汽车自动变速器机械系统试验成果

2023-08-25 理论教育版权反馈

【摘要】：液力自动变速器的机械系统测试包括失速试验、时滞试验、油压测试、手动换档试验及道路行驶试验等项目。大部分自动变速器的失速转速标准为2300 r/min左右。自动变速器道路试验应做以下检查和测试。

液力自动变速器的机械系统测试包括失速试验、时滞试验、油压测试、手动换档试验及道路行驶试验等项目。这些试验项目是在进行自动变速器基本检查和调整后，检验变速器内各零部件的工作状态、故障分析以及总体使用效果的有效试验。

1.失速试验

（1）试验目的失速试验的目的是通过测量D位和R位的失速速度，检查变速器和发动机的全面性能。

（2）失速转速在前进档或倒档中踩住制动踏板并完全踩下加速踏板时，发动机处于最大转矩工况，而此时自动变速器的输出轴及输入轴均静止不动，变矩器的涡轮也因此静止不动，只有变矩器壳及泵轮随发动机一同转动，这种工况称为失速工况，此时的发动机转速称为失速转速。

（3）失速试验的注意事项失速试验时，应注意以下事项。

①由于在失速工况下，发动机的动力全部消耗在变矩器内液压油的内部摩擦损失上，液压油的温度急剧上升，因此在失速试验中，从加速踏板踩下到松开的整个过程的时间不得超过5s，否则会使液压油因温度过高而变质，甚至损坏密封圈零件。

②在一个档位的试验完成之后，不要立即进行下一个档位的试验，要等油温下降之后再进行。试验结束后不要立即熄火，应将变速杆拨入空档或停止档，让发动机怠速运转几分钟，以便让液压油温度降至正常。

③如果在试验中发现驱动轮因制动力不足而转动，应立即松开加速踏板，停止试验。

④试验应在正常油温（50～80℃）时进行。

⑤为确保安全，试验应在宽阔、清洁、有良好附着力的平坦路面上进行。

⑥失速试验一定要由两人操作。一名技术人员进行试验时，另一名技术人员在车外观察车轮和车轮垫木的情况。

（4）失速试验的操作失速试验的操作流程如图8-1-4所示。

图8-1-4 失速试验操作过程

①用垫木挡住4个车轮。

②将转速表连接至发动机。

③将驻车制动器踩到度。

④用左脚牢牢踩住制动踩板。

⑤起动发动机。

⑥换入D位。用右脚将加速踏板踩到底，迅速读出失速的速度。LS400轿车失速速度为2200r/min±150r/min。

⑦在R位进行同样的试验，快速读出失速的速度。LS400轿车失速速度为2200r/min±150r/min。

（5）失速数据的分析不同车型的自动变速器都有其失速转速标准。大部分自动变速器的失速转速标准为2300 r/min左右。若失速转速与标准值相符，说明自动变速器的油泵、主油路油压及各个换档执行元件的工作基本正常；若失速转速高于标准值，说明主油路油压过低或换档执行元件打滑；若失速转速低于标准值，则可能是发动机动力不足或液力变矩器有故障。例如，当液力变矩器中的导轮单向超越离合器打滑时，液力变矩器在液力偶合器的工况下工作，其变矩比下降，从而使发动机的负荷增大，转速下降。

如果失速的速度与规定值不相符，说明有故障存在，其故障原因如表8-1-6、表8-1-7所示。

表8-1-6失速试验故障检查表

表8-1-7丰田部分车型失速速度一览表

2.时滞试验

（1）试验目的在发动机怠速运转时用变速杆换档，在感觉到振动之前会有一定的时差或时滞。这可用来检查超速档直接离合器、前进档离合器、直接档离合器、1档和倒档制动器的工作情况。

（2）时滞试验的注意事项时滞试验时，应注意以下事项：

①在正常油温（50～80℃）下进行试验；

②务必在各项试验之间有1min的间隔；

③进行3次测量，取其平均值。

（3）时滞试验的操作时滞试验的操作流程如图8-1-5所示。

①将驻车制动器踩到底。

②起动发动机，在N位，关掉空调，检查怠速应为650r/min±50r/min。

③将变速杆从N位换至D位。用秒表测量从换档开始至感觉到振动的时间。

④用同样的方式，测量N→R位时的时滞。

丰田汽车时滞时间：N→D小于1.2s；N→R小于1.5s。如果测得的时滞大于规定值，在表8-1-8中查找故障原因。

图8-1-5 时滞试验操作过程

表8-1-8时滞试验故障检查表

3.主油路油压测试

自动变速器在做完失速试验与时滞试验后，如果发现失速转速和时滞时间与要求偏差较大，或者通过检测故障码的方法判断出故障出现在液压系统或机械系统时，应该进行液压试验，以进一步发现故障的根源。

主油路油压测试一定要由两名技术人员进行。一名进行试验，另一名在车外观察车轮和车轮垫木状态。测量主油路油压的过程如图8-1-6所示，其具体步骤如下：

（1）预热变速器油；

（2）拆下变速器壳左侧的测试塞，连接油压表（SST）；

（3）充分使用驻车制动器，并用垫木挡住4个车轮；

（4）起动发动机，检查怠速；

（5）用左脚牢牢踩住制动踏板，换入D位；

（6）在发动机怠速运转时，检查主油路油压；

（7）将加速踏板踩到底，在发动机转速达到失速速度时，快速读出油路最高压力；

（8）用同样的方法在R位进行测试。

图8-1-6 主油路油压测量操作过程

主油路油压的规定值如表8-1-9所示。若主油路油压测量值与规定值不相符，可以在表8-1-10中查找可能的原因。

表8-1-9A341E主油路油压规范值表

表8-1-10主油路油压测试故障检查表

4.手动换档试验

通过手动换档试验可确定是电路故障还是变速器内的机械故障，操作步骤见表8-1-11。

表8-1-11手动换档试验步骤

在上述试验中，如变速器发现异常现象，则故障在于变速器本身。

5.道路测试

自动变速器的道路试验可以验证失速试验、液压试验和时滞试验的结果，进一步确定故障的原因与部位。

（1）试验准备。在道路试验之前，应先让汽车以中低速行驶5～10min，让发动机和自动变速器都达到正常工作温度（至少让电子扇起动运行一次）。在道路试验中，如无特殊需要，装有超速档开关的车辆，应将超速档开关（O/D）置于“ON”的位置（位于仪表板的超速档指示灯“O/D OFF”应熄灭）。行驶模式选择开关置于普通模式“NORM”或经济模式“ECONO”位置。

（2）试验项目。自动变速器的道路试验内容主要有检查换档车速、换档质量、换档执行元件有无打滑、锁止离合器是否工作以及检查发动机制动效果。

（3）自动变速器道路试验。自动变速器道路试验应做以下检查和测试。

①升档检查。将变速杆挂入前进档D位，踩下加速踏板，使节气门开度保持在50%左右，让汽车起步加速，检查自动变速器的升档情况。

自动变速器在升档时，发动机会有瞬时的转速下降，如果有转速表就会发现发动机转速下降，同时车身有轻微的振动感。正常情况下，汽车D位起步后随着车速的升高，试车者应能感觉到自动变速器能顺利地由1档升入2档，随后再由2档升入3档，最后升入超速档。

若自动变速器不能升入高档（直接档或超速档），说明换档控制元件（如换档阀）或换档执行元件（如离合器、制动器）有故障。

②升档车速检查。将变速杆挂入前进档D位，踩下加速踏板，使节气门开度保持在某一固定位置让汽车起步加速。当感觉到自动变速器升档时，记下升档车速。一般4档自动变速器在节气门开度保持在50%左右时，由1档升至2档的车速为25～35km/h，由2档升至3档的车速为35～50km/h，由3档升至4档（超速档）的车速为55.85km/h。由于升档车速和节气门开度有很大的关系，即节气门开度不相同时，升档车速也不同，而且不同车型的自动变速器各档位的传动比的大小都不尽相同，其升档车速也不完全一样。因此，只要升档车速基本保持在上述范围内，而且汽车行驶中加速良好，无明显的换档冲击，都可认为其升档车速基本正常。

若汽车行驶中加速无力，升档车速明显低于上述范围，说明升档车速过低（即过早升档，类似于手动变速器的低速高档）；若汽车行驶中有明显的换档冲击，升档车速明显高于上述范围，则说明升档车速过高（即太迟升档，相当于手动变速器的高速低档）。由于降档冲击较小，降档时刻在行驶中不易察觉，因此在道路试验中一般无法检查自动变速器的降档车速，只能通过检查升档车速来判断自动变速器有无故障。如有必要，还可检查在其他模式或变速杆位于前进低档位置时的换档车速，并与标准值进行比较，作为判断故障的参考依据。

升档车速太低一般是控制系统的故障所致，如节气门拉索调整不当。升档车速太高则可能是控制系统的故障所致，也可能是换档执行元件的故障所致，如某一档位的执行元件打滑。

③升档时发动机转速的检查。在进行自动变速器道路试验时，应注意观察试验中发动机转速的变化情况。发动机转速是判断自动变速器工作是否正常的重要依据之一。在正常情况下，若自动变速器处于经济模式或普通模式，节气门开度保持在低于50%范围内，汽车由起步加速直至升入高速档的整个行驶过程中，发动机转速将低于3000r/min。通常在加速至即将升档时发动机转速可达到2500～3000r/min，在刚升档后的短时间内发动机转速将下降至2000r/min左右。如果在整个行驶过程中发动机转速始终过低，加速至升档时仍低于2000r/min，说明升档时间过早或发动机动力不足；如果在行驶过程中发动机转速始终偏高，升档前后的转速在2500～3000r/min之间，而且换档冲击明显，说明升档时间过迟；如果在行驶过程中发动机转速过高，经常高于3000r/min，在加速时达至4000～5000r/min，甚至更高，则说明自动变速器的换档执行元件（离合器或制动器）严重打滑，应拆检自动变速器。

④降档检查。将变速杆挂入前进档D位，自动变速器在降档时发动机会有瞬时的转速下降，如果有转速表，会发现发动机转速下降，同时车身有轻微的振动感。

⑤换档质量的检查。换档质量的检查内容主要是检查有无换档冲击。正常的自动变速器只能有不太明显的换档冲击，特别是电控自动变速器的换档冲击应十分微弱。若换档冲击太大，说明自动变速器的控制系统或换档执行元件有故障，其原因可能是主油压过高、单向阀失效、蓄压器失效或换档执行元件打滑，应做进一步的检查。

⑥锁止离合器工作状况的检查。道路试验中还可以进行液力变矩器的锁止离合器工作质量的检查。试验中，让汽车加速至超速档，以高于80km/h的车速行驶，并让节气门开度保持在低于50%的位置，使变矩器进入锁止状态。此时，快速将加速踏板踩下至2/3开度，同时检查发动机转速的变化。若发动机转速没有太大变化，说明锁止离合器处于接合状态；反之，若发动机转速升高很多，则表明锁止离合器没有接合。锁止离合器没有锁止的原因通常是锁止控制系统有故障，比如锁止油压太低等。

⑦发动机制动作用的检查。发动机的制动作用是自动变速器功能之一，以利于坡道等工况使用。检查自动变速器有无发动机制动作用时，应将变速杆拨至前进低档（S、L或2、1）位置。在汽车以2档或L档行驶时，突然松开加速踏板，检查车速是否可以突然降下来。若松开加速踏板后车速立即随之下降，则说明有发动机制动作用；否则，说明控制系统、2档强制制动器或低档及倒档制动器可能出故障。

⑧强制降档功能的检查。检查自动变速器的强制降档功能时，应将变速杆移动至前进档（D）位置，保持节气门开度为1/3左右，在以D3档或OD档行驶时，突然将加速踏板完全踩到底，检查自动变速器是否被强制降低一个档位。在强制降档时，发动机转速会突然上升至4000r/min左右，并随着车辆加速，转速逐渐下降。若踩下加速踏板后没有出现强制降档，则说明强制降档功能失效；若在强制降档时发动机转速升高得反常，达5000～6000r/min，并在升档时出现换档冲击，则说明换档执行元件打滑，应拆检自动变速器。

⑨倒档位测试。起动发动机，一面换档至R位，同时踩下油门踏板，检查车辆是否倒车和有无打滑。

⑩P位测试。车辆停在斜坡上（5s以上），在换档至P位以后，松开驻车制动器。检查驻车锁定爪，应能将车子停住不动。

汽车自动变速器机械系统试验成果

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