自动变速器故障树诊断方法分析常见故障.docx
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1、自动变速器故障树诊断方法分析常见故障第3章 故障树分析法的简介 随着科技的不断发展,自动变速器在汽车上的应用已经越来越普及。但是,自动变速器的总体结构复杂以及多变的挡位机械传动和油路循环,使维修起来存在一定的困难。若以故障树分析法,根据其组成,分别对故障现象件进行故障分析,分析故障模式和引起该模式的直接原因、次级原因及最基本的原因,建立故障树,则使维修变得简单易行。同时故障树分析法也是本设计的重要诊断方法之一。 3.1故障树诊断方法的简介 故障树分析法是一种将系统故障形成的原因由总体至部分逐级细分的分析方法。它能分析可能造成系统故障的各种因素(包括硬件、软件、环境及人为因素),其目的在于判明基
2、本故障、确定故障原因和故障发生的概率。由于用于表示故障因素间逻辑关系的图形很像一倒放着的树枝,因此又称为树枝图分析法。目前,故障树分析法已经是常用的汽车诊断分析方法。 故障树分析法用于汽车诊断,不仅可根据汽车故障与引起故障的各种可能原因之间的逻辑关系构成逻辑框图,并据此对故障原因进行定性分析;还可以在此基础上,运用逻辑代数对故障出现的可能性大小进行定量分析。 故障分析程序简图如图3-1所示。 3.2故障树的建立 常用符号 建立故障树时,常把所研究的故障和引起故障的原因统称为事件,并根据事件的不同性质分为4类,即:要分析的故障事件、暂时不分析和发生概率很小的事件、偶尔性非故障事件、基本事件4类。
3、汽车的各系统和零部件之间是相互联系的,因此上述事件之间也是相互关联的。事件之间的关系通常有两种:“与”逻辑关系和“或”逻辑关系。事件性质和事件间的逻辑关系常用规定符号表示,见表3-1。 建立故障树时,首先要分析的故障事件扼要地写在故障树顶端,记为“T”,称为顶事件;把与故障事件有直接关系的事件作为第二级事件并写在顶事件下方,记为“A”;继续分析还可以列出第三级、第四级、,直至列出不能继续分析的基本事件为止;分析过程中暂时不分析的省略事件记为“D”。分析事件性质和各级事件间的关系,并用上表中所示符号表示,就形成了故障树。在故障树中,每一级事件都是上一次事件的直接原因,同时又是下一次事件的直接原因
4、,上下级事件之间存在着“或”或者“与”逻辑关系。 了解系统 调查故障 确定顶事件 绘制可靠性框图 分析事件原因 建立故障树 确定系统目标 定性分析 定量分析 制定防止故障对策 图3-1故障分析程序简图 3.3故障树的分析方法 (1) 定性分析 故障树定性分析的任务是寻找引起所研究故障事件的基本事件及其影响途径,此任务可通过分析故障事件与基本事件的关系得以解决。 定量分析 故障树定量分析的目的是估计故障事件出现的概率,以评价系统的可靠性。 表3-1故障树常规符号 符 号 矩形符号 圆形符号 屋形符号 菱形符号 A “与”逻辑关系 事件非故障事件 表示事件是偶然的 故障事件 基本事件 名 称 含
5、义 包括除基本事件外所有要分析的故障事件和引起故障事件的原因 不能再分解的故障事件,表示故障发生的基本事件 省略事件 表示暂时不分析或发生概率极小的事件 x1,x2,xn同时发生,事件A才发生 x1,x2,xn 与门符号 A “或”逻辑关系 事件x1,x2,xn有一个发生,事件A就发生 x1,x2,xn 或门符号 汽车故障的发生具有随机性,属偶然事件,其发生的可能性大小可用发生概率的大小度量。故障树中的上、下级事件间不是孤立的,而是以“或”或转让“与”逻辑关系相联系的。运用概率论中“和”事件和“积”事件的概率计算公式,则可以根据基本事件的发生概率,逐级推算,直至求出故障事件的发生概率。 若基本
6、事件x1,x2,xn间相互独立,并已知发生概率P,则 “与”事件T=x1x2Lxn的发生概率为 p(T)=P(xi)i=1n“和”事件 T=x1+x2+L+xn的发生概率 p(T)=1-1-P(xi)i=1n第4章 丰田A340E自动变速器常见故障的故障树分析 丰田A340型自动变速器常见的故障有:汽车不能行使、自动变速器打滑、换挡冲击、升挡过迟、不能升挡、频繁跳挡、不能强制降挡、挂挡后发动机易怠速熄火、无超速挡、无前进挡、无倒挡和自动变速器异响等。 这里以自动变速器故障导致的汽车不能行使为例,对自动变速器故障导致的汽车不能行使现象的故障建立故障树,并进行故障树的分析。 4.1自动变速器故障导
7、致的汽车不能行驶故障简介 1. 自动变速器故障导致的汽车不能行使故障现象 无论操纵手柄位于倒档、前进档或前进低档,汽车都不能行驶。 冷车起动后汽车能行驶一小段路程,但稍一热车就不能行驶。 2. 自动变速器故障导致的汽车不能行使故障原因 自动变速器油底壳被撞坏,液压全部漏光。 操纵手柄和手动阀摇臂之间的连杆或拉索松脱,手动阀保持在空挡或停车挡位置。 油泵进油滤网泄漏。 主油路严重泄漏。 油泵损坏严重。 4.2 对自动变速器故障导致的汽车不能行使建立故障树 以汽车不能行使故障作为故障树的顶事件,以先前故障采集和原因分析为基础,依次选取各层次级事件及基本事件,利用演绎推理法,结合事件符号和逻辑门符号
8、构建该变速器故障树,如图4-l所示。 由于该变速器是机械系统,各部件之间没有冗余,逻辑门只有“或”门一种形式,少有“与”门出现。 汽车不能行使 机械故障 油压不足 手动阀不工作 超速档离合器失效 油泵故障 自动变速器油泄漏 滑阀连滑阀拉 杆松脱 锁松脱 滑阀保持 在N或P挡 液力变矩器涡轮损坏 输入轴损坏 输入轴故障 离合器活塞密封圈损坏 摩擦片打滑 油封损坏 主油路泄漏 油底壳破裂 油泵损坏 油泵进油滤网堵塞 行星齿轮机构故障 输出轴故障 磨损严重 齿轮缺齿严重 输入轴损坏 输出轴连接输出故障 图4-1 汽车不能行使故障树 设图中各事件分别为:T为汽车不能行使; A1为机械故障;A2油压不足
9、引起的故障;A3为手动阀不工作;A4为输入轴故障;A5为行星齿轮故障;A6为输出轴故障;A7为超速挡离合器失效;A8为油泵故障;A9为自动变速器又故障。X1为换挡操纵手柄及手动滑阀摇臂之间的连杆松脱;X2手动滑阀保持在空挡或者停车位置;X3为换挡操纵手柄及手动滑阀摇臂之间的拉锁松脱;X4为输入轴连接的液力变矩器涡轮损坏;X5为输入轴损坏;X6为行星齿轮机构磨损严重;X7为行星齿轮缺齿严重;X8输出轴损坏;D1为输出轴连接差速器间的故障;X9为超速离合器密封圈损坏;X10为超速离合器摩擦片打滑;X11为油泵严重损坏;X13为油泵油封泄漏;X12为油泵的进油滤网堵塞;X14为油底壳被撞,严重破裂;
10、X15为主油路泄漏。 4.3故障树定性分析 定性分析的目的是弄清系统出现某种故障(顶事件)有多少种可能性,可通过分析故障树,确定系统的最小割集来解决最小割集的常见求法有布尔代数化简法、行列法和结构法3种布尔代数化简法的基本思想是:任何一个故障树都可以用布尔函数来描述并化简布尔函数,其最简析取标准式中每个最小项所属变元构成的集合便是最小割集根据布尔代数的性质,可把任何布尔代数化为析取标准式,其形式如下: f=A1+A2+L+An=Aii=1ni然后利用布尔代数的逻辑运算法则进行化简,得到最简析取标准式按上述步骤定性分析图2.1的故障树,过程如下: T=A1+A2=A3+A4+L+A9=X1+X2
11、+L+X15 得到最小割集分别为:X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10、X11、X12、X13、X14、X15可见每个基本事件都是自动变速器故障导致的汽车不能行驶的故障模式,即此故障树有15种故障模式,任何一个基本事件的发生都会导致定事件的发生由于各个最小割集都是二阶的,D1为输出轴连接差速器间的故障不作考虑,其他故障在结构上对顶事件的发生影响程度是相同的。 4.4故障树定量分析 故障树定性分析的目的是用基本事件的发生概率和频度去评定顶事件发生的概率和频度,以便做出风险评价,分析系统的薄弱环节,另外还要确定每个最小割集发生的概率大小在对故障树进行定量计算时,一般认为基本
12、事件之间是相互独立的,然后进行顶事件发生概率的计算、基本事件各种重要度的计算等 “与”事件T=x1x2Lxn的发生概率为 p(T)=P(xi)i=1n“和”事件 T=x1+x2+L+xn的发生概率 p(T)=1-1-P(xi)i=1n基本事件的概率重要度计算公式为: IP(i)=P(T)Pi 由于资料匮乏缘故,对自动变速器各基本事件的故障概率无从考证也无法搜集,所以也无从计算其可靠性。但是总之概率重要度越大,基本事件越容易导致顶事件的发生,为避免顶事件的发生,就必须减小概率重要度大的事件发生概率。一旦顶事件发生,有理由怀疑那些概率重要度大的部件,对这些部件进行检查和维修,可迅速排除故障。另外,
13、确定故障重要度之后,可以制定出最为有效地排除方法。 自动变速器故障引起的汽车不能起动故障排除方法一般为: 拔出自动变速器的油尺,检查自动变速器液压油面高度。若油尺上没有液压油,说明自动变速器的液压油已全部漏光。对此,应检查油底壳、液压油散热器、油管等处有无破损而导致漏油。如有破损处应修复后重新加油。 检查自动变速器操纵手柄与手动阀摇臂之间的连杆或拉索有无松脱。如有松脱,应予以修复,并重新调整好操纵手柄的位置。 拆下主油路测压孔上的油塞,起动发动机,将操纵手柄拨至前进档或倒档位置,检查测压孔内有无液压油流出。 若主路侧压孔内没有液压油流出,应打开油底壳,检查手动阀摇臂轴与摇臂有无松脱,手动阀心有
14、无折断或脱钩。若手动阀工作正常,则说明油泵损坏。对此,应拆卸分解自动变速器,更换油泵。 若主油路侧压孔内只有少量液压油流出,油压很低或基本上没有油压,应打开油底壳,检查油泵进油滤网有无堵塞。如无堵塞,说明油泵损坏或主油路严重泄漏。对此,应拆卸分解自动变速器,予以修理。 若冷车起动时主油路有一定的油压,但热车后油压即明显下降,说明油泵磨损过甚。对此,应更换油泵。 若侧压孔内有大量液压油喷出,说明主油路油压正常,故障出在自动变速器中的输入轴、行星排或输出轴。对此,应拆检自动变速器。 4.5其它故障的故障树建立 4.5.1自动变速器打滑 1.自动变速器打滑的故障现象 起步时踩下油门踏板,发动机转速很
15、快升高但车速升高缓慢。 行驶中踩下油门踏板加速时,发动机转速升高但车速没有很快升高。 平路行驶基本正常,但上坡无力,且发动机转速异常高。 2.自动变速器打滑故障原因 液压油油面太低。 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。 离合器或制动器摩擦片、制动带磨损过甚或烧焦。 油泵摩损过甚或主油路泄漏,造成油路油压过低。 单向超越离合器打滑。 离合器或制动器活塞密封圈损坏。 减振器活塞密封圈损坏,导致漏油。 3.自动变速器打滑故障树图,如图4-2。 4.自动变速器打滑故障故障诊断与排除 对于出现打滑现象的自动变速器,应先检查其液压油的油面高度和品质。油面过高或过低,应先调整正常后再做检
16、查。若油面调整正常后自动变速器不再打滑。可不必拆卸自动变速器。 检查液压油的品质。若液压油呈棕黑色或有烧焦味,说明离合器或制动器的摩擦片或制动带有烧焦,应拆修自动变速器。 做路试,以确定自动变速器是否打滑。并检查出现打滑的程度。将操纵手柄拨入不同的位置,让汽车行驶。若自动变速器升至某一挡位时发动机转速突然升高,但车速没有相应地升高,说明该挡位有打滑。打滑时发动机的转速越容易升高,说明打滑越严重。 自动变速器不论前进挡或倒挡均打滑,其原因往往是主油路油压过低。若主油路油压正常,则只要更换磨损或烧焦摩擦片元件即可。 自动变速器打滑 制动器摩擦片磨损 离合器活塞密封圈损坏 离合器摩擦片打滑 单向离合
17、器打滑 油面太高 油面太低 油质恶化 机械磨损 变速器漏油 自动变速器油问题 油泵损坏 制动带磨损烧焦 制动器活塞密封圈损坏 减震器活塞密封圈损坏 图4-2自动变速器打滑故障树 4.5.2自动变速器换挡冲击大 1.自动变速器换挡冲击大故障现象 在起步时,由停车挡或空挡挂入倒或前进挡时,汽车震动较严重。 行驶中,在自动变速器升挡的瞬间汽车有明显的闯动。 2.自动变速器换挡冲击大故障原因 发动机怠速过高。 节气门拉索或节气门位置传感器调整不当,使主油路油压过高。 升挡过迟。 真空式节气门阀的真空软管破裂或松脱。 主油路调压阀有故障,使主油路油压过高。 减震器活塞卡住,不能起减震作用。 单向阀钢球漏
18、装,换挡执行元件接合过快。 换挡执行元件打滑。 油压电磁阀不工作。 电脑有故障。 3.自动变速器换挡冲击过大故障树,如图4-3所示。 4.自动变速器换挡冲击过大故障诊断与排除 检查发动机怠速,装用自动变速器的发动机怠速一般为750r/min 左右。若怠速过高,应按标准调整。 检查节气门拉索或节气门位置传感器的调整情况。如不符合标准应重新调整。 检查真空节气门阀的真空软管,如有破裂应更换,如松脱应牢固。 做道路试验。如有升挡过迟的现象,则说明换挡冲击大的故障是升挡过迟所致。如国在升挡之前发动机转异常升高,导致在升挡的瞬间有较大的换挡冲击,则说明离合器或制动器打滑,应分解自动变速器修理。 检测主油
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