高佩

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故障診斷閥在自動(dòng)變速器中的應(yīng)用及特點(diǎn)

高佩

（西安雙特智能傳動(dòng)有限公司，陜西 西安 710119）

文章從行車及故障排除兩個(gè)方面討論了故障診斷閥在自動(dòng)變速器中應(yīng)用的重要性，文中詳細(xì)分析了故障診斷閥如何快速判斷自動(dòng)變速器能否正常工作，是否需要保養(yǎng)或維修，如何快速準(zhǔn)的確定故障原因及故障發(fā)生點(diǎn)。

故障診斷閥；自動(dòng)變速器；保養(yǎng)；維修

1 什么是故障診斷閥

隨著科技的發(fā)展，人們生活水平的提高，人們對(duì)車輛動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性及舒適度等要求越來(lái)越高。自動(dòng)變速器就是在種種需求下應(yīng)運(yùn)而生，使車輛獲得良好的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)有效減少發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染，顯著提高車輛行駛的安全性、乘坐舒適性和操作輕便性。這些優(yōu)勢(shì)需要依靠準(zhǔn)確的液壓系統(tǒng)和電控系統(tǒng)來(lái)保證。因此，自動(dòng)變速器對(duì)液壓系統(tǒng)提出了嚴(yán)格的要求，液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性決定了自動(dòng)變速器能否正常連續(xù)工作。

故障診斷閥就是為了提高液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性，快速準(zhǔn)確的判斷自動(dòng)變速器工作時(shí)是否存在潛在風(fēng)險(xiǎn)，以及快速解決變速器故障。

故障診斷閥是由壓力開(kāi)關(guān)和兩位三通閥組成的邏輯診斷閥，通過(guò)兩路油源壓力控制，使壓力油進(jìn)入壓力開(kāi)關(guān)，從而控制壓力開(kāi)關(guān)是否開(kāi)啟，從而監(jiān)測(cè)閥芯的位置，分析油源信號(hào)是否正常，判斷油路是否通暢，執(zhí)行元件是否正常工作。

2 故障診斷閥結(jié)構(gòu)及工作原理

故障診斷閥由滑閥、供油油源、控制油源、泄油和壓力開(kāi)關(guān)組成（圖1）。

1 閥體，2 閥芯，3 彈簧，4 調(diào)壓螺塞，5 節(jié)流口，6控制油源1，7供油油源，8控制油源2，9 回油，10 壓力開(kāi)關(guān)

故障診斷閥原理簡(jiǎn)圖如圖2所示。該故障診斷閥是由帶有面積差控制的兩位三通閥，6和8為兩個(gè)不同的控制油源，10為壓力檢測(cè)點(diǎn)，7為供油油源，9為回油。

圖2 故障診斷閥原理簡(jiǎn)圖

控制油源1和2均不供油時(shí)，閥芯在彈簧力的作用下，處于上位，此時(shí)，閥芯受到的力為：

F=k×1

式中，F(xiàn)為閥芯受力；K為彈簧剛度；1為彈簧預(yù)壓縮量。

此時(shí)，回油9與壓力檢測(cè)點(diǎn)10連通，檢測(cè)不到壓力信號(hào)。

控制油源1供油時(shí)，閥芯受到壓力P1的作用，克服彈簧力下行，處于下位，此時(shí)，閥芯受到的力為：

式中，F(xiàn)為閥芯受力；1為控制油源1壓力；1為閥芯上端先導(dǎo)面積；K為彈簧剛度；2為彈簧壓縮量。

此時(shí)，供油油源7與壓力檢測(cè)點(diǎn)10連通，可檢測(cè)到壓力信號(hào)。

控制油源1和控制油源2同時(shí)供油時(shí)，閥芯在兩端壓力及彈簧力作用下，閥芯受到的力為：

式中，F(xiàn)為閥芯受力；1為控制油源1壓力；1為閥芯上端先導(dǎo)面積；2為控制油源1壓力；1為閥芯上端先導(dǎo)面積；K為彈簧剛度；1為彈簧預(yù)壓縮量。

（1）當(dāng)F>0，閥芯處于上位，此時(shí)，回油9與壓力檢測(cè)點(diǎn)10連通，檢測(cè)不到壓力信號(hào)。

（2）當(dāng)F<0，閥芯處于下位，此時(shí)，供油油源7與壓力檢測(cè)點(diǎn)10連通，可檢測(cè)到壓力信號(hào)。

3 故障診斷閥在自動(dòng)變速器的應(yīng)用

將診斷閥應(yīng)用于自動(dòng)變速器中，用來(lái)診斷液壓系統(tǒng)的壓力是否正常，在液壓系統(tǒng)發(fā)生堵塞、泄漏等非正常工作時(shí)，及時(shí)診斷其故障，發(fā)出警報(bào)，提醒工作人員停車進(jìn)行故障排除，避免自動(dòng)變速器在病態(tài)中繼續(xù)運(yùn)行，發(fā)生不可逆的損壞，造成嚴(yán)重的后果。

圖3 LUC故障診斷閥原理簡(jiǎn)圖

如圖3所示，自動(dòng)變速器閉鎖離合器（LUC）故障診斷閥兩路控制油源1為主油壓（過(guò)濾前），控制油源2為變矩器閉鎖壓力，供油油源為控制壓力，回油為油底殼油液壓力。

正常工況一，閉鎖離合器不工作，此時(shí)LUC無(wú)壓力，主油壓克服彈簧力將閥芯推向左端，即閥芯處于下位，控制油與壓力開(kāi)關(guān)連通，壓力開(kāi)關(guān)檢測(cè)到控制壓力，如圖4所示。

圖4 閉鎖離合器不工作

正常工況二，閉鎖離合器工作，此時(shí)LUC有壓力，LUC壓力與彈簧力共同作用于閥芯左端，克服閥芯右端的主油壓，將閥芯推向右端，即閥芯處于上位，壓力開(kāi)關(guān)與回油油路連通，壓力開(kāi)關(guān)無(wú)法檢測(cè)控制壓力，如圖5所示。

圖5 閉鎖離合器工作

表1 過(guò)流面積和彈簧力

設(shè)滑閥大徑11.8mm，反饋直徑11.8mm，總位移8mm，主油壓20bar，閉鎖離合器壓力8bar，在位移為4mm處進(jìn)行油路切換，可推算出彈簧力和過(guò)流面積，如表1、圖6和表3所示。

表3 彈簧規(guī)格

當(dāng)自動(dòng)變速器發(fā)生故障時(shí)，診斷閥的信號(hào)輸出能夠幫助控制程序作出快速反應(yīng)，發(fā)出警報(bào)，提醒司機(jī)停車檢查，同時(shí)幫助工作人員快速分析查找問(wèn)題。具體故障點(diǎn)如下：

故障一，LUC不工作，壓力開(kāi)關(guān)無(wú)法檢測(cè)到控制壓力。此現(xiàn)象表明閥芯處于上位，主油壓無(wú)法克服彈簧力。需要發(fā)出報(bào)警，表明主油壓不正常，立即進(jìn)行停車檢查，檢測(cè)泵入口流量、主油壓和油位，判斷油泵是否正常工作，或油位是否正常。

油泵損害，若不及時(shí)發(fā)現(xiàn)，會(huì)造成變速器離合器供油不足，離合器燒毀；同時(shí)會(huì)造成變速器潤(rùn)滑不良，導(dǎo)致離合器、齒輪及軸承損害。

油位不正常，會(huì)引起油泵吸入不足，燒壞油泵，從而導(dǎo)致變速器燒毀。

這些問(wèn)題都需及早發(fā)現(xiàn)，否則產(chǎn)生的故障嚴(yán)重，維修成本高。

故障二，LUC正常工作，壓力開(kāi)關(guān)檢測(cè)到控制壓力。此現(xiàn)象表明閥芯處于下位，主油壓克服了LUC和彈簧力。需要發(fā)出警報(bào)，表明主油壓與LUC壓力不正常，進(jìn)行停車檢查，檢查油濾是否堵塞，LUC壓力是否正常，主控閥是否正常工作。

自動(dòng)變速器油液對(duì)清潔度要求高，油濾堵塞，未過(guò)濾油液經(jīng)油濾旁通閥進(jìn)入主油路，進(jìn)而進(jìn)入主減壓閥和電磁閥，造成其卡滯或損壞，導(dǎo)致自動(dòng)變速器無(wú)法正常工作。

LUC或主油壓異常，導(dǎo)致液壓系統(tǒng)異常，液力變矩器異常，自動(dòng)變速器無(wú)法正常工作，車輛運(yùn)行異常。

4 結(jié)論

本文以故障診斷閥為研究對(duì)象，闡述了故障診斷閥的工作原理和計(jì)算方法，并以閉鎖離合器故障診斷閥為例，分析了其在自動(dòng)變速箱中的特點(diǎn)，行車過(guò)程中如何快速反應(yīng)異常，如何快速診斷異常產(chǎn)生的原因，并快速進(jìn)行問(wèn)題定位，避免自動(dòng)變速箱在異常狀態(tài)時(shí)繼續(xù)運(yùn)行，造成永久性、破壞性損害。

故障診斷閥也可用于自動(dòng)變速箱其他故障診斷，例如離合器、制動(dòng)器油路，參與變速箱的檔位診斷，提高自動(dòng)變速箱的換擋質(zhì)量，駕駛員的舒適性，燃油經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)幫助維修人員快速診斷問(wèn)題，分析問(wèn)題。

[1] 朱軍.自動(dòng)變速箱原理與維修.汽車與駕駛維修,2002.4.

[2] 上海市業(yè)余工業(yè)大學(xué).液壓傳動(dòng)與控制.1983.11.

[3] Joachim Ryborz. Automotive Transmissions,1999.2.

[4] 王海燕.自動(dòng)變速器現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].汽車維修與保養(yǎng),2006,(10).

Application and Characteristics of Fault Diagnostic Valve in Automatic Transmission

Gao Pei

( Xi'an FC intelligence transmission co., LTD, Shaanxi Xi'an 710119 )

The paper discusses the importance of the application of fault diagnostic valve in automatic transmission from two aspects of driving and troubleshooting, and analyzes in detail: how to determine quickly whether the automatics transmission working normally, whether it needs to maintain and repair, and how to determine the cause of failure and the point of failure quickly and accurately.

Fault Diagnostic Valve; Automatic Transmission; Maintenance; Repair

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.10.069

U471

A

1671-7988(2019)10-199-03

U471

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1671-7988(2019)10-199-03

高佩(1984-)，女，陜西西安人，碩士，工程師，就職于西安雙特智能傳動(dòng)有限公司。主要從事汽車自動(dòng)變速器研發(fā)工作。