故障诊断阀在自动变速器中的应用及特点

高佩



故障诊断阀在自动变速器中的应用及特点

高佩

（西安双特智能传动有限公司，陕西 西安 710119）

文章从行车及故障排除两个方面讨论了故障诊断阀在自动变速器中应用的重要性，文中详细分析了故障诊断阀如何快速判断自动变速器能否正常工作，是否需要保养或维修，如何快速准的确定故障原因及故障发生点。

故障诊断阀；自动变速器；保养；维修

1 什么是故障诊断阀

随着科技的发展，人们生活水平的提高，人们对车辆动力性、燃油经济性及舒适度等要求越来越高。自动变速器就是在种种需求下应运而生，使车辆获得良好的动力性和燃油经济性，同时有效减少发动机排放污染，显著提高车辆行驶的安全性、乘坐舒适性和操作轻便性。这些优势需要依靠准确的液压系统和电控系统来保证。因此，自动变速器对液压系统提出了严格的要求，液压系统的稳定性决定了自动变速器能否正常连续工作。

故障诊断阀就是为了提高液压系统的稳定性，快速准确的判断自动变速器工作时是否存在潜在风险，以及快速解决变速器故障。

故障诊断阀是由压力开关和两位三通阀组成的逻辑诊断阀，通过两路油源压力控制，使压力油进入压力开关，从而控制压力开关是否开启，从而监测阀芯的位置，分析油源信号是否正常，判断油路是否通畅，执行元件是否正常工作。

2 故障诊断阀结构及工作原理

故障诊断阀由滑阀、供油油源、控制油源、泄油和压力开关组成（图1）。

1 阀体，2 阀芯，3 弹簧，4 调压螺塞，5 节流口，6控制油源1，7供油油源，8控制油源2，9 回油，10 压力开关

故障诊断阀原理简图如图2所示。该故障诊断阀是由带有面积差控制的两位三通阀，6和8为两个不同的控制油源，10为压力检测点，7为供油油源，9为回油。

图2 故障诊断阀原理简图

控制油源1和2均不供油时，阀芯在弹簧力的作用下，处于上位，此时，阀芯受到的力为：

F=k×1

式中，F为阀芯受力；K为弹簧刚度；1为弹簧预压缩量。

此时，回油9与压力检测点10连通，检测不到压力信号。

控制油源1供油时，阀芯受到压力P1的作用，克服弹簧力下行，处于下位，此时，阀芯受到的力为：

式中，F为阀芯受力；1为控制油源1压力；1为阀芯上端先导面积；K为弹簧刚度；2为弹簧压缩量。

此时，供油油源7与压力检测点10连通，可检测到压力信号。

控制油源1和控制油源2同时供油时，阀芯在两端压力及弹簧力作用下，阀芯受到的力为：

式中，F为阀芯受力；1为控制油源1压力；1为阀芯上端先导面积；2为控制油源1压力；1为阀芯上端先导面积；K为弹簧刚度；1为弹簧预压缩量。

（1）当F>0，阀芯处于上位，此时，回油9与压力检测点10连通，检测不到压力信号。

（2）当F<0，阀芯处于下位，此时，供油油源7与压力检测点10连通，可检测到压力信号。

3 故障诊断阀在自动变速器的应用

将诊断阀应用于自动变速器中，用来诊断液压系统的压力是否正常，在液压系统发生堵塞、泄漏等非正常工作时，及时诊断其故障，发出警报，提醒工作人员停车进行故障排除，避免自动变速器在病态中继续运行，发生不可逆的损坏，造成严重的后果。

图3 LUC故障诊断阀原理简图

如图3所示，自动变速器闭锁离合器（LUC）故障诊断阀两路控制油源1为主油压（过滤前），控制油源2为变矩器闭锁压力，供油油源为控制压力，回油为油底壳油液压力。

正常工况一，闭锁离合器不工作，此时LUC无压力，主油压克服弹簧力将阀芯推向左端，即阀芯处于下位，控制油与压力开关连通，压力开关检测到控制压力，如图4所示。

图4 闭锁离合器不工作

正常工况二，闭锁离合器工作，此时LUC有压力，LUC压力与弹簧力共同作用于阀芯左端，克服阀芯右端的主油压，将阀芯推向右端，即阀芯处于上位，压力开关与回油油路连通，压力开关无法检测控制压力，如图5所示。

图5 闭锁离合器工作

表1 过流面积和弹簧力

设滑阀大径11.8mm，反馈直径11.8mm，总位移8mm，主油压20bar，闭锁离合器压力8bar，在位移为4mm处进行油路切换，可推算出弹簧力和过流面积，如表1、图6和表3所示。

表3 弹簧规格

当自动变速器发生故障时，诊断阀的信号输出能够帮助控制程序作出快速反应，发出警报，提醒司机停车检查，同时帮助工作人员快速分析查找问题。具体故障点如下：

故障一，LUC不工作，压力开关无法检测到控制压力。此现象表明阀芯处于上位，主油压无法克服弹簧力。需要发出报警，表明主油压不正常，立即进行停车检查，检测泵入口流量、主油压和油位，判断油泵是否正常工作，或油位是否正常。

油泵损害，若不及时发现，会造成变速器离合器供油不足，离合器烧毁；同时会造成变速器润滑不良，导致离合器、齿轮及轴承损害。

油位不正常，会引起油泵吸入不足，烧坏油泵，从而导致变速器烧毁。

这些问题都需及早发现，否则产生的故障严重，维修成本高。

故障二，LUC正常工作，压力开关检测到控制压力。此现象表明阀芯处于下位，主油压克服了LUC和弹簧力。需要发出警报，表明主油压与LUC压力不正常，进行停车检查，检查油滤是否堵塞，LUC压力是否正常，主控阀是否正常工作。

自动变速器油液对清洁度要求高，油滤堵塞，未过滤油液经油滤旁通阀进入主油路，进而进入主减压阀和电磁阀，造成其卡滞或损坏，导致自动变速器无法正常工作。

LUC或主油压异常，导致液压系统异常，液力变矩器异常，自动变速器无法正常工作，车辆运行异常。

4 结论

本文以故障诊断阀为研究对象，阐述了故障诊断阀的工作原理和计算方法，并以闭锁离合器故障诊断阀为例，分析了其在自动变速箱中的特点，行车过程中如何快速反应异常，如何快速诊断异常产生的原因，并快速进行问题定位，避免自动变速箱在异常状态时继续运行，造成永久性、破坏性损害。

故障诊断阀也可用于自动变速箱其他故障诊断，例如离合器、制动器油路，参与变速箱的档位诊断，提高自动变速箱的换挡质量，驾驶员的舒适性，燃油经济性，同时帮助维修人员快速诊断问题，分析问题。

[1] 朱军.自动变速箱原理与维修.汽车与驾驶维修,2002.4.

[2] 上海市业余工业大学.液压传动与控制.1983.11.

[3] Joachim Ryborz. Automotive Transmissions,1999.2.

[4] 王海燕.自动变速器现状及发展趋势[J].汽车维修与保养,2006,(10).

Application and Characteristics of Fault Diagnostic Valve in Automatic Transmission

Gao Pei

( Xi'an FC intelligence transmission co., LTD, Shaanxi Xi'an 710119 )

The paper discusses the importance of the application of fault diagnostic valve in automatic transmission from two aspects of driving and troubleshooting, and analyzes in detail: how to determine quickly whether the automatics transmission working normally, whether it needs to maintain and repair, and how to determine the cause of failure and the point of failure quickly and accurately.

Fault Diagnostic Valve; Automatic Transmission; Maintenance; Repair

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.10.069

U471

A

1671-7988(2019)10-199-03

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高佩(1984-)，女，陕西西安人，硕士，工程师，就职于西安双特智能传动有限公司。主要从事汽车自动变速器研发工作。