第二章 其他車型變速器常見(jiàn)故障案例

1.凌志4004.0L轎車（A341自動(dòng)變速器）起步無(wú)力的故障

車輛信息與故障現(xiàn)象：凌志400轎車裝有1UZ—FE型4.0L發(fā)動(dòng)機(jī)，匹配A341E型電控自動(dòng)變速器。變速器在D位起步困難，在平坦路面發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速加至2000r/min左右才能行駛，但中高速就一切正常。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在2500r/min時(shí)車速能達(dá)到120km/h，而在4000r/min能達(dá)180km/h左右，這說(shuō)明只有超速檔才能實(shí)現(xiàn)這樣的速度。但如果汽車停在陡坡上，只能把變速桿放在L位才能起步，就像開手動(dòng)變速器汽車一樣等車走起來(lái)再將變速桿撥至D位行駛。

初步檢修：因此車曾在其他修理廠進(jìn)行過(guò)維修，變速器已經(jīng)解體四五遍了。據(jù)修理工說(shuō)，在自動(dòng)變速器沒(méi)修理之前更為糟糕，D位起步時(shí)打滑嚴(yán)重，只有將變速桿放在L位才能起步，并且在檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，ATF已經(jīng)變質(zhì)，而且還有磨損顆粒。解體變速器后發(fā)現(xiàn)前進(jìn)檔離合器片和直接檔離合器片已燒損，更換燒損部件及修理包后，再試車效果比以前強(qiáng)多了，平坦路面在D位起步還算可以，但如果停在坡路上仍然起步困難，這說(shuō)明原始故障仍然沒(méi)有排除。反復(fù)拆卸多遍也未找到故障點(diǎn)。

對(duì)變速器結(jié)構(gòu)及工作原理的認(rèn)識(shí)：在自動(dòng)變速器修理之前，一定要對(duì)所要維修的變速器的結(jié)構(gòu)、控制原理有充分的了解，并掌握其維修方法。A341E型自動(dòng)變速器機(jī)械控制方面一共有10個(gè)執(zhí)行元件，其中用油元件7個(gè)，包括3個(gè)離合器、4個(gè)制動(dòng)器；3個(gè)單向離合器屬于非用油元件，其中C1為前進(jìn)檔離合器，C2為直接檔離合器，C0為超速檔離合器，B1為2檔滑行制動(dòng)器，B2為2檔制動(dòng)器，B3為低倒檔制動(dòng)器，B0為超速檔制動(dòng)器，F(xiàn)1和F2分別是1號(hào)和2號(hào)單向離合器，F(xiàn)0為超速檔單向離合器，如圖2-1所示。

從圖可知，該變速器變速系統(tǒng)為三行星排四速辛普森行星輪變速系統(tǒng)。該系統(tǒng)共有三個(gè)行星排：超速行星排、前行星排和后行星排。

前后行星排共用一個(gè)太陽(yáng)輪；前行星排的行星架和后行星排的齒圈連在一起，作為行星齒輪變速系統(tǒng)的輸出端。

超速行星排位于前、后行星排的前部，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力由超速輸入軸1輸入，超速輸入軸與超速行星架相連，超速齒圈作為超速行星排的輸出端與輸入軸2相連。

超速離合器C0用于連接超速行星架和超速太陽(yáng)輪。

超速單向離合器F0的作用是保護(hù)超速離合器C0。發(fā)動(dòng)機(jī)剛起動(dòng)時(shí)，油路中油壓比較低，作用在超速離合器C0上的壓力也比較小，使離合器的摩擦片容易打滑而產(chǎn)生磨損。當(dāng)與超速離合器C0并列裝上超速單向離合器F0時(shí)，單向離合器F0反向鎖止，這樣在超速離合器C0摩擦片間不會(huì)產(chǎn)生打滑，使超速離合器C0得以保護(hù)。

圖2-1 豐田A341E型自動(dòng)變速器行星輪變速系統(tǒng)

1—超速輸入軸 2—輸入軸 3—超速太陽(yáng)輪 4—超速行星架 5—超速齒圈 6—前行星架 7—前齒圈 8—太陽(yáng)輪（前后行星排共用） 9—輸出軸 10—后齒圈 11—后行星架

超速制動(dòng)器B0用于固定超速太陽(yáng)輪。

前進(jìn)檔離合器C1用于連接輸入軸2和前齒圈。

直接檔離合器C2用于連接輸入軸2和前、后行星排共用的太陽(yáng)輪。

2檔滑行制動(dòng)器B1用于固定前后行星排共用的太陽(yáng)輪。

2檔制動(dòng)器B2和1號(hào)單向離合器F1共同工作，可單向鎖止前后行星排共用的太陽(yáng)輪。

低倒檔制動(dòng)器B3用于固定后行星架。

2號(hào)單向離合器F2用于單向鎖止后行星架。

行星排中各元件的不同工作組合可提供4個(gè)前進(jìn)檔和倒檔、空檔、停車檔、制動(dòng)1檔和制動(dòng)2檔。通過(guò)離合器和制動(dòng)器工作表可知在不同檔位有哪些元件參與工作，見(jiàn)表2-1。

表2-1A341E自動(dòng)變速器執(zhí)行元件工作表

在D位1檔，換檔執(zhí)行元件中超速離合器C0、超速單向離合器F0、前進(jìn)檔離合器C1、2號(hào)單向離合器F2參與工作，如圖2-2所示。

當(dāng)超速離合器C0、超速單向離合器F0工作時(shí)，將超速輸入軸1的動(dòng)力直接傳遞到輸入軸2。前進(jìn)檔離合器C1工作時(shí)，將輸入軸2和前齒圈連在一起。2號(hào)單向離合器工作時(shí)，將后行星架單向鎖止。

當(dāng)汽車起步時(shí)，行星輪變速系統(tǒng)的輸出軸尚未轉(zhuǎn)動(dòng)，前行星架因此也被固定。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)超速行星排、前進(jìn)檔離合器C1傳到前齒圈時(shí)，因前行星架被固定，動(dòng)力由太陽(yáng)輪（前、后行星排共用一個(gè)太陽(yáng)輪）輸出，但太陽(yáng)輪的旋轉(zhuǎn)方向與前齒圈相反。在后行星排由于太陽(yáng)輪主動(dòng)，后行星架又被2號(hào)單向離合器單向鎖止，太陽(yáng)輪的動(dòng)力經(jīng)小行星輪（自傳）又傳到后齒圈，后齒圈的旋轉(zhuǎn)方向與太陽(yáng)輪相反，這時(shí)后齒圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和前齒圈又變成一致。輸出軸在后齒圈的作用下開始旋轉(zhuǎn)，形成前進(jìn)1檔。

汽車起步后，前行星架也隨著輸出軸慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)。經(jīng)前進(jìn)檔離合器C1輸送到前齒圈的動(dòng)力分兩路傳遞至輸出軸：一路是前齒圈帶動(dòng)前行星架轉(zhuǎn)動(dòng)，直接將動(dòng)力傳至輸出軸；另一路則是前齒圈的動(dòng)力經(jīng)太陽(yáng)輪、后齒圈傳至輸出軸。

在D位2檔，執(zhí)行元件中超速離合器C0、超速單向離合器F0、前進(jìn)檔離合器C1、2檔制動(dòng)器B2、1號(hào)單向離合器F1參與工作，如圖2-3所示。

變速器在前進(jìn)2檔工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)過(guò)超速行星排、前進(jìn)檔離合器C1傳至前齒圈，由于2檔制動(dòng)器B2和1號(hào)單向離合器工作而把太陽(yáng)輪單向鎖止，所以前齒圈的動(dòng)力直接經(jīng)前行星架傳至輸出軸形成2檔。

在D位3檔（直接檔），換檔執(zhí)行元件中超速離合器C0、超速單向離合器F0、前進(jìn)檔離合器C1、直接檔離合器C2及2檔制動(dòng)器B2參與工作，如圖2-4所示。

當(dāng)直接檔離合器C2工作時(shí)，將輸入軸的動(dòng)力傳至太陽(yáng)輪。2檔制動(dòng)器B2工作時(shí)，將1號(hào)單向離合器的外圈固定。在該檔位，太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)轫槙r(shí)針，因此1號(hào)單向離合器不會(huì)鎖止太陽(yáng)輪，即F1在3檔不工作，只在2檔及2檔升3檔過(guò)程中起作用。

圖2-4 3檔動(dòng)力流程

在3檔工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)超速行星排傳至前、后行星排的輸入軸。輸入軸的動(dòng)力分兩路傳遞：一路經(jīng)前進(jìn)檔離合器C1傳至前齒圈；另一路經(jīng)直接檔離合器C2傳至太陽(yáng)輪。由于前進(jìn)檔離合器C1和直接檔離合器C2同時(shí)工作，并同時(shí)作為前行星排的主動(dòng)元件，其轉(zhuǎn)速相同，因此前行星架作為從動(dòng)元件，將會(huì)以相同的轉(zhuǎn)速和相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，即把動(dòng)力傳動(dòng)比為1的動(dòng)力傳遞給輸出軸形成3檔（直接檔）。

在4檔（超速檔）工作時(shí)，換檔執(zhí)行元件中超速制動(dòng)器B0、前進(jìn)檔離合器C1、直接檔離合器C2及2檔制動(dòng)器參與工作，如圖2-5所示。

圖2-2 1檔動(dòng)力流程

圖2-3 2檔動(dòng)力流程

變速器在超速檔工作時(shí)，由于超速制動(dòng)器工作，將超速太陽(yáng)輪固定。發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)超速輸入軸傳至超速行星架并為主動(dòng)元件，因此動(dòng)力由超速齒圈傳至輸入軸。由行星輪變速機(jī)構(gòu)的工作原理可知，當(dāng)行星架為主動(dòng)元件時(shí)，固定其他任一元件，形成的都是超速傳動(dòng)。由于前進(jìn)檔離合器C1和直接檔離合器C2同時(shí)工作，前后排形成1比1傳動(dòng)，這樣超速齒圈將以高于超速輸入軸的轉(zhuǎn)速傳至輸出軸，形成超速檔。

圖2-5 4檔動(dòng)力流程

故障分析：通過(guò)對(duì)各檔傳遞路線的認(rèn)識(shí)以及各執(zhí)行元件在不同檔位的工作情況，不難分析變速器機(jī)械上的問(wèn)題，并通過(guò)路試來(lái)判斷故障點(diǎn)所在。當(dāng)然，對(duì)電控方面的了解也非常重要。

在沒(méi)有故障碼的情況下，就先進(jìn)行路試，并做路試結(jié)果分析。通過(guò)路試，發(fā)現(xiàn)此車起步時(shí)非常困難，但并不打滑，在行駛時(shí)感覺(jué)只有一下?lián)Q檔感覺(jué)。在高速行駛時(shí)，反復(fù)關(guān)閉和打開OD/OFF開關(guān)，變速器很正常地在3檔和4檔之間轉(zhuǎn)變，這說(shuō)明3、4檔工作正常。關(guān)閉O/D檔開關(guān)，儀表OD/OFF燈點(diǎn)亮，重新起步試車，結(jié)果根本沒(méi)有換檔感覺(jué)，和變速桿放在2位完全一樣，這時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在3000r/min時(shí)車速只有90km/h左右。這充分說(shuō)明該車在D位只有3檔（直接檔）和4檔（超速檔），而沒(méi)有1檔和2檔，驗(yàn)證了起步無(wú)力以及離合器片燒損的原因（因在3檔起步）。因此，作進(jìn)一步的檢查和維修。

故障排除：因?yàn)樵撟兯倨鳛殡娍刈兯倨鳎珽CU是通過(guò)接收各輸入傳感器的信號(hào)和其內(nèi)部特定程序?qū)Ρ炔⒓右杂?jì)算來(lái)指令電磁閥（包括油壓調(diào)節(jié)、換檔控制、變矩器鎖止等）工作的；由于換檔電磁閥的不同工作組和對(duì)液壓控制部分的油路打開、關(guān)閉和調(diào)節(jié)，從而控制各執(zhí)行元件的工作，最終實(shí)現(xiàn)不同檔位的傳動(dòng)比。換句話說(shuō)，也就是ECU指令電磁閥工作，電磁閥的工作控制閥體工作油路，閥體再控制各用油元件（離合器和制動(dòng)器），用油元件約束行星排，行星排最終實(shí)現(xiàn)各檔速比。

掌握好控制規(guī)律，可以再通過(guò)路試來(lái)看ECU是否對(duì)電磁閥發(fā)出指令信號(hào)，結(jié)果信號(hào)一切正常，這說(shuō)明ECU已經(jīng)發(fā)出各檔指令信號(hào)而變速器不執(zhí)行。為了進(jìn)一步確定是電控故障還是機(jī)械故障，手動(dòng)控制電磁閥作人為換檔試驗(yàn)，結(jié)果仍然沒(méi)有1檔和2檔，這充分說(shuō)明問(wèn)題還在機(jī)械方面。

若是機(jī)械方面的問(wèn)題，故障無(wú)非就在電磁閥、控制閥體和閥體到執(zhí)行元件的油路以及執(zhí)行元件本身。若1檔、2檔執(zhí)行元件工作不正常、閥體到執(zhí)行元件的油路有泄漏情況，肯定會(huì)出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)不能行駛。另外，在拆下閥體后，可以通過(guò)對(duì)各用油元件進(jìn)行空氣壓力試驗(yàn)，來(lái)驗(yàn)證其工作性能和油路的密封性能。通過(guò)作壓力空氣試驗(yàn)排除用油元件和閥體到用油元件之間的油路問(wèn)題。故障點(diǎn)縮小到電磁閥和閥體上。

A341E自動(dòng)變速器一共有5個(gè)電磁閥，其中1號(hào)電磁閥和2號(hào)電磁閥為換檔控制電磁閥，3號(hào)為變矩器鎖止電磁閥，4號(hào)為油壓調(diào)節(jié)電磁閥，5號(hào)為蓄能器背壓電磁閥。從維修手冊(cè)中可以識(shí)別出1號(hào)和2號(hào)換檔電磁閥，它們?yōu)殚_關(guān)式電磁閥。兩個(gè)電磁閥的4種不同工作狀態(tài)即可實(shí)現(xiàn)4個(gè)前進(jìn)檔。

通過(guò)換檔電磁閥工作表可以看到，如果1號(hào)電磁閥有故障則會(huì)出現(xiàn)在D位時(shí)只有3、4檔的現(xiàn)象，見(jiàn)表2-2。因此，應(yīng)重點(diǎn)檢查閥體和電磁閥。首先檢查電磁閥的阻值及工作密封性能。測(cè)試結(jié)果為兩個(gè)換檔電磁閥的阻值都在正常值范圍內(nèi)（11～16Ω）；測(cè)試密封性能，換檔電磁閥應(yīng)該在通電壓的同時(shí)加相應(yīng)壓力的壓縮空氣，這時(shí)空氣應(yīng)該通過(guò)電磁閥。斷開蓄電池電源，應(yīng)保證空氣不能通過(guò)電磁閥。在檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)1號(hào)電磁閥無(wú)論怎樣試驗(yàn)，壓縮空氣就是不能通過(guò)。換一電磁閥并清洗閥體后故障徹底排除。

表2-21號(hào)和2號(hào)電磁閥的工作情況

總結(jié)：此車故障雖談不上什么疑難，但如果對(duì)該變速器的結(jié)構(gòu)、控制以及工作原理了解的不夠，在維修過(guò)程中肯定會(huì)走些彎路甚至不能排除故障。如果沒(méi)有維修資料，那就更為困難了。因此，作為一個(gè)合格的自動(dòng)變速器維修人員在合理使用維修資料的同時(shí)，必須要徹底了解自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)和工作原理，只有這樣才能透徹地分析、了解各種故障的癥狀，從而盡快、徹底、準(zhǔn)確地排除故障。2.豐田大霸王商務(wù)車U241E自動(dòng)變速器故障