豐田佳美自動變速器的故障診斷與排除

梁樹彬（茂名技師學(xué)院，廣東 茂名 525000）

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豐田佳美自動變速器的故障診斷與排除

梁樹彬
（茂名技師學(xué)院，廣東 茂名 525000）

摘要：文章針對豐田佳美轎車出現(xiàn)的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高，車速上不來，且特耗油的故障。從基本檢查、時滯試驗(yàn)、油壓檢測、動力傳動分析、電液系統(tǒng)分析、發(fā)動機(jī)節(jié)氣門位置傳感器檢測，最后確定節(jié)氣門位置傳感器接觸不良造成信號不正確，使自動變速箱電腦檢測不到正確的節(jié)氣門位置傳感器信號而不升檔，從而找到導(dǎo)致發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高、車速上不去的原因。

關(guān)鍵詞：自動變速器；電控原理；傳感器檢測；故障診斷；排除

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.05.033

CLC NO.: U472.43Document Code: AArticle ID: 1671-7988 (2016)05-194-04

前言

隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，特別是在電子技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)的不斷更新應(yīng)用、高科技不斷地提高、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、光電傳輸技術(shù)等等在汽車上的運(yùn)用，使轎車的動力性、環(huán)保性和舒適性等方面，正逐步進(jìn)入高智能化控制階段，并且滿足國家的安全法規(guī)及國際環(huán)保性汽車尾氣排放法規(guī)要求。

1、豐田佳美A540-E自動變速器的工作原理

豐田佳美A540-E自動變速器是前驅(qū)四速電子自動變速器，由帶著鎖止離合器的變矩器、三行星排辛普森式四檔行星齒輪變速器、電液控制系統(tǒng)、主減速器和差速器組成。該自動變速器的工作原理如圖1所示，它是通過傳感器將汽車及發(fā)動機(jī)的各種參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺詣幼兯倨鱁CU根據(jù)這些電信號，按照設(shè)定的控制程序進(jìn)行對比計算并發(fā)出控制指令信號，再通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)――電磁閥（換檔電磁閥、油壓電磁閥等）來操縱閥體總成中各個控制閥，從而控制變矩器和行星齒輪機(jī)構(gòu)各換擋執(zhí)行元件工作，實(shí)現(xiàn)自動變速器的不同傳動比傳遞動力，達(dá)到自動換檔的目的。每個擋位的動力傳遞是通過其行星齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。

電子控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，ECU一般都能以故障碼的型式將其記錄并儲存在儲存器內(nèi)，當(dāng)正確觸發(fā)自診系統(tǒng)時，通過發(fā)動機(jī)故障燈的閃爍、O/D燈的閃爍、A/C故障燈閃爍等輸出記錄在ECU電腦內(nèi)的故障碼。維修技工必須懂得不同車型的觸發(fā)操作，并參照不同車型故障代碼表，以縮小故障范圍，然后對代碼指引故障部位進(jìn)一步地檢測維修，排除故障后，還要清除記錄在ECU內(nèi)的故障碼。汽車自動變速器采用上述方法診斷，就大大地縮小時間和故障范圍。但非電控故障，則必須通過一定的檢測程序和方法，進(jìn)一步查找，針對故障現(xiàn)象特征進(jìn)行必要的各種動態(tài)、靜態(tài)檢測。因此維修時必須首先要了解該車的結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)工作原理和相關(guān)的維修資料，由簡單到復(fù)雜來進(jìn)行檢查，找出故障所在進(jìn)行維修。

圖1

2、自動變速器的故障診斷及排除

筆者接修過一輛96款佳美2.2轎車，這款轎車配帶A—540E電控自動變速器。按客戶描述，該車輛是轉(zhuǎn)速高車不走和特耗燃油的故障。來之前因同樣的故障在一家汽車維修廠進(jìn)行過大修，結(jié)果大修完自動變速器后，比原來好了一些，但沒有解決根本問題。最后客戶就駕車來了我廠。到廠后聽他描述情況，我們將車按維修程序接了下來，并進(jìn)行初步路試，試車發(fā)現(xiàn)果然跟客戶之前描述基本一樣，轉(zhuǎn)速高車不走的現(xiàn)象。難度是離合器打滑無升擋或者其他故障？同時也發(fā)現(xiàn)發(fā)動機(jī)怠速時車身有輕微抖動，儀表盤上的轉(zhuǎn)速表有輕微擺動跡象。

為了驗(yàn)證故障現(xiàn)象。首先按證狀診斷，1、將發(fā)動機(jī)發(fā)動，等侍水溫到達(dá)正常值，檢查變速器油面高度、褪色度、是否有焦味，未發(fā)現(xiàn)異常。2、進(jìn)行時滯測試，在自動變速器油溫達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)值122～176оF（50～80℃ ）進(jìn)行了測試，該測試主要是用來檢查超速擋離合器、前進(jìn)擋離合器、直接擋離合器、一擋離合器及倒擋制動器的工作狀況。測試過程發(fā)動機(jī)怠速在650～750r/min的情況下將掛擋柄從“N”位移到“D”擋位，在1.2秒時間內(nèi)應(yīng)感覺振動，若延時比規(guī)范值長，則說明主油路壓力可能過低，前進(jìn)擋離合器磨損過度，或是超速擋單向離合器使用不正確。從“N”擋位換到R”擋的時間延時，并在1.5秒內(nèi)感覺振動。若延時比規(guī)范值長，直接擋離合器磨損過度，一擋和倒擋制動器磨損過度，主油路壓力可能太低，或者是超速擋單向離合器使用不正確。同時還將自動變速器油壓測式表裝在主油路測試口進(jìn)行油壓測試。如圖2：

圖2

標(biāo)準(zhǔn)值范圍下表1：

表1　豐田佳美A—540E主油路壓力規(guī)范表

首先用三角木抵住前、后車輪、拉起手制動，起動發(fā)動機(jī)、左腳用力踩住制動踏板，將變速桿分別撥至D擋R擋位，右腳迅速把加速踏板踩到底，讀出失速時發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，結(jié)果測試失速試驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為1700r/min左右，標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速1800r/min至2200r/min比要求低一些，都基本在范圍之內(nèi)，未發(fā)現(xiàn)異常情況，分別D擋：783KPa；R擋：1268Kpa；在道路路試時發(fā)現(xiàn)當(dāng)車速達(dá)到45km/h時，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速竟然高達(dá)3800r/min。說明自動變速器始終保持在2擋，而再沒有升擋。按理論分析應(yīng)該是發(fā)動機(jī)輸出動力不足或是定子單向離合器可能沒有完全工作（打滑），A540E自動變速器也帶有節(jié)氣門拉線，重新調(diào)整至標(biāo)準(zhǔn)值1mm后。再試車，但故障現(xiàn)象不變。松開超速擋開關(guān)OFF時，OD/OFF儀表正常點(diǎn)亮，再按下ON位時燈自動息滅，屬于正常。再把模式開關(guān)進(jìn)行檢查，用歐姆測量其通斷性，撥下開關(guān)線插接頭，按下動力（PWR）模式位置時，測得3號與6號端子是接通的，松開模式開關(guān)（NORMAL）正常模式位置時是斷開的，屬于正常。按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析這個故障不一定是波箱自身硬件問題，應(yīng)跟它的油路或電路有關(guān)。但這只是猜測而已。正在疑惑的時候，突然想起，會不會是什么造成發(fā)動機(jī)在失速試驗(yàn)時轉(zhuǎn)速低一些，怠速不算太穩(wěn)有關(guān)？帶著疑問，決定從發(fā)動機(jī)動力和怠速不穩(wěn)落手，由于發(fā)動機(jī)故障燈又不點(diǎn)亮，應(yīng)把所有相關(guān)傳感器排查。首先利用短接線將檢測插頭的TE1和E1端子短接，觸發(fā)其故障代碼輸出，經(jīng)觸發(fā)，發(fā)動機(jī)故障指示燈顯示正常代碼。如圖3：

圖3

遂利用X431檢測儀讀取自動變速器的數(shù)據(jù)流。查閱維修資料看換擋電磁閥1、2、3的實(shí)際工作情況對比。當(dāng)換擋操縱手柄由P位換到D位時，自動變速器保持在1擋位置，換擋電磁閥1號接通，操縱手柄N擋時1號電磁閥接通，2位時1號電磁閥接通，L擋時1號電磁閥接通。

96款佳美SXV10LG A540E—4速自動變速器電磁閥工作情況一覽表如表2。

表2　

動態(tài)測試時隨著轉(zhuǎn)速和車速提高，發(fā)現(xiàn)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)，2個換擋電磁閥始終保持在1擋的工作狀態(tài)。這表明該車的動力系統(tǒng)控制模塊（ECU）沒有向換擋電磁閥發(fā)出換擋信號。繼續(xù)加速，發(fā)現(xiàn)當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速到5000轉(zhuǎn)時2個電磁閥發(fā)生了變化，變成1號電磁閥、2號電磁閥、3號電磁閥都接通了，根據(jù)表2可以發(fā)現(xiàn)此時自動變速器換入2擋是換擋點(diǎn)過遲，也說明ECT不是不輸出換擋控制信號，而是換擋的條件不滿足，只要TCU收到正確的輸入信號，就可以正常地控制自動變速器進(jìn)行換擋，由此可以判定該車的故障是由輸入給ECU的傳感器信號或開關(guān)信號異常，導(dǎo)致ECU不能正常輸出換擋信號。

按圖1線路圖分析，影響自動變速器換擋的傳感器主要有節(jié)氣門位置傳感器、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和車速傳感器。分別讀取上述傳感器的信號數(shù)值時發(fā)現(xiàn)，怠速時節(jié)氣門位置傳感器的信號電壓值為1.6V，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正常值（0.3V～0.8V），從而使得輸入ECT的節(jié)氣開度信號比實(shí)際值大得多。

根據(jù)自動變速器的換擋工作原理可知，當(dāng)車速一定時，節(jié)氣門開度越大，其換擋點(diǎn)就越遲，判定該自動變速器換擋點(diǎn)過遲的故障是由節(jié)氣門位置傳感器信號異常所造成的。松開節(jié)氣門位置傳感器調(diào)整羅絲，將節(jié)氣門位置傳感器調(diào)到最佳位置，再讀取節(jié)氣門位置傳感器信號電壓，為0.55V基本正常。試車故障現(xiàn)象消失。

但該車正常行駛了2千米左右后，上述故障再次出現(xiàn)了。再次查看節(jié)氣門位置傳感器信號電壓時又變成了1.3V。經(jīng)過多次試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)節(jié)氣門位置傳感器信號電壓在發(fā)動機(jī)怠速時不停地發(fā)生變化，而調(diào)整過節(jié)氣門位置傳感器后卻沒有發(fā)生改變。分析認(rèn)為故障可能是節(jié)氣門位置傳感器本身損壞、或者節(jié)氣門位置傳感器線路接觸不良，又或ECT損壞。折下節(jié)氣門位置傳感器導(dǎo)線連接器，測量節(jié)氣門位置傳感器端子如圖4。

圖4

IDL與E2端子全關(guān)電阻值0.1KΩ、全開無限大；VC與E2端子全開全關(guān)5KΩ；VTA與E2端子全關(guān)0.7KΩ、全開6KΩ。均勻轉(zhuǎn)動節(jié)氣門位置傳感器，其電阻電阻連續(xù)不斷改變，正常；把連接器插上，測量節(jié)氣門位置傳感器連接端子均為上表格值范圍內(nèi)不變，且在均勻轉(zhuǎn)動節(jié)氣門位置傳感器時其電阻值也同樣連續(xù)不斷地變化，正常。

檢查節(jié)氣門位置傳感器的線路。測量節(jié)氣門位置傳感器導(dǎo)線端子VC與接地之間的電壓，約為5V，屬于不正常；檢查端子4號與接地之間的導(dǎo)通性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)電阻約為0.9KΩ，顯然端子4存在接地不良的故障。撥下ECT導(dǎo)線連接器，發(fā)現(xiàn)ECT側(cè)連接端子與ECT導(dǎo)線連接器端子均有銹蝕的跡象。分別將兩部份端子清潔處理后連接ECT連接器，測量節(jié)氣門位置傳感器上端子4與接地之間的導(dǎo)通性，結(jié)果導(dǎo)通（電阻值≤1），說明接地不良故障消失。裝復(fù)拆下的所有元件，讀取節(jié)氣門位置傳感器信號電壓，為0.53V，正常。再次試車，自動變速器無升檔（過遲）和發(fā)動機(jī)怠速抖動的現(xiàn)象消失，故障徹底排除。

3、總結(jié)

在維修過程中，發(fā)動機(jī)怠速不穩(wěn)、自動變速器換擋故障是汽車的一種常見故障，其成因復(fù)雜，涉及面廣，對我們的診斷造成一定困難，因此對汽車維修的人員的知識技術(shù)要求更高，要求我們維修人員對發(fā)動機(jī)、自動變速器的理論知識、各系統(tǒng)的工作原理要有更深刻的認(rèn)識和理解，在分析問題時要全面考慮，如果分析問題的過程條理不清晰，不能對癥下藥，常帶一種“碰運(yùn)氣”的心理進(jìn)行維修，往往更換了許多零件，花了大錢、卻仍不能解決問題。本文對佳美2.2轎車自動變速器異常原因進(jìn)行了全面分析，優(yōu)化了診斷程序，排除了故障，根源在于發(fā)動機(jī)節(jié)氣門位置傳感器線路接觸不好、怠速不良所引起，當(dāng)恢復(fù)怠速正常時，升擋問題得以解決，最終找到癥結(jié)所在。

上述這個例子，對沒有出現(xiàn)故障碼的故障車輛要詳細(xì)分析，進(jìn)行必要的動靜態(tài)檢測，從中分析查找故障所在。

參考文獻(xiàn)

[1]主編:王煥德,副主編:錢仲興、張慶自動變速器維修亞洲分冊;米切爾汽車維修系(群眾出版社1997).

[2]廣東科技出版社.汽車自動變速器維修圖解主編:李全、肖文光.

[3]汽車電控裝置故障速查快修(福建科學(xué)技術(shù)出版社出版.2000年5 月).

Toyota camry automatic transmission failure diagnosis and elimination

Liang Shubin
( Maoming technician college, Guangdong Maoming 525000 )

Abstract:Based on Toyota camry car engine speed is high, the speed of the car didn't come on, and the fuel consumption of failure. From the basic inspection, delay test, hydraulic test, power transmission, electric hydraulic system analysis, the engine throttle position sensor detection, finally determine the throttle position sensor signal caused poor contact is not correct, the automatic transmission computer cannot detect the right throttle position sensor signal and not shift up, to find the cause of high engine speed, the speed of the car couldn't get on.

Keywords:automatic transmission; electric control principle; sensor detection; fault diagnosis; ruled out

中圖分類號：U472.43

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1671-7988 （2016）05-194-04

作者簡介：梁樹彬，就職于茂名技師學(xué)院。