自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)原理與檢修

摘 要：伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電子技術(shù)和微處理以及取得了長(zhǎng)足的發(fā)展作為以及多參數(shù)多控制的典型代表，電控自動(dòng)變速器是一種將變速器微機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)微機(jī)合并在一起的新型設(shè)備，最終實(shí)現(xiàn)了控制的綜合性。該種產(chǎn)品具有變速?zèng)_擊小、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)以及動(dòng)力換擋等特性，在汽車的實(shí)際運(yùn)行中發(fā)揮了極為重要的作用?；诖?，本文主要針對(duì)駿捷FRV裝配的F4A4自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)原理與檢修進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)變速器；結(jié)構(gòu)原理；檢修

當(dāng)前汽車的自動(dòng)操縱起步以及換擋等都是通過(guò)自動(dòng)變速器實(shí)現(xiàn)的，該種設(shè)備具有變速自動(dòng)，在進(jìn)行連續(xù)變速時(shí)不會(huì)產(chǎn)生動(dòng)力傳遞中斷的現(xiàn)象，而且在實(shí)際操作過(guò)程中也較為簡(jiǎn)單，換擋平穩(wěn)，乘客不會(huì)產(chǎn)生不適感，過(guò)載保護(hù)的性能較為優(yōu)越。當(dāng)汽車安裝自動(dòng)變速器之后會(huì)極大地減少駕駛?cè)藛T的不適感，更能夠提升汽車運(yùn)行過(guò)程中的機(jī)動(dòng)性和越野性能，更能極大地提升運(yùn)行過(guò)程中的安全性。本文章主要是針對(duì)駿捷FRV品牌的F4R4自動(dòng)變速器進(jìn)行說(shuō)明，該種變速器是采用鎖止離合器完成液壓變矩器的制動(dòng)的，并且配備了阻尼減震彈簧來(lái)改善阻尼離合器的控制性能，最終實(shí)現(xiàn)耐久性和操作性的提升。

1.F4A4自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及原理

1.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

該種汽車具有以下特性：第一，該種車型的自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕，相對(duì)于手動(dòng)變速器來(lái)說(shuō)，其在機(jī)械構(gòu)造方面具有較強(qiáng)的繼承性優(yōu)勢(shì)。F4A4型號(hào)的自動(dòng)變速器的重量?jī)H為73kg，而4HP20型的自動(dòng)變速器重量為89kg；第二，該種變速器的變速器中心和差速器中心的垂直距離極小，其中F4A4型號(hào)的自動(dòng)變速器的距離僅僅為50mm，而4HP20型號(hào)的自動(dòng)變速器的距離是60mm，該種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)能夠在動(dòng)力集合之后所產(chǎn)生的重心極低，能夠有效提升實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的駕駛安全性；第三，該種型號(hào)的變速器采用的是兩軸，該種設(shè)計(jì)方式能夠極大地減少汽車發(fā)出的噪音，更能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)體的橫向布置；第四，在采用鎖止離合器進(jìn)行液力變距的制動(dòng)并且配備減震彈簧之后能夠有效改善阻尼離合器的控制功能，極大地提升了汽車的耐久性和操作的舒適性能；第五，該種設(shè)備在換擋過(guò)程中出了借助節(jié)氣門信號(hào)控制之外，還借助空氣流量傳感器的信號(hào)進(jìn)行輔助控制，即整個(gè)換擋過(guò)程中主要采用扭矩進(jìn)行調(diào)節(jié)；第六，在汽車的升檔和降檔過(guò)程中都采用了各自的離合器，該種設(shè)計(jì)方式極大地提升了汽車換擋的平順性。

1.2 結(jié)構(gòu)原理

本自動(dòng)變速器的主要控制方式是通過(guò)電控液力完成自動(dòng)變速器控制的。其中所使用的齒輪結(jié)構(gòu)采用的是改進(jìn)型的辛普森行星齒輪系列結(jié)構(gòu)，其前排的行星架和后排的內(nèi)齒圈是一個(gè)整體，更是動(dòng)力系統(tǒng)的輸出端口。我們將前排的太陽(yáng)齒輪又稱之為減速太陽(yáng)輪，而后排的太陽(yáng)輪則被稱之為倒擋太陽(yáng)輪。兩個(gè)太陽(yáng)輪是相互不受影響的兩個(gè)獨(dú)立主體，而兩個(gè)動(dòng)力輸出端分別為后排的行星架和太陽(yáng)輪。對(duì)于F4A4自動(dòng)變速器來(lái)說(shuō)，執(zhí)行換擋的元器件主要有6個(gè)，即三個(gè)離合器，兩個(gè)制動(dòng)器和一個(gè)單向離合器。當(dāng)汽車產(chǎn)生液壓作用時(shí)，該結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)4個(gè)前進(jìn)擋和1個(gè)后退擋.我們可以將該組件劃分為以下幾個(gè)部分：第一，行星齒輪的基本結(jié)構(gòu)。借助CR-CR技術(shù)的設(shè)計(jì)方案之后，能夠?qū)⑶芭诺男行羌芎秃笈诺膬?nèi)齒圈連接成為一個(gè)整體，同樣的后排的行星架和前排的齒輪圈也能夠連接成為一個(gè)整體。該種設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)在于能夠使構(gòu)件結(jié)構(gòu)更為緊湊，減少故障的發(fā)生率。第二，換擋執(zhí)行元件的基本結(jié)構(gòu)。借助緊湊型的設(shè)計(jì)方案是一種較為先進(jìn)的方式。而F4A4又具有兩組行星齒輪構(gòu)造，并且各自的外經(jīng)都較小，全都安裝于輸入軸之上，而為了有效縮短軸長(zhǎng)度，我們采用將密封圈和離合器結(jié)合成為一個(gè)整體的方式完成。在汽車進(jìn)行倒檔時(shí)，內(nèi)置式的活塞會(huì)和摩擦片同時(shí)工作。相對(duì)于常規(guī)活塞組件來(lái)說(shuō)，F(xiàn)4A4自動(dòng)變速器的活塞組件的整體質(zhì)量減少了0.5kg，長(zhǎng)度的總體長(zhǎng)度減少了15mm。第三，活塞離心壓力中涉及到的平衡技術(shù)。F4A4自動(dòng)離合器采用的是離心壓力平衡活塞，該種活塞相對(duì)于單項(xiàng)球閥活塞具有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化范圍大，并且不會(huì)出現(xiàn)遲滯的現(xiàn)象，自動(dòng)變速器運(yùn)行的高速性能夠有效保障換擋的順暢性。第四，具有極強(qiáng)的減少噪音的能力。F4A4自動(dòng)變速器能夠?qū)ζ嚢l(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的噪音進(jìn)行有效優(yōu)化處理，提升乘坐人員的舒適性。

2.F4A4自動(dòng)變速器的典型故障

2.1 故障分析

當(dāng)駿捷汽車裝配F4A4自動(dòng)變速器之后，在汽車發(fā)動(dòng)時(shí)，踩住剎車的踏板就能夠?qū)跷恢苯訌腜檔掛至D4擋位，這時(shí)汽車的起步就會(huì)出現(xiàn)力量缺乏以及行動(dòng)緩慢的現(xiàn)象，在城市坡道路段以及紅綠燈路口都能夠有效防止交通事故的發(fā)生，但是該種操作之后進(jìn)行倒檔不會(huì)受到影響。

在進(jìn)行F4A4自動(dòng)變速器的基本檢查時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)自動(dòng)變速器的油液顏色呈現(xiàn)出暗黑色，并且有燒焦味道的產(chǎn)生，根據(jù)該種現(xiàn)象我們可以斷定出現(xiàn)燒蝕的是離合器但不是制動(dòng)器。由于駿捷的平行軸式自動(dòng)變速器沒(méi)有進(jìn)行制動(dòng)器的設(shè)計(jì)，并且在失速實(shí)驗(yàn)中將車速放至D4檔時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)達(dá)到3000r/min，但是當(dāng)擋位在R位時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速則會(huì)達(dá)到2500r/min。所以說(shuō)當(dāng)進(jìn)一步確定是受到離合器的燒蝕而產(chǎn)生的打滑，最終出現(xiàn)了車輛力量缺乏的現(xiàn)象。由于倒檔失速試驗(yàn)中倒擋十分有力，因此可以保證4擋的離合器并未出現(xiàn)燒蝕，但是其他擋位的離合器情況尚不清楚，但是低擋位的離合器應(yīng)當(dāng)是重點(diǎn)排查對(duì)象。

在進(jìn)行變速器的解體檢查時(shí)，必須對(duì)所有的零部件進(jìn)行標(biāo)記，并且嚴(yán)格按照部件拆裝的基本順序進(jìn)行，另一方面來(lái)說(shuō)，認(rèn)真檢查零部件的損壞情況，由于1和2擋位的離合器安裝于副軸之上，所以必須重點(diǎn)檢查副軸。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)副軸的前滑動(dòng)軸承以及閥體上出現(xiàn)了磨損的痕跡。

上述故障時(shí)駿捷F4A4汽車自動(dòng)變速器最為常見的故障類型，更是該種自動(dòng)變速器的設(shè)計(jì)缺陷。根據(jù)筆者的基本經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，只要是駿捷汽車出現(xiàn)的低擋無(wú)力以及打滑的現(xiàn)象均是由副軸前端滑動(dòng)燒蝕造成的。1和2擋位的離合器出現(xiàn)充油現(xiàn)象是由于油泵經(jīng)過(guò)閥門總成控制分配的，油液是經(jīng)過(guò)副軸前端滑動(dòng)之后才進(jìn)行副軸的，所以副軸的前端并不但會(huì)承受軸承的基本作用，而且會(huì)承擔(dān)起油液的分配任務(wù)。當(dāng)福州前端滑動(dòng)軸承的出現(xiàn)燒蝕，1和2擋的油壓就會(huì)通過(guò)燒蝕部位進(jìn)行泄壓，進(jìn)而造成1、2擋位的離合器工作缺乏基本壓力以及緊密性，最終造成1、2擋離合器的打滑，這種情況下造成軸承的磨損自然會(huì)超過(guò)正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況，長(zhǎng)此以往就會(huì)造成離合器的燒蝕，經(jīng)過(guò)摩擦作用產(chǎn)生的金屬屑就會(huì)混合在自動(dòng)變速器的液壓油之中，使得油液呈現(xiàn)出暗黑的顏色，并且伴有燒焦氣味的出現(xiàn)。

2.2 原因分析

當(dāng)節(jié)氣門傳感器出現(xiàn)損壞之后，駕駛員踩踏剎車之后會(huì)使節(jié)氣門的開度維持在30°-40°之間，而節(jié)氣門位置傳感器發(fā)出的開度信號(hào)會(huì)明顯超過(guò)節(jié)氣門實(shí)際的開度信號(hào)。該虛假信號(hào)會(huì)造成EGU供油量的增加，油壓隨之升高。而油壓的升高又會(huì)使得自動(dòng)變速器的升檔產(chǎn)生較大沖擊，但是歸根結(jié)底，造成車輛損壞的原因是節(jié)氣門位置傳感器的損壞，但是該故障的出現(xiàn)并不是由于電路故障產(chǎn)生的，因此采用萬(wàn)用表進(jìn)行測(cè)量時(shí)并不會(huì)出現(xiàn)示波器功能，只能對(duì)瞬時(shí)電壓進(jìn)行檢測(cè)，卻不能夠?qū)⒛骋粫r(shí)段的電壓通過(guò)波形的形式展現(xiàn)出來(lái)。其次，整個(gè)檢查過(guò)程不夠仔細(xì)，這是因?yàn)樵趯?shí)際檢查過(guò)程中只是將觀察的重點(diǎn)放在了怠速和節(jié)氣門的開度上，而對(duì)于節(jié)氣門打開過(guò)程進(jìn)行觀察和檢測(cè)，因此采用萬(wàn)用表并不會(huì)將節(jié)氣門位置傳感器存在的問(wèn)題檢查出來(lái)。

3.F4A4自動(dòng)變速器的檢修

3.1檢修步驟

檢修可以按照下述過(guò)程執(zhí)行：第一，基礎(chǔ)和外觀檢查；第二，完成發(fā)動(dòng)機(jī)以及液壓變矩器的檢查；第三，檢查離合器、制動(dòng)器以及相關(guān)齒輪的磨損情況，并且完成管道壓力的檢查；第四，測(cè)量管道中的液壓壓力值，并且針對(duì)管道基礎(chǔ)進(jìn)行檢查；第五，完成道路測(cè)試的檢查；第六，在進(jìn)行車上修理時(shí)，確定故障產(chǎn)生的具體位置，當(dāng)出現(xiàn)噪音或者振動(dòng)時(shí)則說(shuō)明故障來(lái)自于壓縮機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)軸以及輪胎等部位。但是因?yàn)樽詣?dòng)變速器的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，所涉及的零件較多，但是故障的出現(xiàn)往往集中在液壓控制系統(tǒng)以及執(zhí)行元件的失調(diào)等。

3.2 故障檢修要點(diǎn)

故障的檢測(cè)要點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：第一，當(dāng)鎖止離合器接入3、4擋并且油溫超過(guò)125℃，2擋也會(huì)接入；第二，只有車速小于10Km/h并且擋位在D以及2、3時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)才會(huì)產(chǎn)生制動(dòng)，但是直接掛1擋也會(huì)起到制動(dòng)作用；第三，1998年之后生產(chǎn)的F4A4自動(dòng)變速器采用的是錐軸承；第四，在1999年之后生產(chǎn)的F4A4自動(dòng)變速器在惡劣環(huán)境下經(jīng)過(guò)2年或者40000Km更換一次過(guò)濾油；第五，就Invecs系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，裝備不同等級(jí)或者不裝備該系統(tǒng)的車輛所需的換擋條件會(huì)產(chǎn)生較大差異；第六，在Invecs以及Invecs-Ⅱ體系下進(jìn)行工作時(shí)，只要ATF的溫度小于35℃或者溫度超過(guò)125℃就會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)和自動(dòng)變速器控制系統(tǒng)之間的通信中斷；第七，在實(shí)際維修過(guò)程中我們可以根據(jù)下列數(shù)據(jù)判斷換檔點(diǎn)的正確性：①當(dāng)節(jié)氣門微開時(shí)，1擋和2擋的換擋車速應(yīng)當(dāng)為15～25km/h，而2擋和3擋的換擋車速則應(yīng)當(dāng)控制在25～40km/h之間，3、4擋的換擋車速是40～60km/h；②當(dāng)節(jié)氣門中度打開時(shí)，1擋和2擋之間的換擋車速是25～40km/h，2擋和3擋的換擋車速是50～80km/h，3擋和4擋的換擋車速則應(yīng)當(dāng)控制在65～90km/h之間；在節(jié)氣門完全打開時(shí)，1擋和2擋的換擋車速應(yīng)當(dāng)為30～50km/h，2擋和3擋的換擋車速則應(yīng)當(dāng)控制50～80km/h，3、4擋的換擋車速在80～110km/h之間。

4. 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)代車輛的維修是以整部車為單位的，并且保證將該觀念牢記于心，加上現(xiàn)代車輛對(duì)于微電子技術(shù)的大量應(yīng)用使得結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，各系統(tǒng)之間的聯(lián)系更加頻繁，因此在進(jìn)行汽車故障檢查時(shí)必須從局部入手，分析故障局部所屬的子系統(tǒng)，然后再?gòu)恼w出發(fā)分析該種故障產(chǎn)生的原因，研究其他系統(tǒng)可能對(duì)該系統(tǒng)造成的影響，制定科學(xué)的故障排除和維修方案，最終完成故障的排除。

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