01-李 键-皇冠轿车自动变速器无倒档故障诊断与排除

2023年12月11日发(作者：上海车展2021举办时间)

皇冠轿车自动变速器无倒档故障诊断与排除

2006级汽修(1)班 李键

摘 要:

随着自动变速器汽车的逐渐普及，有关自动变速器的技术与书籍也如雨后春笋般的出现，为我们的维修与了解提高了很多的参考知识。由于自动变速器机构原理和传动过程很复杂，加上蜘蛛网般的油路，让人感觉得眼花缭乱，十分头痛。因此。汽车自动变速器被认为是汽车中最难懂的部分之一，这给大家的学习和维修自动变速器带来了一定的不解和困难。

为了使大家迅速、大致地了解自动变速器的组成、工作原理和故障检测诊断的一般方法，我总结了以下的内容。收集的过程中参考了不少的文章和书籍，如有冒犯，以及本人技术有限，内容难免有错误，望指正与理解。

关键词:

皇冠3.0轿车；自动变速器；无倒档；故障诊断

1 综述

1.1汽车自动变速器历史回顾

随着城市车辆密度的加大，自动变速器已逐渐成为汽车的必备装备，而不仅仅是豪华的标志。因为有了自动变速器，改变车速变得轻松自如，且不必频繁地踩踏板。

如今，几乎所有的现代汽车厂家都生产配备自动变速器的汽车，原因之一是自动变速器可以帮助发动机降低对环境的污染。自动变速器可实现最佳转速比，即使发动机低速运转，也能保障车辆随驾驶者的意愿正常行驶，油耗降低了，污染也就受到控制。

1908年，特T型车最早采用一种两个速比的自动变速器。其构造是采用多组齿轮，并且分成中央齿轮和周边齿轮，最外边则是一个转轮，随着中央齿轮从发动机引入的扭矩不同，齿轮组相机行事，从而得到高低不一的转速，包括倒车档的反向旋转。

从那以后，自动变速器的构造原理并无大的改变，但材料技术的进步与润滑油性能的提高，使这种变速器的速比更为丰富。ZF公司于1999年推出了首台6个速比的变速器，与此同时，液压控制技术的发展，还可使驾车者通过制动踏板直接改变车速。

美国在第二次世界大战之前就生产过一种3个速比的自动变速器，只要把变速杆推至D的位置上，便可由油门踏板随意地改变车速。传统的离合器由一个涡轮转换器所取代。每当制动踏板被踩下或抬起时，由一个液压泵干预速度的变化。这套简单的系统后

1 来回增加了“Kickdown”，使性能更加完善。后来，又有人发明了涡流转换器的锁止机构，消除了加速时打滑的感觉，从而大大地降低了油耗。

转轮式自动变速器存在一个缺点，即起步加速时令人有一种车轮打滑的感觉，于是驾车人会猛加油门，但车速又并不随即增高。目前已有一些厂家，如日产和菲亚特，求助于电子装置来设法消除这一缺点，日产Primera的6速变速器与菲亚特Punto的7速变速器便是这番努力的结果。驾车者根本无需扳动手柄，便可以轻松自如地改变车速。

虽然自动变速器不断地演变进步，但始终有缺点，即车速的反应与踏板的动作之间总有一定的差距，驾驶中缺乏直觉的印象。1969年出现的电子控制系统及1982年出现的数字技术对此作了改进。

随着发动机燃油喷射与点火装置的不断完善，自动变速器也有新的花样，如设置了“运动式”或“雪地行驶”等不同的操控方式，有的在仪表盘上设有一个印有S字母的按钮，可以在加速时变得格外迅捷；或者印有雪花图案代表雪地行驶的按钮，可避免在起步时打滑。更有甚者，新一代“随机应变式”变速器还可以顺应驾车者不同的习惯、相应的反应、使驾驶变得更加得心应手。

近年，保时捷公司又发明了一种“手控／自动变速器”，凭靠一组复杂的电子装置，可以使驾车者在自动与手动变速之间任意选择。例如，在市内行驶时，由于需要频繁地变换速度，使用自动变速器便显得非常方便；而一旦来到高速公路或其它开阔的地方，则又可将自动变速的功能关掉，转为由手控制，以此来领略驾车中的多种乐趣。这一点已逐渐成为高档车的特性。

将自动变速器智能化，并且普及到大众化的汽车上，这是法国人的功劳。1997年标致206与雷诺Clio率先采用了最先进的电脑控制技术及被称为“fuzzylogie”的原理，即“模糊逻辑”。这样的汽车可以依据驾车者的性情、路面的状况、车身的负荷乃至周边环境等多种因素，在9种程式中挑选最适合的功能，实现智能化驾驶，以充分发挥车辆的性能，降低油耗，确保安全。

自动变速器的发展使汽车好像有了人的智慧，甚至比人更善于思索。它根据外界路面的变化，经过计算，代替人作出准确聪明的决断。

而今天，汽车自动变速器的不断地演变,

这种变化主要体现在以下几个方面:

1、自动变速器向多档位方向发展，5档或者6档自动变速器将逐步取代4档自动变速器的主导地位。档位多使变速器具有更大的速比范围和更细密的档位之间的速比分配，从而改善汽车的动力性、燃油经济性和换档平顺性。例如宝马7系或奥迪A8装配Z

2 F产的6档自动变速器（ZF6H26），齿数比分别是1档4.7、2档2.34、3档1.52、4档1.14、5档0.87、6档0.69。某款3.0升高级轿车的4档自动变速器齿轮比分别是1档2.78、2档1.54、3档1.00、4档0.69。两者对比，显然ZF6档自动变速器具有更大的速比和更小的速比级差，因此变速时也就更加平顺。但是，档位越多意味着变速器越复杂，执行元件和齿轮数目会随之增加，不但成本增加，体积和重量也会增大，对于前轮驱动的汽车而言还会增加动力传动系统布置的困难。因此，为了缩小体积和减轻重量，要采用紧凑化设计，简化内部结构，引入电子控制系统，采用轻质材料。例如ZF6H26变速器设计基于一种名为Lepetler的齿轮设计，使6个档位之间的齿轮大为减少，简化了内部结构，齿轮重量减少了11公斤。整个操作界面改为线控技术，由电子信息操纵换档。用塑料材料做油底壳及铝合金变速器箱体，进一步减轻重量。

2、用多电磁阀方式控制换档，明显改善换档质量。以前的自动变速器的执行器只有一两个电磁阀，现在许多自动变速器已有多个电磁阀。尤其是换档电磁阀数量的增加使得换档电磁阀完全取替了节气门油压和速度油压对D档位升降档的控制。变速器上各种新的电磁阀相继出现，例如正时电磁阀、倒档电磁阀、扭力转换电磁阀、扭力缓冲电磁阀、强制降档电磁阀等大量涌现使得电控系统对变速器的控制范围进一步扩大。现在，一些变速器的换档电磁阀完全负责了对D档、手动模式、倒档的控制，被称为全电子控制自动变速器。模糊控制技术的设置使变速器电脑可以学习、模拟驾驶者的驾驶习惯，自动修正控制指令，使汽车进一步体现人性化。例如在ZF6档自动变速器中，为了控制系统压力实现换档，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。中央电脑中还附加了一个名为Adaptive Shift Strategy(自适应式换档)，这个系统持续不断地收集行车数据，例如档位、行驶状态、驾驶者驾驶习惯等，通过变速器电脑学习模拟并建立起相关的行车程式，以最佳效果满足驾驶者的需求。

3、通过改造油泵、优化液压控制系统提高变速器传动效率。自动变速器在结构上主要由液力变矩器、油泵和机械齿轮传动机构组成。由于液力变矩器通过液力使泵轮、涡轮和导轮工作，油泵运转会消耗能量，加之换档执行元件的摩擦又会消耗能量，使得自动变速器的传动效率低于手动变速器，因此耗油也会高于手动变速器。采用现代控制理论的电控技术，自动变速器的机械效率已经大大提高。通过降低油泵的轴向和径向泄漏来提高油泵效率，同时对整个油泵系统设计进行改进，可以进一步提高油泵高转速时的传动效率。

3 另外，通过传动机构类型多样化设计，结构细部的设计改进，多排行星齿轮组合机构，优化齿轮特性参数和支承结构等技术改进，今天的自动变速器技术已有重大发展，但是从整体看自动变速器的传动效率与手动变速器相比仍存在近10%的差距。

1.2自动变速器的基本结构

1、汽车自动变速器的基本机构

自动变速器的厂牌型号很多，外部形状和内部结构也有所不同，但它们的组成基本相同，都是由液力变矩器和齿轮式自动变速器组合起来的。常见的组成部分有液力变矩器、行星齿轮机构、离合器、制动器、油泵、滤清器、管道、控制阀体、速度调压器等，按照这些部件的功能，可将它们分成液力变矩器、变速齿轮机构、供油系统、自动换挡控制系统和换挡操纵机构等五大部分。

⑴液力变矩器

液力变矩器位于自动变速器的最前端，安装在发动机的飞轮上，其作用与采用手动变速器的汽车中的离合器相似。它利用油液循环流动过程中动能的变化将发动机的动力传递自动变速器的输入轴，并能根据汽车行驶阻力的变化，在一定范围内自动地、无级地改变传动比和扭矩比，具有一定的减速增扭功能。

⑵速齿轮机构

自动变速器中的变速齿轮机构所采用的型式有普通齿轮式和行星齿轮式两种。采用普通齿轮式的变速器，由于尺寸较大，最大传动比较小，只有少数车型采用。目前绝大多数轿车自动变速器中的齿轮变速器采用的是行星齿轮式。

变速齿轮机构主要包括行星齿轮机构和换档执行机构两部分。

行星齿轮机构，是自动变速器的重要组成部分之一，主要由于太阳轮（也称中心轮）、内齿圈、行星架和行星齿轮等元件组成。行星齿轮机构是实现变速的机构，速比的改变是通过以不同的元件作主动件和限制不同元件的运动而实现的。在速比改变的过程中，整个行星齿轮组还存在运动，动力传递没有中断，因而实现了动力换挡。

换挡执行机构主要是用来改变行星齿轮中的主动元件或限制某个元件的运动，改变动力传递的方向和速比，主要由多片式离合器、制动器和单向超越离合器等组成。离合器的作用是把动力传给行星齿轮机构的某个元件使之成为主动件。制动器的作用是将行星齿轮机构中的某个元件抱住，使之不动。单向超越离合器也是行星齿轮变速器的换挡

4 元件之一，其作用和多片式离合器及制动器基本相同，也是用于固定或连接几个行星排中的某些太阳轮、行星架、齿圈等基本元件，让行星齿轮变速器组成不同传动比的挡位。

⑶供油系统

自动变速器的供油系统主要由油泵、油箱、滤清器、调压阀及管道所组成。油泵是自动变速器最重要的总成之一，它通常安装在变矩器的后方，由变矩器壳后端的轴套驱动。在发动机运转时，不论汽车是否行驶，油泵都在运转，为自动变速器中的变矩器、换挡执行机构、自动换挡控制系统部分提供一定油压的液压油。油压的调节由调压阀来实现。

⑷自动换挡控制系统

自动换挡控制系统能根据发动机的负荷(气门开度)汽车的行驶速度，按照设定的换挡规律，自动地接通或切断某些换挡离合器和制动器的供油油路，使离合器结合或分开、制动器制动或释放，以改变齿轮变速器的传动化，从而实现自动换挡。

自动变速器的自动换挡控制系统有液压控制和电液压(子)制两种：

液压控制系统是由阀体和各种控制阀及油路所组成的，阀门和油路设置在一个板块内，称为阀体总成。不同型号的自动变速器阀体总成的安装位置有所不同，有的装置于上部，有的装置于侧面，纵置的自动变速器一般装置于下部。

在液压控制系统中，增设控制某些液压油路的电磁阀，就成了电器控制的换挡控制系统，若这些电磁阀是由电子计算机控制的，则成为电子控制的换挡系统。

⑸换挡操纵机构

自动变速器的换挡操纵机构包括手动选择阀的操纵机构和节气门阀的操纵机构等。驾驶员通过自动变速器的操纵手柄改变阀板内的手动阀位置，控制系统根据手动阀的位置及节气门开度、车速、控制开关的状态等因素，利用液压自动控制原理或电子自动控制原理，按照一定的规律控制齿轮变速器中的换挡执行机构的工作，实现自动换挡。

1.3自动变速器的工作原理

自动变速器之所以能够实现自动换挡是因为工作中驾驶员踏下油门的位置或发动机进气歧管的真空度和汽车的行驶速度能指挥自动换挡系统工作，自动换挡系统中各控制阀不同的工作状态将控制变速齿轮机构中离合器的分离与结合和制动器的制动与释放，并改变变速齿轮机构的动力传递路线，实现变速器挡位的变换。

5 传统的液力自动变速器根据汽车的行驶速度和节气门开度的变化，自动变速挡位。其换挡控制方式是通过机械方式将车速和节气门开度信号转换成控制油压，并将该油压加到换挡阀的两端，以控制换挡阀的位置，从而改变换挡执行元件（离合器和制动器）的油路。这样，工作液压油进入相应的执行元件，使离合器结合或分离，制动器制动或松开，控制行星齿轮变速器的升挡或降挡，从而实现自动变速。

电控液力自动变速器是在液力自动变速器基础上增设电子控制系统而形成的。通过传感器和开关监测汽车和发动机的运行状态，接受驾驶员的指令，并将所获得的信息转换成电信号输入到电?液压控制装置的换挡阀，使其打开或关闭通往换挡离合器和制动器的油路，从而控制换挡时刻和挡位的变换，以实现自动变速。

自动变速器看似复杂，事实上只要我们了解了其中一些简单参数的奥秘，那么在选购汽车时，自动变速器的好坏就可一目了然了。自动变速器最重要的参数就是挡位的个数。这一点凡是开过车的人都能理解，谁都愿意开挡位多的车。如果挡位越多，变速器与发动机动力的配合就会越紧密，能够把发动机的性能发挥得更好。但光看挡位的个数是不够的。事实上一台自动变速器的挡位多少并不是技术的核心，因为简单的增加行星齿轮组就能增加挡位。象奔驰，沃尔沃的商用货车，有的挡位甚至多达20多个。自动变速器的技术核心在它的控制机构。因为一台好的自动变速器，它的换挡品质必须做到响应速度快，换挡冲击小等特点。而这一切都需要靠设计和改进性能优良的控制机构得以实现。

自动变速器是通过各种液压多片离合器和制动闸限制或接通行星齿轮组中的某些齿轮得到不同的传动比的。所以换挡品质的好坏与这些离合器和制动器有直接关系。根据汽车挡次的不同，出于成本考虑，经济型车的自动变速器的控制机构通常被设计得很简单。

如果驾驶过配备自动变速器的汽车，则应该知道自动变速器和手动变速器之间有两个主要区别：

①自动变速器汽车上没有离合器踏板。

②自动变速器汽车上没有换挡机构。只要将变速器挂在前进挡，其他所有操作都会自动进行。

自动变速器（与它的液力变矩器）和手动变速器（与它的离合器）完成一模一样的事情，但它们完成的方式完全不同。

6 首先我们将了解整套系统的关键部件： 行星齿轮组。 然后，我们将变速器的装配、控制装置的工作原理，如图-1所示。

与手动变速器一样，自动变速器的主要工作是让发动机在较窄的转速范围下运行，并且提供较宽的输出速度范围。

图-1

图-2为行星齿轮式自动变速器的内部组成

图-2

7 如果没有变速器，汽车将会只有一种传动比，而我们也只能选择让汽车以所需的最大速度行驶的那种传动比。 如果您想要的最大速度是130公里/小时，那么传动比应类似于大多数手动变速器中的三挡。您可能从来没尝试过仅用三挡来驾驶配备手动变速器的汽车。 如果体验一下，您很快会发现在起动时几乎没有加速感。高速行驶时，发动机会发出尖叫，转速表会接近红线。这样的汽车很快就会磨损，以至于几乎无法驾驶。因此，变速器使用齿轮，以便更有效地利用发动机的扭矩，从而保持发动机在合适的转速下运行。手动变速器和自动变速器之间的关键不同在于：前者将不同组的齿轮分别锁定到输出轴，以得到各种传动比；而在自动变速器中，同一组齿轮就可得到所有不同的传动比，自动变速器则是通过行星齿轮组来实现这一功能的。

下面让我们来了解行星齿轮组的工作原理。

当我们分解自动变速器以了解其内部结构时，会发现其在相当小的空间内容纳了各种各样的部件。除了其他部件外，您还会看到：

一套精致的行星齿轮组

一组钢带，用于固定齿轮组的部件

一组三个湿盘离合器，用于固定齿轮组的其他部件

一套液压系统，用于控制离合器和钢带

一个大型齿轮泵，用于运送变速器液力传动油

我们关注的重点是行星齿轮组。 这个部件的大小与甜瓜相仿，它产生变速器所能生成的所有不同传动比。变速器内的其他所有部件都是为了帮助行星齿轮组完成此工作。博闻网之前已经介绍过这种神奇的齿轮装置，您可以从电动螺丝刀一文中认识这种装置。自动变速器包含两套完整的行星齿轮组，它们组合成一个部件。

从左到右：齿圈、行星架、两个太阳轮

所有行星齿轮组都有三个主要部件：

太阳轮

行星齿轮和行星齿轮的齿轮架

齿圈

每种部件可以作为输入、输出，也可以保持不动。 当各种部件担任不同角色时，可相应得到齿轮组的某一传动比。下面让我们观察单个行星齿轮组。 变速器中的一个行星齿轮组包括一个72齿的齿圈和一个30齿的太阳轮，如表-1所示。通过该齿轮组，可以得到很多不同的传动比。

8

图-3

表-1

另外，将其中任何两个部件锁定在一起，都会将整个装置锁定在1:1齿轮减速比。 请注意，上面列出的第一个传动比是减速挡——输出速度比输入速度慢。第二个是超速挡——输出速度比输入速度快。最后一个又是减速挡，但输出方向相反。 从这个行星齿轮组还能得到其他几种传动比，不过这几种传动比与我们的自动变速器相关。

因此，不需要啮合或脱离任何其他齿轮，这组齿轮就可以产生所有不同的传动比。两套这样的齿轮组排成一行，就可以得到变速器需要的四个前进挡和一个倒挡。这个自动变速器使用一组齿轮，这组齿轮称为组合行星齿轮组。看似单个行星齿轮组，但实际上其运行方式像两个行星齿轮组组合在一起。该齿轮组具有一个始终作为变速器输出的齿圈、两个太阳轮和两组行星齿轮。

图-4显示了行星架中的行星齿轮。请注意，右边的行星齿轮比左边的行星齿轮位置低，并且它不与齿圈啮合，而是与其他行星齿轮啮合。只有左边的行星齿轮与齿圈啮合。

行星架：两组行星齿轮。

从图-5可以看到行星架的内部。较短的行星齿轮只与较小的太阳轮啮合，较长的行星齿轮既与较大的太阳轮啮合，也与较小的太阳轮啮合。

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图-4

图-5

变速器中的离合器（如图-6）有一点复杂。在本变速器中有四个离合器，每个离合器都是由增压过的液压油驱动，这些液压油进入到离合器内的活塞中。当弹簧确保当压力下降时，离合器松开。下面您可以看到活塞和离合器鼓。请注意活塞上的橡胶密封圈——当保养变速器时，它是要更换的部件之一。

10 图-7的是离合器摩擦材料和钢片的交互层。摩擦材料在内部用花键连接，从这里锁定到其中一个齿轮；钢片在外部用花键连接，从这里锁定到离合器壳。在大修变速器时，也要更换这些离合器片。

图-6

图-7

通过轴上的通道为离合器提供压力，可以在任何时刻用液压系统来激发那些离合器和制动带。

以上就是对汽车自动变速器的一些简单的介绍。

2 汽车自动变速器常见故障及排除方法

2.1常见故障诊断排除的方法与步骤

11 ⒈液力变矩器内支撑导轮的单向离合器打滑

①故障现象

当车辆出现在30～50km/h以下加速不良，车速上升缓慢，过了低速区后加速良好的故障时，很可能是液力变矩器内支撑导轮的单向离合器打滑。

②故障诊断方法

发动机热机后，将4个车轮用三角木或砖头塞住，拉紧驻车制动器，踩住脚制动踏板，用眼睛盯住发动机转速表，将油门完全踩到底，如发动机的失速转速明显低于规定值，说明液力变矩器内支撑导轮的单向离合器打滑。

③故障分析

变矩器低速增扭，靠的是导轮改变液流方向，变矩器内支撑导轮的单向离合器打滑后，导轮没有了单向离合器的支撑，在增扭工况时无法改变液流的方向。这样经导轮返回的液流流向和泵轮旋转方向相反，发动机需克服反向液流带来的附加载荷，于是液力变矩器变成了液力偶合器，低速增扭变成了低速降扭，所以汽车在低速区（变矩器增加扭矩工况区域）加速不良。

④维修方法

更换液力变矩器总成或用车床剖开液力变矩器，然后更换导轮和单向离合器即可排除故障。

⒉液力变矩器内支撑导轮的单向离合器卡滞

①故障现象

汽车起动和中低速行驶正常，但没有高速，温和踩油门最高车速只有80～90km/h左右；加大节气门开度，最高车速也只有110～120km/h左右。

②故障诊断方法

支撑导轮的单向离合器卡滞时，在感觉上有一点像发动机排气不畅，但发动机排气不畅时冷车起动困难。打开空气滤清器上盖，拆下滤芯，发动机急加速时此处能看见废气返流，而支撑导轮的单向离合器卡滞，不会导致废气返流。从油液颜色看一切正常，用故障诊断仪也找不到故障，发动机失速转速正常。

③维修方法

更换液力变矩器总成或用车床剖开液力变矩器，然后更换导轮和单向离合器即可排除故障。

⒊液力变矩器内锁止离合器的锁止力矩不足

12 ①故障现象

汽车低速行驶和发动机冷机时没有异响，热机车速提高后能听到“嗡嗡”的异响声，20min后发动机冷却液过热，报警装置开始报警。

②故障诊断方法

发动机热机后，车速在30～50km/h后若听到“嗡嗡”的异响声，轻轻地踩下制动踏板，使制动踏板臂和制动灯开关分开即可（制动灯开关负责解除变矩器锁止工况）。若踩下制动踏板时“嗡嗡”的异响声立即终止，抬起制动踏板时“嗡嗡”的异响声立即恢复，说明异响是由于液力变矩器内锁止离合器的锁止力矩不足造成的。

③故障分析

控制阀中的锁止继动阀控制液力变矩器进入锁止工况的时机，锁止电磁阀决定锁止油压的大小。若锁止电磁阀密封不良，会造成液力变矩器锁止油压过低，由于锁止力矩不足，进入锁止工况后锁止离合器和变矩器壳之间会发生高频振动，发出“嗡嗡”的异响声。在控制阀或油泵内通常还装有变矩器锁止油压限压阀，如该球阀不密封或限压弹簧过软，也会造成锁止力矩不足。

④维修方法

更换或清洗锁止电磁阀，检查或更换变矩器锁止油压限压阀即可排除故障。

⒋液力变矩器内过脏

①故障现象

有时在更换了烧蚀的离合器或制动器后，会遇到连续烧蚀行星齿轮机构的情况。如一辆老款丰田皇冠轿车，在更换了１组烧蚀的离合器后，由于没有及时清洗液力变矩器，结果每隔3000km左右超速挡行星齿轮机构就烧蚀一次。一连烧蚀了3组后，经别人提醒下彻底清洗了液力变矩器，超速挡行星齿轮机构才没有再次发生烧蚀。还有些在更换了烧蚀的离合器或制动器后，会遇到发生换挡冲击的新故障。

②故障诊断方法

检查变速器油的颜色（如油的颜色仍为褐色，说明换油不彻底）。

③故障分析

液力变矩器锁止离合器的锁止方式有液力式、粘液式和离心式3种，其中最常见的锁止方式是液力锁止。液力变矩器采用液力锁止的变速器有2个进油口，一个在油底壳内的控制阀上，另一个在变矩器内的涡轮轴上。在控制阀上的进油口有油液滤清器保护，而在涡轮轴上的进油口则没有油液滤清器保护。后者在进入锁止工况前通润滑油道，在

13 进入锁止后又通控制阀、电磁阀及蓄压器。只要有１组离合器或制动器发生严重烧蚀，维修时就必须彻底清洗液力变矩器。因为烧蚀而剥落的粉尘会大量进入液力变矩器，如不及时清洗，这些粉尘会随油液流动而堵塞润滑油道，造成连续烧蚀同一组行星齿轮机构。因为变矩器在进入锁止工况前，输入轴的油道和润滑油道相通，变矩器内的脏东西会顺着输入轴上的润滑油道进入，并堵塞变速器最前端行星齿轮机构的润滑油道，从而造成该组行星齿轮机构的连续烧蚀。

自动变速器的行星齿轮机构靠润滑油压润滑，离合器和制动器靠工作油压润滑，所以在润滑油道堵塞后行星齿轮机构发生连续烧蚀时，离合器和制动器却没有发生再次烧蚀。

液力变矩器在进入锁止工况后，涡轮轴上的油液进油口和控制阀相通，这些粉尘会随油液流动进入控制阀、电磁阀和蓄压器。进入控制阀时会造成滑阀卡滞，如换挡阀轻微卡滞，会造成所负责的挡位发生换挡冲击，换挡阀严重卡滞，导致变速器缺挡；主调压阀卡滞在泄油一侧，汽车将无法行驶。粉尘随油液进入电磁阀时会造成卡滞或泄油滤网堵塞等故障，如主油压电磁阀泄油滤网堵塞会造成主油压过高，所有的挡位均出现换挡冲击。进入蓄压器会造成活塞卡滞或密封圈漏油的故障，蓄压器活塞卡滞会造成它所控制的挡位发生严重的换挡冲击，蓄压器活塞密封圈漏油会造成连续烧蚀同１组离合器或制动器。

④维修方法

彻底清洗液力变矩器。可以在放净脏油后加入自动变速器专用清洗剂，将变矩器在车床上夹好，用车床带动涡轮轴旋转，涡轮轴带动涡轮旋转几分钟，然后将清洗剂控净，再加入新的自动变速器油，用同样方法清洗一遍，放净后再换1次油即可。也可以用车床剖开液力变矩器进行彻底清洗，但须注意以下2点。

ⅰ剖开前须在变矩器两端做记号，变矩器又是发动机的飞轮，动平衡不能破坏。

ⅱ用二氧化碳保护焊重新组焊时，要保证变矩器油泵驱动毂的垂直度，否则会造成油泵早期磨损或油泵油封漏油，后者将导致汽车无法行驶。

⒌液力变矩器的油泵驱动毂端跳量过大

①故障现象

ⅰ油泵早期磨损。油泵发生早期磨损后会导致10000km 左右时所有的离合器和制动器均会发生严重烧蚀。

14 ⅱ变速器油泵油封漏油。油泵油封漏油后将无法建立起油泵油压，变速器始终是空挡，汽车无法行驶。

②故障诊断方法

将百分表架固定在发动机后壳体上，先测曲轴和变矩器的连接装置挠性板的端跳量，如果挠性板的端向跳动量大于0.20mm，必须更换挠性板；如挠性板合格，将变矩器在挠性板上固定好，再检测变矩器驱动毂端跳量，驱动毂端向跳动量大于0.30mm，必须更换变矩器。现在有许多维修厂家修理变矩器时，采用车床分解变矩器清洗或换件，部分厂家重新焊接时缺乏焊胎定位，导致驱动毂端跳量过大。

③故障分析

正常使用情况下，油泵是不会发生早期磨损的，造成油泵发生早期磨损的原因有2个：一个是油滤器破裂致使大量的脏东西进入油泵；另一个是变矩器驱动毂端跳量过大。大部分变速器的油泵是由变矩器的油泵驱动毂直接驱动的，油泵齿轮的工作间隙出厂时大都是 0.08～0.15mm，磨损极限为0.30mm，如果变矩器驱动毂端向跳动量大于0.30mm会造成油泵发生早期磨损，端向跳动量进一步加大则会造成变速器油泵油封漏油。

④维修方法

更换端向跳动过大的挠性板或变矩器。

⒍液力变矩器内涡轮的花键毂磨损

①故障现象

事先没有任何预兆，起动、行驶和加速均正常，汽车行驶中突然听到一阵剧烈而又短暂的金属撞击声，随后发动机可以正常运转，但汽车不能行驶。三菱变速器在北京地区已发生数起此类故障（行驶里程多在8万～9万km以上），另外宝马和马自达变速器也发生过此类故障。

②故障诊断方法

做主油压检测并用故障诊断仪调取故障码，如自动变速器油压检测正常，电控系统也没有故障码，应拆下变矩器检查变矩器里端的花键毂（外端的花键毂是支撑导轮的）是否发生磨损。

③故障分析

涡轮负责驱动变速器输入轴，如果涡轮花键毂发生磨损，变速器将变成空挡，所以汽车无法行驶。造成涡轮花键毂发生磨损的原因有2个。

15 ⅰ材质问题。个别型号的变速器在车辆行驶８万～９万 ｋｍ后就可能发生此类故障。

ⅱ变速器输入轴轴向位移量过大。变速器输入轴轴向位移量是由输入轴上的止推垫和止推轴承的数量决定的，若漏装了止推垫或止推轴承，就会导致输入轴轴向位移量过大，输入轴轴向位移量过大会使输入轴花键和涡轮花键毂间的冲击载荷和啮合区减少，造成其早期磨损。

④维修方法

更换液力变矩器。

⒎导轮与涡轮或泵轮发生运动干涉

①故障现象

汽车在中高速行驶中急剧改变车速时液力变矩器内发出剧烈的金属撞击声，严重时就像紧急制动使汽车立即停驶，重新起动后又可以正常行驶。

②故障诊断方法

做失速试验时如听到金属撞击声，说明导轮与涡轮或泵轮发生运动干涉。

③故障分析

失速试验时变速器处于静止状态，只有油泵和变矩器的泵轮随发动机同步旋转，发动机内部或油泵内部如发生运动干涉，发出金属撞击声，汽车肯定无法行驶。发生金属撞击声响的同时汽车就像紧急制动一样停驶的原因是导轮叶片与泵轮或涡轮的叶片插到一起，重新起动时在离心力的作用下又分开，所以重新起动后又可以正常行驶。

④维修方法

更换液力变矩器。

以上是汽车自动变速器中的部分故障以及排除方法。

3 实例说明

3.1丰田皇冠3.0系列回顾

丰田皇冠作为一款在国内中高档的汽车，在国内以及在亚洲市场都有着很好的口碑，皇冠车系从推出到现在已经接近50年了，它一直被外界誉为“丰田公司最保守的旗舰”。皇冠概念对丰田公司的影响意义深远——保守稳健而不冒进。至今皇冠仍是日本最豪华大型轿车的代表，它的地位是无可替代的。

16 而搭载在丰田皇冠上的自动变速器分别有A340E和手自一体式6速自动变速器(6 Super ECT)，而我们这次主要介绍的故障及排除是以A340E为主。

3.2丰田皇冠3.0系列汽车变速器的特点

皇冠3.0轿车采用的A340E自动变速器(见图-8)是微机控制自动变速器(ECT)，它与2JEGE发动机配套，具有P、R、N、D、2、L 6个档位，四个前进档和一个倒档。控制系统由液压控制系统和微机控制系统组成；液压控制系统又油泵、阀体、3个电磁阀、带锁定离合器的液力变矩器等组成；微机控制系统由电子控制器(ECU)、车速传感器、节气门位置传感器、冷却水温传感器、档位开关、3个电磁阀等组成。1号和2号电磁阀控制换档。3号电磁阀控制液力变矩器的锁定。电磁阀根据ECU的信号动作，各档位电磁阀的动作见表-2。

表-2

图-8 A340E型自动变速器

17 3.3车型的故障诊断与维修方案

⒈日本丰田皇冠A340E无倒挡

诊断与排除:

车辆在前进档不能行驶或在倒档不能行驶，这类故障较好确定故障原因，可排除油压、油泵、液力变矩器发生故障的可能，故障是由离合器组、制动器组及其相关油路故障引起的，如果是机械元件故障，则要拆解自动变速器总成。在拆卸前先来分析一下可能的原因：前进档不能行驶的可能原因是前进离合器工作不正常，倒档不能行驶的可能原因是低倒档制动器或直接档离合器工作不正常。

离合器损坏常见的原因有：

(a)离合器片损坏或脱落。(b)活塞密封垫和活塞损坏。

(c)离合器壳体损坏。 (d)输入油道堵塞。

这些故障在拆下自动变速器后检查，很容易发现原因。

⒉发动机噪音大，车速提不起来

①故障现象

一辆丰田皇冠3.0，在启动状态下，发动机噪音很大，并且车速提不起来。

②故障诊断方法

首先起动发动机检查怠速，转速为750r/min 时运转平稳，且没有杂音。把油门踏板慢慢踩下去，听发动机声音，中、高速都很正常，把油门抬起突然急踩，急加速也很好。踩住刹车，把变速杆从P 档挂入R 档，入档很平顺。从R 档挂入N 档，再挂入D

档，也很平顺。抬起刹车踏板，开始上路试车。当车行驶一段时间后，发现发动机转速过高，而车速却很慢，说明变速器不换档。车靠边停了下来，打开机舱盖，检查变速箱油油位，正常，但油有些发黑且有糊味。再检查节气门拉索，发现节气门拉索挂的位置不对。正常节气门拉索位置应该挂在油门拉线的下端，只有这样才能随着节气门的变化改变节气门油压。这辆车的节气门拉索位置却挂在巡航定速拉索的位置上，并且节气门拉索的拉线已经全部拉出，节气门油压在最高值。不换档的原因算是找到了。

③故障分析与排除

用14 号开口扳手把节气门拉索拆下来挂到正确位置并调整好。再次进行试车，发现有了明显变化，换档点基本正常。行驶了大约4km，水温也升到正常温度。可是这时候发现变速箱开始打滑，而且越来越严重。等把车头调过来，往回走的时候，发动机已经开始空转。

18 先把机舱盖打开，拆下电瓶负极的搭铁线。把节气门拉索拆下，放掉变速箱油。拆掉传动轴、变速箱托架及电磁阀线束以及固定变速箱的所有螺丝。很快便把变速箱从车上抬了下来，进行仔细的分解。拔出液力变矩器，拆下大瓢壳及油泵螺丝。用顶丝把油泵从变速箱壳体上顶出。抽出超速档行星齿轮、超速档行星齿圈。取出卡簧将超速档制动器组件取出。取出卡簧，取出超速档活塞组件。将变速箱壳体侧面制动带活塞取出，将二档滑行制动带放松，取出直接档、前进档离合器总成。将前行星齿圈取出，将输出轴卡簧取出，取出前行星齿轮，拔出行星中心轮和一号单向离合器总成。取出卡簧，将二档制动器组件取出。取出活塞套筒，取出卡簧，取出二档制动鼓。将一档和倒档制动器组件取出。将变速箱后壳拆开，取下卡簧，将输出轴上的车速传感器等组件取出。将输出轴和后行星齿轮、二号单向离合器取出。取星齿圈。将更换新件出卡簧、活塞回位弹簧，取出一档倒档制的超速档行星齿轮直动活塞，取出止推套桶，将一档倒档制动接档离合器和单向离器一号活塞取出。分解完毕。将所有零部合器总成装入。更换件用柴油清洗干净。清洗变速箱壳体，并油泵O 型圈，将油泵用气泵吹通所有油道。分解阀体，检查各装入壳体。将车速传柱塞工作情况及磨损情况。用气泵吹净。

变速器组装：更换一档、倒档制动器上，并将变速器后壳一号活塞O 型圈，将其装入壳体，装入体装靠。装上二号制止推套筒。更换一档、倒档制动器二号活动带活塞及顶杆组塞O 型圈，将二号活塞组件装入壳体。件，将阀体组装好安装入活塞回位弹簧，将卡簧下靠。装入后装到位，安装节气门行星齿轮，二号单向离合器和输出轴。装油压拉线，装好集滤入一档、倒档制动器组件，并更换全部摩器，将油底壳装配到擦片。装入二档制动鼓、下靠卡簧。装入位。安装液力变矩器， 活塞套筒、二档制动器组件，并更换全部此时液力变矩器无论摩擦片，下靠卡簧。装入行星中心轮和一如何也下不到位，带号单向离合器总成，装入前行星齿轮，下着疑问再次分解变速靠卡簧。装入前行星齿圈。将更换摩擦片器，将新件输入轴直的直接档和前进档的总成装入。装入超接档离合器总成取出速档支撑活塞，装入超速档制动器组件， 检查，发现与原车旧件相比较，新件输入并更换摩擦片。下靠卡簧，装入超速档行轴长2cm左右。再次更换配件组装变速器，此时液力变矩器下到位。将变速箱装车，并准备试车。进行路试。路试中车辆提速平稳，动力输出扭矩较大。一档升二档正常，二档升三档也无异常现象。当车速60km/h左右时，发动机转速1800r/min ，变速器升入四档，车辆突然出现发动机制动现象，同时发动机车速与转速急剧下降。停车检查，发现ATF 油有明显烧糊现象。再次抬下变速箱，进行解体检查，发现超速档制动片严重烧蚀。其它各档离合器片无异常。

19 是什么原因使超速档制动片严重烧蚀呢？经过认真检查发现超速档单向离合器装反。四档时，超速档制动片接合， 将太阳轮固定，动力由超速行星架传递给齿圈，实现超速传动比。此时单向离合器应处于打滑状态。当单向离合器装反，变速器升入四档后，动力由超速行星架传递进来，经单向离合器直接传递到超速档制动片上，此时超速档制动片在高速状态下变速器升入四档就出现发动机制动现象，同时发动机转速急剧下降，致使超速档制动片烧蚀。将超速档单向离合器按正确方向装配，试车后，故障排除。车辆提速明显，高速达210km/h。如图-9、图-10所示。

图-9 前行星架组件(a)

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图-10 前行星架组件(b)

④总结分析

总结此次维修过程，首先新配件超速行星架输入轴尺寸错误，造成二次分解，当再次更换新配件时（超速档行星架与单向离合器总成更换），忽略了对单向离合器的检查，以为更换总成的新部件没有问题，从而造成了第三次分解变速箱，并将超速档制动片烧损，因此，在更换新配件时，一定要认真确认配件型号，规格是否符合要求，避免造成损失。

⒊丰田皇冠自动变速器无超速档的故障

①故障现象

94年款丰田皇冠3升自动档轿车，A340E自动变速器(如图-11)，行驶中突然发现超速档上不去，变速器出现类似打滑现象，发动机转速超过4000转/min仍然不能进入

21 超速档，若这时缓慢踩下加速踏板，车速能渐渐提升至120公里/小时左右，之后油门踩到底车速也上不去了。该故障是间歇性的，有时又正常，开始时故障发生间隔时间长，后来越来越频繁。故障灯不亮，ECU也没有记录储存故障代码。

图-11 超速档制动片

②诊断排除

从故障现象来看，很象是变速器故障。首先检查电控部分，在故障发生时以自制的测试灯接入1号和2号换档电磁阀，路试观察两个电磁阀工作情况，发现车速进入80迈以后，2号电磁阀始终打开（正常情况应两个电磁阀都关闭，进入超速档），这就是说ECU不控制电磁阀进入超速档动作。是什么原因导致ECU控制失误呢？分别检查ECU输入信号，在进行发动机节气门位置传感器（TPS）电阻测试时发现，TPS在节气门关闭、1/4开度和1/2开度时都正常，电阻值稳步增长；超过1/2开度，至3/4开度和全开时电阻值不再增加。更换新的节气门位置传感器后，故障排除。

③故障分析

A340E自动变速器电控部分是由5个电磁阀来执行的，1号、2号电磁阀为换档电磁阀、3号TCC锁止电磁阀、4号蓄能器背压调节电磁阀、5号主油路压力调节电磁阀。E

22 CU根据输入信号来确定各电磁阀的工作状态，当输入信号有误时，ECU就会产生错误控制。上述故障的根源不是变速器本身故障，而是由于TPS老化磨损所至，在节气门1/2开度以后指示不准，ECU便误认为驾驶员无加速请求，因此不控制换档电磁阀进入超速档动作。而TPS的工作原理是通过节气门处于不同的位置反馈给ECU一系列不同的电压降，ECU据此来确定节气门开度和驾驶者的驾驶请求。又由于TPS指示在规定范围内，便没有故障代码被记录下来，使这一故障看上去更象变速器超速档打滑的故障。随着汽车电子化程度的提高，类似于上述故障，或者故障现象在这个系统，故障原因却在其它系统，这种情况会越来越多见，特别是现代汽车广泛采用CAN（Controller Area Network—控制器局域网）总线控制技术，因此在故障诊断时，就不能简单地将故障分为几个系统逐个查找，而应该通盘考虑，这样才能避免错诊误断，准确找到故障部位。

⒋丰田皇冠3.0自动变速器一特殊故障

①故障描述

丰田皇冠3.0自动变速器故障经常与节气门拉索过紧，挡位升不上去有关。自动变速器升降挡主要是参考发动机负荷和车速信号，油门踏板到节气门位置传感器的拉索越紧，升挡点越滞后，过紧会造成变速器没有3挡、4挡，但不会影响1挡升至2挡。除了节气门拉索调整和装配不当外，汽车受到严重正面撞击或翻车均会造成节气门拉索过紧。除了前文提到的前拉索外，还有后拉索，即节气门体到变速器内节气门阀外端凸轮的拉索。电控自动变速器前拉索过紧会造成3挡和4挡升挡点滞后，严重时没有3挡和4挡。液控自动变速器后拉索过紧会造成3挡、4挡升挡点滞后，严重时没有3挡和4挡。拉索紧除不影响1挡升2挡外，对3挡和4挡的影响则是相同的。在维修实践中，有时节气门拉索过松时，3挡、4挡也没有，直到松到止端时才同时都有。

②诊断排除

检查节气门拉索松紧度是否合适有多种方法，最简单的方法是：油门踩到底后，前后拉索应完全绷紧。油门完全放松后，前后拉索应略有松量。A340E也就是切诺基使用的AW—4变速器，属辛普森式行星齿轮机构。该变速器从前至后有3个单向离合器，习惯上称为超速挡单向离合器、1号单向离合器和2号单向离合器。其中超速挡单向离合器和超速挡离合器负责除超速挡以外的其余各挡，超速挡单向离合器打滑或装反后，其工作改由超速挡离合器负责变速器各挡，只是起步和急加速时因超速挡离合器负担过重，会产生一定程度的打滑。超速挡单向离合器严重卡滞或装反，变速器除超速挡外其余各挡正常，但升入超速挡后，变速器等于同时挂上直接挡和超速挡，车速会急剧下降，

23 超速挡制动器会发生烧蚀。1号单向离合器装反后，变速器在D位上不能升挡。2号单向离合器装反后，除手动1挡和倒挡正常外，其余各挡均不走车。但A340E的超速挡单向离合器和2号单向离合器，只要没有卡滞和打滑，维修时根本不需要拆卸。除了辛普森变速器装有超速挡单向离合器外，日产和马自达的绝大部分单向串联式变速器也都装有超速挡单向离合器。在维修实践中也遇到过维修人员因为不慎，把风度或蓝鸟变速器内超速挡单向离合器装反后，1—3挡升挡正常，刚升到四挡，车速急剧下降或熄火的现象。修理人员常把此类故障叫四挡跳挡。单向离合器装反会带来多方面的故障，不同变速器不同位置上的单向离合器负责锁止的行星排元件不同，装反后产生的后果也不一样。不仅会造成跳挡、不升挡、不走车，有的还会造成反向行驶。如果单向离合器散架还会造成周围部件报废。判断超速挡单向离合器是否装反的方法很简单，变速器内(不含变矩器)所有的单向离合器在它工作的挡位上，踩着油门时都处于锁紧状态，发动机制动时(猛的放松油门)则与它负责锁紧的行星齿轮机构一起反向旋转。如单向离合器卡滞或装反，发动机制动时因无法和行星齿轮机构一起反转，而发出“嗡嗡”的异响声。辛普森变速器超速挡单向离合器装反后，在1—3挡踩着油门时没有异响，猛的放松油门能听到“嗡嗡”的的异响声，再踩下油门异响声立即终止。

③故障总结

维修自动变速器时，所有的单向离合器都不能装反。如辛普森式低挡单向离合器装反后，除手动1挡和倒挡正常外，其余各挡不走车。单向串联式低挡单向离合器装反后，D位上只有1挡，无法升挡。自动变速器的油泵上都有两个螺栓孔，螺栓孔为拔卸孔(用来向外侧拔油泵)，而不是顶丝孔，变速器壳大都是铝的，顶丝是钢的，变速器油泵和壳体之间又有油道，用螺栓往外顶油泵，极易造成漏油，导致变速器壳体报废，而失去修理价值，这一点应引起注意。

⒌热车无档故障

①故障现象

一辆皇冠3.0轿车行驶里程150000kM，发动机冷车启动后可以正常行驶。当汽车连续行驶一小时后车速逐渐下降，发动机出现空转现象，无驱动车轮的感觉。关闭发动机，等到温度下降后再启动又可正常行驶。

②故障检查

用跨接线跨接自诊断接口TT与E1，打开点火开关，打开超速档（O/D）开关，通过OD指示灯的闪烁读取故障码时，无故障码输出。检查变速器油时，发现油位较低，加足

24 油后试车，发现换档情况和传动情况都没有问题，但经过几小时行驶后，又出现无档情况。因为能够行驶，各档位结合及换档情况都良好，故排除了变速器内部出现机械故障的可能性。提取自诊断系统故障码时，又无故障码显示。我们分析可能是液压控制系统的一些重要阀存在偶尔发卡现象，于是决定拆下阀体进行清洗检查。在放油时发现变速器油已经变质伴有焦臭气味。拆开油底壳，发现油底壳内已经有较多的油泥杂质等，集滤器内也覆盖了很多杂质。清洗并活动阀体上各阀，清洗集滤器及油底壳后装复，加足油试车，故障消失。

③故障分析

本车故障是由于长时间没有更换自动变速器油及清洗集滤器引起的，因为在汽车长时间连续行驶后，变速器内部温度升高，使得阀壁与滑阀之间的配合间隙发生变化。另外，在高速行驶时发动机转速较高，相应带动油泵转子转动的速度也较高，在吸油口处产生的吸力也很大，一些较细颗粒状杂质难免吸入油泵而进入液压系统，并造成滑阀卡滞现象。在停一段时间后变速器冷却下来了，卡滞部位的间隙恢复正常了，重新启动发动机时突然建立的油压会对滑阀产生冲击作用，这样卡滞的滑阀又能活动，从而汽车也随之能正常行驶。通过本次故障诊断与排除，可以提醒驾驶员朋友，汽车的机油以及变速器油要定期更换。

4 总结

在写论文的过程中，本人在找资料和各种文献资料，虽然表面的东西很多，可以专门讲述车型的某种却并不多，而且本人也感觉到自己在许多实际的操作当中有许多实际操作与经验的不足，令自己只在理论知识停留，让我明白要在努力实践中努力学习增强自己的知识。作为自动变速箱这个来讲，可能光一个油路就有可能是一天，这是一个比较复杂的东西，包括现在自动变速箱新的发展趋势和新的传递路线的形势，还有现在维修自动变速箱有一些新的设备和检测仪器，另外就是如何提高自动变速箱维修率。所以我们要注重信息的交换和资料的更新，这才不会面对某款车的某个问题时显得束手无策。在这里也要感谢我的导师彭高宏老师，在信息的提供和他丰富的汽车检测、维修知识让我受益匪，我也要努力学习好知识去做好以后的工作！

参考文献

⑴刘兆惠、王超 《汽车电器》 2003年第2期26页

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