自动变速器挂挡不能行驶及其他故障诊断

任务情境

一、任务描述

一辆2010款丰田卡罗拉GL轿车，装备U340E自动变速器，客户报修起动车辆后挂入前进挡无法行驶。

你的主管将任务交给你，你能独自完成这个工作任务吗？

二、任务提示

经初步诊断发动机及电控系统没问题，现怀疑故障发生在自动变速器系统，现需根据具体故障现象进行合理的故障诊断与排除。

任务目标

一、知识目标

（1）能描述自动变速器挂挡不能行驶的故障现象及主要原因。

（2）能描述自动变速器系统故障排除的基本思路。

二、能力目标

（1）能进行自动变速器挂挡不能行驶的故障诊断。

（2）能对自动变速器常见故障进行检修方案的制订与实施。

必备知识

一、基本知识

自动变速器故障排除基本思路

由于自动变速器的结构复杂，控制精确，故障复杂，因此它的故障诊断与排除过程相对困难一些，但只要我们能理清思路，找到问题的根本原因，应该能对大部分故障难题迎刃而解。

当一台自动变速器出现故障以后，我们首先应对其进行一些必要的常规检查，这相当于医疗诊断中的“预诊”，即为下一步诊断工作做好充分的准备工作，以确定病因的范围。常规检查的实质就是一个询问与了解的过程，主要对汽车的运行状况进行摸底，如常行驶的区域、路况、维修与保养情况、故障出现时的规律与征兆（温度、负荷、挡位、偶发性等）。做好了初步准备工作，也为下一步的检查诊断打下了基础。

在掌握了汽车自动变速器的一手资料以后，我们可对自动变速器进行一下基础检查与调整工作，也许有些故障从现象来分析，不一定与基础检查有直观的联系，但出于有备无患的角度考虑，即使维修人员麻烦一些，检查的项目多几个，也总是有益无害的。

基本检查是帮助我们大致区分故障范围的有效方法，相当于医疗诊断中的“初诊”，即初步确定故障可能的原因范围，其内容主要是排除故障在发动机部分还是在自动变速器的外部连接装置，及对其“血液”液压油进行检验分析。由于自动变速器与发动机间存在着某些故障的符合关系，即自动变速器出现的故障现象亦有可能是发动机自身故障所导致的，如发动机怠速过高，会造成“闯车”现象正好与自动变速器换挡过程冲击大有相似之处；怠速过低易造成发动机怠速不稳定和起步熄火，又与自动变速器内部运行阻力大有一样的可能性；又如发动机自身功率下降又和自动变速器升挡过程延迟有一样的现象。因此，在自动变速器检修之前我们必须先确定发动机技术状况是良好的。排除发动机的故障可能性后，我们还需对自动变速外部影响挡位变换的连接装置进行检查与调整，如节气门拉索松紧度、空挡开关初始位置、换挡手柄初始位置的检查与调整，因为它们都直接关联着自动变速器的换挡工作情况。由于现在大部分自动变速器已取消了节气门拉索，而用节气门位置传感器信号代替其功能，但其检查的实质是不变的，我们可以换成节气门位置传感器位置信号的检查。之后，自动变速器油的检查也是必不可少的，因为太多的故障都是由于油的问题而造成的引发故障，我们需对油的品质和油量进行认真的检查，核实品牌与型号，了解使用的周期，从颜色和杂质规律分析出大概是哪一系统有故障的隐患。在此基础上，我们可进行更深入的内部检修。

在进行完“预诊”（常规检查）—“预诊”（基础检查）后，下一步就该是“确诊”了。由于自动变速器结构、原理、控制过程都比较复杂，因此，我们在进行自动变速器内部故障诊断分析时，必须有一个明确的思路与目标，切忌盲目拆卸。所以，我们有必要借助一些专用的仪器、设备对自动变速器进行一下明确的诊断，而自动变速器的性能试验正是很准确与有效的方法之一。

我们现在所使用的自动变速器大部分为电控方式，因此自动变速器的内部故障大致可分为电气故障、机械故障和液压故障。对于电气系统的故障我们可以借助相关的解码器进行诊断，也可以用手动换挡试验（大部分自动变速器都有保挡功能，即电气系统发生故障后，可保证其基本挡位的运行）进行简单的区分。机械故障与液压故障的排除相对难度大一些，以借助设备（自动变速器综合性能检验台）、通过试验的分析（自动变速器主要的试验有油压试验、失速试验、时滞试验、道路试验等），找出内部故障点根本所在。

二、基本技能

1.自动变速器挂挡不能行驶故障诊断

1）故障现象

（1）无论选挡杆位于任何前进挡或倒挡时，汽车都不能行驶。

（2）冷车启动后汽车能行驶一小段路程，但热车状态下汽车不能行驶。

2）故障原因

（1）油面过低或自动变速器冷却系统严重泄漏。

（2）油压电子阀或线路故障。

（3）换挡电磁阀或线路故障。

（4）ECU或线路故障。

（5）油泵损坏或进油滤网堵塞。

（6）主油路严重泄漏。

（7）选挡杆与手控阀之间的连接杆或拉线松脱，手控阀保持在空挡或停车挡位置。

（8）超速离合器及超越单向离合器打滑。

（9）D1挡位、R位离合器、制动器打滑。

（10）变矩器故障或内部传动机构折断。

（11）停车闭锁机构故障。

（12）汽车其他部位故障。

3）诊断与排除

自动变速器挂挡后不能行驶的诊断流程如图3-3-1所示。

诊断与排除方法如下：

（1）首先排除发动机和其他总成的故障。

（2）对电控自动变速器，若故障灯闪亮应先用诊断仪器进行检测，并按故障代码的指示排除电控系统相关部位（主油路油压电磁阀、换挡电磁阀、ECU及线路等）的故障。

（3）检查油面高度和油质：

拔出油尺，若油尺上无油或油面过低，应检查油底壳、自动变速器油散热器、油管等处有无泄漏，严重泄漏处，应修复并按规定重新加油。若油面正常，应对自动变速器器油牌号、自动变速器油质量进行检查，若牌号不符合规定或油变质，应按规定换油。

图3-3-1　挂挡不能行驶检测流程

（4）检查换挡杆与手控阀之间的连杆或拉线，如有松脱，应予以装复，并重新调整选挡杆基准位置。

（5）进行失速试验，检查液力变矩器工作情况。若工作异常，可能是变矩器内部故障或传动机构折断，应拆检自动变速器，视情况予以修复或更换。

（6）检测主油路油压。拆下主油路测试孔上的螺塞，装上油压表，启动发动机，将选挡杆拨至前进挡或倒挡位置，检查主油路油压（若无油压表，可拆下测试孔上的螺塞，观察油液的流出情况）。

若主油路没有油压，应打开油底壳，检查手控阀摇臂轴与摇臂有无松脱、手控阀阀芯有无折断或脱钩，若有应予以重新连接或更换。若手控阀正常，应检查安全阀有无卡滞或弹簧折断，若完好，则说明可能油泵工作不良，应拆卸自动变速器，检修油泵。若主油路油压较低，应检查油泵进油滤网有无堵塞，若堵塞应清洗或更换；若无堵塞，说明油泵损坏或主油路严重泄漏，应拆检自动变速器，予以修复或更换。若冷车时主油路有一定的油压，但热车后油压明显下降，说明油泵间隙过大，漏油严重，应检修或更换油泵。

（7）若主油路油压正常，则可能是超速离合器及超速单向离合器打滑，或D1挡位、R位离合器、制动器打滑，应拆检自动变速器，检测离合器、制动器间隙及相关油路有无泄漏。

2.自动变速器换挡冲击过大故障诊断

1）故障现象

（1）起步时，变速杆从P位或N位挂入D位或R位时，汽车振动大。

（2）行驶中，自动变速器升挡瞬间产生冲击。

2）故障原因

（1）发动机怠速过高。

（2）节气门拉锁调整不当或节气门位置传感器或线路故障。

（3）车速传感器或线路故障。

（4）真空式节气门阀的真空软管破裂或松脱。

（5）主油路调压阀有故障，使主油路油压过高。

（6）蓄压器调压阀、各相关调压阀故障。

（7）蓄压器活塞卡住，不能起减振作用。

（8）单向阀钢球漏装，换挡执行元件（离合器或制动器）接合过快。

（9）相关换挡执行元件打滑。

（10）锁止阀或锁止电磁阀故障（若锁止时换挡冲击过大）。

（11）ECU或线路故障。

（12）汽车其他部位故障。

3）诊断与排除

自动变速器换挡冲击过大诊断流程如图3-3-2所示。

诊断与排除方法如下：

（1）首先排除汽车其他部位如传动系的故障，确诊换挡冲击过大是自动变速器原因所致。

在诊断过程中，必须根据故障车的具体故障征兆（如所有挡位升挡时换挡冲击过大或仅在挂起步挡时、1→2挡时、2→3挡时、3→4挡时、锁止时换挡冲击较大等），检测不同故障相关故障部位。

（2）对电控自动变速器，若故障指示灯闪亮，应读取故障代码，并按提示检修电控系统相关部位（传感器、油压电磁阀、ECU及线路等），排除电控系统故障。

（3）检查发动机怠速。发动机怠速一般为800 r/min左右若怠速过高，应进行检修调整。

（4）检查节气门拉锁（液控式自动变速器），如不符合应予以调整或更换；若节气门阀为真空式，应检查真空膜片、真空管等有无损坏；电控式自动变速器可检查节气门位置传感器的工作状况是否正常。

（5）检测油路油压。视故障现象，检测可能导致故障的油路油压（主油路油压、蓄压器油压、或某一离合器、制动器油路的油压、速控油压等），尤其注意检查单向节流阀是否错装或漏装。

（6）若油压正常，应进行时滞试验和道路试验，检测是否升挡延迟、有无卡滞现象、各换挡执行器等，若有，应拆检自动变速器，检查各挡位执行元件，并调整间隙，必要时更换。

图3-3-2　换挡冲击过大诊断流程

3.自动变速器打滑故障诊断

1）故障现象

（1）起步时踩下加速踏板，发动机转速上升很快但车速上升缓慢。

（2）车辆行驶过程中，发动机转速很高，但车速缓慢。

（3）车辆在上坡或急加速时，发动机转速很快升高，但感觉上坡或加速无力，车速无法很快的提升。

（4）当车辆行驶过程中换多个挡位发动机转速突然升高，但车速提高缓慢。（如D位1挡、D位2挡、D位3挡均有打滑现象，而D位4挡正常）

（5）当车辆行驶过程中换单个挡位发动机转速突然升高，但车速提高缓慢（如在D位1挡打滑，D位2挡正常或者是D位1挡正常，D位2挡打滑）。

2）故障原因

（1）液压油油面太低，油路压力过低。

（2）液压油油面太高，运转中被行星排剧烈搅动后产生大量气泡。

（3）离合器或制动器摩擦片、制动带磨损过甚或烧焦。

（4）油泵磨损过甚或主油路泄漏，造成油路油压过低。

（5）单向离合器打滑。

（6）离合器或制动器活塞密封圈损坏，导致漏油。

（7）减振器活塞密封圈损坏，导致漏油。

（8）主调压阀与压力控制电磁阀损坏导致变速器油压变低或变高。

（9）其他部位原因。

3）诊断与排除

自动变速器打滑诊断流程如图3-3-3所示。

图3-3-3　自动变速器打滑诊断流程

诊断与排除方法如下：

（1）检查油品：添加或更换了非指定用油。从某种意义讲，自动变速器是先基于某种油液设计的，在一定的片数、摩擦面积和特定的压力下，所能传递的力矩是确定的。如果更换了不同型号的油液，如果摩擦系数变大，就会出现换挡冲击，如果摩擦系数变小，就会出现打滑。某些劣质油液还可能造成变速器内部密封件的老化、膨胀或失效，造成打滑。

（2）检查液面高度：液面过低，会导致主油路油压降低；液面太高，运转中被行星排剧烈搅动后产生大量气泡，油液内有空气会影响变速器内执行元件的工作，造成打滑。

（3）检查主油压：如果自动变速器液面过低、滤清器堵塞、油泵严重磨损、主油路泄露、主调压阀或压力控制电磁阀不良，会使主油压过低，主油压过低可造成多个执行元件的打滑、烧损。

（4）检查各挡位油压：单个执行元件的工作油压过低。该执行元件的活塞密封圈损坏、油路密封圈损坏、蓄压器泄露、节流装置堵塞等都有可能会造成对应工作元件的打滑和烧损，在相应挡位出现打滑，这种打滑还往往伴有冲击，即先打滑后冲击。

（5）检查自动变速器节气门操纵机构：对于全液控制变速器，节气门操纵系统控制着换挡点和主油压，节气门拉线调整过松，或节气门阀不良，会造成换挡过早和主油过低，换挡过早会增大发动机和传动系统负荷，主油压过低会造成离合器或制动带打滑。

（6）检查压力调节电磁阀：压力控制电磁阀本身问题或线路问题都会造成主油压过低。

（7）检查ECU控制控制信号或线路：ECU发送一个错误的信号给执行器，比如说：在2挡的时候发送一个1挡的信号，造成转速差，油路油压也相应变化，便会造成离合器打滑。

（8）检查换挡执行元件：离合器、制动器或单向离合器本身严重磨损及摩擦片磨损严重或烧蚀严重，都会产生打滑。

（9）其他原因：若发动机负荷超过离合器所能传递的转矩和制动器最大的摩擦力矩，自动变速器就会出现打滑现象。

4.自动变速器无法升挡故障诊断

1）故障现象

汽车行驶时加大油门，车速却没有提升，具体表现如下：

（1）汽车行驶中自动变速器保持在1挡，不能升入2挡及高速挡。

（2）可升入2挡无法升入3挡或4挡。

（3）可升入3挡无法升入4挡。

2）故障原因

（1）节气门拉锁调整不当。

（2）节气门位置传感器或线路故障。

（3）调速阀故障或其油路严重泄漏。

（4）车速传感器或线路故障。

（5）相关挡位离合器、制动器故障。

（6）相关挡位换挡阀卡滞。

（7）相关挡位换挡电磁阀或线路故障。

（8）挡位开关或线路故障。

（9）ECU或线路故障。

（10）其他部位故障。

3）诊断与排除

自动变速器无法升挡故障诊断流程如图3-3-4所示。

图3-3-4　自动变速器无法升挡故障诊断流程

诊断与排除方法如下：

（1）故障诊断时，应根据具体故障现象如1→2挡、或2→3挡、或3→4挡、或所有挡位均不能升挡，查找相关故障原因，检修相关故障部位。

（2）对电控自动变速器，应先读取故障码，按提示检修相关传感器（车速和节气门位置）、挡位开关、换挡电磁阀、ECU及线路等。

（3）按规定重新调整节气门拉锁。

（4）测量调阀油压。

若车速升高后调速阀油压仍为零或很低，则为调速阀有故障或调速阀的油路严重泄漏，应拆解调速阀。调速阀如有卡滞，应分解清洗，并将阀芯和阀孔用金镶纸抛光，若清洗抛光后仍有卡滞，应更换调速阀。用压缩空气检查调速阀油路有无泄漏，如有泄漏应更换密封圈和密封油环。

（5）若调速阀油压正常，应拆卸阀体检查各换挡阀。如有卡滞，应用金相纸抛光，清洗后装复，如不能修复，应更换阀体。

（6）若电控系统和阀体无故障，应分解自动变速器，检查相关换挡元件有无打滑。用压缩空气检查各离合器、制动器油路或活塞有无泄漏，视情况修复或更换。

5.自动变速器异响故障诊断

1）故障现象

（1）在汽车运转过程中，自动变速器内始终有异常响声。

（2）汽车在某一转速或挡位有异响发出。

（3）汽车行驶中自动变速器有异响，停车挂空挡后异响消失。

2）故障原因

（1）自动变速器油品质不良。

（2）自动变速器油液过低、油液滤清器故障。

（3）液力变矩器锁止离合器、单向离合器损坏。

（4）自动变速器油泵磨损严重或损坏。

（5）自动变速器行星齿轮机构磨损严重或损坏。

（6）自动变速器换挡执行元件磨损严重或损坏（制动器、离合器）。

（7）自动变速器轴承磨损严重或损坏（推力轴承、支撑轴承）。

（8）其他部位原因。

3）诊断与排除

自动变速器异响诊断流程如图3-3-5所示。

图3-3-5　自动变速器异响诊断流程

诊断与排除方法如下：

（1）检查自动变速器ATF油液高度，若油面太高或太低，应调整至正常高度。

（2）用举升机将汽车升起，启动发动机，挂入各个挡位检查自动变速器产生异响的部位和时刻。

（3）若在任何挡位下自动变速器中始终有连续的异响，通常为油泵或变矩器异响。对此，应拆解自动变速器，检查油泵有无损坏、变矩器内有无大量摩擦粉末。如有异常，应更换油泵或变矩器。

（4）若自动变速器只在行驶时才有异响，空挡时无异响，则为行星齿轮机构异响。对此，应分解自动变速器，检查行星排各个零件有无磨损痕迹，齿轮有无断裂，单项超越离合器有无磨损、卡滞，轴承或止推垫片有无损坏。如有异常，应予以更换。

三、拓展知识

自动变速器异响诊断分析

自动变速器异响是旧自动变速器内部旋转部件与固定部件或与其他旋转部件间的不正常摩擦或运动干涉所致，行星齿轮机构、差速器等齿轮的不正确啮合也会产生异响。自动变速器异响故障往往是在行驶中出现的，这给诊断带来了困难，如果有自动变速器总成试验台，会给异响故障诊断带来很大的帮助。普通修理厂没有专用设备，但可以通过自动变速器在不同的挡位、变速杆在不同的位置、自动变速器在不同工况下的异响变化，来帮助判断异响产生的部位。对于有异响故障的自动变速器，解体前的充分诊断是十分必要的，如果盲目拆下自动变速器，修理时会增加难度。

自动变速器异响故障的维修程序：应先排除发动机、传动轴、缓冲胶垫等外部故障后，再解体检修自动变速器。如传动球笼损坏后产生的急加速异响、自动变速器缓冲胶垫损坏造成的换挡瞬间异响和冲击等，请不要误判。

自动变速器异响主要有以下几种情况：

（1）驻车挡（P）或空挡（N）自动变速器内部有异响，变速杆位于P或N位时，自动变速器的旋转部件包括变矩器、油泵、涡轮、自动变速器输入轴部件，异响可能来自这些部件。将变速杆分别置于R位和D位，踩下制动踏板，使车辆停止不动，变矩器内的涡轮及自动变速器输入轴不转，如果异响消失，说明涡轮轴及自动变速器输入轴上的旋转部件产生异响；如果异响仍然存在，说明故障在变矩器或油泵上。

（2）变速杆在P位或N位时，自动变速器内部没有异响，但挂倒挡（R）或前进挡（D）且车辆静止不动时有异响，只要发动机运转，变矩器就一直驱动油泵旋转，在驻车挡（P）或空挡（N）时没有异响，说明油泵正常。在P/N挡，变矩器泵轮驱动涡轮旋转，此时变速器内部没有挡位啮合，自动变速器输入轴是在空转，所以，泵轮和涡轮的转速几乎相同，这一点用诊断工具读取并对比发动机转速（等于泵轮转速）和自动变速器输入轴转速（涡轮转速）可以得到验证，此时诊断工具上显示的TCC滑差几乎是0。当挂倒挡（R）或前进挡（D）且车辆静止不动时，变速器输入轴停止旋转，只有变矩器内部的泵轮和涡轮间在打滑，所以异响时来自变矩器内部。这种情况往往出现在翻新过的变矩器或翻新后产期放置的变矩器。

（3）大负荷急加速时自动变速器有异响，这种异响在变速杆置于P位或N位时消失，只是在变速杆置于P/N位且大负荷急加速时才产生异响。

可按以下步骤判断故障所在：

（1）将变速杆置于D位或R位，拉紧驻车制动，一只脚踩下制动踏板，另一只脚执行“踩下—放松—踩下—再放松加速踏板”循环，迫使变矩器有一个较大负荷。如果自动变速器仍有异响，且异响随着负荷的变化而变化，说明故障在变矩器内部。这种异响一般有两种，一是“嗡”的噪声，如果自动变速器油面正常、滤清器没有堵塞且冷却流量正常，基本可以判断是变矩器内部故障。另一种是金属撞击声，有可能是变矩器内部的导轮与涡轮或泵轮间发生干涉，可进一步检查油底壳中是否有磨损下来的金属粉末以确诊。如果进行以上试验是没有异响，进行下一步检查。

（2）分别将变速杆置于R、D、3、2、1（或S、L）各位行驶，在行驶中急加速，如果各个挡位都有异响，说明是行星齿轮机构、主减速器或差速器异响（前驱）；如果只是在某个挡位有异响，检查该挡位执行元件。

（3）只要车辆行驶，就会产生异响。

在车辆静止时，无论变速杆置于任何位置，自动变速器都没有异响；只有在车辆行驶时，无论是在任何挡位，变速器都发出异响。这说明异响来自输入轴上的旋转部件、行星齿轮机构、差速器或主减速器（前驱）。

（4）个别挡位异响首先要通过路试，以确认是哪一个或哪几个挡位有异响，然后根据该自动变速器的执行原件表，找出那些执行原件或齿轮参与该挡位的动力传递，再找出上述哪些原件还参与了没有异响挡位的工作，则这些原件不是故障原件，其余为产生异响原件，这些部件及其间的推力轴承、垫片都是需要重点检查部件。

如果是只有在定挡位放松加速踏板时才有异响，则需检查该挡位单向离合器是否双向卡滞。单向离合器在它负责的挡位上，当踩下加速踏板时处于锁止状态，放松加速踏板时处于打滑状态且没有发动机制动。如果此单向离合器卡滞，放松加速踏板时，可能会产生发动机制动或运转干涉，同时产生异响。

（5）锁止异响。

当车辆达到一定的车速、自动变速器达到一定的温度、自动变速器升到一定的挡位后，变矩器锁止离合器（TCC）就会接合，变矩器锁止离合器接合控制不良会产生冲击、车辆颤抖或异响，这可通过有经验的试车员得到确认，也可以通过诊断工具帮助确认异响是否是TCC接合所致。锁止异响的原因主要是变矩器内锁止离合器的磨损或控制不良。锁止离合器磨损需要更换变矩器；对于TCC控制不良产生的异响，可更换TCC控制电磁阀、清洗或更换阀体及更新ECU控制软件等方法消除TCC接合异响。

四、学习小结

（1）当一台自动变速器出现故障以后，我们首先应对其进行一些必要的常规检查，这相当于医疗诊断中的“预诊”，即为下一步诊断工作做好充分的准备，以确定病因的范围。

（2）常规检查的实质就是一个询问与了解的过程，主要对汽车的运行状况进行摸底，如常行驶的区域、路况、维修与保养情况，故障出现时的规律与征兆（温度、负荷、挡位、偶发性等）。做好了初步准备工作，也为下一步的检查诊断打下了基础。

（3）自动变速器的内部故障大致可分为电气故障、机械故障和液压故障。对于电气系统的故障我们可以借助相关的解码器进行读码排除，也可以用手动换挡试验（大部分自动变速器都有保挡功能，即电气系统发生故障后，可保证其基本挡位的运行）进行简单的区分。机械故障与液压故障的排除相对难度大一些，可以借助设备（自动变速器综合性能检验台）、通过对试验的分析（自动变速器主要的试验有油压试验、失速试验、时滞试验、道路试验等），找出内部故障点根本所在。

（4）自动变速器常见的故障诊断。（略）

五、任务分析

本情境中，挂挡后车辆不行驶，首先要确认是发动机原因还是变速器原因。确认是自动变速器原因后，再根据自诊断系统判定是电控原因还是机械原因。如果是机械原因，自动变速器是汽车上最复杂的总成之一，应按故障诊断流程进行诊断，必要时分解变速器进行检修。

六、自我评估

1.填空题

（1）自动变速器的内部故障大致可分为________故障、________故障和________故障。

（2）自动变速器主要的试验有油压试验、________试验、________试验、道路试验等。

2.判断题

（1）自动变速器油不会导致挂挡不能行驶。（　　　）

（2）挂挡后车辆不能行驶，原因一定出在自动变速器。（　　）

（3）检查主油路油压时，应启动发动机，将选挡杆拨至前进挡或倒挡位置。（　　）

（4）发动机怠速过高，可能导致自动变速器换挡冲击。（　　）