自动变速器故障分析思路简化研究

刘吉林

传统自动变速器是指行星齿轮自动变速器，自诞生以来，历经了纯液控阶段和电液控制阶段。纯液控自动变速器随着时代和科技的进步，已经退出了历史舞台。电液控制自动变速器的全称是电控液力行星齿轮式自动变速器，简称AT。而本文的手自一体自动变速器是在电液自动变速器的基础上增加了手动换挡模式。因此，手自一体自动变速器既有传统自动变速器的优点，又有手动变速器的驾驶乐趣。

长期以来，汽车维修行业中，一直存在着一个维修难点，同时也是维修乱象，那就是自动变速器的维修，某些专业的维修厂家甚至要收开箱费。之所以这样，是因为自动变速器本身结构太过复杂，它集电子控制系统、机械系统、液压控制系统和液力系统于一身。故障诊断过程也是非常繁杂，专业的维修人才太少。在职业院校所用的教材中，列举的自动变速器故障诊断方法也有很多种，但能顺利掌握的学生寥寥无几。究其原因，一是理论学习时间太短，二是实训操作机会太少。这样就导致维修自动变速器的专业人才太少。但追根究底，自动变速器也是变速器，它与手动变速器有着同样的功能。既然功能相同，能否用手动变速器的教学思路和故障诊断思路来研究自动变速器，就有了理论上的可能。因此，本文用思考手動变速器的思路来思考自动变速器，从结构、原理以及典型故障几个层面，粗浅的探讨自动变速器的故障分析思路简化的方式。

一、手自一体自动变速器的构成、各构成结构的功能与手动变速器的对照

手自一体自动变速器是在电控液力自动变速器的基础上发展而成的，其结构本身还是电控液力自动变速器，不过是比前身多了一套手动换挡模式的软件程序而已。探讨手自一体自动变速器的构成，也就是探讨电控液力自动变速器的构成。电控液力自动变速器由液力变矩器、行星齿轮机构、液压换挡控制系统和电子控制单元组成。还有润滑和冷却系统在本文中不做讨论。

（一）液力变矩器

液力变矩器是将发动机的输出动力传递给齿轮机构的装置。对应手动变速器，相当于离合器。液力变矩器有两种工作状态：柔性传动和刚性传动状态。

柔性传动状态相当于手动变速器的半离合状态，但比半离合状态更平顺。并且在汽车起步时，能轻松的保证发动机不熄火，这比半离合更加优秀，毕竟半离合需要驾驶员的操作经验。柔性传动状态与半离合状态都有动力损失，手动变速器半离合状态时间短;而自动变速器在自动换挡模式下，柔性传动状态时间长，在手动换挡模式下，柔性传动时间短。柔性传动状态是由液力推动变矩器中的涡轮实现的。

液力变矩器的刚性传动状态相当于手动变速器的离合器全接合状态。在此状态下，发动机的动力会毫无损失的传递给齿轮机构。刚性传动状态是由变矩器中的锁止离合器接合实现的。

（二）行星齿轮机构

行星齿轮机构的功能与手动变速器齿轮机构的功能是相同的，都是改变传动比的，不同的传动比就是不同的挡位。只不过是改变传动比的方式不同而已。手动变速器是靠同步器向不同方向移动完成换挡的;而自动变速器行星齿轮机构是靠不同的多片式液压离合器和液压制动器组合工作完成传动比变化的。这些液压离合器和液压制动器既充当了手动变速器同步器的角色，也充当了手动变速器离合器的角色。这就是教学中的难点，很多同学在这就学晕了，掌握不了或者说理解不了自动变速器的换挡方式，要有多个元件组合工作才能实现某个挡位。

与手动变速器不同的是，自动变速器齿轮机构中，有单向离合器的存在（某些手自一体自动变速器没有单向离合器）。单向离合器的作用是，汽车在低挡位行驶中丢油门，汽车自动进入空挡滑行状态。

（三）液压换挡控制系统（又称为阀体或滑阀箱）

液压换挡控制系统是把液压油通过特定的通道输送到特定的液压离合器和液压制动器的一组复杂的滑阀，其作用相当于手动变速器的排挡机构。手动变速器的排挡机构靠驾驶者拨动排挡杆而产生相应动作的;而自动变速器是靠液压油的通道变化。这又是教学中的另一个难点，因为滑阀箱确实太复杂了。

滑阀箱中还有一个非常重要的滑阀：手动阀。它受排挡杆控制，排挡杆挂入到哪个位置，手动阀就会处于相应的位置。它在换挡油压通道的前端，它控制R或D，即行驶方向。

（四）电子控制单元（简称电控系统）

电子控制单元由许多传感器、各种执行器和电脑组成，它的作用是预判出下一个需要的挡位，并在恰当的时机向执行器发出工作指令，相当于手动变速器中驾驶员的大脑。手动变速器需要哪个挡位是驾驶员大脑判断的，并且换挡指令也是由驾驶员大脑发出的;而自动变速器挡位的判断和指令的发出都是由电控系统完成的。

另外，手自一体自动变速器的电控系统有失效保护程序。就算是电控系统中的某些传感器或执行器出现故障，

二、手自一体自动变速器的换挡工作过程简述

各种传感器将预判挡位所需要的行驶参数（车速、发动机转速、电子油门开度、排挡杆位置等等）传输到电脑，电脑根据既定的程序进行预判，在恰当的时机（恰当的发动机转速）向执行器发出指令，执行器（换挡电磁阀、油压调节电磁阀等）根据电脑指令工作，使得滑阀箱中的各个滑阀（换挡阀、锁止阀等等）产生相应位置变化，产生出特定的液压油通道。液压油通过这些特定的通道流向特定的液压离合器和液压制动器，特定的液压离合器和液压制动器受油压而工作，使得行星齿轮机构产生出特定的传动比。

在手动模式下，电脑根据驾驶员所选挡位，结合行驶条件（车速和发动机转速）判断驾驶员的选择是否合理，是否满足最低换挡要求。如果判定为合理，则发出换挡指令;否则不予执行。

三、手自一体自动变速器典型故障与手动变速器对照分析

（一）无法起步

故障表现为：排挡杆挂入R或D时，仪表显示正常，但释放刹车和手刹后，汽车不走，甚至踩油门也不走。

分析思路：手动变速器无法起步，往往是挂不进挡造成的，此时手动变速器处于空挡状态。手自一体自动变速器同样如此，虽然挂了挡，但行星齿轮机构仍然处于空挡状态，汽车是无法起步的。有了这样的分析之后，再去找行星齿轮机构处于空挡的原因就轻松了。

可能的原因：

1. 没有足够的油压推动液压离合器和液压制动器，行星齿轮机构会仍然处于空挡状态。有可能是油泵供油不足，也可能是中途泄漏。

2.行星齿轮机构中起步挡的单向离合器打滑，也会使行星齿轮机构变成空挡状态。

（二）延迟升挡

故障表现为：排挡杆处于D位置时，正常加速时（非急加速）停留在低速挡的时间长，升挡时发动机转速很高。

分析思路：手动变速器升挡是由驾驶员根据行驶条件主观预判和选择的，也就是大脑在想用哪个挡合适。自动变速器的大脑是它的电控系统，同样也是根据行驶条件预判挡位，而行驶条件是由各种传感器信号反应的。传感器信号准确，则预判挡位准确;否则，预判挡位会不准。因此，自动变速器延迟升挡故障与反应行驶条件的传感器信号有关。

可能的原因：车速信号、自动变速器油温信号、电子油门开度信号等等。用电脑诊断仪进入自动变速器电控系统读取相关故障码或传感器信号，能够发现问题。

（三）换挡冲击

故障表现为：在排挡杆挂入R或D的瞬间，以及行驶中升挡的瞬间，汽车有明显的闯动。

分析思路：手动变速器换挡冲击，是驾驶员操作出了问题，主要是离合器释放过快，或者是空挡时间太长。手自一體自动变速器换挡时，充当离合器角色的是液压离合器和液压制动器，如果它们的工作出现问题，换挡过程就会产生冲击。

可能的原因：

1.换挡油压出了问题，导致液压离合器和液压制动器工作不平顺。

2.液压离合器或者液压制动器本身出现问题，导致工作不平顺。

（四）紧急刹车时熄火

故障表现为：紧急制动时，发动机熄火了。

分析思路：手动变速器踩刹车熄火，也是驾驶员操作出了问题，没来得及踩离合器，使发动机动力分离。此时离合器还处于完全结合状态。手自一体自动变速器没有离合踏板，但是其液力变矩器中有锁止离合器。如果行星齿轮机构起步挡没有单向离合器，再加之锁止离合器分离控制出了问题，同样也没有切断与发动机之间的连接，所以踩刹车也会导致发动机熄火。

四、结语

本文对手自一体自动变速器的结构及工作过程介绍都是忽略了很多不必要的细节的，但是主体上是简要介绍完毕的。关于与手动变速器的对照思考，也比较粗浅，算是抛砖引玉吧。所以，本文的这些观点，仅供大家学习参考，不当之处，敬请谅解。（作者单位：四川华新现代职业学院）