汽车自动变速器的故障维修一直以来被汽车维修界认为是汽车维修中的难点,而在自动变速器故障诊断与维修中的换档品质问题又是被当今自动变速器维修技师们所认
的难点中的难点。能否迅速解决自动变速器换档品质问题,可以说是对维修技术人员技术水平及综合素质的考验。
何为“换档品质”?它指的就是自动变速器的换档感觉(是否平顺及有无打滑、冲击现象等),也就是变速器在执行换档过程中的平顺性。换档品质的控制是当今自动变速器液压控制系统、电子控制系统的重要内容。在经常维修的换档品质问题中,遇到的大多数是所谓的闯档(图1)问题。闯档是以下几种情况时的感觉:
·车辆在静止时,踩制动踏板入动力档(P/N-R、P/N-D)时的接合感觉;
·车辆在行驶过程中的换档感觉(包括升档和降档)以及变矩器锁止离合器接合与分离时所产生的振动感觉等。
当然,任意一款装有自动变速器的车辆在静止时踩制动踏板入动力档时,都会有接合感觉,主要看接合时所产生振动感觉的轻重。当接合的感觉让人感觉明显不舒服时,便说明变速器工作异常。汽车在行驶中换档点的感觉,理论上讲是存在的,由于控制得精确以及档位数的加密,一些新款高档车型一般情况下几乎是感觉不到的,只不过从发动机转速表上能看到轻微的波动。
为了减小换档冲击,电子和液压控制系统采取了缓冲控制、定时控制及油压控制等方式来改善换挡品质。这主要是依据发动机控制系统、自动变速器系统本身以及自动空调等系统实现减转矩来完成平顺性能控制的。
目前,自动变速器采用多电磁阀控制是改善换档品质的一大趋势(图2)。
传统的电子控制自动变速器的执行器(电磁阀)只有三四个,主要是用来完成换档和变矩器锁止离合器的控制。现在许多自动变速器已装有多个电磁阀((5~9个),这些电磁阀主要包括控制换档点过渡电磁阀、正时电磁阀、倒档电磁阀、扭力转换电磁阀、转矩缓冲电磁阀、强制降档电磁阀等。大量电磁阀的涌现,使得电控系统对变速器的控制范围进一步扩大。现在一些变速器的换档电磁阀完全负责了对D位、手动模式、倒档的控制,被称为全电子控制自动变速器。例如,在ZF公司生产的6档自动变速器中,为了控制系统压力实现换档平顺性能,设置了6个具有高流量特点的脉宽调制电磁阀,一个可变力(VFS)电磁阀等,这样换档的舒适性能又得到了更进一步的提高。还有一些自动变速器(奔驰722.6和三菱F4A42)所有电磁阀均采用频率占空比控制式,这样,无论是换档控制还是变矩器实现刚性连接控制,都得到良好的舒适保证。
对于发动机控制系统的减转矩控制(用于换档点缓冲控制),主要是发动机ECU通过接收自动变速器ECU所传递过来的减转矩请求信息,然后通过瞬间延迟发动机点火或瞬间减少喷油量来完成换档平顺过程(图3)。
对于自动变速器控制系统的换档品质控制,主要是由缓冲控制和调压控制两方面来实现。
缓冲控制是对施加在用油元件上的工作油压进行减缓上升速度的控制。它主要由蓄能器(图4)、节流孔、节流球、节流片、节流阀、限流阀及缓冲阀等装置来完成。
自动变速器的电子控制系统通过接收众多可靠输入信息,并根据发动机不同工况、不同转速,变速器不同工作温度、不同车速,各换档点及变矩器锁止点对执行器(电磁阀)发出不同指令来实现调压过程,以保证舒适平顺性能(图5)。
对于大部分丰田车系,还有一特殊功能,那就是车辆在静止状态时的ND缓冲控制功能(图6)。这种控制主要是ECU通过接收相关信息后对换档电磁阀先发出高档指令,然后再执行起步低档状态,这样由于转矩的变化即实现了车辆在静止时D位接合的舒适性能。
对于自动空调控制系统的转矩协调控制,主要是为了实现变速器强有力的加速性能,同时保证在实现加速过程中的换档平顺过渡性能。当自动变速器ECU接收一个大负荷加速信息时,通过通知空调ECU并由空调ECU瞬间切断自动空调工作来完成整个加速平稳过程(图7)。
除了以上对自动变速器缓冲控制内容外,对于一些新式自动变速器部件还有新的改进,那就是新式离合器的结构发生了改变,如图8所示。
传统的自动变速器离合器中只有一个可实现离合器接合或分离的活塞,同时在活塞上还作用一个单向球。从图5-8右边离合器结构图可以看出,当离合器需要工作时,液压油从A油路进入活塞上的单向球起到关闭作用;当A油路释放时,活塞在回位弹簧力的作用下回到原始位置,同时作用在活塞上的单向球不再起到关闭作用,它会将离合器因转动而形成的离心压力释放掉,保证了离合器摩擦片与钢片之间的正常间隙。
在新式离合器活塞中加入了一个静态的活塞(图5-8中的封油板),用一油封封住其外部边缘。这个活塞在离合器的工作侧与回位侧(弹簧力)形成一个压力平衡腔。工作腔的离心力与平衡腔的离心力一样,两种离心力抵消,活塞在弹簧力的作用下与离合器片分离,主动片和从动片之间就有足够的间隙,就不会产生不必要的摩擦。工作活塞从静态平衡活塞的油封滑过。注意,因为有离心力,所以不需内油封。因此,新式离合器由于结构的改变,可实现两方面的作用:一是像传统离合器活塞上的单向球一样,当离合器在释放压力时协助离合器活塞迅速回到原始位置;二是离合器在未工作前静态活塞和工作活塞之间的工作腔已形成少量的压力油。由于离合器旋转,在这个工作腔内就形成了动态的离心压力。当离合器需要工作时,从工作活塞进来的主油压与动态的离心压力就会相互抵消一部分压力,这样离合器得到了均衡即起到了减缓作用。