自动变速器故障诊断与维修新思路

  仪器信息网 ·  2009-08-02 21:40  ·  29922 次点击
近几年,伴随着全球汽车工业的快速发展,一些新技术在不断运用,特别是汽车各个系统智能网络化的应用,使得汽车的控制越来越趋于人性化,从而使得汽车维修技术得到了新的提高。尤其是自动变速器技术,不但真正实现了“机、电、液”一体的组成。而且实现了“人性化”的控制。这就对我们汽车维修技术人员的综合素质也有了更高的要求。
一直以来,汽车自动变速器的故障维修被认为是汽车维修中的难点,而自动变速器故障诊断与维修中的“换挡品质”问题又是被当今自动变速器维修技师们所公认的难点中的难点。无论是专业从事自动变速器维修的精英,还是在汽车维修界小有名气的技师,对于自动变速器“换挡品质”问题的解决都一致认为是件头疼的事儿。因此,在整个自动变速器故障诊断与维修中。能够迅速解决“换挡品质”问题可以说是一项对维修人员的技术含金量以及综合素质的验证标准。
那么,何为“换挡品质”呢?就是指自动变速器的换挡感觉(打滑、冲击现象等),也就是变速器在执行换挡过程的平顺性。换挡品质的控制是当今自动变速器液压控制系统、电子控制系统的重要内容。在我们经常维修“换挡品质”过程中,所遇到的大多都是所谓的“闯挡”问题,即车辆在静止时,踩刹车人动力挡(PIN-R、P/N-D)时的接合感觉;车辆在行驶过程中的换挡感觉以及变扭器锁止离合器接合与分离时所产生的振动感觉等。
当然,任意一款装有自动变速器的车辆在静止时,踩刹车入动力挡都会有接合感觉,主要看接合时所产生振动感觉的轻重。当接合的感觉让人感觉明显不舒服时便说明变速器工作异常。汽车在行驶中的换挡点的感觉理论上讲还是存在的。由于控制的精确以及挡位数的加密一些,新款高档车型一般情况下几乎是感觉不到的,不过从发动机转速表上能看到轻微的波动。
无论是车辆在静止时踩刹车入动力挡,还是车辆在行驶过程中的升降挡以及变扭器锁止离合器结合与分离等,其产生的这些接合感觉都是靠哪些系统来维持最低限度的呢?为了减小换挡冲击,电子和液压控制系统采取了缓冲控制、定时控制及油压控制等方式来改善换挡品质。这主要是依据发动机控制系统、自动变速器系统本身以及自动空调等系统实现减扭矩来完成平顺性能控制。
自动变速器采用多电磁阀(如图1所示)控制是改善换挡品质的一大趋势。
传统的电子控制自动变速器的执行器(电磁阀)只有3、4个,主要是用来完成换挡和变扭器锁止离合器的控制。现在许多自动变速器已装有多个电磁阀(5、6、7、8、9个等)。这些电磁阀主要包括控制换挡点过渡电磁阀、正时电磁阀、倒挡电磁阀、扭力转换电磁阀、扭矩缓冲电磁阀、强制降挡电磁阀等。如此大量电磁阀的涌现,使得电控系统对变速器的控制范围进一步扩大。现在一些变速器的换挡电磁阀完全负责对D挡、手动模式、倒挡的控制,被称为全电子控制自动变速器。例如在ZF公司生产的6挡自动变速器中,为了控制系统压力实现换挡平顺性能,设置了6个具有高流量特点的脉宽调制电磁阀、一个可变力(VFS)电磁阀等,因此换挡的舒适性能又得到了更进一步的提高。还有一些自动变速器(奔驰722.6和三菱F4A42)所有电磁阀均采用频率占空比控制式,这样无论是对换挡控制,还是变扭器实现刚性连接控制,无疑都得到良好的舒适保证。
对于发动机控制系统的减扭矩控制(用于换挡点缓冲控制)主要是发动机控制单元通过接收自动变速器控制单元所传递过来的减扭矩请求信息,然后通过瞬间延迟发动机点火或瞬间减少喷油量来完成换挡平顺过程的(如图2所示)。
对于自动变速器控制系统的换挡品质控制主要是由缓冲控制和调压控制两方面来实现。
缓冲控制(如图3所示)是对施加在用油元件上的工作油压进行减缓上升速度的控制,它主要是由蓄压器、节流孔、节流球、节流片、节流阀、限流阀及缓冲阀等装置来完成。
自动变速器的电子控制系统(如图4所示)通过接收众多可靠输入信息并根据发动机不同工况、不同转速、变速器不同工作温度、不同车速、各换挡点及变扭器锁止点对执行器(电磁阀)发出不同指令来实现调压过程,以保证舒适平顺性能。
大部分的丰田车还有一特殊功能,那就是车辆在静止状态时“N—D”的缓冲控制功能。这种控制主要是电子控制单元通过接收相关输入信息后,对换挡电磁阀先发出高挡指令,然后再执行起步的低挡状态(如图5)。这样,由于扭矩的变化,实现了车辆在静止时“D”位置接合的舒适性能。
对于自动空调控制系统的扭矩协调控制,主要是为了实现变速器强有力的加速性能,同时保证在实现加速过程中的换挡平顺过渡性能。当自动变速器电子控制单元接收一个大负荷加速信息时,通过通知空调控制单元并由空调控制单元瞬间切断自动空调工作来完成整个加速平稳过程(如图6)。
除了以上对自动变速器缓冲控制内容外,对于一些新式自动变速器部件也有了新的改进。那就是新式离合器的结构发生了改变。见图7。
在传统的自动变速器中,离合器只有一个可实现离合器接合或分离的“活塞”,同时在活塞上还作用一个单向球。从图7的右边可以看出,当离合器需要工作时,油压从A油路进入活塞上的单向球起到关闭作用,当A油路释放时活塞在回位弹簧力的作用下回到原始位置。同时,作用在活塞上的单向球不再起到关闭作用,它会将离合器因转动而形成的离心压力释放掉,保证了离合器摩擦片与钢片之间的正常间隙。
在新式离合器活塞设计中,现已加入了一个静态的活塞(图7中的封油板),用一油封封住其外部边缘。这个活塞在离合器的工作侧与回位侧(弹簧力)形成一个压力平衡腔。工作腔的离心力与平衡腔的离心力一样,两种离心力抵消活塞在弹簧力的作用下与离合器片分离,主动片和从动片之间就有足够的间隙,就不会产生不必要的摩擦。工作活塞从静态平衡活塞的油封滑过。注意,没有内油封,因为只有离心力,所以不需内油封。因此,新式离合器由于结构的改变,可实现两方面的作用:一是像传统离合器活塞上的单向球一样,当离合器在释放压力时协助离合器活塞迅速回到原始位置;二是离合器在未工作前静态活塞和工作活塞之间的工作腔已形成少量的压力油,由于离合器旋转在这个工作腔内,就形成了动态的离心压力,当离合器需要工作时从工作活塞进来的主油压与动态的离心压力就会相互抵消一部分,因此离合器得到了均衡,即起到了减缓作用。
图8为2003年后奥迪A8轿车09E型自动变速器离合器的工作原理。
从离合器主活塞两侧进油同时冲击离合器活塞(当然离合器工作压力远远大于从润滑油道进入后所实现的动态离心压力),通过静态活塞(图8中挡板)实现,静态活塞(挡板)为动态压力均衡与活塞形成一个密闭的空间。只能用润滑油通道对压力均衡空间充装很小的压力,像在离合器油缸中一样,封闭在压力均衡空间的油受到同样的力(动态压力建立),因此离合器活塞的表面压力得到均衡。

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