一辆行驶里程约16万km,配置5S-FE型发动机和A540E型自动变速器的丰田佳美轿车。用户反映:该车行驶时车速超不过160km/h。
接车后:使用诊断仪对发动机系统和自动变速器系统进行自诊断,没有故障码。将变速杆挂入D位,进行加速,在节气门全开的情况下,最高车速只有160km/h。而低于此车速时,自动变速器升档、降档都非常平顺,发动机加速有力,没有异常现象。此症状说明自动变速器缺少超速档(4档)运行功能。查看自动变速器系统的工作数据,发现当车速接近160km/h时,2号电磁阀由通电变成断电,1号电磁阀保持断电状态。由换档电磁阀工作表可知,4档时、1号和2号电磁阀都处于断电,这说明4档工作指令已发出,只是自动变速器没有执行。检查自动变速器油,油量和油质都正常,初步判断变速器内部没有烧损故障。对自动变速器进行油压测试,将变速杆挂入D位,测量怠速油压为NUN,在标准值(353~412kPa)范围内。测量D位的失速油压,正常。测量R位的怠速油压和失速油压,也正常,说明自动变速器内部没有漏油现象。检查O/D OFF开关及指示灯线路,正常。
综合以上检测结果,分析故障点应该在超速档的执行机构。A540E型自动变速器共有3个行星齿轮机构,其中第一排和第二排行星齿轮机构组成辛普森行星齿轮机构(共用太阳轮),第三排行星齿轮机构作为超速档行星齿轮机构,见图34。
当自动变速器处于4档运行时,1号电磁阀和2号电磁阀都断电,1-2档换档阀、2-3档换档阀、3-4档换档阀动作,使液压油通过手动阀流向前进档离合器、直接档离合器、超速制动器、二档制动器。此时在前进档离合器和直接档离合器的作用下,第一排行星齿轮机构的内齿圈和太阳轮同速、同向旋转,其行星架也同速、同向旋转。两个前排行星齿轮机构共用太阳轮,第一排行星架和第二排内齿圈制成一体,并与超速行星齿轮机构的行星架相连,由于超速制动器的制动作用,使超速太阳轮与变速器壳体固定在一起,超速行星架带动超速内齿圈以同向、增速的方式旋转,从而实现超速档(传动比最小)运行功能。以上涉及的部件只要有一个损坏或性能不良,就可能导致超速档失效。
当自动变速器处于3档运行时,1号电磁阀断电,2号电磁阀通电,1-2档换档阀、2-3档换档阀、3-4档换档阀动作。1-2档换档阀和2-3档换档阀的油压作用方向和4档的一致,3-4档换档阀为超速直接档离合器提供油压。前进档离合器和直接档离合器的接合,与超速档的工作情况一样,第一排行星齿轮机构的太阳轮和内齿圈以同向、同速方式旋转。由于二档制动器作用于1号单向离合器的外圈,公共太阳轮在1号单向离合器处打滑,因此动力传送至超速行星齿轮机构的行星架。超速直接档离合器接合,使超速行星架和超速太阳轮连接在一起,超速行星齿轮机构形成一个整体,动力由超速内齿圈输出,传动比为1,即3档为直接档。
对比3档与4档的传动路线,可知2号电磁阀由通电变为断电,3-4档换档阀动作方向不同,超速制动器在4档时工作,超速直接档离合器在3档时工作。结合前期的诊断结果可知,当车速接近160km/h时,虽然2号电磁阀断电,但3-4档换档阀是否动作无法确定。拆卸自动变速器的油底壳,对液压阀体进行分解检查,发现3-4档换档阀卡滞。清洗液压阀体,然后装复。进行路试,超速档功能恢复正常,检修工作结束。
3-4档换档阀有两个工作位置,一个位置使3-4档换档阀向超速直接档离合器提供液压油,另一位置使3-4档换档阀向超速制动器提供液压油。如果3-4档换档阀卡滞在超速直接档离合器接合的位置,那么超速制动器无法工作,超速档功能失效。