B3、F0、F2工作,失速转速符合正常值范围。
分析比较可知,在倒档位时高、倒档离合器C2在3档以上和倒档都工作。这说明,C2有打滑现象,造成倒档失速转速高。
回顾此车手动换档行驶试验时,在3档以上和倒档行驶性能都较差,可以判断故障出在高、倒档离合器C2。虽然找出故障部位,但不敢确定原因是机械磨损还是液压系统有故障。为了判断准确,因此需再进行下一步试验。
时滞试验可以检查液压控制系统的工作油压和换档执行元件离合器、制动器的工作状况。按时滞试验要求,在发动机怠速运转时,移动操纵手柄变换档位,测量由变档瞬间直至感到汽车轻微震动,换档执行元件工作的时刻。正常要求由N档至D档时滞时间小于1.2s,由N档至R档时滞时间小于1.5s。
进行试验时,该车从N档至D档时滞时间1.2s,符合要求;而N档至R档时滞时间1.8s,超出要求值;N至D档时,时滞时间正常,这说明执行元件C0、C1、F0、F2工作正常;而N至R位时,时滞时间超出正常值;执行元件C0、C2、B3、F0工作,两相比较,说明高、倒档离合器C2磨损或液压控制系统油压过低,在不解体的情况下再进行液压试验,检查液压控制系统有无故障。
液压试验可以检测液压控制系统管路中的油压,判断油泵,以及各种阀的工作性能。
(1)按液压试验要求做好准备工作,拆下变速器壳体上主油路测压孔螺塞,接上量程为2MPa的压力表,起动发动机,在D档位置,发动机怠速运转时检测前进档主油路的怠速液压是0.4MPa(正常值为0.37MPa~0.43MPa)。
(2)将加速踏板踩到底,在发动机达到失速转速时检测前进档主油路的失速液压是1.10MPa(正常值为0.92MPa~1.17MPa);同样方法在R档位置检测倒档主油路的怠速液压是0.68MPa(正常值为0.62MPa~0.71MPa)。
(3)失速液压是1.82MPa(正常值为1.46MPa~1.98MPa),检测结果液压控制系统油压符合正常值范围。
通过上述各种试验,确定故障在高、倒档离合器C2,解体自动变速器,分解清洗内部机件后检查高、倒档离合器C2的摩擦片和压板有严重的烧蚀磨损,更换摩擦片和压板后,用压缩空气检查该离合器的活塞行程和检查离合器的密封性良好,测量磨擦片与压板之间的间隙符合0.5mm~0.9mm的技术要求后装车。
重新进行时滞,液压等试验正常,再进行道路试验。在标准和动力两种模式,各个档位位置检验自动变速器的使用性能,各个档位能按要求自动升、降档,升档车速、发动机转速和换档点符合技术要求。无换档冲击、振动、噪音和打滑,试验结果该车加速性能良好,故障彻底排除。
由于自动变速器结构和工作原理比较复杂,任何部件出现故障都会影响自动变速器的正常工作。其故障诊断是汽车维修工作中技术性强的工作,即要求维修人员有较好的理论知识基础,同时具备丰富的实践经验。在修理自动变速器前要对其进行必要的性能检验和测试,判定出故障原因,并按一定的程序进行有针对性检修。才能对故障有准确的修理,防止盲目拆装而引起对其它零部件造成损耗和破坏,从而避免引起新的故障点。