传动系的检测与诊断.docx
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传动系的检测与诊断
传动系的检测与诊断
汽车底盘包括传动系、行驶系、转向系和制动系。
汽车底盘的技术状况，直接关系到整车行驶的操纵稳定性和安全性，同时还影响发动机的动力传递和燃油消耗。
常用的汽车底盘检测设备有：
离合器打滑频闪测定仪、传动系游动角度检测仪、车轮定位仪、四轮定位仪、车轮动平衡仪、悬架和转向系检测仪、悬架装置检测台等。
随着科学技术的发展，这些检测设备已大量采用光、机、电一体化技术，并采用微机控制，有些还具有智能化功能或专家诊断系统。
正确的使用这些检测设备，可以保证在汽车底盘的维修中获得可靠的技术数据，从而保证底盘有效的工作。
一、传动系的检测
传动系包括离合器、变速器、万向传动装置、主减速器及差速器等部件，在汽车运行过程中，传动系功能会逐渐下降，出现异响、过热、漏油及乱档等故障。
对传动系及时进行检测、诊断、维修，可确保汽车正常运行和安全行驶。
在汽车不解体的情况下，使用仪器既可以检测传动系的技术参数，如滑行距离、功率消耗和游动角等，还可以对传动系的主要部件进行检测诊断，如离合器是否打滑、各部分游动角、各部分异响和变速器是否跳档等。
（一）传动系滑行距离的检测
传动系滑行距离可在惯性式底盘测功试验台上进行检测，也可用五轮仪在道路试验中进行。
测试前要求发动机运行至正常温度，当试验速度达到设定滑行初速度时，变速器置空档，滑行到车轮停转为止，测出滑行距离和滑行时间即可。
（二）传动系功率消耗的检测
传动系功率消耗可在惯性式底盘测功试验台上进行检测。
在测完驱动车轮的输出功率后，立即踏下离合器踏板，利用试验台的惯性反拖传动系运转，既可测出在一定车速下的传动系消耗功率。
（三）离合器打滑的检测
离合器打滑会使发动机的动力不能有效的传递到驱动轮上，并使离合器磨损加剧、过热、烧焦甚至损坏。
使用离合器频闪测定仪可检测离合器是否打滑。
1．测定仪的结构与工作原理
离合器打滑频闪测定仪主要由透镜、闪光灯、电阻器、电容器、传感器和电源等组成，如图3-1所示，电源可采用汽车蓄电池。
图3-1离合器打滑频闪测定仪
1-环；2-透镜；3-框架；4-闪光灯；5-护板；6、9、11、12、18-隔板；7-电阻器；8、10-电容器；
13-二极管；14-支持器；15-座套；16-变压器；17-开关；19-导线；20-传感接头
该仪器由发动机火花塞的高压电极输入电脉冲信号，火花塞每跳火一次，闪光灯就亮一次，闪光频率与发动机转速成正比。
离合器不打滑时，传动轴上设定点会与闪亮点同步动作，传动轴似乎处于不转动状态。
否则，轴上设定点转速会滞后于闪亮点动作，而说明离合器存在打滑现象。
2．测定仪的使用方法
离合器打滑的检测可以在底盘测功试验台上或车速表试验台上进行，无试验台的可支起驱动轮进行。
检测时，在传动轴上作一标记点，变速器应挂入直接档并踩下加速踏板，使车轮原地运转，必要时可给试验台滚筒增加负荷或使用行车制动器，以增加驱动论和传动系的负荷。
将闪光灯发出的光亮点投射到传动轴上的标记点。
若离合器不打滑，传动轴上标记点与光亮点同步。
若离合器打滑，则传动轴上标记点与光亮点不同步。
（四）传动系游动角度的检测
汽车传动系游动角度常用指针式游动角度检测仪和数字式游动角度检测仪进行检测。
1．指针式游动角度检测仪及检测方法
（1）仪器的结构与工作原理
指针式游动角度检测仪是由指针、刻度盘、测量扳手等组成。
在测量过程中，指针固定在驱动桥主动轴上，刻度盘固定在主减速器壳上，如图3-2a所示。
测量扳手一端带有U型卡嘴，以便卡在十字万向节上。
为了适应多种车型，卡嘴上带有可更换的钳口。
测量扳手另一端有指针和刻度盘，可指示转动扳手的转矩值，如图3-2b。
检测传动系游动角度时，将检测扳手卡在万向节上，用不小于30N·m的转矩转动，使之从一个极端位置转到另一个极端位置，刻度盘上指针转过的角度即为所测游动角度值。
（2）仪器的使用方法
①检测驱动桥的游动角度变速器挂空档，驻车制动器松开，驱动轮制动，将测量扳手卡在驱动桥主动轴万向节的从动叉上，即可测得驱动桥的游动角度。
②检测万向传动装置的游动角度与测驱动桥游动角度的方法基本相同，只是扳手卡在变速器后端万向节的主动叉上。
此时获得的游动角度减去驱动桥的游动角度，即为万向传动装置的游动角度。
③检测离合器和变速器的游动角度放松制动器，离合器处于接合状态，视必要可支起驱动桥。
测量扳手仍卡在变速器后端万向节的主动叉上，依次挂入各档，即可获得不同档位下从离合器到变速器的游动角度。
对上述三段游动角度求和，即可获得传动系的游动角度。
图3-2指针式游动角度检测仪
a）指针与刻度盘的安装；b）测量扳手
1-卡嘴；2-指针座；3-指针；4-刻度盘；5-手柄；6-手柄套筒；7-定位销；8-可换钳口
2．数字式游动角度检测仪及检测方法
数字式游动角度检测仪的检测范围为0°～30°，使用的电源为直流12V。
（1）仪器的结构与工作原理
数字式游动角度检测仪由倾角传感器和测量仪两部分组成，两者以电缆相连。
①倾角传感器倾角传感器的作用是将其外壳随传动轴游动之倾斜角转换为相应频率的电振荡。
传感器外壳是一个长方形的壳体，其上部开有V形缺口，并配有带卡扣的尼龙带，因而可方便地固定在传动轴上。
传感器壳内的装置如图3-3所示。
图中弧形线圈固定在外壳中的夹板上，弧形铁氧体磁棒通过摆杆和心轴支承在夹板的两轴承上，因此可绕心轴轴线摆动。
在重力作用下，摆杆与重力方向始终保持某一夹角α0。
当传感器外壳倾斜角度不同时，弧形线圈内弧形磁棒的长度亦随之不同，产生的电感量亦不同，因而也就改变了电路的振荡频率。
可见，传感器实际上是一个倾角-频率转换器。
为使传感器摆动后能迅速处于平衡状态，传感器外壳内装有变压器油。
②测量仪测量仪是一台专用的数字式频率计，由于采用了与传感器特性相应的门时和初始置数的措施，因而能直接显示传感器的倾角。
图3-3倾角传感器结构示意图
1-弧形线圈；2-弧形铁氧体磁棒；3-摆杆；4-心轴；5-轴承
仪器采用PMOS数字集成电路。
由传感器送来的振荡信号经计数门进入主计数器，在置成的补数基础上累计脉冲数。
计数结束后，在锁存器接收脉冲作用下，将主计数器的结果送入寄存器，并由萤光数码管将结果显示出来，将游动范围内两个极端位置的倾角读出，其差值即为游动角度。
（2）仪器的使用方法
将测量仪接好电源，用电缆把测量仪和传感器连接好，先按仪器使用说明书的要求对仪器进行自校，再将转换开关扳到“测量”位置上，即可进行实测。
在汽车传动系统中，最便于固定倾角传感器的部位是传动轴。
因此，在整个检测过程中，该传感器一直固定在传动轴上。
①万向传动装置的游动角度把传动轴置于驱动桥游动范围的中间位置或将驱动桥支起，拉紧驻车制动器。
左、右旋转传动轴至极端位置，测量仪便直接显示出固定在传动轴上的传感倾斜角度，将两个极端位置的倾斜角度记下，其差值即为万向传动装置的游动角度。
此角度不包括传动轴与驱动桥之间的万向节的游动角度。
②离合器与变速器及各档的游动角度放松驻车制动器，将变速器挂入选定档位，离合器处于接合状态，传动轴置于驱动桥游动范围中间位置或将驱动桥支起。
左、右旋转传动轴至极端位置，测量仪便显示出传感器的倾斜角度。
求出两极端位置倾斜角度的差值，便可得到一游动角度值。
该游动角度减去已测得的万向传动装置的游动角度，即为离合器与变速器在该档位下的游动角度。
按同样方法，依次挂入各档位，便可测得离合器与变速器各档位下的游动角度。
③驱动桥的游动角度变速器置于空档位置，松开驻车制动器，踩下制动踏板将驱动轮制动。
左、右旋转传动轴至极端位置，即可测得驱动桥的游动角度。
该角度包括传动轴与驱动桥之间万向节的游动角度。
对于多桥驱动的汽车，分别将传感器固定在变速器与分动器之间的传动轴、前桥传动轴、中桥传动轴和后桥传动轴上，可以检测每段传动轴的游动角度。
在测量仪上读取数值时应注意，显示的角度值在0°～30°内有效，出现大于30°的情况，可将固定在传动轴上的传感器适当转过一定角度。
若其中一极限位置为零度，另一极限位置超过30°，说明该段游动角度已大于30°，超出了仪器的测量范围。
3．诊断参数标准
目前，我国尚无游动角度的诊断参数标准，根据国外资料，中型载货汽车传动系游动角度及各分段游动角度应不大于表3-1所列数据（仅供诊断时参考）。
表3-1游动角度参考数据
部位
游动角度
部位
游动角度
离合器与变速器
≤5°～15°
驱动桥
≤55°～65°
万向传动装置
≤5°～6°
传动系
≤65°～86°
二、自动变速器的检测与诊断
自动变速器由液力变矩器、齿轮变速系统、电子控制系统、液力控制系统和换档执行器等组成。
自动变速器是一个比较复杂的系统，且型号各异，应根据各自结构特点和故障现象进行检测与诊断。
（一）自动变速器的检测
自动变速器的检测分为基础检测、失速检测、档位检测、液压检测和道路试验等，目的是通过检测确定变速器的技术状况，找出故障原因及所在部位，采取相应的措施排除故障。
1．常规检测
自动变速器的故障多是由于使用、维修不当造成的。
因此首先应对自动变速器进行基本的检测与调整，既可以解决一些由维护不当引起的故障，又可以为进一步故障诊断提供有用的信息。
（1）发动机怠速时的检测
发动机处于怠速，达正常水温后，当自动变速器置于“N”位时，发动机的怠速是否在规定的范围内。
若怠速过低，当变速器置于“R”、“D”、“2”或“1”位时，会使汽车产生震动，影响乘座的舒适性，严重时会使发动机熄火。
若怠速过高，则会产生换档冲击。
（2）节气门阀拉线的检测
在自动变速器中，节气门阀拉线连接于节气门阀与发动机上的节气门，通过节气门阀的位移量变化，将发动机节气门开度信号转化成节气门的油压信号。
节气门阀拉线的检测主要是检查表征发动机负荷大小的节气门开度，是否准确地反映到自动变速器内部的节气门阀处。
（3）选档机构的检测
驾驶员通过操作选档控制阀实现换档。
若选档控制阀处有故障，将使自动变速器不能正常工作。
首先观察选档机构传动杆件是否变形或有干涉，各连接处是否固定良好等。
再将选档手柄分别挂入每一个档位，靠手柄上的感觉来判断选档机构的工作是否正常。
如手柄进入每个档位时是否灵活自如，进入档位后手柄位置是否正确等。
检测空档起动开关，看发动机是否只在变速器选档手柄处于“N”或“P”位时方可起动，以及倒车灯是否仅在选档手柄处于“R”位时才接通，使倒车灯亮。
检测超速档控制开关，看自动变速器超速档是否正常。
检测强制档开关，看传感器电路部分导线的连接是否良好，强制降档开关安装及开关接通时的节气门开度是否正常。
检测自动变速器油面高度是否在规定范围之内。
2．档位检测
档位检测即为检查自动变速器各个档位的工作情况是否良好，包括手动选档、手动换档和前进换档等。
3．失速检测
自动变速器失速检测是在车速为零的状态下，检测发动机转速的试验。
其目的是通过测取选档手柄置于“D”位或“R”位时的失速转速，检查自动变速器和发动机的整体性能。
（1）进行失速试验之前，应确认发动机加速性能良好，变速器内的油面及油温正常，脚制动器与驻车制动器的性能良好，并用三角木等将车轮挡住，汽车的周围不应有影响安全的人或障碍物。
若车上没有发动机转速表，须加装发动机转速表。
（2）试验时拉紧驻车制动器，同时将制动踏板牢牢踩到底，起动发动机，将选档手柄拉到“D”位，迅速将加速踏板踩到最大加速位置，使发动机转速上升，当发动机转速上升到最大时，记下此时的转速即是失速转速。
不同发动机、不同的液力变矩器的失速转速是不同的，但一般失速转速都在1500～3000r/min之间。
（3）进行失速试验时间不能过长，一般应控制在5s之内，即读完数据后应马上放松加速踏板，并在完成试验后让发动机怠速运转几分钟，使变矩器产生的热量散失，然后再关闭发动机或进行下一次实验。
实验时应注意倾听发动机及自动变速器内部声音的变化，在实验时随着加速踏板的踩下，发动机和变矩器会发出很大的轰鸣声，但不应该由金属撞击声和尖锐的杂音。
4．电控系统组件的检测
检测电控系统线束导线及各接插件是否有短路、断路、搭铁和接触不良等问题，以及各电控组件是否损坏或失效等。
电控组件的检测内容和方法根据车型不同而异，这里主要介绍一些通用的组件损坏可能引发的故障和检查方法。
（1）车速传感器检测车速传感器损坏可能使自动变速器只能以一个档位行驶，不能升档或不能降档，严重时出现频繁跳档。
首先目测传感器有无损伤变形等，然后用万用表测量传感器线圈电阻是否正常。
其阻值因车型不同，一般在几百欧姆到几千欧姆之间。
（2）换档电磁阀检测换档电磁阀有故障会造成不能换档。
检测线圈是否短路、断路或接触不良。
（3）油压控制电磁阀检测测量电磁阀两端的电阻值，一般为3～5Ω。
在电磁阀线圈的两端接上可调电源，改变电压，电磁阀阀芯应移动。
（4）控制开关检测自动变速器的控制开关较多，有超速开关、模式开关、档位开关、制动开关和强制降档开关等。
一般用万用表测量两端子的通、断情况。
档位开关有多组触点，应分别测量。
（5）油温传感器检测检测油温传感器是否短路或断路，以及传感器的电阻、温度值与标准是否相符。
5．液压检测
关闭发动机，将变速器置于“P”位置，拆下需要测试油压的接点堵头，再接上油压测试管接头，然后接上油压软管及油压表（量程为0~3MPa）。
起动发动机，使变速器处于油压被测状态，检查管接头和油管的连接是否可靠，有无漏油。
待变速器的油温达到正常工作温度后，在各种工况下测试并记录油压标定数值，通过比较测量值与标准值的差异，判断系统的工作情况。
6．道路试验
上述检测均属正常情况下，可以上路进行试验。
进行道路实验前，应对汽车外观及安全项目进行检查，并对发动机润滑油和自动变速器油进行检查，使之达到要求。
道路试验一般进行如下项目的检测：
（1）起步工况检测；
（2）汽车加速驱动传动性能检测；
（3）匀速行驶传动系性能检测；
（4）大负荷高速行驶传动系性能检测；
（5）汽车变速器减速滑行性能检测；
（6）自动换档检测；
（7）发动机制动性能检测；
（8）强制降档功能检测；
（9）液力变矩器锁止功能检测；
（二）自动变速器常见故障的诊断
自动变速器的故障有：
汽车不能行驶、自动变速器打滑、换档冲击、升档过迟、不能升档、频繁跳档、不能强制降档、挂档后发动机熄火、无超速档、无前进档、无锁止、无倒档和自动变速器异响等。
导致自动变速器故障的原因很多，诊断时必须认真分析，切不可盲目拆修。
1．汽车不能行驶的故障诊断
（1）故障现象
无论操纵手柄位于倒档或前进档，汽车都不能行驶；汽车起动后只能行驶一段路程，热车后就不能行驶。
（2）故障原因
①换档操纵手柄及手动阀滑摇臂之间的连杆或拉锁松脱，使手动滑阀保持在空档或停车位置。
②自动变速器油底壳被撞坏，自动变速器漏油使液面过低。
③油泵进油滤网堵塞或油泵损坏。
④主油路严重损坏。
（3）故障诊断与排除
汽车不能行驶时，首先检查换档操纵手柄及手动阀滑摇臂之间的连杆或拉锁是否松脱，位置是否合适。
检查自动变速器的液面高度，若过低应查找漏油原因及部位，及时修补和补充油液。
检查主油路油压，若油压过低应进一步检查输入轴、输出轴和行星齿轮机构，损坏部位应进行修理或更换。
检查油泵进油滤网是否堵塞，必要时进行清理或更换。
检查油泵是否损坏，若油泵损坏，应修理或更换。
2．自动变速器打滑
（1）故障现象
变速器打滑造成驱动无力，当汽车起步时踩下加速踏板，发动机的转速很快升高，但车速升高缓慢；行驶中踩油门加速时，车速不能随发动机转速上升而迅速提高；汽车在平坦道路上行驶时基本正常，但上坡无力，且发动机转速异常高。
（2）故障原因
①自动变速器漏油使液面太低。
②自动变速器油面太高，运转中被行星齿轮机构剧烈搅动后产生大量气泡。
③离合器、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露，造成供油压力过低。
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。
（3）故障诊断与排除
①确保自动变速器油面高度符合规定。
②自动变速器油液若有大量气泡，则是因油压油温过高，行车中应停车降温或拆检变速器。
③检查离合器、制动器摩擦片、制动带磨损情况，若磨损严重、变形或烧焦，应及时修理或更换。
④检查单向离合器是否打滑，若打滑应拆开检查滚柱或内外齿圈。
⑤检查离合器或制动器活塞密封圈情况，若漏油应更换密封圈。
3．自动变速器换档冲击过大
（1）故障现象
在汽车起步时，由停车档或空档挂入前进档或倒档时，汽车自动变速器的动作不良，并产生很大的冲击震动；在汽车行驶过程时，自动变速器换档过程中出现较大的冲击现象。
（2）故障原因
①发动机怠速过高。
②节气门拉索或节气门位置传感器调整不当，或主油路调压电磁阀有故障，使主油路压力过大，液压系统工作不良。
③变速器与发动机的支承胶垫磨损，连接螺栓松动，传动系的间隙过大或松旷。
④蓄压器故障及作用在蓄压器背部的减振缓冲油压不正常。
⑤换档执行组件如制动器或离合器的摩擦组件的工作间隙不正常；单向离合器打滑或锁止不良而出现运动干涉；换档前的离合器或制动器的分离时间过长或分离不彻底等。
⑥自动变速器的换档点不正确。
⑦油压电磁阀不工作。
⑧电控部分故障。
（3）故障诊断与排除
首先检查自动变速器怠速，若过高应进行调整。
检查节气门拉索或节气门位置传感器，若不当应进行调整。
检查主油路油压，若主油路压力过大或液压系统工作不良，应拆开调压阀修理。
检查自动变速器各调整部位是否合适，控制电磁阀、换档执行组件及电子控制系统是否有损坏、断路及短路故障，若有故障应及时进行排除。
4．自动变速器异响
（1）故障现象
在汽车行驶时，自动变速器内始终有异响，而停车挂空档后异响消失。
（2）故障原因
①油泵磨损过度，自动变速器油面过高、过低。
②液力变矩器的锁止离合器、导轮及单向离合器等损坏。
③行星齿轮机构有故障。
④换档执行组件异响。
（3）故障诊断与排除
自动变速器的异响主要发生在机械和液压两个系统上。
异响声源主要有：
齿轮机构、轴承、油泵、摩擦片、主减速器及液力变矩器液流噪声等。
诊断时首先应确定异响声源的部位，再进行相关零部件的故障排除。
①首先检查自动变速器油液面高度，若过高或过低应进行调整。
②确定异响部位，若前部异响，则油泵、液力变矩器、锁止离合器、导轮及单向离合器等有故障，应拆开进行修理。
③若后部异响，则行星齿轮机构有故障，应拆开进行修理。
④若换档时有异响，则换档操纵机构、离合器和制动带等换档执行组件有故障，应拆开进行修理。
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