第二章 其他車型變速器常見故障案例

1.凌志4004.0L轎車（A341自動變速器）起步無力的故障

車輛信息與故障現象：凌志400轎車裝有1UZ—FE型4.0L發動機，匹配A341E型電控自動變速器。變速器在D位起步困難，在平坦路面發動機轉速加至2000r/min左右才能行駛，但中高速就一切正常。因為發動機轉速在2500r/min時車速能達到120km/h，而在4000r/min能達180km/h左右，這說明只有超速檔才能實現這樣的速度。但如果汽車停在陡坡上，只能把變速桿放在L位才能起步，就像開手動變速器汽車一樣等車走起來再將變速桿撥至D位行駛。

初步檢修：因此車曾在其他修理廠進行過維修，變速器已經解體四五遍了。據修理工說，在自動變速器沒修理之前更為糟糕，D位起步時打滑嚴重，只有將變速桿放在L位才能起步，并且在檢查時發現，ATF已經變質，而且還有磨損顆粒。解體變速器后發現前進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，這說明原始故障仍然沒有排除。反復拆卸多遍也未找到故障點。

對變速器結構及工作原理的認識：在自動變速器修理之前，一定要對所要維修的變速器的結構、控制原理有充分的了解，并掌握其維修方法。A341E型自動變速器機械控制方面一共有10個執行元件，其中用油元件7個，包括3個離合器、4個制動器；3個單向離合器屬于非用油元件，其中C1為前進檔離合器，C2為直接檔離合器，C0為超速檔離合器，B1為2檔滑行制動器，B2為2檔制動器，B3為低倒檔制動器，B0為超速檔制動器，F1和F2分別是1號和2號單向離合器，F0為超速檔單向離合器，如圖2-1所示。

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

前后行星排共用一個太陽輪；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的輸出端。

超速行星排位于前、后行星排的前部，發動機的動力由超速輸入軸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輪。

超速單向離合器F0的作用是保護超速離合器C0。發動機剛起動時，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生磨損。當與超速離合器C0并列裝上超速單向離合器F0時，單向離合器F0反向鎖止，這樣在超速離合器C0摩擦片間不會產生打滑，使超速離合器C0得以保護。

圖2-1 豐田A341E型自動變速器行星輪變速系統

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

超速制動器B0用于固定超速太陽輪。

前進檔離合器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輪。

2檔滑行制動器B1用于固定前后行星排共用的太陽輪。

2檔制動器B2和1號單向離合器F1共同工作，可單向鎖止前后行星排共用的太陽輪。

低倒檔制動器B3用于固定后行星架。

2號單向離合器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個前進檔和倒檔、空檔、停車檔、制動1檔和制動2檔。通過離合器和制動器工作表可知在不同檔位有哪些元件參與工作，見表2-1。

表2-1A341E自動變速器執行元件工作表

在D位1檔，換檔執行元件中超速離合器C0、超速單向離合器F0、前進檔離合器C1、2號單向離合器F2參與工作，如圖2-2所示。

當超速離合器C0、超速單向離合器F0工作時，將超速輸入軸1的動力直接傳遞到輸入軸2。前進檔離合器C1工作時，將輸入軸2和前齒圈連在一起。2號單向離合器工作時，將后行星架單向鎖止。

當汽車起步時，行星輪變速系統的輸出軸尚未轉動，前行星架因此也被固定。當發動機的動力經超速行星排、前進檔離合器C1傳到前齒圈時，因前行星架被固定，動力由太陽輪（前、后行星排共用一個太陽輪）輸出，但太陽輪的旋轉方向與前齒圈相反。在后行星排由于太陽輪主動，后行星架又被2號單向離合器單向鎖止，太陽輪的動力經小行星輪（自傳）又傳到后齒圈，后齒圈的旋轉方向與太陽輪相反，這時后齒圈的轉動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，形成前進1檔。

汽車起步后，前行星架也隨著輸出軸慢慢轉動。經前進檔離合器C1輸送到前齒圈的動力分兩路傳遞至輸出軸：一路是前齒圈帶動前行星架轉動，直接將動力傳至輸出軸；另一路則是前齒圈的動力經太陽輪、后齒圈傳至輸出軸。

在D位2檔，執行元件中超速離合器C0、超速單向離合器F0、前進檔離合器C1、2檔制動器B2、1號單向離合器F1參與工作，如圖2-3所示。

變速器在前進2檔工作時，發動機的動力經過超速行星排、前進檔離合器C1傳至前齒圈，由于2檔制動器B2和1號單向離合器工作而把太陽輪單向鎖止，所以前齒圈的動力直接經前行星架傳至輸出軸形成2檔。

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

當直接檔離合器C2工作時，將輸入軸的動力傳至太陽輪。2檔制動器B2工作時，將1號單向離合器的外圈固定。在該檔位，太陽輪轉動方向為順時針，因此1號單向離合器不會鎖止太陽輪，即F1在3檔不工作，只在2檔及2檔升3檔過程中起作用。

圖2-4 3檔動力流程

在3檔工作時，發動機的動力經超速行星排傳至前、后行星排的輸入軸。輸入軸的動力分兩路傳遞：一路經前進檔離合器C1傳至前齒圈；另一路經直接檔離合器C2傳至太陽輪。由于前進檔離合器C1和直接檔離合器C2同時工作，并同時作為前行星排的主動元件，其轉速相同，因此前行星架作為從動元件，將會以相同的轉速和相同的方向轉動，即把動力傳動比為1的動力傳遞給輸出軸形成3檔（直接檔）。

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

圖2-2 1檔動力流程

圖2-3 2檔動力流程

變速器在超速檔工作時，由于超速制動器工作，將超速太陽輪固定。發動機的動力經超速輸入軸傳至超速行星架并為主動元件，因此動力由超速齒圈傳至輸入軸。由行星輪變速機構的工作原理可知，當行星架為主動元件時，固定其他任一元件，形成的都是超速傳動。由于前進檔離合器C1和直接檔離合器C2同時工作，前后排形成1比1傳動，這樣超速齒圈將以高于超速輸入軸的轉速傳至輸出軸，形成超速檔。

圖2-5 4檔動力流程

故障分析：通過對各檔傳遞路線的認識以及各執行元件在不同檔位的工作情況，不難分析變速器機械上的問題，并通過路試來判斷故障點所在。當然，對電控方面的了解也非常重要。

在沒有故障碼的情況下，就先進行路試，并做路試結果分析。通過路試，發現此車起步時非常困難，但并不打滑，在行駛時感覺只有一下換檔感覺。在高速行駛時，反復關閉和打開OD/OFF開關，變速器很正常地在3檔和4檔之間轉變，這說明3、4檔工作正常。關閉O/D檔開關，儀表OD/OFF燈點亮，重新起步試車，結果根本沒有換檔感覺，和變速桿放在2位完全一樣，這時，發動機轉速在3000r/min時車速只有90km/h左右。這充分說明該車在D位只有3檔（直接檔）和4檔（超速檔），而沒有1檔和2檔，驗證了起步無力以及離合器片燒損的原因（因在3檔起步）。因此，作進一步的檢查和維修。

故障排除：因為該變速器為電控變速器，ECU是通過接收各輸入傳感器的信號和其內部特定程序對比并加以計算來指令電磁閥（包括油壓調節、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液壓控制部分的油路打開、關閉和調節，從而控制各執行元件的工作，最終實現不同檔位的傳動比。換句話說，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（離合器和制動器），用油元件約束行星排，行星排最終實現各檔速比。

掌握好控制規律，可以再通過路試來看ECU是否對電磁閥發出指令信號，結果信號一切正常，這說明ECU已經發出各檔指令信號而變速器不執行。為了進一步確定是電控故障還是機械故障，手動控制電磁閥作人為換檔試驗，結果仍然沒有1檔和2檔，這充分說明問題還在機械方面。

若是機械方面的問題，故障無非就在電磁閥、控制閥體和閥體到執行元件的油路以及執行元件本身。若1檔、2檔執行元件工作不正常、閥體到執行元件的油路有泄漏情況，肯定會出現打滑現象，嚴重時不能行駛。另外，在拆下閥體后，可以通過對各用油元件進行空氣壓力試驗，來驗證其工作性能和油路的密封性能。通過作壓力空氣試驗排除用油元件和閥體到用油元件之間的油路問題。故障點縮小到電磁閥和閥體上。

A341E自動變速器一共有5個電磁閥，其中1號電磁閥和2號電磁閥為換檔控制電磁閥，3號為變矩器鎖止電磁閥，4號為油壓調節電磁閥，5號為蓄能器背壓電磁閥。從維修手冊中可以識別出1號和2號換檔電磁閥，它們為開關式電磁閥。兩個電磁閥的4種不同工作狀態即可實現4個前進檔。

通過換檔電磁閥工作表可以看到，如果1號電磁閥有故障則會出現在D位時只有3、4檔的現象，見表2-2。因此，應重點檢查閥體和電磁閥。首先檢查電磁閥的阻值及工作密封性能。測試結果為兩個換檔電磁閥的阻值都在正常值范圍內（11～16Ω）；測試密封性能，換檔電磁閥應該在通電壓的同時加相應壓力的壓縮空氣，這時空氣應該通過電磁閥。斷開蓄電池電源，應保證空氣不能通過電磁閥。在檢查時發現1號電磁閥無論怎樣試驗，壓縮空氣就是不能通過。換一電磁閥并清洗閥體后故障徹底排除。

表2-21號和2號電磁閥的工作情況

總結：此車故障雖談不上什么疑難，但如果對該變速器的結構、控制以及工作原理了解的不夠，在維修過程中肯定會走些彎路甚至不能排除故障。如果沒有維修資料，那就更為困難了。因此，作為一個合格的自動變速器維修人員在合理使用維修資料的同時，必須要徹底了解自動變速器的結構和工作原理，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、準確地排除故障。2.豐田大霸王商務車U241E自動變速器故障