摘 要：近年来汽车工业逐步发展成为我国重要的支柱型产业。随着汽车工业技术的不断进步，自动变速器得到了快速的推广，与手动变速器相比，其机械结构复杂，控制原理较难，一旦发生故障，需要专门的技术人员运用专用的工具按照规定的程序进行故障的诊断与检测，技术要求相对较高，因此如何快速准确的完成自动变速器的故障诊断与检测成为汽车维修企业的一大难题。本文主要针对自动变速器故障诊断及检测的程序进行简要的分析和阐述。
关键词：自动变速器；故障诊断；检测
随着汽车工业的发展和电子技术的进步，汽车结构和电子系统的功能日趋完善，尤其是近些年来大规模集成电路的发展和高性能、多功能传感器的研制，极大地推动了汽车电子业的高速发展。这样使得汽车在其动力性、燃油经济性、行驶的平顺性等方面得到了极大的改善。汽车结构和电子系统的完善同时也带来了一些负面的影响，比如，如果电子系统发生故障，能否准确快速的对其进行故障检测，得出故障类型，最后提出维修方案，对于专门的工程技术人员是一个很大的考验。为了解决上述问题，这就需要提高工程维修人员的业务素质和业务水平，需要引进更加先进的故障诊断理论知识与技术。这样，现代汽车故障诊断技术就被提出来了。
1 自动变速器故障诊断及检测程序
在自动挡汽车使用过程中，如果发现变速器油颜色发生变化或产生焦味，或者在行驶过程中加速、爬坡无力，最高车速明显下降，均有可能是自动变速器发生了故障。自动变速器的故障不易被察觉，而旦不及时维护将增大损坏程度，使汽车无法正常行驶，因此做好自动变速器的故障診断与检测，并及时对其进行维护十分必要。一般情况下，针对自动变速器的故障诊断与检测按照如下程序进行：1初步检查；2故障代码检查；3手动挡试验；4机械系统试验；5液压系统试验；6电控系统试验；7故障原因分析与处理。具体诊断及检测程序如下：
（1）对车辆故障进行分析，对故障现象进行排查确认。
（2）若车辆使用电控自动变速器，且故障指示灯亮，则运用设备读取故障代码。
（3）对自动变速器及发动机进行油质、油高、发动机怠速、轮胎气压、传动系统功能等常规检查。
（4）进行失速试验，对自动变速器的内部机械结构进行检查。
（5）进行手动换挡试验，判断故障位置在电控部分还是自动变速器内部。
（6）进行时滞试验，对自动变速器中的离合器与制动器的磨损情况进行检查。
（7）对自动变速器的电控系统的组件和线路进行检测。
（8）进行道路测试，观察试验过程中自动变速器是否存在打滑、振动、异响等异常现象。
（9）综合各项检测与试验，分析判断自动变速器的故障部位及故障原因。
2 滚动轴承的振动及其故障信号特征
2.1 滚动轴承的振动机理
一般情况下，滚动轴承与机械设备的连接方式是轴承内圈与机械设备的旋转轴相连接，而轴承外圈与轴承座或机械设备的机壳相连接。当滚动轴承以一定的转速工作时，其轴承激振力的频率主要取决于轴承的转速和轴承表面的故障类型；而轴承系统的振动特性和力的传递特性主要取决于轴承和机壳本身。综上所述，滚动轴承的故障特征频率是由轴承转速、轴承元件损伤部位的故障类型以及轴承与外壳振动特性和力的传递特性等因素共同决定的。以上这些就是滚动轴承的振动机理。
2.2 滚动轴承的振动类型
滚动轴承的振动类型很多，导致轴承振动的因素也很多，比如，有由于轴承本身刚性元件的存在而引起的振动，有轴承的故障所引起的振动等。本文将这些因素归纳为三大类：（l）由于轴承的变形而引起的振动滚动轴承可以看做一弹性体，在滚动轴承工作时，滚动体的承载力不断变化使滚动轴承产生弹性变形，进而导致冲击振动现象。（2）由于轴承的故障而引起的振动在轴承长期的工作过程中，各个元件不可避免的会发生局部损伤现象。随着损伤的不断累积，最后导致滚动轴承发生故障，从而引起轴承的振动。（3）由于轴承加工制造过程中引起的振动在轴承的制造加工过程中，由于人为因素导致轴承的加工误差、轴承的表面光洁度、装配误差超出允许的范围值，从而引起轴承的振动。
2.3 滚动轴承固有频率和故障频率的计算
滚动轴承在工作的过程中，各零部件的冲击振动都可以引发其固有振动。轴承元件的固有振动都有其对应的固有频率，固有频率的大小将取决于该元件的的材料、结构尺寸、质量和安装方式。根据相关的理论分析，可以得出滚动轴承各元件的固有频率计算公式。对于滚动体的固有频率，可由下式计算求得
式中：r——滚珠半径（m）；——材料的密度kg/m3；E——材料的弹性模量（N/m2）。轴承套圈在圈平面内的固有频率为：
式中：I——轴承套圈截面绕中性轴的惯性矩（m4）；
a——回转轴线到中性轴的半径（m）；
M——套圈单位长度的质量（kg/m）；
n——节点数；
E——材料弹性模量（N/m2）。
假设滚动轴承的材料为钢材时，内、外圈固有频率的计算公式为：
式中：h——轴承圈的厚度（mm）；
D——轴承圈中性轴的直径（mm）；
n——节点数。
实践表明，一般轴承固有频率的范围在18～58kHz之间，所以在对滚动轴承进行故障诊断的过程中，应该选取该段频带作为诊断的频率范围。滚动轴承在工作时，由于某方面的故障缺陷使其产生一定的振动冲击现象，进而激发起轴承某一元件以固有频率的振动。由轴承固有频率引发的振动能使轴承故障频带的振动信号得以放大，大大提高了所分析信号的信噪比。对滚动轴承进行故障诊断之前，需要做的准备工作就是计算出滚动轴承由于某种故障引起的振动频率，即所谓的故障特征频率。这也是旋转机械应用频谱分析法进行故障诊断所必须做的准备工作。
在对滚动轴承进行故障时，理论上是通过找出发生某一故障频谱峰值，其峰值对应的频率值就是该故障相对应的故障特征频率。但是在实际对滚动轴承进行故障诊断过程中，由于轴承的加工制造误差、安装不当等因素造成滚动轴承的滚动体在轴承内外圈滚道上并不是做纯粹的滚动，而是带有一定的滑动现象。这一现象体现在故障信号的频谱图上就是信号的峰值对应的故障特征频率不是总和理论值相对应的，而是有一定的偏差。因此，只要找到该特征频率的近似值即可完成对该故障的诊断。对上述滚动轴承各元件故障特征频率的计算公式还需要做一些说明：由于上述公式的推导是以单个滚动体在相应的滚道上滚动来进行故障特征频率计算的，但是在实际应用当中，滚动轴承是多个滚动体在内外圈滚道上共同滚动来实现其作用的。所以在计算故障特征频率时，上述公式还应乘上滚动轴承滚动体的数目。
3 自动变速器常见故障的诊断与检修
一般在自动变速器发生故障时，自动变速器换挡冲击大、自動变速器打滑、自动变速器频换跳挡以及自动变速器升挡缓慢等是其常见故障类型，针对这些常见故障，充分掌握其故障现象特点和维护方法，能够快速准确地完成故障的诊断与检修，大大缩短了诊断时间，同时避免了针对自动变速器盲目的拆解。
3.1 自动变速器换挡冲击大
当自动变速器发生此类故障时，起步时，在从P或N换挡至D或R时，车辆会发生明显的振动，而在行驶过程中，汽车在升挡瞬间会出现明显的闯动。自动变速器换挡冲击大，其故障原因可能是自动变速器升挡过迟或离合器接合过快；执行元件打滑等，针对这类故障，可以采用如下措施进行故障排除：1对车辆进行道路测试，观察自动变速器升挡是否过迟，升挡前发电机转速是否出现异常升高；2对主油路油压进行检测，若怠速油压正常，则自动变速器的离合器的进油单向阀发生损坏：3对电磁阀进行测试，观察电控系统在换挡瞬间能否向电磁阀发出控制信号，排除电磁阀和线路故障。
3.2 自动变速器打滑
当自动变速器发生此类故障时，车辆在起步时发电机转速与车速升高缓慢，爬坡无力且发电机转速异常升高。自动变速器打滑故障，其故障原因主要有离合器制动器磨损严重：离合器制动器密封圈损坏漏油；减震器活塞密封圈损坏漏油等，针对此类故障，可以采用如下措施进行故障排除：1对油质进行检测，若发生变色或存在明显的焦味，则说明离合器制动器已严重磨损烧坏，应对其进行替换；2对车辆进行道路测试，若全部前进挡均存在打滑现象，则前进离合器发生故障：3若在前进挡和后退挡均发生打滑，则可能主油路油压过低，对离合器制动器密封圈以及减震器密封圈进行检查，看是否存在漏油现象，并进行更换。
3.3 自动变速器频繁跳挡
当自动变速器发生此类故障时，车辆在正常行驶过程中经常出现突然降挡现象，且发电机转速异常升高，产生明显的冲击，自动变速器频繁跳挡故障，其故障原因主要有电控单元故障；控制系统电路故障；电磁阀接触不良等，针对这类故障，通常先对自动变速器进行故障自诊断，而后拆下自动变速器底壳，对电磁阀的线路进行检测和排除。
4 结语
随着我国汽车工业的不断发展以及城镇化的不断推进，我国汽车保有量仍将不断增长，自动变速器作为汽车中的重要部件，做好其故障诊断与检测工作非常重要，根据故障特点，按照程序，由外到内、由表及里地对自动变速器故障进行诊断与检测，将大大缩短检修时间，降低故障的返修率。
参考文献：
[1]黄俊峰，赵通，刘雷.专利技术在汽车自动变速器的故障诊断与维修中的应用[J].河南科技，2016（12）：56-57.