福克斯4F27E自动变速箱维修手册 (1)

目录 目录 (1) 1.2自动变速器 (2) 1.2.1 4F27E变速器简介 (2) 1.2.2 4F27E变速器内部结构 (2) 1.2.3 4F27E变速器执行元件工作 (13) 1.2.4 4F27E变速器电子控制系统 (15) 1.2.5 检查与调整 (18) 1 福克斯自动变速器的控制原理与常见故障 作者:李超年级:2013级汽车检测与维修技术地址:昆明工业职业技术学院 1.2.1 4F27E变速器简介 4F27E自动变速驱动桥,是一种设计用于前轮驱动车辆的电子控制4速变速驱动桥,目前此款变速器装配在1.8L和2.0L排量的福克斯上。 4F27E代表的是: 4 – 4个前进驱动档位 F –前轮驱动 27 –最大输入扭力365 Nm (270 lb-ft) E –全电子控制。 变速器基本参数 1.2.2 4F27E变速器内部结构 4F27E变速箱的机械传动系统的内部结构为: 一组行星齿轮组—复合式行星齿轮组 一组制动器—低/倒档制动器 一组制动带—2/4档制动带 一组单向离合器—低档单向离合器 三组摩擦片式离合器—前进档离合器/倒档离合器/直接档离合器 输出轴差速装置 复合式行星齿轮组 4F27E采用了一组复合式行星齿轮组,该类型的行星齿轮组的特点是前行星轮架与后齿圈一体运转,而后行星轮架与前齿圈一体运转。前后的行星轮和太阳轮则是互相独立的。基本结构如下图所示。 低倒档制动器/单向离合器/行星齿轮组 编号名称编号名称 1 低/倒档制动器活塞11 低档单向离合器 2 低/倒档制动器回位弹簧12 卡环 3 低档单向离合器内座圈13 前齿圈 4 低档单向离合器固定环14 前行星齿轮/后齿圈总成 5 低/倒档制动器波形片15 前行星托架推力轴承 6 低/倒档制动器钢片16 卡环 7 低/倒档制动器摩擦片17 前太阳齿轮 8 低/倒档制动器压片18 前太阳齿轮推力轴承 9 低/倒档制动器卡环19 后行星齿轮总成 10 低档单向离合器固定器20 卡环 前进离合器 编号名称编号名称 1 涡轮轴 6 前进离合器钢片(4) 2 前进离合器活塞7 前进离合器摩擦片( 4) 3 前进活塞回位弹簧8 前进/直接离合器压片(1 ) 4 前进离合器平衡活塞9 前进离合器固定卡环(可选) 5 前进离合器平衡活塞卡环10 前进离合器鼓 倒档离合器/直接档离合器/2-4制动带 输出齿轮及差速机构 编号名称编号名称 1 差速器轴承调隙片14 传输轴滚子轴承套 2 差速器轴承套15 传输轴锥形滚子轴承 3 差速器锥形滚子轴承16 传输轴轴承总成 4 差速器轴承总成17 传输轴齿轮总成 5 输出轴速度(OSS)传感器环18 传输轴油斗 6 差速器齿轮总成19 变速箱最终驱动齿轮 7 小齿轮推力垫片20 最终驱动锥形滚子轴承 8 差速器小齿轮21 最终驱动轴承套 9 差速器边齿轮22 最终驱动轴承总成 10 差速器边齿轮推力垫片23 最终驱动间隙件 11 锁定销24 最终驱动卡环 12 差速器小齿轮轴25 最终驱动固定螺帽 13 传输轴滚子轴承调隙片 油泵 4F27E变速箱采用转子式齿轮油泵,由变扭器直接驱动。 控制阀体 控制阀体分为上阀体、中阀体、下阀体三个部分。上阀体包含3个滑阀式机械阀,中阀体包含6个滑阀式机械阀,下阀体包括6个电磁阀。依靠6个电磁阀和9个机械阀体来控制低/倒档制动器、前进离合器、倒档离合器、直接档离合器、2-4制动带以及液力变矩器离合器的油压。 此外,阀体上还有一个蓄能缓冲器,变速箱壳体上还有与阀体配合作用的两个蓄能器和一个制动带伺服器。 主控制阀体的结构如下图。 变速器控制电磁阀 6个电磁阀共分为三个类型:开关型、占空比型、电子压力控制型(EPC)。 电磁阀SSA、SSB为开关型电磁阀(ON/OFF型),通过电流的通断控制液压施加到不同的油道,从而控制离合器或制动器等执行部件,在OFF状态下无液压流;SSC、SSD、SSE为占空比型(PMW型),利用调整电流脉宽来控制各执行部件的液压,在OFF状态下 为全液压流;EPC也叫VFS电磁阀,主要控制主管路压力,确保在所有的操作状况下,管路中都有足够的液压。 在下阀体上电磁阀安装的相应位置,标有对应插头的颜色标记。SSA为自然色插头(N), SSB为黑色插头(B),SSA、SSB为单线;SSC为自然色插头(N),SSD为蓝色插头(L), SSE为绿色插头(G),SSA、SSB、SSC为双线,搭铁线就在下阀体上搭铁;EPC为黑色 插头(B),双线回路控制。 滑阀式机械阀 9个滑阀式机械阀包括手控阀、主压力调制器阀、电磁调制器阀各1个,旁通阀、变扭 器释放阀、变扭器锁定与3-4换档阀各2个。 手控阀 由排档杆控制。根据驾驶者 挂档位置不同,提供D、N、 R三种油路,分别对应前进档、 空档和倒挡。 手控阀的输入液压为油泵所提 供的液压 主压力调制器阀Array 与EPC配合调制管路压力 输入压力为油泵液压 输出液压到变扭器释放阀、锁 电磁调制器阀 输出液压到旁通阀和3-4换档阀 旁通阀(2个) 控制的压力有: ? 低倒档制动器液压 ? 制动带伺服器液压 ? 直接档离合器液压 变扭器释放阀(2个) 其中一个控制SSA 、SSB 的输入压力, 必要时起卸压作用 另一个控制变扭器锁定阀的输入压力, 防止变扭器的前后腔压力过高。 变扭器锁定与3-4换档阀(2个) 3-4换档阀控制制动带释放侧的 液压 变扭器锁定阀控制变扭器离合器 的前后腔的液压,以控制TCC 分离与结合 电磁调制器阀 旁通阀 变扭器释放阀 变扭器锁定阀 3-4换档阀 伺服蓄能缓冲器 阀体上有1个伺服蓄能缓冲器,安装阀体位置的变速箱壳体上有另外2个伺服蓄能 缓冲器。每个伺服蓄能缓冲器都有蓄压弹簧。壳体上的两个蓄能缓冲器各有2个弹簧,4个弹簧都是各不相同的,拆卸与安装时注意不要弄错。 制动带伺服器 制动带伺服带有一个回位弹簧。伺服器 的液压腔分为释放腔和结合腔。结合腔有液压二释放腔没有液压时,制动带就会作用。其它液压情况下制动带均不作用。 1.2.3 4F27E变速器执行元件工作表 1.2.4 4F27E变速器电子控制系统 4F27E自动变速驱动桥采用了全电子控制来实现自动换档。 控制流程 换档模式控制 福克斯搭载的4F27E变速箱允许手动换档和自动换档。 自动换档有"快放模式"和"下坡模式"等换档模式。快放模式下,驾驶员快速松开油门时,变速箱不会立即升档,以保持车速稳定和较好的发动机制动效果;下坡模式时,当变速箱控制系统接到制动信号会自动降低至较低档位,以保持良好的发动机制动效果,增强行车安全。 手动模式允许手动加减档(必须符合升降档的条件)。在手动模式下,可以2档起步,方便在 湿滑地面顺利起步。 4F27E拥有电子同步换档功能(ESSC),也就是在换档操作中,控制系统允许两个执行部件在同一时间动作(例如某个执行部件结合,而另一个则被释放),以避免急促的换档,减缓换档冲击。另一方面,ESSC会监测换档操作时间,若变速箱因内部磨损等原因导致换档时间偏离了标准值,则TCM会根据检测到的换档时间的变化,调整换档操作和管路压力与当前换档时间同步。 电子元件及信号介绍 变速器控制模块TCM 4F27E变速箱采用TCM(变速箱控制模块)作为控制中枢。TCM位于发动机舱防火墙的正中央。 TCM接收到各类输入信号之后,对信号进行处理,将换档信息传递到电磁阀,实现自动换档。TCM除了对信息的输入输出要处理外,也提供相关的警告信息和诊断信息。 TSS涡轮轴转速传感器 TSS传感器位于变速箱输入轴之上的变速箱外壳上。 TSS传感器是一种电磁感应式传感器,它能够感应变速箱输入轴转动的速度。 如果TSS传感器失效,输出轴转速(OSS)传感器的信号会作为代替信号之用。但车载诊断系统会记录故障码,并点亮警告灯。 OSS输出轴转速传感器 OSS传感器位于差速器转子上的变速箱外壳上。 OSS传感器也是一种电磁感应式传感器,它能够利用差速器上的转子侦测车速。 如果OSS传感器失效,TSS传感器的信号会作为代替信号之用。但车载诊断系统会记录故障码,并点亮警告灯。 某些变速箱的OSS同时作为车速信号源。但是福克斯的车速信号并非来自于OSS,而是取自于ABS轮速传感器。 TFT变速箱油温度传感器 变速器油温传感器(TFT)是一个热敏电阻(对温度敏感的电阻),TFT传感器是电路的一部分,TCM监控该电路的电压以确定变速器油温。在极冷和极热的变速器油温下,TCM 根据从TFT传感器信号电路中所测得的电压值来控制管路压力、换档规律和TCC。 TR档位开关 TR传感器是位于变速箱外壳的手动轴上。如果连接被切断,车辆将无法起动 制动开关/换档锁电磁阀 当点火开关开启后,手动排档杆换档锁电磁阀会在采下制动踏板后作动(来自制动灯开关的信号)。这会使锁定销后缩,使手动排档杆能够从位置"P"中移出。 手动换档信号 通过排档杆的手动模式开关以及增档和减档开关,将信号传至TCM,TCM根据当前的车速决定是否按照操作者的意愿换档。 其它信号 TCM还需要发动机的某些输入信号,例如节气门信号,空气流量/进气温度信号,冷却液温度信号,电子点火信号,曲轴位置信号等,来控制换档时序。这些信号都是通过CAN 进行网路传输。 电磁阀信号 TCM根据输入信息,将换档输出信号传递给6个电磁阀,控制四个前进档和一个倒挡。电磁阀信号也是变速箱最重要的输出信号。 SSA、SSB为开关型电磁阀,OFF状态下无液压流;SSC、SSD、SSE为PMW电磁阀,OFF状态下为全液压流;EPC OFF状态下为最大压力,通电时间越长,输出压力越低。 警告与提示信号 TCM会将档位信息、故障警告信息等通过CAN传输到仪表,并将这些信息显示在仪表上。 诊断通讯系统 利用专用诊断工具,通过诊断接口可以实现对TCM的校正、编程、故障诊断等操作。 1.2.5检查与调整 变速箱油的检查 在正常状况下,并没有需要检查变速箱油的高度(定期保养时有必要)。不过,如果变速箱的功能不正常,变速箱可能打滑、换档缓慢或可能有漏油的迹象,就应该检查油面的高度。 注意: 如果油面高度在油面高度指示器的底线之下,且周遭的温度高于10°C (50°F),车辆就不应行驶。 自动变速箱油在热的时候会膨胀。为能获得正确的油面高度,驾驶车辆约30 km (20 miles),使车辆达到正常操作温度为止。 如果车辆已经以高速行驶了一段时间、在炎热的季节中,在城市中行驶或拖曳尾车,则应使车辆停止约30分钟,使变速箱油在检查前冷却。 不正确的油面高度会影响变速箱的操作,且可能会造成变速箱的损坏。 检查步骤为: 1) 驾驶车辆30 km (20 miles),或直到车辆达到正常操作温度。 2) 将车辆停放在平坦的地面上,并作用驻车制动。 3) 踩住制动,起动发动机并将排档杆移过所有的档位。其间需有足够的时间使齿轮啮合。 4) 将排档杆置于"P"位置并让发动机运转。 5) 取出油面高度指示器,并用没有线头的布将它擦拭干净。 6) 安装油面高度指示器,确认它完全的与添加管密合。 7) 取出油面高度指示器。油面应在指定的范围之内。 排档杆拉索调整 将排档杆换至“D ”(驾驶)位置。 ①. 最高油位高度 ②. 正常油位范围(66°C-77°C) ③. 最低油位高度 松开排档杆拉索调整机构固定夹。 注意:变速箱档位(TR)传感器必须与变速箱排档杆对齐。 将变速箱排档杆移至“D”(驾驶)位置(图中TR传感器已拆除)。 注意:确认排档杆拉索调整机构已锁定。 将排档杆拉索调整机构固定夹完全压下。 起动发动机并将排档杆排入所有的档位。在移入各档位时,等待各档位足够啮合的时间。 检查排档杆位置指示灯是否与排档杆的位置一致,视需要重复调整程序。 将排档杆移入“P”(驻车)位置并关闭发动机。 1.2.6诊断与维修 诊断策略 认识、了解客户所发现的问题 检查变速箱油的状况 按照客户的说明,操作车辆,确认故障问题是否存在 检查换档连杆的调整是否正确 确认是否有与问题相关的技术通报或者更新技术资料 执行自测 实施其它测试 机械维修 在变速箱故障诊断过程中,一定要先确认故障点是否真的属于变速箱系统,例如某些异响,或者发动机故障,从表面看起来也许都会直接影响到变速箱。另外一点就是,在变速箱的故障诊断中,一定要先利用专用工具进行电气检测。因为变速箱的电气故障相对于机械故障来说发生概率要大一些,处理起来也要容易一些。变速箱的拆解检查和机械维修应该是最后的办法。 初步检查 变速箱油的检查 ?变速器油液应该在标准范围内,高油面高度: 过高的油面高度,会使油因为内部转动零件的搅动而起泡沫。这会造成不稳定的控制压力、或者油从通风管泄漏,直至变速箱损坏。如果油面指示过高,则应该调整油面至正确的高度。 ?低油面高度: 低油面高度会造成变速箱的啮合不良、打滑或损坏。这也表示可能有变速箱油封或垫片漏油。 ?添加油 注意:使用任何其它非指定种类的变速箱油,会造成变速箱的损坏。 如果需要添加油,则从添加管每次添加0.25L (1/2 pint)的油。不可添加过多的油。油的规格必须符合规定的标准。 检查油的状况 1)观察油的颜色。 在正常状况下的颜色应该是淡红色或品红色,而不是棕色或黑色。若为棕色或黑色,则可能在变速箱内部发生了磨损,或者变速箱油变质。若颜色很淡,则也有可能氧化或者进水。 2)检查油的气味。 正常状态下,变速箱油是无味的。若有焦糊味,则变速箱内部磨损,若有恶臭,则证明变速箱磨损或者变速箱油进水、氧化、变质等。 3)检查污染状况。 推荐采用"滴油法"进行污染物判断。将少许变速箱油滴在吸水性较强的纸上,若发现固态物,则应该拆除变速箱油底壳进一步检查,确认变速箱内部是否磨损。如果在变速箱油底壳的底部发现有受到污染的油或变速箱故障,则必须分解变速箱作完整的清洁。 路试 这个测试能够确认换档控制系统操作是否正常。 1) 将发动机与变速箱暖机至正常操作温度。 2) 将排档杆置于D位置,使车辆行驶。 3) 在最小的节气门开度下观察升档发生时,与扭力转换器啮合的速度。请参阅下面的换 档速度表。 4) 将加速踏板踩到底,使节气门全开(WOT)。随车速的不同,变速箱应会从3档换至2 档,或从3 档换至1档,且扭力转换器离合器应会释放。在手动模式下进行换挡测试。测试车速需满足换档时刻表的车速要求。 换档速度表 油压/失速测试 管路压力 档位怠速(kPa)怠速(psi) 管路压力诊断表 失速转速 失速转速诊断表 电磁阀/传感器的检查 在4F27E型变速器上,可以使用万用表来测量电磁阀/传感器的阻值,来判断电磁阀/传感器的状态。 各电磁阀/传感器的阻值标准为: 其它传感器 压缩空气测试 用来测试执行器的工作状况和油路密封状况。 即使变速箱油压是正确的,如果离合器或带不作用,车辆也不会行使。不正常的换档状况,可以使用空气压力代替液压作一系列的检查,来判断故障的位置。 依据此程序,将空气压力导入各种的测试板通道,来判断不作动的离合器或带。 注意:仅可使用干燥、稳定的40 psi (最高)空气压力。 将空气作用于适当的通道。当组件作用时,可以感觉或听到一种沉重的重击声,或可以感觉到运动。当组件完全作用后,应不会听到嘶嘶声。 1) 排放变速箱油并拆除变速箱油底壳。 2) 拆除主控制阀体。 3) 安装变速箱测试板与垫片。利用变速箱油底壳螺栓来固定测试板。锁紧螺栓至10 Nm (89 lb/in)。 4) 作用空气至适当的离合器孔(参阅图示)。当组件作用或释放时,可以感觉或听到一种 沉重的重击声,或可以感觉到运动。如果离合器油封或单向球阀有泄漏,会听到一种嘶嘶声。 如果测试结果发现服务器未动作,则分解并清洁并检查它们,找出问题的原因。 如果作用于离合器通道的空气压力无法使离合器作动,或同时的操作另一个离合器,则分解并利用空气压力检查中央支架与离合器中的油道,找出阻塞的位置。 26