自动变速器疑难故障诊断与分析(上)
1、启动正常,但挂挡2min后才能起步
一辆别克君威轿车自动变速器主油压正常,离合器和制动器正常(油液颜色正常,说明没有烧片),电控系统正常(没有故障码),启动正常,挂倒挡可立即行驶,冷机启动后挂前进挡不能立即走车,需等2~3min才能行驶。此后再次挂前进挡可立即行驶,而且一天之内每次起步挂前进挡后均可立即行驶,但第二天第一次启动后挂前进挡仍需等2~3min才能行驶。经检查发现控制阀一个球阀上边的铝合金中间隔板磨出一个沟,即中间隔板变形导致该处的前进挡和倒挡工作油路转换球阀卡滞,致使前进挡进油油路堵塞。
控制阀油路板上前进挡和倒挡工作油路转换阀负责前进挡和倒挡工作油路的转换,负责封闭两个不同油路阀孔中的一个阀孔,工作油路转换球阀在中间隔板和控制阀油路板的两个阀孔间应能自由滚动。如因铝制隔板变形导致球阀发生卡滞,在冷机油液黏度高时不能自由滚动,会造成冷机时挂前进挡不走车。使用真空调节器调节节气门油压,拔下真空调节器的软管,使主油压升到最高点,冷机挂挡时球阀也可以运行到位,所以挂挡后即可行驶。但由于主油压过高,每个挡都会有换挡冲击。
待2~3min热机后,变速器油液黏度降低后,球阀可以自由滚动,变速器前进挡进油油路导通,汽车可以行驶,随后一天只要挂挡即可立即行驶。维修时可更换中间隔板或将中间隔板磨出的沟用木锤轻轻敲平,使球阀可以正常活动,即可排除故障。
自动变速器控制阀油路板上有3种球阀:
(1)前进挡和倒挡工作油路转换球阀:
(2)单向限压球阀;
(3)工作油路限压球阀。
单向限压球阀漏装,没有装对位置,或密封不良,都会造成所负责的挡位发生严重的换挡冲击。普通的换挡冲击在换挡的瞬间能感觉到车辆前后蹿动,严重的换挡冲击不仅在换挡的瞬间能感觉到车辆前后蹿动,而且能听到类似铁锤砸缸的声音。
工作油路限压球阀漏装,或密封不良,都会造成所负责的挡位主油压过低,使离合器和制动器打滑,摩擦片早期磨损。
2、发动机启动后换挡手柄不能从“P”位移出
驾驶员离开车时必须挂“P”位,否则无法拔下钥匙。而重新起步时须打开点火开关,先踩下制动踏板,然后换挡手柄才能从“P”位移出。这是因换挡手柄下端有一个锁止电磁阀,该电磁阀由控制单元根据制动灯开关的信号进行控制。制动灯开关、制动灯开关继电器和换挡手柄锁止电磁阀中有一项发生故障就会导致换挡手柄不能从“P”位移出。
某些配置比较好的车,控制单元还须根据节气门位置传感器、发动机转速传感器等传感器信号确定是否在怠速状态。如发动机不是在怠速状态挂挡。对发动机和自动变速器都会有影响。控制单元就不会给换挡信号,换挡手柄也就不能从“P”位移出。
启动后换挡手柄不能从“P”位移出时,首先应检查制动灯开关。如制动灯开关端子脱开,或出现断路、短路故障,换挡手柄都不能从“P”位移出。检查时。一个人踩制动踏板,另一个人在后边看制动灯,灯不亮则检查制动灯开关及其电路。
如果该项检查没有问题,则在怠速时查看发动机转速表,如果转速明显超过额定怠速转速,应检查节气门附近是否有积炭;也可以用故障诊断仪检查怠速时的节气门开度。如果节气门附近有积炭或怠速时节气门开度过大,应彻底清洗节气门和旁通空气道内的积炭,使节气门、怠速步进电机和怠速空气阀开启自如。清洗后大众系列汽车需要重新对节气门位置传感器进行匹配(清洗或更换节气门位置传感器后如不重新作匹配,会造成发动机怠速转速过高,最高可达到3000r/min),其中捷达的节气门位置传感器需要反复匹配几次,而且匹配时最好将节气门皱纹管卡子拆下,伸入一字旋具使其有少量额外供气,这样反复做2~3次匹配即可成功。对于日系和美系汽车,只需要将蓄电池负极断开30s使控制单元失去残存记忆,怠速即可恢复正常。
3、变速器换挡冲击连续换了7个控制11,仍不管用,跑了200k133后故障排除
在一个自动变速器学习班上,一位学员说他在修理一辆帕萨特自动变速器换挡冲击故障时连续更换了7个控制阀,仍不管用。最后四处向有较丰富维修自动变速器经验的单位请教解决问题的方法。最初的一些单位告诉他,汽配城里的6000元的帕萨特控制阀是伪劣产品不能使,必须用4S店的。后来杭州的一家企业告诉他换了控制阀仍不起作用,最好的方法就是在高速路上连续行驶,一直到没有换挡冲击为止。结果采用杭州企业的方法,在高速路上连续高速跑了200km后换挡冲击故障排除。而且事后该变速器也没有再出现换挡冲击故障。
这个学员向我提出了两个问题:6000元的帕萨特控制阀是否是伪劣产品。连续换了7个控制阀仍不管用。跑了200km为什么故障就排除了。
(1)控制阀是精加工产品,不可能有伪劣产品
帕萨特自动变速器控制阀,有3种价格,拆车件2000元,汽配城的6000元,4S店的13000元。控制阀属于精加工器件。所以自动变速器的控制阀和空气滤芯、制动器不一样,很难仿制。帕萨特控制阀上的线束、变速器油温传感器和7个电磁阀都无法仿制。6000元的帕萨特控制阀和13000元的帕萨特控制阀只是进货渠道不同。应没有伪劣产品和正品之分。所以后来维修人员并没有换掉6000元的帕萨特控制阀,故障就排除了,而且后来也没有出现反复。
(2)都是变矩器过脏惹的祸
汽车没有发生撞击事故。自动变速器在使用中突然出现换挡冲击的常见原因有:
①没有按时更换自动变速器油。如厂家规定48000km换一次变速器油,而你已经60000~80000km还没有换油。由于变速器油严重氧化,油液发黏,产生胶质物。导致蓄压器活塞、控制阀中的换挡阀以及换挡电磁阀发生卡滞都会造成换挡冲击。
②变速器内离合器或制动器发生烧蚀。变速器内离合器或制动器发生严重烧蚀后。脱落的摩擦材料顺着润滑油路。经变速器散热器、锁止继动阀和变速器输入轴进入变矩器。所以在变速器内离合器或制动器发生严重烧蚀后,必须彻底清洗变速器、散热器和变矩器。如没有彻底清洗散热器和变矩器,脱落的摩擦材料顺着变速器输入轴油道进入控制阀。帕萨特变速器的蓄压器、换挡阀都装在控制阀内,一旦出现卡滞就会导致换挡冲击。该变速器在维修中虽然多次更换了控制阀,但没有清洗散热器和变矩器。导致脱落的摩擦材料顺着变速器输入轴油道再次进入控制阀,所以连续更换了7个控制阀,仍不管用。最后连续高速跑了200km,变速器油液在连续快速循环过程中脱落的摩擦材料被控制阀上的油液滤清器过滤掉,没了脱
落的摩擦材料,控制阀中的蓄压器、换挡阀不再出现卡滞,也就不会出现换挡冲击的故障了。
大众变速器的换油方法是在热机状态下打开变速器油底壳,拆下油液滤清器放油,4速的大众自动变速器正常加油为5.5L,而按上述方法只能放出不到3L油,散热器内的油液没有放出。变矩器内的油液仅放出一半。所以大众变速器的换油方法残留的油液过多,也是该故障的另一个原因。
帕萨特变速器的蓄压器、换挡阀、换挡电磁阀卡滞后会导致换挡冲击的装置都装在控制阀上,所以维修人员在修理大众、奥迪自动变速器换挡冲击故障时,大都是更换控制阀。因为离合器或制动器烧蚀后,大众、奥迪自动变速器换挡冲击故障大都是由于蓄压器、换挡阀卡滞导致的,所以只需在彻底清洗变矩器的基础上,清洗、抛光发生卡滞的蓄压器、换挡阀,故障即可排除。后者可以明显降低用户的维修费用。
4、自动变速器工作温度过高。造成升挡点严重滞后
装有变速器油温传感器的汽车,自动变速器油温过高时,冷机时升挡正常,热机后升挡点严重滞后。这是因为自动变速器油温达到变速器控制单元设定的高温极限时,控制单元会进入升挡延迟控制。变速器升挡的车速明显滞后,液力变矩器进入锁止工况也随之滞后。为此变矩器要承受增大的转矩,变矩器内油液分子间的摩擦加剧,变速器油温进一步升高。
造成自动变速器的油温过高的原因有:
(1)力变矩器的锁止继动阀卡滞在工作端
由于油液过脏,锁止继动阀卡滞在工作端,导致锁止离合器和变矩器壳体之间没有油,使锁止离合器始终处于接合状态。冷机和低速时锁止电磁阀没有提供变矩器锁止油压,变矩器内只有润滑油压,而润滑油压明显低于变矩器锁止油压,锁止离合器始终处于滑磨状态,造成变速器油温过高。
(2)液力变矩器内锁止离合器打滑
锁止电磁阀柱塞磨损,造成密封不良,导致变矩器锁止油压过低,进入锁止工况后,锁止离合器因为压紧力矩不足,始终处于滑磨的状态,约20min左右就会使变速器油温超过140℃。
(3)自动变速器内离合器、制动器打滑或烧蚀
正常情况下换挡变速器内离合器或制动器经过短暂的滑磨,就会进入静摩擦状态;离合器或制动器打滑时,会始终处于滑磨的状态,摩擦表面的温度接近200℃,导致变速器的油温过高。
离合器和制动器打滑或烧蚀故障的诊断:
①油液的颜色和气味。离合器和制动器开始打滑,摩擦片还没有脱落时,油液变成褐色,有焦糊味;离合器和制动器烧蚀,摩擦片已经脱落时,油液变成黑色,有臭味。
②变速器所有挡位都有,但车速上不去,说明离合器和制动器开始打滑;变速器升不上高速挡,说明离合器和制动器烧蚀。
(4)自动变速器冷却器堵塞
用红外线测温仪测量冷却器进油管和回油管的温度差。正常情况下进油管温为90℃左右,回油管的温度为60℃左右,两个油管的温差为30℃左右。如回油管的温度过低说明自动变速器冷却器堵塞。
①冷却器内变速器油道堵塞。变速器内离合器或制动器摩擦片烧蚀后脱落,粉尘堵塞冷却器内变速器油道,导致变速器冷却系循环油道中断。正常情况下,变速器冷却系进出油管工作时温差为30℃左右,如回油管温度过低,说明冷却器内变速器油道堵塞。可同时拆开冷却系进出油管,以400kPa的压缩空气,从回油管向进油管一侧逆向加压,可将造成油道堵塞的粉尘吹干净。
②冷却器内冷却水道堵塞。不同地区的冷却液大都不能混用。亚洲和北美洲两种不同配方的冷却液混用后。残留的旧冷却液会变成白色的结晶体,堵塞冷却器内冷却水道,使散热器内冷却水不循环。变速器油得不到很好的冷却,导致变速器油温过高。
③变速器油液液面高度不合适。无论在任何挡位,任何工作温度。变速器油液液面高度都应始终保持在控制阀的上面,在所有旋转件的下面。油液液面过低,空气会侵入控制阀,导致各种工作油压过低,离合器和制动器打滑,造成油温过高。油液液面过高,与旋转件接触,形成喷溅,使液压油里边有了空气,同样会导致各种工作油压过低。离合器和制动器打滑,导致油温过高。
④变速器油温传感器线束短路会造成油温虚高。变速器油温传感器线束短路会使电阻值明显降低,变速器油温温度信号明显偏高。用红外线测温仪测变速器冷却器进油管油温(此处是变速器工作油温)为90℃,而读取数据流,却显示变速器油温为150℃。说明变速器油温传感器或其线束上存在短路故障。如大众变速器油温传感器或线束短路,汽车还没有启动,读取数据流,就显示变速器油温为153℃。变速器油温正常,但油温传感器或线束短路,也会造成升挡点严重滞后,变矩器不能进入锁止工况。变速器不能进入超速挡。
5、自动变速器突然没有倒挡
(1)故障现象:一辆别克轿车使用4T60E自动变速器,突然发现没有倒挡。变速器故障灯没有亮,也没有故障码。最后经反复检查发现变速器油液液面高度不够。由于没有找到漏油点,补足油后倒挡恢复。但行驶了1个月后变速器又没有倒挡,经检查发现变速器油液液面高度又明显过低,没有漏油点为什么油液液面高度保持不住?
(2)故障分析:美国通用公司、德国奔驰公司生产的自动变速器上都装有负责调节节气门油压的真空调节器,真空调节器和控制阀高度一致,位于变速器油液液面下面。真空调节器又是通过真空软管和发动机进气道相连,所以,一旦调节器膜片破裂,在怠速和小负荷时变速器内的油液就会被吸入进气道,并进入燃烧室,排气尾管就会冒浓烈的白烟。发动机负荷越小烟越浓(负荷越小真空度越高,吸入燃烧室的变速器油越多),大负荷时进气道真空度明显降低,变速器油不会被吸入进气道,排气尾管不再冒白烟。因为发动机冷车启动后在怠速和小负荷时也可能冒白烟(水蒸汽),所以,容易被缺乏经验的驾驶员所忽略。
水蒸汽的白烟不会呛人,而变速器油无法燃烧导致的白烟特别呛人。将手放在尾管出气口处,水蒸汽有明显的水珠,而变速器油没有水珠。
变速器油液液面高度不够,为什么前进挡基本正常,偏偏没有倒挡呢?
自动变速器换挡是离合器和制动器通过变换连接和固定的对象来完成的。而离合器和制动器的工作油压(主油压)是油泵油压经过主调压阀经过不断的保压、泄压调节变成主油压的。前进挡时主调压阀一侧是油泵油压,另一侧是节气门油压和调压弹簧。由于弹簧的预紧力是相对稳定的,所以,前进挡时主油压主要随节气门油压变化。节气门开度越大,主油压越高;在相同的节气门开度下所有前进挡的主油压是相同的。而倒挡时,主调压阀节气门油压一侧除节气门油压和调压弹簧外又增加了由手控阀提供的一部分主油压,所以,在相同的节气门开度下倒挡的主油压明显高于前进挡的主油压。通常在相同的节气门开度下倒挡的主油压是前进挡主油压的4倍,即无论是怠速时的主油压、或者发动机转速2000r/min时的主油压还是失速时主油压、倒挡的主油压都是前进挡主油压的4倍。
如果变速器油液液面低于控制阀。空气会进入液压控制系统,油泵就无法建立起正常的工作油压。由于前进挡时主油压明显低于倒挡的主油压,所以,油泵油压降低后,只要不低于前进挡主油压,前进挡就可以正常工作。而倒挡的主油压明显高于前进挡主油压,油泵油压降低到低于正常的倒挡主油压后,倒挡的离合器和制动器就会因工作油压过低始终处于滑磨状态,变速器传递的转矩经减速器放大后仍低于行驶阻力,使倒挡无法行驶。
变速器油液液面过低,不仅使倒挡无法行驶,而且由于倒挡的离合器和制动器在倒挡时始终处于滑磨状态,还会导致倒挡的离合器和制动器发生早期磨损。而摩擦片脱落后,如果堵塞润滑油路,会造成行星齿轮机构早期磨损,如果粉尘进入控制阀会造成换挡冲击等故障。
一辆上海生产的别克轿车使用4T65E自动变速器不仅没有倒挡,而且低速加速不良。这是因变速器油液液面进一步降低后,使油泵油压低于前进挡正常时的主油压,除了没有倒挡外,还会出现汽车低速加速不良。不仅会造成负责低速挡的离合器和制动器烧蚀,而且还会造成由主油压派生出来的润滑油压过低,最终导致行星齿轮机构烧蚀。
(3)故障排除:自动变速器只要控制系统和执行系统正常,变速器油液液面高度正常,油泵没有早期磨损。就不会出现没有倒挡故障。自动变速器没有倒挡和电控系统没有关系,只要变速器油没有改变颜色(倒挡的离合器和制动器打滑,变速器油会改变颜色),应先检查变速器油液液面高度是否正常,然后再做主油压检测,如倒挡怠速主油压过低。2000r/min或失速时主油压正常,说明油泵早期磨损,应更换油泵。(未完待续)