高 佩 王 軍 沈 航

(1.西安雙特智能傳動有限公司,陜西 西安 710119;2.西安法士特齒輪有限責任公司,陜西 西安 710117)

1 液力自動變速器的發(fā)展與應用

1940年美國通用汽車公司在奧茲莫比爾汽車上安裝了第一臺全自動變速器，由液力耦合器和行星排變速器及自動換擋系統(tǒng)組成。到了1948年，美國通用汽車公司又在別克汽車上采用了自動變速器，由液力變矩器和3個擋位的行星變速器及自動換擋機構(gòu)組成。確立了現(xiàn)代液力自動變速器的基本構(gòu)架。

由于液力自動變速器具有操縱簡單省力、行車安全性高、行駛平穩(wěn)、舒適性好、動力性好、燃油經(jīng)濟性好等優(yōu)點，因此在各種車輛上得到了廣泛的應用。在小轎車上，自動變速器差不多取代了手動變速器。在重型車上，自動變速器也有了突飛猛進的發(fā)展。

近些年，多個國家如美國、英國、意大利、德國和日本等都已建立了一批自動變速器生產(chǎn)廠家。例如：美國的Allison和德國的ZF。我國目前也形成了少量的自動變速器生產(chǎn)廠家，并且配套于小轎車、商用車及重載車輛上。

液力自動變速器結(jié)構(gòu)復雜，零件種類多，其中特別包括有液壓滑閥、電磁閥、多層級旋轉(zhuǎn)配合、機電液一體化等復雜零部件結(jié)構(gòu)。各零部件之間相互關(guān)聯(lián)，相同的故障表現(xiàn)可能由不同的問題產(chǎn)生。我公司在液力自動變速器領(lǐng)域進行了8年的研發(fā)、實驗和市場應用，期間針對下線測試有針對性的開發(fā)及應用經(jīng)驗。針對市場上的顯示應用反饋，進行針對性改進，并制定標準的判定依據(jù)。

2 下線測試故障分類

液力自動變速器由液力變矩器、支撐殼體組件、行星傳動系、液壓系統(tǒng)和電控系統(tǒng)組成，其中任何一個系統(tǒng)發(fā)生異常，都會引發(fā)自動變速器無法正常下線測試通過。因此，有必要對自動變速器故障進行分類，以方便分析維修。根據(jù)自動變速器的結(jié)構(gòu)特點，其下線測試故障分為四個方面：液力變矩器故障、機械故障、液壓系統(tǒng)故障和電控故障。

液力變矩器故障，一般有扭矩比異常，表現(xiàn)在指定速比時輸入、輸出扭矩異常；還有效率低，油壓不足、流量不足、軸承異常磨損和閉鎖離合器異常等故障。

機械故障即行星傳動系故障，包括軸承損害、摩擦副燒傷、油壓異常、擋位異常、錯裝和漏裝、異響、抖動、噪聲、速比異常和扭矩能力異常等。

液壓系統(tǒng)故障，常見的有泄漏、壓力異常、離合器結(jié)合異常、閥工作異常、清潔度、油路互混和摩擦副黏連等。

電控故障，包括線控制面板信號異常、線路異常、電磁閥異常和電控邏輯紊亂等。

3 故障診斷分析

液力自動變速器下線測試不通過分兩種情況：一種是重點故障，需要及時停機；另一種是性能差異故障，需要重復測試，并進行分析判斷。兩種故障從測試臺拆下后，均需要對測試數(shù)據(jù)進行針對性的分析診斷，其診斷分析步驟如下(如圖1)：

圖1 故障診斷分析步驟

1.核實自動變速器的基本信息，包括類型、型號、是否帶取力器、是否帶緩速器等。

2.查看下線測試數(shù)據(jù)，低怠速時各擋位的工作狀態(tài)，高怠速各擋位的工作狀態(tài)，液力變矩器的工作狀態(tài)、緩速器工作狀態(tài)，是否加載工況。

3.對故障進行歸類，是液力變矩器故障、行星傳動系故障、液壓系統(tǒng)故障還是電控故障。

4.對比自動變速器結(jié)構(gòu)和工作原理，定位可能產(chǎn)生故障的位置。對提出的多個故障點進行對比分析，最終確立故障原因。

一般情況下，通過查看下線測試數(shù)據(jù)，即可判斷出故障方向，但有時也存在特殊情況。例如下線測試只做了很短的時間，沒有產(chǎn)生有效的下線數(shù)據(jù)，此時需要進行數(shù)據(jù)采集曲線查看，定位故障點。異響和外泄漏也是特殊情況，需要工程師在測試臺進行現(xiàn)場排查。

下面對自動變速器幾個典型的下線故障進行詳細分析。

1.變矩器扭矩比異常 扭矩比是變矩器性能的體現(xiàn)，引起扭矩比異常的原因是渦、泵和導輪三個葉輪葉片異常。一種是葉輪葉片輪廓度不合格，另一種是葉輪機加工基準偏離。都需要拆解變矩器，對葉輪進行3D掃描，定位具體問題零件。

2.壓力異常 壓力異常有壓力低、壓力高或無壓力等情況。遇到這些情況，首先需要了解自動變速器液壓系統(tǒng)的工作原理和油路結(jié)構(gòu)，找出壓力異常的對應油路，然后沿著油路走向?qū)ふ矣蛪寒惓５钠瘘c，這需要仔細分析自動變速器的下線測試數(shù)據(jù)，是否伴隨有油液流量異常的情況。若油液流量異常，需重點查看油泵、測試工裝等泄漏點對應機械結(jié)構(gòu)；若油液流量無異常，需重點分析油液經(jīng)閥類零件的走向，追蹤前后油路壓力的變化，定位異常油壓點。若油壓高，需查看油泵的流量信息，排除油泵對壓力的影響，然后判斷是否因為液壓系統(tǒng)油路堵塞引起壓力偏高，在壓力高的測試前后進行分析檢查，一般都能快速準確的定位到堵塞位置。

3.充油異常 引起充油異常的原因很多，常見的有清潔度差、截流口尺寸超差、配合油路偏離、活塞行程異常和油腔容積異常。因此，這類故障必須對自動變速器進行拆解，檢查相關(guān)油路和零件尺寸。

4.自動變速器多次下線，測試通過與不通過均存在 此類問題首先對多次下線數(shù)據(jù)進行對比，分析各擋位的流量、壓力是否存在壓線的情況，若不存在壓線，則可將電控故障作為下一步診斷和分析的方向。此時，需對自動變速器的控制面板、控制線束及電磁閥進行復測，以定位故障原因。

5.自動變速器燒傷 自動變速器燒傷分輕微燒傷和嚴重燒傷，輕微的燒傷會體現(xiàn)在下線測試時，測試臺報一些故障；嚴重的燒傷體現(xiàn)為下線測試時，變速器冒煙。兩種燒傷均需要分析下線測試數(shù)據(jù)和下線數(shù)據(jù)采集曲線，從數(shù)據(jù)采集曲線中定位發(fā)生異常的起點，拆解自動變速器進行檢查。

6.測試臺誤報 有時也會出現(xiàn)測試臺誤報的情況，此時需要重新下線測試故障箱，已排查是否是測試臺誤報。若非誤報，則根據(jù)故障進行分類診斷。

4 維修

除外圍零件引起的自動變速器故障，直接更換外圍零件外，其余均需要對自動變速器進行拆解檢查和維修。而自動變速器結(jié)構(gòu)復雜，液壓油路長且多變化，盲目拆解維修會增加維修成本，加長維修工時，降低維修效率，同時還造成人員的浪費，因此，故障診斷分析的準確性對自動變速器維修起著至關(guān)重要的作用。

根據(jù)故障診斷分析，定位問題原因和故障點，有針對性的拆解維修自動變速器，以潤滑流量低為例，其維修過程如下：

1.查看下線測試數(shù)據(jù)，進行診斷分析。以流量監(jiān)測點為起點，向上查看，油泵、油濾、主油壓及各離合器的工作狀態(tài)，尋找產(chǎn)生異常的起點位置，根據(jù)自動變速器的機械結(jié)構(gòu)、液壓原理和油路走向，推斷最有可能發(fā)生問題的機械結(jié)構(gòu)。

2.拆解自動變速器。根據(jù)診斷分析定位的異常點，結(jié)合自動變速器結(jié)構(gòu)特點和裝配順序，有針對性的的拆解自動變速器，查看密封圈是否有漏裝、損壞，查看密封墊是否存在表面剝離、脫層，查看油路配合面是否錯位、表面是否有接刀痕，查看油路是否存在縮松、泄漏點，閥是否存在異常開啟、卡滯等等。

3.處理問題零件。損壞的密封圈、密封墊需要更換，查看相配零件，分析密封圈損壞的原因；打磨有接刀痕的零件表面，打磨完成后重新清洗，并檢查零件表面平面度和粗糙度；錯位配合面需要通過染色或尺寸測量進行檢查，并更換零件；對存在縮松、泄漏的零件進行灌油、內(nèi)窺鏡、放大鏡及X射線檢查，并更換零件。

4.重新裝配自動變速器。經(jīng)診斷分析和檢查后的自動變速箱需要補充零件重新裝配，新補充的零件先經(jīng)過清洗才能送自動變速器裝配線進行裝配；打磨、清洗引起密封圈損壞的零件；更換拆解下來的O型密封圈，避免出現(xiàn)二次泄漏。

5.水密實驗。水密實驗是檢查外泄漏的直觀方法，可以快速判斷裝配的正確性，及外露零件的密封性。

6.下線測試，驗證維修是否有效。再次下線測試，對于下線測試不通過的變速箱至關(guān)重要，不僅能夠驗證維修是否有效， 還能給工作人員提供有力的證據(jù)，指導下一次有效的故障維修。

5 結(jié)論

液力自動變速器下線測試故障診斷分析和維修是一門理論與實際相結(jié)合的重要學科，更快速、更準確的服務(wù)還需要更專業(yè)的理論知識做后盾，更需要投入大量的時間和精力去現(xiàn)場學習和操作。同時液力自動變速器診斷分析和維修也是開發(fā)、生產(chǎn)自動變速器不可或缺的環(huán)節(jié)，每一次有效的診斷分析和成功維修都能夠為設(shè)計工程師積累豐富的診斷經(jīng)驗，指導公司毛坯鑄造、機加工、質(zhì)檢和裝配現(xiàn)場，增強工作人員重新認識液力自動變速器，支持客戶現(xiàn)場服務(wù)，也為后續(xù)設(shè)計更新起到一定的指導作用。