二、AG5系列自动变速器
1.奥迪A62.8L轿车01V自动变速器锁止离合器故障
随着全球自动变速器在众多轿车上的使用量的增多,接踵而来的变速器的各种各样的故障也随之增多。在我国,汽车自动变速器的故障维修一直以来被汽车维修界认为是汽车维修中的难点,而在整个自动变速器故障维修中“换档品质”又是被维修人员所公认的难点中的难点。无论是专业从事自动变速器维修的精英,还是在汽车维修界小有名气的工程师们,对于自动变速器“换档品质”问题的解决,都一致认为是一件非常棘手的问题,因此说能够顺利解决自动变速器“换档品质”的问题,在整个自动变速器故障维修中可以说是一项验证维修技术人员技术含量以及综合素质的考证。
自动变速器最大的特点就是“舒适性能”,特别是当今新款变速器在控制和操作上越来越趋于人性化,在舒适性能方面愈加要求完美;为了达到预期舒适完美效果,在控制和匹配上就要越来越精确,这样它不但要求自身控制系统的精确性,同时还要跟其他控制系统(发动机、ABS、空调等)的转矩匹配、数据通信等要达到一定的完美组合。也只有这样,才能使得自动变速器充分体现它的“舒适性能”。
那么,在这里所讲的“换档品质”指的就是换档感觉(冲击现象),也就是经常讲的“闯档”:车辆在静止时,踩制动踏板入动力档时的接合感觉;还有就是车辆在行驶过程中的换档感觉(包括升档和降档)以及变矩器锁止离合器结合与分离所产生的振动感觉等。在这里笔者以一辆国产奥迪A62.8轿车变速器换档品质故障为例,加以分析,供大家了解。其实当笔者接手该车的时候,此车已经经过多次维修并更换过多种备件,但故障均未得到解决。
车辆信息及故障现象:一辆2002年国产奥迪A62.8L轿车,配用德国ZF公司生产的型号为5HP-19型(01V)自动变速器,此车行驶约16万km,据车主反映,该车在行驶过程中车速在50~80km/h时,发动机转速低于2000r/min以下,当转速在1500~1800r/min之间匀加速行驶时,会出现不间断的“矬车”现象,并且当汽车行驶在很长的上坡路时,同时在使用空调时这种“矬车”现象比较明显。如果节气门开度大一些,发动机转速超过2000r/min以上,车速高于80km/h以上时,这种现象不再出现。此故障是最近行车中突然出现的,而且以前并无过载使用。
初步检修:连接V.A.S5051进行路试,目的是确认故障信息是否与车主描述的故障信息相吻合,路试结果与故障现象基本是一样的。但通过使用V.A.S5051跟踪路试得知出现故障时变速杆在自动D位时,变速器恰恰执行在3档以上的档位上,同时又由于该款变速器为手自动一体式变速器,当变速器选择手动模式时,同样也是一样的症状,只不过反映在4档更加明显一些,而在3档、5档表现得稍差一些。
故障分析:凭借故障现象基本可以判定,引起故障的原因大概有两种可能:一种是发动机存在轻微断油或断火现象;二是因自动变速器故障产生了冲击感觉。所以先利用V.A.S5051检测发动机和自动变速器两个系统,ECU的故障存储器中无故障码存储。这样一来给诊断工作又带来了很大的不便,要想找到故障根源,首先应该区分问题是出在发动机系统还是在自动变速器系统,这一点非常重要,它能给下一步检测维修指引方向。由于发动机问题比较容易查找,决定先检查发动机控制系统。
由于没有故障存储,所以只能通过读取数据、测量燃油压力等手段来进行故障查找,把可能引起断火现象的相关部位都逐一作了检查。先查点火系统,进行跳火试验,检查点火线圈和高压线,又拆下火花塞检查其烧蚀情况,然后又检查了喷油器是否有轻微阻塞和控制电路有无断/短路现象,以及检查燃油泵压力、燃油压力调节等,都未出现问题。为了进一步确认故障根源所在,将点火线圈、高压线和火花塞、发动机ECU、喷油器、燃油泵等都进行了更换,结果再次进行路试,故障依然存在。这充分说明引起该故障的原因不在发动机上,而有可能出在自动变速器上。
对于自动变速器控制系统,所能进行的检测只能是借助解码器或示波器对其电控系统的传感器、执行器进行检测,进行其他机械和液压系统的检测只能分解变速器。当对变速器进行常规检查时,发现该变速器ATF已严重变质(长时间没有更换所至),但考虑到变速器在任何档位均无打滑现象,因此变速器内部的用油元件烧损的可能性非常小。在这种情况下,决定先更换ATF并利用自动变速器专用清洗设备对变速器进行免拆清洗。作业完成以后再次进行路试,结果故障现象明显减轻,但故障仍然存在。采用先易后难的检测方法,决定还是从外围入手。利用V.A.S5051对ECU进行功能检测,进入变速器地址02,选择03功能进行元件测试功能,让ECU逐一触发阀体上的各电磁阀,结果均无异常。在万般无奈的情况下,决定更换ECU,但故障依旧。
特别注意:在路试过程中,发现故障现象出现的时刻并不是在每个换档点上,而是在以某个档位(3档、4档、5档)行驶时才出现,这说明“矬车”现象并不是换档冲击引起的,并且在试车时也进行了手动加减档试验,仍然是一致的,而且这种“矬车”感觉跟发动机突然断油断火感觉是一样的。为了更确切地区分问题所在,决定将变速器电磁阀线束断开进行路试,这样做可以充分确认故障点到底来源于发动机还是自动变速器。因为这时的变速器只能以固定4档(故障运行模式锁档)行驶,如果在这种情况下故障依然存在,问题极有可能出在发动机上;反之,如果故障现象消失,那问题百分之百就在变速器上。路试结果为故障现象完全消失。经过仔细分析,电磁阀线束断开和未断开状态,无非是液压4档和机械4档。因此认为该故障有可能出在变矩器锁止离合器上。因为在车速50km/h时变速器在执行3档以后故障才会出现,这正是锁止离合器开始接合的时间。如果锁止离合器接合时,油压较高或结合过程不连续或者发动机和变速器系统配合得不好等,都可能会引起冲击。于是决定着重检查一下锁止离合器的功能。由于自动变速器ECU可以对锁止离合器的结合状态进行监控,所以利用专用检测仪V. A. S5051读取变速器的数据块07(02-08-07)。当故障出现时,该显示组会显示“TC CTRL”,当变为“TC OPEN”(表示锁止离合器处于打开状态)或“TC CI_OSED”(表示离合器处于锁止状态)时,故障现象就会消失。这说明在锁止离合器的接合过程中,即控制部分在接通其油路并处于自动调整过程时,故障出现的。与正常的车辆相比较,该车的锁止离合器接合时间过长,即“TC CTRL”过程较长。而正常的车辆在提速过程中“TCOPEN”很快就会变为“TCCLOSED”,“TCCTRL”只是闪烁一下就会消失,看来问题就出现在此功能上。同时,还从数据块07(02-08-07)中的变矩器锁止离合器的滑移量看出问题所在,正常车辆在执行锁止离合器接合时,锁止滑差量的变化是相当平稳的,而故障车锁止滑差量的变化是由高转速直接进入“零”转速的,因此会产生所谓的“矬车”现象。但是引起该现象的原因也不少,如变速器油质、液压控制阀体、TCC锁止电磁阀、变矩器锁止离合器过度磨损、ECU程序等,这又需要一个逐步解决的过程。
故障排除:依然遵循先易后难。由于ATF、ECU没有问题,只好首先更换滑阀箱,装复后试车,故障依然无变化。只能将变速器抬下,将液力变矩器更换,装复后接着试车,故障消失彻底。
总结:由于ATF没有在规定时间内更换而变质,致使变矩器锁止离合器系统油压降低而产生打滑现象。当车速持续在50~80km/h,发动机转速低于2000r/min以下时,自动变速器ECU接收到满足变矩器锁止离合器接合条件时,便向锁止离合器电磁阀发出指令。但由于此时发动机转速比较低,变矩器锁止离合器接合油压也比较低,同时由于变矩器锁止离合器片已经磨损,因此一旦完全接合后,又由于此时发动机输出功率低而瞬间脱开锁止,反复接合反复脱开便产生“矬车”或“耸车”现象(图1-29)。车速超过80km/h、发动机转速超过2000r/min时没有此现象,主要是一旦车速超过80km/h,变速器已经完全进入超速5档,此时不再需要过大的发动机输出转矩,而且发动机转速超过2000r/min后,变矩器锁止离合器的接合油压也会升高,因此无“矬车”或“耸车”出现。
图1-29 闯车的表现
2.奥迪A61.8T轿车01V自动变速器入动力档冲击故障
车辆信息及故障现象:一辆国产奥迪A61.8T轿车,配用ZF 5HP-19FL 01V型5前速电控自动变速器。据驾驶人讲,该车行驶约8万km时,常出现原地踩制动踏板入前进档冲击现象,并且在行驶当中也存在不是很明显的冲击感觉。
检修过程:由于不影响使用此车也未进行维修,后来该车在一次长途行驶过程当中故障趋于明显化,而且伴有发动机转速过高并与实际车速不匹配的现象,同时还出现起步困难不换档的问题。就此进入维修站进行维修检查,使用大众专用检测仪器V.A.S5051进入诊断系统并进行路试,得到的结果是,因故障存储系统里存在故障码,所以变速器进入跛行状态,即进入失效保护模式,也就是常说的锁档。锁档就会造成该变速器不换档、入动力档冲击和起步困难等现象。这是因为该变速器故障监测系统一旦监测到其电控、液压和机械等系统存在故障时便会记录下来,并以故障码的形式存储在故障存储器中,这样,变速器ECU将中断所有电磁阀的通信,并指令变速器以一固定档位(4档)进行行驶,同时由于油压调节电磁阀也不工作(系统工作油压即为油泵油压),因此变速器就会出现不换档、起步困难和入动力档冲击的现象。清除故障码再进行路试,结果发现,1档换2档和4档换5档非常正常,而2档换3档和3档换4档有严重的打滑现象,同时伴有冲击现象,而且打滑和冲击现象会随节气门开度的变化而变化,那就是节气门开度越小打滑和冲击现象就越不明显。这样反复路试几遍后故障码重现,变速器又进入故障保护模式。出现的故障码分别是P0733和P0734,其含义是3档和4档速比不正确。通常当遇到个别档位速比不对情况时,首先考虑的就是这个档位的执行元件存在问题。如果按照常规维修方法,应该首先进行油质油压检查,由于该款变速器不能进行油压测试,而且在规定行驶里程没有经过任何保养,因此决定先清洗变速器并更换ATF和变速器滤清器。完成以上作业后故障现象有所改观,最起码3档换4档打滑现象不怎么明显了,而2档换3档打滑现象虽说减轻但仍很明显,同时,故障码也只有P0733了,而且出现的频率也降低了。考虑当时的维修计划、维修成本和维修质量,维修作业没有继续进行,决定让车主回到当地进行维修。
再次检修:第二家维修厂在进行维修检查时除了原有的故障现象外还发现,在变速器选择手动模式情况下,当执行3档时变速器自动进入4档而其他档位均为正常,故障码仍为3档传动比错误(P0733);同时入动力档仍有轻微的冲击感觉。通过反复路试并参照该变速器换档执行元件表(表1-8)进行分析得到,应该是3档、4档的共用元件F组离合器存在问题或者是该组离合器的供油系统存在问题。
为了尽快查找故障点决定分解变速器,从执行元件(F组离合器)本身倒推一直到该元件的供油源头(阀体和电磁阀)。当打开变速器后并未发现任何用油元件有烧损现象,但发现刚刚更换的ATF又已变质(考虑到长途行驶变速器在故障运行模式下运行有可能是因高温所至,因此暂不考虑),那么,问题应该在液压控制阀体(包括电磁阀)及从阀到用油元件的油路上。清洗液压控制阀体并更换所有摩擦片、各油路上的密封元件,同时还更换了3个换档开关电磁阀和4个油压调节频率电磁阀。重新组装后再进行路试,结果故障现象丝毫没有任何变化。在这种情况下,该车又转移到另外一家维修厂进行维修,由于前两家维修厂都已经做过该做的例行检查,因此在维修作业上比较慎重。通过各动态数据和路试实际故障现象结果进行分析:问题有可能还是在3档外围控制系统上,而不是3档机械执行元件本身上。有一点值得一提的是,当变速器选择手动模式时(3档),为什么没有人为通过手动模式开关(Tiptronic F189)给ECU提供增档或者是减档信息时,而变速器却从3档自动换入4档。为了保证一次性作业成功,该维修厂更换了液压控制阀体总成、Tiptronic F189开关、F125多功能开关、输入和输出转速传感器以及ECU。虽然投入很大,但未收到任何成效。
在经过多家维修未果的情况下,笔者介入该变速器的维修。通过多种诊断手段并多次进行路试,得到的故障现象仍是入动力档(D、R)冲击、2档升3档打滑加冲击、选择手动模式在执行3档时自动进入4档,其实3档在升4档时也有轻微的打滑现象,只不过ECU还未通过输入及输出信息计算出打滑量超出极限,因此没有以故障形式进行存储。据此特征进行逻辑分析:由于该车采用的是网络数据通信,而且换档时间控制采用的是根据燃油消耗信号来进行控制的(燃油消耗信号是通过喷油时间计算出来的),并且输出转矩的匹配也相当精确,特别是变速器与发动机之间的连接。当变速器进入3档的同时,变速器与发动机之间的连接再不是软连接而是形成了刚性连接,这时发动机的输出功率就在一点不受损失的情况下传递给变速器。此时的变速器输出由两个输入转矩组成:一个是由该档位执行元件所形成的动力连接路线;另一个就是通过变矩器锁止离合器实现的发动机与变速器之间刚性连接路线。如果说该档位的换档执行元件以及控制系统这条路径上都没有问题,那么理论上讲,即使锁止离合器这条路径工作不正常,在一般情况下也感觉不到变速器在打滑的。因此只能从发动机转速和实际车速上考虑。通常情况下,也就是所说的不缺任何档,但发动机的转速却趋于偏高状态,其实就是变矩器锁止离合器工作不正常所致,它还表现为变速器温度过高。就这一问题通过读取发动机的动态数据和变速器的锁止离合器动态工况数据加以分析。图1-30为01V变速器3档动力传递简图。
图1-30 01V变速器3档动力传递简图
故障排除:最终得出结论是,发动机的负荷信息、转矩输出以及变矩器锁止工况、变速器的最佳换档时间等存在偏差,这样就会造成前述故障现象。因此故障排除就趋于明显化:清洗发动机的燃油系统;更换空气流量传感器;更换变矩器。最终问题彻底解决。
问题虽然解决,但好多人还是不理解,本来变速器表现的故障现象为三点:入动力档冲击;2档升3档打滑加冲击、3档升4档轻微打滑;变速器选择手动模式3档时能够自动换入4档。那么,这些会跟发动机的空气流量传感器、变速器的变矩器有什么关系呢?其实它们之间的关系非常重要。首先,空气流量传感器的信息是反映发动机负荷信号的,当其提供的信息不准确时发动机ECU调节出的喷油量也会随之改变,这样就会形成入动力档冲击的现象;其次,更换变矩器目的是该款变速器在执行3档、4档、5档时,必然要实现发动机的输出功率不受损失(刚性连接)。之所以现象反映在3档、4档,是因为3档、4档为中间档位,所需的发动机转矩是不一样的;在5档时发动机不需要太大的输入转矩(因其为超速档),而且变矩器的泵轮和涡轮之间几乎不存在转速差,在其存在轻微打滑时根本感觉不到,因此当变速器执行3档时由于时间差和转矩损失就会出现瞬间打滑现象;还有就是当变速器执行手动模式的3档时会自动进入4档,其实跟上边是一个原因,只不过是反映两种现象罢了,它也很容易理解的:当变速器ECU通过Tiptronic F189开关(图1-31)接受到手动3档信息已满足执行3档工况时,ECU即会指令换档电磁阀来执行3档工作模式,但这时由于发动机的转速与实际的3档车速不匹配时(通过发动机转速、变速器的输入和输出转速计算出来的),变速器ECU错误地认为可满足执行4档工况,即发出了4档指令信息。
图1-31 手动模式开关(Tiptronic F189)
总结:在当今轿车多元化的控制系统里,特别是网络数据线(CAN)控制,汽车的各系统之间资源都是相互共享的,而且相互匹配都是相当完美的,一旦某个系统出现故障,它都会有可能通过另一个系统来反映故障现象。因此,这就要求现代的汽车维修人员要具备全面的良好的综合素质,特别是故障诊断上思维拓展范围要宽一些,不要把一个简单的故障复杂化,同时最为重要的是在区分故障区域时要实现准确无误,也就是通常所说的第一刀切得要准。这样后面的问题就会迎刃而解。
3.01V(5HP-19)自动变速器换档品质问题分析
车辆信息:ZF公司生产的5HP-19这款5前速自动变速器在国内装配的车型有一汽奥迪A61.8T、2.4和2.8轿车,上汽帕萨特B51.8T和2.8轿车。
变速器控制特点:国内车型装配的5HP-19控制形式是E18/2型的,而在国内所见到的进口原装大众奥迪5HP-19变速器大部分都跟国产车型是不一样的。大部分原装大众奥迪5HP-19变速器的控制形式是E17型的。E17型和E18/2型最大的区别是,E17型的变速器输入转速传感器G182是磁电式的,主要是监测拉维娜齿轮中行星架转速的,由于行星架在1档和倒档是固定不动的,因此当变速器执行1档和倒档时,该传感器没有信号输出,只有变速器在直接档4档和超速档5档时,可将该传感器视为输入轴转速传感器;该传感器安装在阀体的下方。而E18/2型的变速器输入转速传感器G182可称之为变速器的输入轴转速传感器,因为它是监测A组离合器转速的,而A组离合器又是通过花键与涡轮轴相连,因此在任何档位该传感器均有信号输出,只有在车辆静止入动力档踩制动踏板涡轮不转时没有信号输出;该传感器安装在变速器阀体下部壳体的中前部。通过两种控制形式的输入转速传感器的结构及信息输出原理,对于E18/2型的控制计算机计算其数值时要比E17型更加精确一些。
G182输入转速传感器最主要的作用:
一是监测换档时刻控制换档品质。变速器在执行各换档点时,通过发动机ECU瞬间减少喷油脉宽来降低发动机输出转矩,目的是通过瞬间减少转矩来完成变速器舒适的换档过程;同时还会通过变速器ECU指令调压,电磁阀瞬间降低用油元件的工作油压,来完成换档平顺过程。
二是与车速传感器G195一起来计算各档速比信息。
三是与发动机转速信息一起来计算变矩器锁止离合器滑差。
因此说G182输入转速传感器的信息最主要用于换档品质的控制。
目前,在国内装有5HP-19变速器的奥迪A6以及帕萨特1.8T等都相应出现了一些比较常见的冲击现象,也就是通常所说的“闯档”现象。“闯档”现象指的是车辆在静止时变速杆由P/N位挂入动力档时所产生的过分冲击现象;车辆在行驶中出现的不舒服感觉(变速器正常升降档、变矩器锁止离合器接合与分离以及通过制动降档等)。
无论是车辆静止还是在行驶过程中,舒适性能的控制是由发动机ECU和变速器ECU一起瞬间减少转矩来完成的。
由于自动变速器本质上仍是有级式自动变速器,仅在相应的变速区段内,通过液力变矩器的转速差可实现无级调速,因而从理论上来讲,变速器在换档过程中,微小的冲击是不可避免的。当然一些冲击比较严重的现象是不正常的。下面就5HP-19变速器一些常见冲击现象加以分析。
常见问题:
1)入R位冲击,通常当变速杆由P位移至R位时,有两下接合反应,同时在第二下接合时有严重的冲击现象。对于这种现象必须首先从外围控制方面入手。如果发动机在怠速时的节气门开度过大或者是空气流量传感器怠速进气量数值过大,都会产生入倒档冲击的现象,这是因为一旦这些数值过大,发动机的怠速喷油量就会按发动机大负荷来控制,这样发动机没有实现减少转矩控制,同时变速器的工作油压也相应地有所提高。由于5 HP-19这款变速器没有预留主油路油压检测孔,因此只能通过使用专用检测仪读取主油压调节电磁阀的工作电流来判断系统工作油压的高低。如果ECU计算的工作电流是正常的,那么,主要应检查电磁阀、阀体以及倒档执行元件
2)入D位冲击,同时伴随5-4档冲击和2-1档冲击的现象。其实这种情况是种故障引起多种反应的现象。利用专用检测仪读取其动态数据时,读不到任何错误信息,这主要是由于液压控制阀体中压力调节阀工作性能变差造成的,更换液控阀体总成即可解决。
3)车辆在中低速匀速加速行驶时产生的冲击现象。目前,在国内是最常见的车速在27~28km/h左右,发动机转速在1 700r/min左右,变速杆在D位,保持这样的状态,轻踩加速踏板行驶十几分钟,有时车辆会出现发冲现象(开空调时现》象更明显)。
按正常情况该车型在正常运行时车速在大于30km/h,发动机转速大于1800r/min时2档升3档,发动机的涡轮增压器已工作,发动机的转矩与车轮的输出转矩有很好的匹配,所以车辆运行平稳。而当该车车速在27~28km/h左右,发动机转速在1700r/min左右,变速杆在D位,保持这样状态行驶十几分钟,变速器ECU会以经济运行考虑。在此工况由2档升为3档,发动机的涡轮增压器处于将要工作的临界点,因此造成了冲击产生的原因。此时如涡轮增压器尚未工作,则发动机的转矩小于车轮的输出转矩,会出现车辆发冲现象:如涡轮增压器刚好工作,则发动机转矩瞬间大于车轮输出转矩(发动机转速在此现象中由1700r/min瞬间升至2000r/min,再降到1400r/min),也会出现车辆发冲现象。而且车辆经常在此工况下运行,由于变速器控制器具有自学习记忆功能,会使此类现象出现更为频繁。
如果在换档过程中出现较大的冲击,经检查控制单元没有故障,冲击主要是因为锁止离合器结合太快造成的,特别是当车速在50~80km/h,发动机转速在1500~1800r/min,加速踏板位置没有改变时,最容易出现冲击现象,而且就像发动机突然断油或断火的感觉。出现这种现象的原因是变速器油温过高(同时锁止离合器接合油压有可能比较偏低)。尤其是在低档位,由于传递转矩较大,因而ATF温度非常容易升高,当温度高于一定限度时候,锁止离合器的锁止点将会提前,变矩器锁止离合器接合后又马上断开,因而可以感觉到明显的冲击。这种在极端恶劣的工况下,以牺牲一点舒适性为代价,可以更好地保护变速器,并降低油耗,同时对排放也有好处。对于这种故障通过读取变速器动态数据流观察变矩器锁止离合器锁止滑差即可确认。通常更换变矩器总成,清洗保养自动变速器即可。
4.帕萨特B51.8T轿车01V自动变速器没倒档、前进档冲击、无爬行故障
车辆信息:一辆2003年上海大众帕萨特B51.8T轿车,配用德国ZF公司生产的01V(5HP-19FL)手/自一体5速电控自动变速器。该车行驶里程约12万km。
故障现象:由于此前变速器曾经在其他修理厂维修过,这次来另外一家修理厂。故障主要是变速器没有倒档、前进档冲击无爬行,同时变速器内部有异响。
检修过程:笔者未接手该车之前,该修理厂已经做了一些相关的检修,于是向该厂维修技术人员询问了他们的维修经过。维修技术人员的描述是这样的:在检查其电控系统时,只发现有一个P0730的故障码,其他未发现异常。当检查其变速器油面高度时,发现至少缺少2L左右的ATF,补充ATF再次试车,故障现象丝毫没有改变。由于该厂维修新款自动变速器故障经验不是很丰富,因此只能做简单的拆检。拆下变速器的油底壳发现ATF呈黑色并污染,但没有发现有太多的磨损颗粒,这样又拆下变速器的液压控制阀体进行分解清洗,在清洗过程中也没有发现各个滑阀有磨损和卡滞现象。于是装复试车,结果仍无倒档、无爬行过程。但须将发动机转速加至2000r/min左右才能行驶,同时,前进档冷车有爬行,而热车没有爬行。暂时没有进行路试。
在这种情况下,笔者介入该车故障维修,经过路试,故障现象基本与修理厂所反映的故障现象相吻合。于是,检查了该变速器的电子控制部分。在其故障存储器里读出P0730的故障码,该故障码的含义为变速器传动比信息错误。通常当变速器ECU通过接收输入轴转速传感器G182和输出轴转速传感器G195来计算各档传动比的,那么,故障范围一般会在ECU、传感器、电路以及变速器内部机械元件打滑上。通过读取变速器的动态数据和变速器的实际故障现象,把故障点锁定在机械和液压方面。分解变速器总成,发现变速器内部多组摩擦片烧损。变速器机械元件的组成如图1-32所示,其中负责倒档的主动元件B组离合器、负责2/3/5档制动元件的C组制动器、负责1-4档(低档和直接档)的主动元件A组离合器以及负责4/5档主动元件的E组离合器烧损较严重。烧损最为严重的是B组离合器和A组离合器。通过检查,B组离合器烧损的原因是该组离合器摩擦片磨损间隙过大,迫使离合器活塞运动行程加大,当离合器建立工作压力时,活塞因运动行程超出极限出现泄漏后倒档功能失效;而前进档无爬行主要是由于A组离合器活塞密封圈轻微损坏泄压造成的。因此出现P0730故障码的原因就是变速器打滑。
图1-32 01V变速器换档执行元件及行星齿轮机构
按照自动变速器大修标准,更换所有密封元件、烧损摩擦片等,同时又将变矩器做了翻新处理,彻底清洗液压控制部分和冷却系统。重新组装后,进行路试,原始故障彻底排除。但试车没有多久新的问题又出来了,那就是当变速器温度达到90℃以上时,原地将变速杆由P/N位移至D位时,变速器在接合时会出现冲击现象,特别是反复操作时冲击愈加严重,同时,当变速器执行完最高档后,汽车在滑行时车速在50~60km/h时也会出现一下冲击感觉,实际上就是5档降4档冲击,但所有升档(1~5档)一切正常,并且其他降档点无冲击现象
特别注意:经过仔细分析后,认为入D位冲击和5档降4档冲击应该是同一问题所致。通过换档执行元件工作表可知,变速杆由P/N位移至D位,启动的主动油路是A组离合器的油路,而变速器由5档降至4档无非又是重新再次启动A组离合器的油路,因此问题一定在于A组离合器油压上。通过A组离合器工作油路得知,启动油路的油压是由ECU根据发动机各种工况以及自动变速器的实际运行工况指令主油压调节电磁阀N215来调节的,油压的缓冲控制又是由N215电磁阀控制压力调节阀和减压阀两个滑阀相互工作来实现的(图1-33),同时作用在A组离合器油路上还有截流片和减振装置等,目的都是为实现A组离合器在接合时的平顺性能。
图1-33 01V油压调节阀体
故障排除:再次分解液压控制阀体,重点检查压力调节阀体上的压力调节阀和减压阀两个滑阀。仔细检查发现压力调节阀和其工作腔均有不同程度的磨损现象。更换全新阀体后故障彻底排除。那为什么原来没有这种问题?其实原因很简单,那就是该车阀体从来没有清洗过,早期ATF变质也没有及时更换过,而且新的ATF具有清洁作用,同时,此次维修阀体经过彻底清洗,会使滑阀与其工作腔之间的间隙越来越大,运动性能受阻,因此会出现冲击的现象。
5.帕萨特B52.8L轿车01V自动变速器锁档故障
车辆信息:一辆2003年帕萨特B5 V62.8L轿车,配用德国ZF公司生产01V型5前速电控自动变速器。此车为事故车,但未伤及变速器,只是底盘电磁阀线束接头处有轻微损坏。
故障现象:维修人员在修复并更换新的电磁阀线束后,变速器出现异常,当变速杆置于D位,且执行1档继续前行,马上执行2档时,变速器会立即直接锁在4档不会转入2档。此时变速器并未出现打滑现象,读取故障码为P0730,含义为档位传动比信息错误(图1-34);读取动态数据流,发现输出转速传感器G195始终没有信号输出。
故障分析:输出转速传感器G195主要是监测变速器输出主动齿轮转速的(图1-35)。ECU利用该信息用其计算出车速,并通过节气门信号一起确定换档正时,同时决定选择哪一个档位和调节换档时的油压;还可以通过和发动机转速来计算出变矩器锁止离合器的滑移量,确定锁止油压和锁止正时,并和输入转速传感器信号一起计算各档速比。当ECU未接收到该传感器信息时,变速器进入故障运行模式,即锁定在固定模式下的4档。因此说输出转速传感器G195的信息至关重要。
图1-34 诊断仪上的故障显示
图1-35 01V变速器G195传感器
根据故障码P0730的含义和数据流信息分析,故障应该在输出转速信息上。因此决定对输出转速传感器G195进行相关检测。G195传感器线路图如图1-36所示。经测量,该传感器本身的电阻值为960Ω,正常;继续测量ECU端子14和44到传感器之间线束的导通情况,测量结果是两根导线的电阻值分别为0.3Ω、1.5Ω。分析测量结果,其中的一根导线显然阻值偏大,这样必然会影响磁电传感器信号的精确性。于是找来一根性能良好的线束替代存在问题的这根导线,试车,故障依然存在。后来笔者又从变速器ECU插头处断开输出传感器的两根导线,然后起动车辆,对传感器进行了交流电压测量。随着车速的升高,交流电压可以达到5V左右;对车辆进行制动后,交流电压变为0V。根据以前对磁电传感器的测量经验,这样的检测结果是正常的,为此决定对输出传感器进行替换。遗憾的是,替换传感器后试车无果,这让人有些想不通,为此,又对此车的故障认真地进行了分析。难道是诊断设备不够准确吗?但它对其他数据监测都很正确,所以只能根据这个故障点继续进行维修。之后对变速器ECU的供电、接地电压进行检测,均未发现异常;测量ECU提供给输入传感器供电电压是10V;输出传感器的检测电压是0V、10V,没有静态检测电压;继续检查其他电路,也都没什么问题。既然传感器本身及电路均未发现异常,那么只能替换ECU。但在替换变速器ECU后,故障依然存在。
图1-36 01V变速器部分电路图
至此不能再盲目地更换零件了。由于该车的组合仪表、发动机ECU及变速器ECU之间能够通过网络进行通信,会不会是它们之间的通信存在问题呢?经检查,它们之间的通信正常。
故障排除:为了便于查找故障点并对此故障作进一步分析,脱开图1-36中原来的2、4(ECU端子44)端子间的导线,重新换了1根导线,测量了传感器到变速器ECU间导线的电阻,2、4端子间的电阻值为1.5 Ω,1、3(ECU端子14)端子间的阻值为0.3Ω。为什么切断2、4端子直接跨接一根从ECU到传感器的线束后问题仍然不能解决呢?G195的输出是正弦波交流信号,当高低位电压交替从跨接线到2端子时由于2端子并未切断,信号会被这条阻值为1.5Ω的线束所干扰掉,就此分析后把2和1端子全部断掉后重新布了2根导线,舍掉了原车的1到3、2到4的线束,屏蔽线没有改变。装复后反复试车故障彻底排除。
总结:此车为事故车,线束的完整性无法保证,因此会出现与电路相关的问题。大众车系的电路和其他车系相比,容易出现问题。大部分车系磁电传感器因偶发性故障车辆不能行驶时,一般不会给出故障码,这是因为ECU不给出静态检测电压,只有车辆行驶一段距离后才会给出故障码,但可以读出数据流。一种车系存在着千变万化的故障现象,只是还没出现或者尚未遇到,一旦出现也会棘手,此时,分析思路是至关重要的,也会免去许多周折。
6.奥迪A62.4L轿车01V自动变速器换档品质分析
目前,奥迪A6、大众帕萨特等轿车装有德国ZF生产的5HP-19(01V)系列的自动变速器出现换档品质问题的特别多,特别是奥迪A62.4L轿车故障尤为顽固。有时几经维修得不到根治,并且一直困扰着大家,这也着实让人头痛,致使在国内一些汽车BBS论坛上各地精英各抒己见,有些问题得以解决,但同样的问题利用同样的方法却时常难以解决,对一些较顽固案例至今也找不到答案。下面就一例01V变速器换档冲击问题加以分析。
车辆信息:一辆2003年国产奥迪A62.4L轿车,行驶约13万km后,到维修站更换ATF。可更换没有多久,行驶3000km左右出现入前进档冲击的现象,同时还出现5-4档冲击、2-1档冲击的问题。实际现象是这样的:每次起动发动机一般在第一次变速杆由N位入D位时的接合感觉并不是很严重,但反复N-D-N-D位驱动时,冲击力非常让人难以接受;同时当车速超过80km/h也就是变速器执行最高档5档,然后减速滑行,当滑行至50~60km/h之间时,也就是5-4档点时,车身明显出现冲击感觉;再继续滑行一直到即将停车时(2-1档点),又出现一下轻微的冲击感觉。
维修经过:先清洗液压阀体。在清洗阀体过程中并没有发现各滑阀有卡滞或严重磨损现象。于是,清洗完毕后装车路试,结果2-1档冲击故障消失,入D位冲击和5-4档冲击依然存在。为什么在N-D位冲击的同时5-4档也冲击呢?此时要仔细分析N位入D位的主要工作元件和5档降4档时主要交替工作的元件及其工作油路。通过换档执行元件工作表(表1-8)知道,该变速器一共有8个换档执行元件:4个离合器A、B、E、F,3个制动器C、D、G,一个单向离合器FL。1档:A+FL+G;2档:A+C+G;3档:A+C+F;4档:A+E+F;5档:C+E+F;倒档:B+D+G。从换档执行元件在各档的分配可以得知,A组离合器值得重视,因为它从1~4档都参与工作恰恰到5档时停止工作,而当变速器从5-4档时,A组离合器再次被起用。因此A组离合器是问题的核心:A组离合器本身出现问题;A组离合器油压出现问题,如果主油压不正常,其他换档点也会有冲击的;A组离合器工作油路的缓冲控制装置出现问题。
表1-801V变速器换档元件及电磁阀工作表
换档油路分析:由易到难,接下来分析该变速器控制油路。在分析A组离合器工作油路之前,先了解01V变速器由电磁阀及机械阀相互配合完成整个控制油路的分配情况。从执行器电磁阀分配表中可以发现,该变速器的换档方式比较特别,它虽然采用3个开关式换档电磁阀(N88、N89、N90)来进行1~5档的切换,但如果仔细从整个控制油路分析还会发现,这3个换档电磁阀在整个系统工作中根本不能完成1~5档转换必须由N216、N217两个调节电磁阀配合完成1~5档的切换。比如说,变速器在执行1-2档时,在1-2档时有一个调节电磁阀参与工作,而3个换档电磁阀的工作状态在1、2档是一样的。也就是说,在该变速器中4个频率占空比调节电磁阀中的2个换档品质控制电磁阀(N216、N217)也能起到换档的作用。
从油路中仔细分析,N216电磁阀实为C组制动器控制阀,N217为G组制动器控制阀。那么为什么要有一个C组和一个G组制动器的控制阀呢?在阀体中C和G制动器都是由两个机械阀组成:一个是保持阀;一个是工作阀。同时,还会与其他的离合器阀或制动器阀组合使用。这样又得出一个结论:01V自动变速器是由C组制动器和G组制动器两个元件的工作来控制其他离合器的工作,以上可以看出,由于电磁阀需要组合才能进行换档,所以控制换档的3个开关电磁阀(N88、N89、N90)只是用来改变C制动器和G制动器与其他的哪个离合器配合工作,并不像其他的变速器换档电磁阀那样直接控制换档。这样则说明:用来完全实现换档的电磁阀相当于5个而不是3个:N88、N89、N90、N216、N217。这就是说,N216和N217两个调节电磁阀是来控制制动器C和制动器G的,这样再从换档表就可以看出:C可分别控制A和E,或C单独工作实现前进档;G可分别控制F或G单独工作实现前进档;B和D、G组合实现倒车功能。从以上组合的方式可以看出,C与A或E之间的组合转换是由换档电磁阀(N88、N89、N90)控制的,C的单独工作是由N216电磁阀及换档电磁阀来控制的,G是由N217及换档电磁阀来控制的。因此有人利用人为方式(代替ECU)驱动3个换档电磁阀执行各档时不但没有执行成功,反而还将变速器烧了。把整个油路分析完之后,再分析A组离合器控制油路。
油泵产生的主油路油压经主油压调节阀调解后形成两条油路:一路直接去了5-4牵引阀有弹簧的一侧,没有弹簧的一侧作用的是来自手动阀经截流片截流后的油压;另一路去了压力调节阀中间部位,而压力调节阀没有弹簧一侧由主油压调节电磁阀N215来控制;由压力调节阀调节好的压力又送至4-5档换档阀有弹簧的一侧。这两条油路都是调节油路主要调节A组离合器的进油速度。变速杆由P/N位移至D位,主油路油压经手动阀开启后经4-5档换档阀中间部位到5-4牵引阀中间部位,并通过A离合器阀和A蓄能器送至A组离合器。因此A组离合器油压的稳定取决于N215电磁阀和油压调节阀,特别是油压调节阀相当重要,它相当于是调节A离合器缓冲压力的。同时A组离合器蓄能器也不能忽略。那么再分析一下,入D位和5-4档时启动的主要油路,就是A组离合器的油路,而变速器由5档降至4档无非又是再次启动A组离合器的油路,因此问题一定在于A组离合器油压上(油压建立速度太快)。通过以上对A组离合器工作油路的分析得知,起动油路的油压是由ECU根据发动机各种工况以及自动变速器的实际运行工况指令主油压调节电磁阀N215(单独黄颜色插头)来调节的,油压的缓冲控制又是由N215电磁阀控制压力调节阀工作来实现的。此时把问题锁定在N215电磁阀、压力调节阀、A离合器蓄能器等。
图1-37 01V变速器油压调节阀体
故障排除:接下来应该重点检查以上部件。大家都会说“01V入D位冲击和5-4档冲击”是该款自动变速器的通病,一般情况下更换N215或阀体就可以解决,当然还可以通过改动内部滑阀弹簧硬度来排除故障(这种做法很难确保维修质量及使用时间)。注意一定要搞懂“01V入D位冲击和5-4档冲击”的最终原因。解决方法:更换N215或单独带N215电磁阀的那小块阀体(图1-37);如找不到以上部件只能更换阀体总成。
7.01V自动变速器常见故障分析
目前,一些装有德国ZF公司生产的5HP-19(01V)自动变速器的车辆,一般行驶里程超过12万km以上的车型都会出现驾驶舒适性能变差的问题。问题居多的一般都反映在汽车低速行驶时,特别是带有涡轮增压器的1.8T轿车尤为明显。目前使用01V自动变速器的国产车型有一汽奥迪A61.8T、2.4、2.8和上汽帕萨特B51.8T、2.8以及帕萨特领驭1.8T等。
通常把这种故障现象描述为,当发动机转速低于2000r/min,车速在30~80km/h之间;同时变速器执行在2档以上的档位,打开空调或以上坡行驶最为明显,汽车会无规律地出现耸动现象,此时观察发动机转速会发现随着汽车的耸动转速表也随之波动(图1-38)。根据不同车型以及所反映出的故障现象的轻与重,故障现象不明显时,一般驾驶人是感觉不到的,特别是汽车在平坦路面行驶时。如果仔细试车还会发现发动机转速低于2000r/min,转速稳在1500~1800r/min之间匀速加速行驶时,会冷不丁出现一两下耸动现象,并且当汽车行驶在很长的上坡路,同时在使用空调的情况下这种耸动现象会明显一些。如果节气门开度大一些,发动机转速超过2000r/min以上,车速高于80km/h以上时,这种现象不容易出现。故障明显时,根据上述情况驾车问题不再是简单的出现一两下耸动而是转换为频繁的耸动,特别是在4档时最为明显。
图1-38 耸车的表现
针对这个问题,对于大多数维修人员而言,特别是对自动变速器TCC锁止离合器控制认识不够的同仁,他们根据实际故障现象所表现出的故障特征会毫不犹豫地把问题直接指向发动机控制方面上。因为此现象不明显时给人最大的感觉就像发动机突然断火一样,而故障明显时又像对大多数特殊车型清洗节气门体后没有重新做匹配一样,也就是出现所谓的“游车”感觉。其实往往大多数故障原因是因为变矩器锁止离合器控制(TCC)出现了问题以后而导致“耸动”故障现象的出现。
虽然耸动严重影响驾驶舒适感觉,但在发动机ECU和自动变速器TCM里都没有记录故障码,因此给维修带来一定的难度。当遇到此类故障时,必须利用“一刀切”的方法把问题划分开来——判断是发动机问题还是自动变速器的问题。因为凭借故障现象基本可以判定,引起故障的原因大概有两种可能:一是发动机存在轻微断油或断火现象而引起的耸动现象;二是因自动变速器故障产生的耸动感觉。而第“一刀”的目的就是区分问题出在发动机系统还是在自动变速器系统,因为这一点非常重要,它给下一步检测维修指引了方向。如果是自动变速器的问题,再切“第二刀”——确定问题是来源于电子控制方面还是机械和液压方面。
切“第一刀”的方法:
一定要明确耸动现象的出现不是在自动变速器的换档点上,而是在以某个档位(3、4、5档)行驶时才出现,这才能够说明耸动现象并不是因换档冲击引起的,并且在试车时还要进行手动加减档试验,进一步确认耸动点出现的时间和规律。
通过OIV变速器线路图在ECU端子处找到并断开N218电磁阀的连接线(ECU端子4和52),找一替代电磁阀(PWM型)或合适电阻在驾驶室里连接在N218电磁阀的连接线上,仍然以上述驾驶方式进行路试(此种做法的目的是防止变速器进入故障保护模式)。如果此时故障现象依然存在,则充分说明故障来源于发动机方面;反之,如果此时故障现象消失,则100%说明故障在于自动变速器TCC锁止控制上,因为此种做法自动变速器没有真正实现TCC锁止控制的机械连接。此外,也可以利用诊断电脑通过分析其动态数据来查找故障原因(切第二刀)。
检修步骤:
1)进入变速器电子控制系统02-08数据流通道——007组数据。在007组数据里有4项数据:第1项数据为自动变速器ATF温度;第2项数据为TCC锁止控制电磁阀N218的控制电流;第3项为TCC对TCC的控制(未锁止open、锁止控制ctrl和完全锁closed);第4项为变矩器泵轮与涡轮之间的滑移量,如图1-39所示。
图1-39 01V变速器第七组数据块
首先,注意当故障现象出现时,第3组数据显示的是“ctrl”;当变为“open”(表示锁止离合器处于断开状态)或“closed”(表示离合器处于锁止状态)时,故障现象就会消失。这说明在锁止离合器的接合过程中,即控制部分在接通其油路并处于自动调整过程时故障出现的。与正常的车辆相比较,该车的锁止离合器接合时间过长,即控制“ctrl”过程较长。而正常的车辆在提速过程中“open”很快就会变为“closed”,“ctrl”只是闪烁一下就会消失,看来问题就出现在变矩器TCC控制过程当中。出现这种现象的原因是变速器油温过高造成的(同时,油压也可能较高,油压高与低都会使TCC工作不平稳),尤其是在低档位(2档或3档),由于传递转矩较大(低速范围保持时间长)因而ATF温度上升的速度比较快。当温度高于一定限度时,TCM会控制锁止离合器的锁止点将会提前,因而可以感觉到明显的耸动现象。这样在极端恶劣的工况下,以牺牲一点舒适性为代价,可以更好地保护变速器,并降低油耗,同时对排放也有好处。
其次,注意观察当变速器进入3档后,TCC开始控制接合时N218控制电流和滑移量对应的变化,特别是滑移量的变化。正常时,N218的工作电流会由未实现锁止控制时的0.048A到实现锁止控制时的0.375A(3档),一直到完全锁止控制时的0.728A(5档),同时锁止滑差量的变化是相当平稳的,泵轮与涡轮之间的滑移量会逐渐由218-196-128-96-64-32-0r/min变化。而出现故障时,锁止滑差量的变化要么是由高转速直接进入0转速的,或者是由0转速直接变为高转速的,即滑移量由196→0或由0→128等变化一定会出现耸动现象。
2)注意发动机输出转矩与变速器实现机械连接时对应协调问题。发动机转速低(2000r/min以下)输出转矩小,同时变矩器锁止离合器的控制压力也低,如果此时由于变矩器锁止离合器片已经磨损,TCM还会改变N218电磁阀的工作电流来改变锁止离合器的控制压力;而车速低或上坡行驶又需要加大发动机输出转矩,同时车速在30~80km/h之间,对于带有涡轮增压器的车辆又是涡轮增压器开始工作的临界点;如果自动空调参与工作又会占用了发动机的一部分动力。在这多种情况下,当TCM接收到满足TCC闭锁条件时(特别是在这种工况下油温度上升比较快),便对N218电磁阀提前发出闭锁控制指令(保证变速器工作在合适的温度下),但此时由于发动机输出转矩较小(因发动机转速低),闭锁离合器接合后汽车实际运行工况(动力不足)不能满足当前行驶状况(小马拉大车),又马上脱开,因此,一旦完全接合后,又由于此时发动机输出转矩低而瞬间脱开锁止,反复接合、反复脱开,便出现了汽车的耸动现象,如图1-40和图1-41所示。
图1-40 01V自动变速器变矩器TCC锁止离合器分离情况
图1-41 01V自动变速器变矩器TCC锁止离合器接合情况
3)在自动变速器上连接油压表,观察TCC闭锁时油压数据的变化(N218对应的电流会产生对应的压力),这样,可以将故障点锁定在机械上或液压控制上。N218控制电流的正常,说明TCM控制正常;TCC闭锁压力正常,则说明N218电磁阀和液压控制单元工作良好。接下来就是变矩器机械锁止离合器了。
根据众多维修实例得知:故障原因95%来源于变矩器机械锁止离合器本身。一般更换变矩器即可解决。
总结:由于自动变速器本质上仍是有级式变速器,仅在相应的变速区段内(相邻两档之间),通过液力变矩器的转速差可实现无级调速,因而从理论上来讲,自动变速器在换档过程中,微小的冲击是不可避免的。对于装有01V自动变速器的车辆,特别是1.8T型轿车,按正常情况在正常运行时,通常车速在大于30km/h、发动机转速大于1800r/min时2档升3档,此时发动机的涡轮增压器已工作,发动机的转矩与车轮的输出转矩有很好的匹配,所以车辆运行平稳,不会有任何耸动感觉。如果车速低于50km/h、发动机转速低于1800r/min时,自动变速器的TCM会从经济运行角度考虑,变速器由2档升为3档,此时发动机的涡轮增压器处于将要工作的临界点,同时TCC锁止控制也要开始工作,这就是造成耸动产生的原因。
其实,车速超过80km/h以上、发动机转速超过2000r/min时,仍然会有耸动现象出现,只不过不明显。那是因为一旦车速超过80km/h以上,变速器已经完全进入超速5档,此时不再需要过大的发动机输出转矩,而且发动机转速超过2000r/min后,变矩器锁止离合器的接合油压也会升高,因此很少有耸动现象出现。
8.奥迪A84.2L轿车5HP-24FLA自动变速器入前进档冲击、倒档不能行驶故障
车辆信息:一辆2001年奥迪A84.2L轿车,配用德国ZF公司生产的5HP-24FLA型全时四驱自动变速器。
故障现象及维修过程:该车初始维修是在其他修理厂进行的。据那里的维修人员讲,变速器是在保护模式下也就是在锁档情况下进厂的。当时仪表档位指示灯一片全红,入前进档冲击,倒档不能行驶。利用专用诊断仪读出P0730(传动比错误)的故障码,这样该厂毫不犹豫地将变速器从车上拆下来。分解变速器后发现低档/直接档离合器A(1/4档离合器)组鼓卡簧位置损坏,致使离合器活塞工作行程超出极限形成泄漏,最终导致离合器打滑。ECU通过输入轴转速传感器G182和输出轴转速传感器G195信息计算出错误的档位传动比,从而设置P0730故障码并启动安全保护控制模式,其他机械元件完好无损。由于A组离合器出现问题后会直接影响倒档,因此无需多考虑,直接按照维修标准更换损坏的A组离合器总成以及修理包等。这样规范组装后进行试车刚开始还正常,升降档曲线、换档品质等都很好。后来在试车过程中,采用深踏加速踏板的试车方法进行路试,结果变速器莫名其妙地进入安全保护模式,即变速器锁定在固定4档上。此时变速器入动力档严重冲击,ECU不再对自动变速器油压进行调节和换档控制。进入自动变速器电控系统在其故障存储器中读出P0732故障码,该故障码的含义为“2档错误的传动比”。为什么ECU会记录这个故障码呢?ECU是通过计算输入轴转速和输出轴转速两个速度信息来确认各档传动比的,原则上ECU既然记录2档传动比错误,那么就应该是该变速器的2档存在问题,即只有2档元件打滑时ECU才会记录P0732故障码的。
ECU设置传动比错误故障码的条件是液压控制系统提供低油压;变速器机械元件本身泄漏而打滑;输入及输出转速传感器问题;电路问题;ECU问题;由于不规范的维修导致真实传动比的错误。
但大多数维修人员作业时往往偏离正常的维修思路,一旦遇到某个档传动比错误时,就知道更换所怀疑的部件。因为他们认为用眼睛所看到的机械元件没有烧损,用压缩空气检查用油元件时能听到离合器或制动器活塞结合的声音那就是没有问题的。同时变速器在执行换档时,没有明显听到发动机空转即打滑声音,也认为液压控制及机械执行元件是没有问题的。因此,他们通常不去考虑自己组装的任何一个机械元件存在问题,而是直接去更换液压控制阀体。当然这样做也具有一定道理,那就是用眼睛看不到液压阀体供油系统存在问题,只能是怀疑供油油压低,换上一块所谓“拆车”阀体,试车结果还是一个样子。没有办法又开始怀疑电控方面,简单的测量电路,没有问题。又开始更换传感器,结果问题仍得不到解决。接下来不得不去考虑是不是变速器内部元件有问题,仔细利用压缩空气分别对每一个用油元件进行压力试验,结果均看不出泄漏情况。
机械元件百分之百没有问题,再次装车试车,故障现象还是没有好转。那还有什么呢?会不会是ECU?所以接下来又千方百计寻找ECU,新ECU一方面是价钱昂贵;另一方面谁也不敢确定就是ECU的问题,一旦换上去问题不能解决怎么办,因此只好找一个旧ECU试试。ECU换完之后,故障依然存在,此时对该变速器的维修已经投入相当大的人力、物力、时间等。问题没有解决总不能就此罢休吧,在万般无奈之下求助于笔者。
当笔者介入此车故障维修时发现,冷车时无论节气门开度大小,行驶均没有问题,而当变速器油温度达到80℃左右时轻踩加速踏板没有问题,只有深踩加速踏板行驶故障现象才会出现;正常开车(节气门开度没有超过1/2)升降档一切正常,而当变速器执行3-2档(没有降至1档)的强迫降档时,再从2档加速行驶并没有感觉到变速器有任何打滑现象,而仪表指示灯却一片全红了,即变速器进入保护模式状态。深踩加速踏板开车1-2档后有时便进入保护模式状态下;找一较陡的上坡路正常加速行驶(此时节气门开度没有超过1/2)1-2档后也会锁档。综合分析故障出现的频率和变速器工作温度、发动机输出转矩和负荷有着紧密的关系,但仔细想一下,即便是负荷信息问题,一般不会单纯地影响某一个档(特殊情况也有),特别是2档,而油温度信息存在问题也不会单独影响2档,温度的变化只能说明油压泄漏情况有所变化,也就是说,温度过高时2档执行元件有可能出现泄漏。根据前面对“P0732”号故障码设置的分析,液压控制阀体、传感器、电路、ECU不用考虑,原因是电路和传感器有问题百分之百不会单独影响2档,而阀体和ECU都曾经更换过,也不可能那么巧合出现同样的结果。因此还要重点去考虑2档机械执行元件的问题。
图1-42 01V变速器2档动力传递简图
档位动力传递分析:由于缺乏这款变速器的相关资料,把变速器又一次分解后将动力传递简图画出来并找出参与2档工作的元件(图1-42)。当把变速器彻底分解后发现,该变速器的齿轮结构跟过去的5HP-30变速器一模一样,由3个单级单排组成,同时换档执行元件的数量由5HP-30变速器的9个(3个离合器、4个制动器和2个单向离合器)减少到7个(3个离合器、3个制动器和1个单向离合器)。结合5HP-30变速器找到该变速器2档执行元件A组离合器和E组制动器。A组离合器为低档/直接档离合器,即在1~4档都参与工作,因此不作考虑;而E组制动器只是在2档时参与工作,因此作为重大怀疑对象而作重点检查。直接目视该元件(摩擦片)并没有烧损及打滑现象,利用加压机对E组制动器进行加压试验,并对其他元件也作同样对比试验,反复加压并没有发现泄漏情况,此时将加压机内的ATF加温至70~80℃,并将压力调节至400kPa左右,再次对E组制动器进行加压,结果发现其工作性能明显下降:活塞“很不情愿”地动作;从压力表指针上明显看出有泄漏情况。于是,将E组制动器进行分解,发现该活塞上的密封圈明显老化。更换E组制动器密封圈,再次利用加压机进行试漏,结果工作正常。装车试车故障彻底排除。
总结:维修变速器机械故障时跟过去传统维修方法完全不同,由于大部分新款变速器都装有输入轴转速传感器,这样,ECU能够通过输入及输出转速传感器信息精确地计算出各档传动比,而一旦某个档位执行元件工作不良时(油压不足或泄漏而打滑),ECU得到错误信息后便迅速启动安全保护功能,因此,把变速器分解后从机械元件上根本看不出有任何问题(保护后变速器油压较高)。而检查机械元件不再是单纯的利用压缩空气来代替油压检测,即使是使用压缩空气试验(大部分维修人员通常会使用高压力的压缩空气),轻微的泄漏不会影响活塞的动作,因此必须改变传统维修思路和维修操作方法,以便更准确地找到问题所在。
9.奥迪A62.4L轿车01V自动变速器漏油引发的故障
车辆信息:一辆2003年国产奥迪A62.4L轿车,配用德国ZF公司生产的5HP-19FL(01V)型5速电子控制自动变速器。
故障现象:据车主讲,该车在正常行驶时,车速提速很慢,后来干脆不能行驶而拖至修理厂。当维修人员按照常规检查时,发现自动变速器内只有少量的ATF,同时发现在发动机与变速器连接处有漏油痕迹。因此打开油底壳观察变速器内部机械元件是否烧损,结果拆下油底壳发现其内部有大量的金属磨损颗粒。看来只能是将变速器从车上抬下来通过分解来检查故障所在。
将变速器从车上抬下来后发现变矩器从变速器上不能拆下来,没办法通过拉链强行将变矩器从变速器中拔出,原来是油泵内定位筒套牢牢地粘在变矩器的驱动脖颈上了(漏油原因所致),继续分解变速器,发现前拉维娜式行星排严重烧损,前太阳轮齿已磨光剩下元件完全“焊接”在一起。同时1/4档离合器A、2/3/5档制动器C、4/5档离合器E有轻微烧损迹象,3/4/5档离合器F鼓有磨损现象。接下来检查液压控制阀体,发现由于其内部进入好多金属颗粒,致使好多滑阀卡滞和磨损。
故障分析:为什么该变速器损坏这么严重。询问用户得知:该车行驶约17万km一次ATF都没更换过。汽车以30km/h左右速度行驶时,发动机转速突然升高,紧接着还伴随冲击感,车速在50km/h左右时也有同感(后来分析是由于F组离合器鼓磨损所致)。此次不能行驶之前已经从其车库停车处发现过有很少的漏油,如果提前检查维修不至于到现在损失这么严重。
征得用户同意,决定对该变速器进行大修,更换变矩器、油泵泵头、阀体、F组鼓、行星排及大修包。维修过程中,还仔细对变速器的散热系统进行彻底清洗(一是磨损颗粒存留在散热器及散热管路中,二是考虑到行星排烧损可能是润滑不良所致)。大修后一切准备就绪开始试车,结果新的故障出现:入动力档接合感觉特小,同时起步加速无力;变速杆无论是置于自动模式还是手动模式,汽车刚刚运行30~40m,变速器还没来得及换入2档,感觉变速器冲击一下,同时仪表档位指示灯一片全红,变速器进入紧急运行模式(即锁档)。此时利用专用诊断仪从其故障存储器中读出17100(变速器输入轴转速传感器G182信号不可靠)和17101(变速器输入轴转速传感器G182无信号)两个故障码。但奇怪的是变速器进入紧急运行模式后,汽车前进档和倒档都居然不能行驶。原则上5HP-19这款变速器当其电子控制系统启动紧急运行模式时,无论是倒档还是前进档都可以行驶(前进档锁4档),由于ECU此时中断所有电磁阀的通信功能,致使变速器油压不再受ECU调节,变速器内部应该是一个高压力,因此变速器会反映出:入档冲击;前进档起步困难;变速器不换档;变矩器无锁止。暂且不考虑故障码也不考虑电控系统,至少ECU启动故障运行模式时汽车能够行驶(跟电控无关系),因此该变速器液压或机械上应该还存在着故障。
阀体为全新部件应该不会有问题,所有离合器和制动器的密封圈已经换过,那到底是哪里出现问题呢?为了进一步确认机械元件没有问题,将阀体从变速器上拆下来,利用ATF加压机一一对7个用油元件进行压力测试:A、B、C、D、E、F、G均没有泄漏情况,因此机械元件故障也基本排除。既然控制分配压力元件——阀体和工作压力执行机械元件——离合器和制动器均无问题,那问题只有供油源油泵了。没有办法,只好再次将变速器从车上抬下来,仔细在油泵上查找病因。终于找到问题了,原来变速器磨损下来的金属颗粒卡滞在油泵上的最高压力限压阀上,致使油泵产生的大部分压力都从该阀泄油孔泄出,最终导致系统压力偏低的现象。
恢复后装车进行路试,结果起步加速有力,但17100和17101故障码再次出现,那就是变速杆无论是置于自动模式还是手动模式,汽车刚刚运行30~40m,还没来得及换入2档感觉变速器冲击一下,同时仪表档位指示灯一片全红,变速器进入紧急运行模式——锁档。为什么总是出现输入轴转速传感器G182的故障码呢?由于G182传感器是霍尔型式的,因此很难测量其好坏。在测量从ECU到传感器之间的连线没有问题的情况下更换了一个G182传感器,结果装车后试车还是一样,变速器根本不能运行。但此时变速器进入紧急运行模式后(锁4档),倒档、前进档都能够行驶,因此基本可以排除液压及机械方面的问题。
电控系统中线路、传感器都没有问题,剩下的不就是ECU了吗?由于原来该车没有出现过这种问题,只是当初利用诊断仪读出的是P0730传动比不对的故障码(行星排烧损所致)。看来还是跟修理有关,为了不想再出现其他问题,从一样的车上找了一个同型号的ECU试车,结果还是一样,这样完全可以把电控系统排除。既然是修完后所带来的问题,应重点从更换的部件上查找。
特别注意:国产大众、奥迪轿车所使用的5 HP-19型变速器其液压控制均是E18/2型。变速器输入轴转速传感器G182为霍尔型式,被安装在变速器阀体下边的变速器壳体的中前部,用来监测与输入轴连为一起的A组离合器的转速,也就是在A组离合器外鼓上有传感器感应磁环。从更换过的行星排中发现,前太阳轮套装在A组离合器外鼓上,G182通过太阳轮间接接收A组离合器外鼓上磁环脉冲磁块所发出的脉冲转速。由于G182不能直接对应A组离合器外鼓上的磁环,会不会是新更换的前太阳轮影响该信号呢?把新旧两个太阳轮作比较从外观上看怎么也看不出问题,此时细心检查发现两个太阳轮是有区别的。找一磁铁放在太阳轮上,新换的太阳轮可以将磁铁吸上,而原来的太阳轮根本没有磁感应性。此时真相大白,原来新换上的带有磁感应性的太阳轮直接将A组离合器鼓上的磁环所发出的磁脉冲信号隔开,G182根本接收不到A组离合器鼓上的磁环所发出的磁脉冲转速信号,因此ECU接收不到输入轴的转速信息而设置了17100和17101故障码,继而自动变速器进入紧急运行模式。
故障排除:重新更换前太阳轮故障彻底排除。
总结:由于作业疏忽导致变速器抬上抬下三遍。后两遍的确不应该:第一,如果在检查各部件时细心一点儿,就会发现油泵上的限压阀的问题;第二,如果在更换机械部件时按原车的部件购买或组装变速器时细心对比更换的部件的异同,也不会导致出现不必要的麻烦。
在这里提醒各位同行在更换5 HP-19行星排时,一定要注意前太阳轮是否有磁感应性。
10.奥迪A62.4L轿车01V自动变速器3-2档换档冲击故障
车辆信息:一辆2002年奥迪A62.4L轿车配用型号为01V(5HP-19FL)前轮驱动E18/2型5前速电控自动变速器,该车行驶里程为12万km。
故障现象:3-2档冲击严重,其他升降档正常。
故障分析:查油面、油质均正常。由于该变速器无主油压测试孔,故得不到3-2档时的主油压变化情况。其他升降档点都无冲击现象,可排除因发动机输出转矩在各换档点上变化的错误可能性。因此把故障点3-2档换档冲击的问题锁定在液压控制阀体核动力施力装置上。从ATF油质上看,施力装置中的离合器或制动器烧损和磨损的可能性非常小,而在5HP-19这款自动变速器中,离合器或制动器中的蝶形缓冲片一般不容易损坏,因此也基本排除施力装置,因此把故障点缩小在液压控制阀体上。从动力传递分配上看:3档时参与的元件有1/4档离合器A、2/3/5档制动器C和3/4/5档离合器F,它们共同工作来完成3档传递;2档时参与的元件有1/4档离合器A、2/3/5档制动器C和1/2/R档制动器G共同工作来完成2档传递。因此3档转2档无非就是F和G之间的切换。由于F和G两个元件都是来控制变速器后边单级单排齿轮机构的,通过它们在传递路线上的布置,因此在单级单排齿轮中两个元件是相互工作的,即不能同时工作,只能是一个工作而另一个停止工作。如果两个元件在切换时动作协调不顺畅,则会导致元件的干涉现象,而不会出现严重的冲击现象,这样又进一步排除机械元件的可能性。
从油路上分析:自动变速器ECU发出2档指令时,通过油路图得知通过N88和N89电磁阀工作来控制A组离合器的供油,同时关闭了C组制动器、G组制动器及其他用油元件的油路,由N216电磁阀工作直接单独打开C组制动器的供油油路,由N217电磁阀工作单独打开G组制动器的供油油路。当ECU指令3档时,N89电磁阀继续工作,使A组离合器继续保持工作状态,N88电磁阀断电后造成G组制动器和F组离合器之间的油路接通,这样G组制动器和F组离合器之间便形成工作组合关系,即这两个元件不能同时处于工作状态,只要G组制动器工作F组离合器即处于分离状态,只要F组离合器工作,那么G组制动器便处于分离状态。因此只要N217断电停止工作后,G组制动器便停止进油,而F组离合器开始工作。3-2档主要在于F组离合器和G组制动器之间的切换,也就是G组制动器控制接合,F组离合器释放,此时是由于N217通电来完成的,当3-2档时只要ECU给N217通电即可。由于该电磁阀为正比例控制,即断电时无电流通过,此时产生低油压,当通电时,即大电流通过时会产生高油压,因此该变速器很可能在3-2档时容易出现冲击现象。通过数据流还得到N217电磁阀在P/N位、D位1、2档都是在通电状态下,而在3-4-5档时是出于断电状态的。因此把目标锁定在N217电磁阀上,为了验证N217确实存在问题,将其与N216互换位置。装车试车时故障现象转移在1-2档冲击、4-5档冲击。从数据流上看,只要N216(原来的N217)通电自动变速器便有冲击感。更换全新电磁阀故障得以排除。
数据流:02-08-006组
3档时,N216电流是0.760A;N217电流是0.144A。
2档时,N216电流是0.760A;N217电流是0.760A。
数据流:02-08-005组
3档时,N88断电、N89通电、N90断电。
2档时,N88通电、N89通电、N90断电。
故障反复:此车大概使用3个月左右用户反映说,变速器又出现降档不舒服的现象,不过不是很严重。在用户时间允许的情况下,用户将车开来,经试车发现:该车问题并不大,正常开车,升降档一切正常。只有制动快停车时车身有一下振动感觉(其实仍然是3-2档点),而且制动力越大冲击感越是明显,慢慢制动停车几乎感觉不到,观察自动变速器各动态数据都在正常范围内。仔细分析故障原因,自动滑行降档不冲击而制动停车降档却冲击,自动滑行降档和制动降档之间的区别就是降档时间问题。变速器在降档时发动机是增大转矩的,难道与发动机输出转矩有关?从发动机电控系统看不出什么问题。反复仔细试车总结一点:如果让变速器快速实现3-2档冲击力就大;如果慢慢实现3-2档,就没有问题。
难道还是液压控制上出现了问题?这样,又把目标集中在阀体和电磁阀上。清洗阀体并更换电磁阀的位置,问题一点都没有改观,于是更换一个没有故障的阀体总成,结果也是让人大失所望。既然电、液方面没有问题,难道是机械上出了问题?由于用户急于用车,反正也不影响使用,暂且把车先交了。过了一段时间用户又把车送来,再次路试,故障现象一点都没有变化,不能说用户挑剔,而是变速器存在真实故障。因为好多人开此车都说不是问题,原因是正常降档非常舒服,而制动3-2档时也并非难以接受。既然用户要求,又何尝不想找到故障,有可能就是时间问题,幸好用户非常善解人意,留给我们足够的时间去研究。
把变速器抬下来分解仔细检查。当然重点检查对象就是F组离合器和G组制动器,因为3-2档的切换就是F和G的转换。
故障排除:从动力传递简图(图1-43和图1-44)中发现,如果3-2档时,F释放速度和G接合速度不协调,便会产生轻微的冲击感。仔细检查两个机械元件没有发现问题,只是发现F组外转鼓与G组制动器摩擦片连接处有很深的冲击过的痕迹,它会导致G工作和分离时出现摩擦片与F之间滑动不灵敏;同时还发现F组离合器内转鼓(单排齿圈)也有摩擦片冲击过的痕迹,它会导致F工作和分离时出现F摩擦片与齿圈或齿圈与太阳轮之间形成不连贯的现象。更换F组离合器和单个行星排齿圈,故障得以排除。
图1-43 01V变速器3档动力传递简图
图1-44 01V变速器2档动力传递简图
11.奥迪A62.4L轿车01V自动变速器入倒档冲击故障
车辆信息:一辆2001年国产奥迪A62.4L轿车,配用德国ZF公司生产的01V(5HP-19FL)纵置前轮驱动5前速电子控制自动变速器。该车VIN:LFVBA24BX130×××××。
故障现象:该车行驶约17万km后出现入倒档冲击两下,同时将变速杆置入2位(此车选档一共有P、R、N、D、4、3、2七个位置)也同样有两下接合感觉。另外在制动停车时,还有一下轻微的冲击感觉,即2-1档冲击。
维修过程:由于该车在外地进行作业,当地修理厂对此类变速器的维修谈不上什么经验,也只好按照常规步骤进行检查。询问车主得知,该车已经好久没有更换ATF了,拆下油底壳发现ATF已严重变质,但没有发现更多的杂质,这样首先利用循环清洗机进行了不解体清洗。接下来又将液压控制阀体拆下进行解体清洗,更换原厂大众、奥迪专用ATF及滤清器。一切作业结束后试车,结果倒档冲击两下问题依然存在,而2-1档冲击现象消失。由于用户急于用车,暂且先使用着。过了一个月左右,用户反映说倒档有时不能行驶,前进档还算正常,这样又把车开回修理厂进行维修。通过对外围的检查并没有得到什么结果,后来反复执行操作倒档,结果出现倒档彻底不能行驶。征得用户同意决定对变速器作解体检查。当分解变速器对机械元件检查时发现,后面的D/G制动器鼓损坏。D/G制动器鼓就是俗称的双面鼓,损坏部位是D组制动器组件的卡簧位置,卡簧槽已脱落,卡簧已弹出。这样,当D组制动器进油工作时活塞工作行程超出极限,导致拉维娜式行星排中的行星架得不到固定,因此最终不能实现倒档功能。按照大修标准更换损坏的D/G制动器鼓以及大修包等,车下作业结束后装复试车,结果故障排除。
故障反复:用户只使用了两三天后出现挂前进档冲击的现象,同时,当变速器执行完5档后,滑行至60km/h时也就是5-4档时有一下严重的冲击感觉,问题原因:①主油压调节电磁阀N215本身问题;②为4个线性电磁阀服务的减压阀(最小块阀体上)磨损所致;③1/4档离合器A的硬件出现问题(截流片、蓄能器等)。其实最终可以将该问题归纳为负责1/4档主要元件A组离合器的缓冲控制出现了问题,即A组离合器何时参与工作?它不就是在车辆静止入前进档时参与工作吗,当换至5档时A组离合器停止工作,而当由5-4档时是不是A组离合器的油压再次被启动。至于怎样来解决该故障,更换全新阀体总成,更换N215,改变减压阀弹簧的硬度,改变A蓄能器弹簧硬度等都能够解决这个问题。但我想,无论哪一种做法,无非又是凭借一点维修经验而已。是不是有好多同行遇到此类问题即便是更换全新阀体也解决不了入前进档冲击和5-4档冲击的问题呢(大多反映在2001~2003年奥迪A62.4L轿车上)?因为当前一些新式自动变速器的换档品质控制既离不开ECU的控制,同时又离不开机械硬件的控制,特别是大众奥迪车系的控制极其敏感。ECU控制无非就是发动机减小转矩的控制和变速器对换档油压的控制,而硬件上的控制无非就是通过机械截流和换档平顺的控制。无论是车辆在静止状态下还是在运行状态下,换档品质的控制无非是对换档时间的控制,也就是执行元件接合时间的控制。接合时间过快,会使变速器出现冲击感觉;接合时间过慢,会使变速器出现打滑,同时也会造成冲击现象的出现。因此,对于5HP-19变速器入前进档冲击和5-4档冲击的问题,无非就是考虑A组离合器接合时间的控制,由于该款变速器不能通过油压表来反映故障现象的变化,只能通过动态数据来验证是否因A组离合器工作接合时间不正确而导致故障的出现。
在这里把该变速器故障前和故障解决后的数据提供给大家,以供参考。这是利用大众软件版的诊断数据进行检测的,有可能跟原厂诊断设备的数据会有些偏差。
该变速器ECU的相关数据:进入02-01(图1-45)。
故障前的数据变化:进入自动变速器02-08数据流通到-006组数据,第一项便是主油压调节电磁阀N215的工作电流数据,其他数据不用管。P/N位发动机怠速时(720r/min左右),N215电磁阀工作电流是0.640A。当变速杆由P/N位移至R位时,N215工作电流变化:0.640A—0.565A—0.468—0.065A—0.365A—0.573A—0.640A;当变速杆由P/N位移至D位或其他前进档位置时,N215工作电流变化:0.640A—0.664A—0.695A—0.573A—0.365A—0.565—0.640A。
更换阀体后运行一段时间,车辆故障彻底排除,此时将数据又记录下来:进入自动变速器02-08数据流通到-006组数据,P/N位和R位的数据没有任何变化,而前进档的数据有所变化。
当变速杆置于D位及其他前进档位置时,N215电磁阀数据变化:0.640A—0.576A—0.465A—0.066A—0.476A—0.640A。
图1-45 诊断页面
总结:现在越来越感觉诊断维修和自动变速器故障,“数据”越来越重要了,借助自动变速器动态数据来诊断自动变速器各种故障势在必行。同样一块油压表,同样一个诊断仪,如何利用它解决维修中的各种问题很重要。利用“波形”、“功能”修车重要,而利用“数据”修车也同样重要。
12.奥迪A62.4L轿车01V自动变速器无端锁档故障
车辆信息:一辆2001年国产奥迪A62.4L轿车,配用德国ZF公司生产的01V(5HP-19FL)型5速电子控制自动变速器。该车相关自动变速器信息:进入02-01读出控制单元:4B0927156 AL;组件编码:AG501V 2.4L 5V RCW 2526;CODING:00013;WSC:00000。
故障现象:该车自动变速器无端进入故障保护模式即锁档。但奇怪的是变速器进入保护模式时,仪表档位指示灯自动模式显示正常(P、R、N、D、4、3、2)而没有手动模式显示,同时变速杆边上的脚制动灯有节奏地闪烁并发出“嗒嗒”的声音,连续闪烁10次后有一个短暂的间隔再继续闪烁。在这种情况下,无论是入前进档还是倒档,都有严重的冲击感,此时变速器在前进档以固定4档行驶。
故障检修:值得一提的是,此时大众专用诊断仪不能与自动变速器的电子控制系统建立通信。当接手该车时恰恰处于故障状态,由于诊断仪不能进入自动变速器的电子控制系统,所以快速踩了几脚制动踏板后,此时变速杆边上的脚制动灯不再闪烁,这样再利用诊断仪进行对话,结果是电子控制系统的故障存储器中未记录故障码,同时路试一切正常。在这种情况下,也未查到真正的故障点而故障却莫名其妙消失,故暂且将车交付使用。可第二天早晨再次起动车辆后故障重现,再次利用以前方法频繁施加制动,但无论怎样操作都是无效的。难道跟制动灯开关有关(图1-46)?
故障分析:ECU是通过其内部程序来实现故障保护控制的,不能通过故障指示灯来反映变速器是否进入故障运行模式,因为通过变速器实际运行状态来肯定变速器确实进入故障运行模式:首先,入前进档和倒档冲击力比较大,其次,变速器就是以固定档位4档行驶。自动变速器电子控制系统不能与专用诊断仪进行对话,应该说明变速器ECU有问题。制动灯开关问题有可能导致此故障的出现。
图1-46 01V变速器变速杆
根据以上分析,该车ECU方面的问题可能性比较大。但不能凭借经验分析随便去更换ECU,因此将故障范围大概圈在ECU本身、ECU的供电接地或其他信号干扰等。并且还要知道变速杆边上的行车制动指示灯只有在点火开关处于打开状态的同时,脚必须踩制动踏板,也就是制动灯开关处于接通位置时才能点亮。换句话说,制动灯开关接通脚制动灯点亮时,变速杆P位锁止功能才能解除。那么,该车在出现故障时为什么踏制动踏板而脚制动灯却频繁地闪烁?因此不能排除制动灯开关问题的可能性。由易至难,先检查制动灯开关是否有问题,是不是车辆放置一夜后,由于温度原因导致开关内部出现问题。打开制动灯开关并没有发现问题后,又开始测量变速器ECU的供电和接地,并对该车发电机的发电量以及火花塞的点火能量等一一作了检查,均未发现异常。在都没有发现异常的情况下,更换了一个制动灯开关,结果故障却出乎意料地消失了。也许大家认为问题得以根治了,其实不然,第二天问题又再次出现了。还是利用老办法连续踩了几脚制动踏板又好了。真是奇怪了,难道是制动灯开关质量存在问题?拆下来却看不出有任何问题,此时不能再盲目更换部件了。征得用户同意,决定将此车留下来多给几天维修时间。
故障排除:彻底将变速杆面板拆下来检查P位锁止电路以及手动模式开关F189电路,同时,再次拆下制动灯开关并检查相关线路。在确信ECU供电、接地百分之百没有问题的情况下,决定更换ECU。结果也像前一次更换制动灯开关那样,故障现象消失了。为了确保作业成功,没有急于将车交付使用,而是停留一个晚上,第二天再次试车故障现象没有重现,整个维修作业结束。该车已经交付使用有一个星期了,至今还没有出现问题,因此可以确认,故障就是因ECU引起。
总结:有些时候特殊问题只能特殊对待,而且当利用原理去分析故障现象时,似乎又不合乎常理。在千变万化的汽车电子控制领域里,有更多的东西需要我们去学习。
13.帕萨特3.0L轿车01V自动变速器入动力档有冲击故障
车辆信息:一辆2003年进口帕萨特3.0L轿车,配用德国ZF公司生产的01V型5前速手/自动一体电子控制自动变速器。
故障现象:①变速杆由P/N位入R、D位有冲击;②几乎所有换档点都有冲击;③保持在某一个档位时,车辆明显伴有冲击感;④变速杆置于手动模式位置时无手动控制。其中故障现象③最明显。
故障分析:除了该车的手动模式故障外其他3个故障比较棘手。下面逐个分析:
挂前进档位和倒档位都冲击有可能是:①变速器系统油压偏高(包括主油压调解阀、主油压调解电磁阀N215);②信号问题导致ECU指令高油压(TPS、空气流量传感器等信息);③ECU指令问题;④电路问题。
几乎所有换档点都冲击则有可能是:①换档点油压不正确(电磁阀);②影响换档质量的输入轴转速传感器G182信号有问题;③在换档点上发动机没有改变输出转矩(减小转矩控制);④还是跟主油压有关(主油压调解阀、主油压调解电磁阀N215):⑤负荷信号问题所致(节气门角度、空气流量传感器进气量超标)。变速器保持在某一个档位时,车辆伴有冲击感的问题比较复杂。由于不是在换档点,因此也有好多因素导致此结果:①发动机点火或喷油问题;②变矩器锁止离合器故障(机械连接与液压连接转换所致);③档位元件干涉问题(在某一档上不应该参与的元件参与了工作导致)。
综合以上对故障点的分析,发现导致出现这些故障的原因是一个综合的问题,它既涉及发动机又涉及变速器,同时有可能因一个问题导致多种现象的出现,因此必须作全方位的检查。首先对自动变速器电子控制系统作相关检查,在其故障存储器中并未发现任何故障码,同时在其各动态数据中也未发现有异常现象。接下来对发动机电子控制系统作相关检查,结果在其故障存储器中读出P0103、P0353、P0355和P0356四个故障码。其解释含义分别是P0103空气流量传感器G70信号太大;P0353、P0355和P0356是发动机3缸、5缸和6缸失火。清除故障码读取发动机动态数据,进入01-08观察发动机在运转下各组数据块的动态数据,车辆静止,发动机温度正常,并以怠速运转各数据块并未发现异常,只是在002组和003组数据中发现个别数据有些异常。002组四项数据分别是720r/min、21%、3.74ms、4.98g/s;003组数据是720r/min、4.85g/s、2.7%、12.75V。从002和003组数据中明显看出空气进气量有点大。再次读取故障存储器并无故障码出现的情况下进行路试,但变速器在起步前入动力档仍然有冲击现象。这样可以通过行车试验来观察发动机、自动变速器的各动态数据变化。
通过路试,借助诊断仪来扫描当故障发生时各数据有无突发变化或变化异常等。当变速器执行各换档点时,虽仍有冲击感觉但从整个数据上并没有发现异常情况,但奇怪的是变速器第三个故障现象消失,即“变速器保持在某一个档位时车辆伴有冲击感”没有了。可运行没有多长时间“变速器保持在某一个档位时车辆伴有冲击感”的现象再次出现(通过各动态数据没有发现自动变速器的变矩器锁止离合器工作异常)。此时停车再次读取故障存储器,结果P0103、P0353、P0355和P0356四个故障码又重新出现。接下来,利用示波器来观察发动机各缸点火波形,结果发现3、5、6缸有失火现象。这样,对发动机进行检查,更换各缸火花塞、3、5、6缸缸线、空气流量传感器。清除故障码,重新调整设置发动机电控系统,再次进行试车,结果原地入R位冲击现象消失,但入前进档还有轻微冲击现象,同时,行驶时换档点冲击现象也随之消失,并且“变速器保持在某一个档位时车辆伴有冲击感”彻底没有了。为了验证故障是否彻底排除,决定进行长时间仔细路试,结果发现该车除了在静止时入前进档冲击外,5-4档也有轻微冲击感觉。
这样故障范围逐渐缩小,分析一下:原来由于空气流量传感器进气量偏高导致入档和换档点冲击(负荷信号过大),由于火花塞和缸线原因导致“变速器保持在某一个档位时车辆伴有反复冲击感”。剩下就是“入前进档冲击”和“5-4档冲击”问题了,其实它们是由一个问题导致多种现象的出现,也就是说“入前进档冲击”和“5-4档冲击”是一个问题引起,在以前的维修案例里已经详细描述过,在这里不再赘述。这样根据用户要求更换了一块全新阀体故障彻底排除。
在用户要求下,对“变速杆置于手动模式位置时无手动控制”功能进行检测。
故障排除:再次进入自动变速器的电子控制系统,进入02-08-011组。第一项为变速杆位置,第二项为Tiptronic识别,第三项为Tiptronic加减档开关F189。通过驱动变速杆仪表指示无任何变化(正常情况下,当变速杆置于手动模式位置时,仪表应显示相应的档位),同时在行车时手动模式位置执行的仍是自动控制。这样需要将变速杆拆下来检查Tiptronic加减档开关F189是否存在问题,结果拆开变速杆面板时发现激活Tiptronic加减档开关F189的磁块脱落,更换F189总成手动模式操作恢复。至此维修作业结束。
总结:诊断和维修当今新款车型故障时,首先明确的是如何区分发动机故障和自动变速器故障,这一点非常重要。区分故障系统后再逐一去排查。而且在针对一故障时,先从哪方面入手,怎样做到条理清晰、先后顺序明确,应做到心中有数,有的放矢。
14.奥迪A62.4L轿车01V自动变速器换档冲击故障
车辆信息:一辆2004年奥迪A62.4L轿车,配用01V(5HP-19FL)型液压控制E18/2型5速电控自动变速器。
故障现象:此前该车变速器仅4-3档冲击,经过改动油路后故障排除。可使用了没有多久又出现2-1档冲击的问题,经调整油路及发动机转速(由于在2-1时发动机怠速变化比较延迟)问题仍然存在。因用户急于用车,维修时间有限,没有办法更换一全新阀体将故障彻底排除。奇怪的是用户使用两个多月后又说变速器升档又有冲击问题。经仔细试车得出故障结论:2-3档冲击,紧接着变速器换完3档后又冲击一下(这下冲击感觉要远远大于2-3档的冲击感觉),其实是TCC完全接合造成的(通过02-08-007数据得知),在冲击的同时,发动机转速被拉下许多。该变速器详细信息:进入02-01读出控制单元:4B0927156 AC;组件编码:AG501V 2.4L 5V RCW 2526;CODING:00013;WSC:00000。
故障分析:ECU指令正常。3档后变矩器锁止离合器控制电磁阀N218电流在0.375~0.735A范围变化;而TCC锁止滑差却在N218控制电流0.375A时即由64r/min变为0r/min(原则上0.375A的工作电流所产生的锁止离合器工作压力不足以使变矩器泵轮与涡轮之间达到同步转速)。
为了确认冲击问题就是因TCC接合引起,又利用老办法验证:(其实第一次搞错了)将ECU端子52号紫色线束断开(电磁阀供电电源线),将端子4(N218电磁阀控制线)红色线插一大头针,找一同样电磁阀接上(接端子52紫色线ECU端)。结果试车故障现象完全消失,但故障存储器中记录一个P0741故障码(ECU通过发动机转速信息和变速器输入轴转速信息计算出),即变矩器锁止离合器打滑故障。此时又找一同样阻值的电阻再次试车,结果一样。此时利用固定阻值的电阻代替线性电磁阀得以验证(相当于电磁阀卡滞)是没有问题的。但端子52紫色线束断开,点火开关打开后ECU不会记录故障码(原因就是搞错了,该变速器电磁阀除了端子52为供电电源线,端子53也是电磁阀供电电源线)。因此,将端子52断开后行车,ECU不但不会记录相关故障码,同时变矩器锁止离合器仍然在工作,也就是端子52断与不断什么都不受影响,原因就是还有端子53呢。
接下来将端子4红色线断开,将端子52线恢复并插一大头针,按上述方法连接电磁阀或电阻试车,结果跟上述完全一样。但此时如果单独将端子4红色线断开,不启动发动机点火开关,打开ECU即会记录P1829(N218电磁阀故障),同时仪表指示灯点亮,自动变速器进入故障运行模式。
第一次的做法相当于在原始N218电磁阀线路基础上又加了一个N218电磁阀;第二次的做法相当于将N218电磁阀拿到外边而ECU不知道还在继续控制,只不过液压控制油路没有改变,因此变矩器锁止离合器也未真正接合。试车结果一样,充分确认故障原因就是因TCC故障引起。
既然故障是因变矩器锁止离合器接合引起,那真正原因又出在哪里?是电脑、电磁阀、阀体中锁止控制机械阀?还是变矩器本身?仔细分析ECU对N218指令的电流是0.375A,如果这个电流经ECU内部元件放大为工作电流,那么就不用去考虑ECU的问题,问题只能在N218—阀体—变矩器三个元件上了。电磁阀和阀体都是新部件,更换没有多久,那么0.375A的电流怎么会产生足够的变矩器锁止离合器接合压力呢?除非是电磁阀本身或跟变矩器锁止离合器有关的机械阀。先说电磁阀,对于N218而言,该电磁阀为断电时打开泄油孔而通电时关闭泄油孔。根据其控制原理(正比例控制:电流大,产生的压力也大)ECU利用占空比的方式来控制,即计算电磁阀在一个工作周期打开和关闭泄油孔的时间。当ECU指令出0.375A的电流时,电磁阀泄油孔没有被完全关闭;而控制电流达到0.735A时,电磁阀泄油孔完全关闭,此时变矩器锁止离合器完全接合,变矩器泵轮与涡轮不再有转速差(数据流02-08-007或02-08-001组通过观察发动机转速与G182输入轴转速获得)。因此要对N218电磁阀的阀芯位置进行调解。反复调解终于调好了,逆时针调整多了,变矩器锁止离合器打滑,ECU记录P0741故障码,调整少了又不见效。
第二天用户接车时故障又重新再现(凉车时),运行一段时间后故障消失,也就是说,经过人为调整后热车时正常,冷车时还是冲击。于是,把车留下继续研究。既然调整电磁阀故障现象有所改变,于是又更换一个全新电磁阀,结果还是一样。又换上一个变矩器控制阀体,其结果也没有变化。此时维修陷入僵局,剩下的就是ECU和变矩器了。难道真的是ECU问题?在这种情况下,又找了一块ECU,结果是“涛声依旧”。这时,什么也不要说了,抬变速器吧,没有其他可怀疑、可更换的部件了。
故障排除:结果更换变矩器故障得以解决。原来变矩器锁止离合器活塞偏磨了,工作时结合不完全,导致失去缓冲功能。
总结:此故障说明一个问题,那就是可以利用实践去验证理论上的推断。虽然有些做法不妥(电磁阀不应去调整),但可以通过实践来说明问题。
15.奥迪A62.4L轿车01V自动变速器2-1档故障
车辆信息:一辆国产奥迪A62.4L轿车,配用01V手/自动一体5速电子控制自动变速器,行驶里程约16万km。
故障现象:由于在行驶中自动变速器出现冲击来厂维修。接车后对该车进行路试,发现该车2档降1档时冲击严重。用诊断仪器对该车自动变速器和发动机的电控系统进行检测,都显示系统正常无故障记忆,且动态数据流也没有发现明显的异常。
该车装备的01V自动变速器是德国ZF公司生产的,共有5个前进档和一个倒档,不但具有模糊逻辑控制和手/自动一体功能,而且在某些档位的切换还具有重叠换档功能。
01V自动变速器换档执行元件工作表见表1-9。
表1-901V变速器换档元件及电磁阀工作表
01V自动变速器动力传递简图如图1-47所示。
图1-47 01V自动变速器动力传递图
故障分析:由表1-9和图1-47可知,变速器在执行1档时,1/4档离合器A工作,将发动机的动力传递到后排太阳轮,后排太阳轮顺时针旋转,刚挂入前进档时,由于车轮未动,所以外齿圈转速为0,这样,行星架就有逆时针旋转的趋势。但由于单向离合器F的作用,不但阻止行星架逆时针旋转,同样给齿圈一个顺时针的反作用旋转力矩,使齿圈输出转矩形成1档传动比。当1档升入2档时,2/3/5档制动器C参加工作,制止前排太阳轮旋转,行星架围绕前排太阳轮顺时针旋转(公转)给齿圈以加速度,由于长行星轮与齿圈内啮合,所以齿圈也顺时针减速输出形成2档传动比。此车的故障现象是2档降1档时有冲击,而由N位进入D位不冲击,N位进入D位工作,是离合器A参与的,且离合器A的油压是由主油压电磁阀N215来直接控制的。当从N位入D位时,N215电流的变化规律为0.635A—0.532A—0.432A—0.530A—0.638A。由这些数据不难发现,离合器A参与工作是一个缓冲的结合,所以由N位挂入D位时,正常的变速器感觉很轻柔,而接手的故障车是2档降1档有冲击,它是在车辆运行中出现的。2档降1档的过程是C制动器释放的过程。图1-48是一张正常的01V自动变速器2档降1档时离合器A和制动器C、G的油压变化图。
图1-48 离合器A和制动器C、G的油压变化图
首先分析一下在2档降1档过程中,这三个元件的油压变化情况。在初始阶段,A离合器和C、G制动器工作油压都在上升,为什么呢?因为1档要比2档传递的转矩大,所以需要较高的工作油压(原则上油压的上升也不会引起冲击,原因是离合器没有释放,只是在原摩擦力矩的基础上有所增加),当然这些变化是由N215主油压电磁阀来实现的。第二个工作油压变化阶段,即C制动器释放阶段和A、G制动器油压的振荡阶段,其实也是真正2档降1档的转化阶段,历时0.5s左右。由该图可知,C制动器的释放主要分为两个阶段:一是迅速释放阶段;二是压力保持阶段。通过这张图清楚地看到01V自动变速器2-1档时具有重叠换档功能,C制动器释放阶段的油压图完全是由于C制动器保持阀与离合器阀的共同作用所致。假如C制动器释放太快,单向离合器F的逆时针方向的动量就特大(原则上单向离合器很难引起冲击);如果车速也低,那么2档降1档的冲击感就更强了。另外,2档降1档还得与车速相结合。举一个极端又容易理解的例子。如果车速特别高,即双级单排外齿圈转速大于后排太阳轮转速,那么单向离合器F就会顺时针旋转,发动机没有制动作用,因此就感觉不到冲击了。综上所述,01V自动变速器2档降1档的问题还是与C离合器工作的好坏关系最大,同时与换档车速也有一定的关系。
故障排除:接下来,对该车的自动变速器进行总成大修。更换了C组离合器钢片和摩擦片,进行路试,故障现象依旧。换一块全新的阀体,故障依然没有实质性的改观。看来该变速器2档降1档时有冲击是一个综合性的问题。大家知道,自动变速器降档要增大转矩,因此考虑是否发动机还有问题?接下来对发动机进行了全面的检查,并清洗了节气门、喷油器,更换了火花塞。该车修到此确实比刚进厂时强多了,但依然有冲击感。该车行驶约16万km,可能是由于发动机综合性能下降,导致2档降1档转矩增加得不够,造成冲击感特强。既然这样,还得在变速器上下功夫:一是让制动器C释放慢点;二是让降档时间提前一些。后者很难做准确,而且效果上估计不明显。所以接下来的工作就是让C释放的慢一些,充分体现在换档过程中的重叠功能。
要实现C制动器释放得慢一些,有两种有效途径:一是调整N216电磁阀阀芯的位置;二是降低C制动器保持阀的弹簧强度。经过反复调试,该车2档降1档有冲击的故障终于被排除,车辆交付使用。在这个维修调试过程中,一定要仔细,否则就会影响到4档降3档甚至4档升5档。
过去维修奥迪2.4L轿车4档降3档时,总感觉很棘手,而现在故障又出现在2档降1档上,很多棘手的问题都出现在制动器C上,因此,要多加强对制动器C的研究和学习,注重对O1V自动变速器部分重叠换档功能的研究,会对今后的维修工作有很大的帮助。
16.奥迪A62.4L轿车01V自动变速器4-3档冲击带来的后遗症
车辆信息与特殊现象:一汽奥迪A62.4L轿车配用ZF5HP-19FL变速器的车辆频繁出现4-3档冲击的故障。
归纳总结:解决这类故障大家付出的精力是不一样的,简单的可能是更换一套电磁阀组、更换液压阀体总成,也可能是更换一个变矩器或采用其他维修方式解决该问题。复杂的可能是更换了许多部件(包括全新变速器总成、ECU等)而问题得不到解决,这就是4-3档有冲击所谓的顽症。此时,只能通过在液压油路上、机械元件上或电控上着手来改善4-3档冲击的感觉。因为更换了许多部件而问题不能解决,充分说明问题根源不在变速器本身。
笔者就此问题通过朋友向德国厂家进行技术咨询,得到的答复是,国外根本没有2.4L排量的奥迪A6轿车,在进口奥迪A6车系里配备使用01V变速器的车型有V62.8L、3.0L、2.7L及V84.2L,其实最终厂家也没有一个较合适的解释。因此,就国产奥迪A6 2.4L轿车趋于“顽症”的4-3档冲击问题,大家一致将其总结为,这种车型可能在运行一段时间后(一般在10~15万km),由于该车的整体运行性能下降,导致换档时间偏移,当变速器在执行4-3档时,车速、发动机输出转矩、降档点、制动等信息不协调,最终出现冲击的现象。
经过两年多对奥迪A62.4L轿车4-3档冲击故障的维修,对该问题(中度制动)的出现已经容易解决了。但经过一段时间的验证,又发现4-3档有冲击的问题解决后,多少都会带来一些后遗症——问题又转移到其他档位的切换上。下面就这一问题进行分析。
前不久刚修好的两台奥迪A62.4L轿车,又出现新的问题:①起步加速行驶松抬加速踏板(俗称“丢油门”)换2档便会出现冲击现象(如没有松抬加速踏板则1-2档非常平顺无任何冲击);②轻度及中度制动时3-2档冲击(滑行降档及紧急制动降档无冲击)。
综合分析:1-2档冲击可怀疑的机械元件只有2/3/5档制动器C。从油路上看,在1档时C组制动器的控制阀上已经作用了来自手动阀经过系统调节好的等待油压,当ECU指令变速器进入2档时,N216电磁阀驱动C组制动器控制阀打开去往制动器C用油元件的油路。但前提条件是1-2档时是通过松抬加速踏板来实现的,同时伴随着冲击现象的出现。那么这里存在两个问题:一是通过TPS的电压信号的变化给TCM提供的是一个提前换档信息,同时提供一个低油压调节;二是此时的发动机输出却是一个小转矩控制工况。转矩控制原则上有两点:一是正常加档时,在换档点上发动机输出转矩应该瞬间减小(降低喷油脉宽或延迟点火提前角);二是变速器控制系统压力也应该瞬间减小(直接由N216来调节C)。因此,出现该问题的原因是不是当松抬加速踏板满足加2档条件时,由于发动机输出转矩较小而变速器提供的是一个高油压(如果发动机输出转矩在调整时可以看到)?还是转矩协调有问题?
接下来再简单分析一下3-2档冲击,它无非就是3/4/5档离合器F和1/2/R档位制动器G之间的切换。从油路上分析,变速器在执行2-3档时有重叠控制功能(G与F转换时),但3-2档时(F与G转换时)没有重叠控制功能,因此说元件干涉的可能性较小,F释放主要取决于N88、N89及N90的组合(N88和N89都通电)。G的接合是TCM控制N217来实现的(控制电流在0.765A时,G完全接合)。
考虑到4-3档冲击时(E与C的转换)3-2档、1-2档的感觉却是非常好,因此说3-2档、松抬加速踏板1-2档冲击问题是解决4-3档冲击的后遗症,目前还是通过调整油路、调整电磁阀、改变机械元件工作间隙等方法来提高舒适感觉。其实这个后遗症并没有完全根治,只不过通过调整使冲击减轻而已,无关紧要的小问题并不影响整车的使用。对于4-3档带来的后遗症还需进一步的深究。
17.奥迪A62.4L轿车01V自动变速器4-3档冲击故障
车辆信息:国产奥迪A62.4L轿车,配用ZF公司生产的01V(5HP-19FL)型5前速电子控制自动变速器。VIN:LFVCA12B2Y30×××××。
故障现象:半年前,因变速器漏油导致整个变速器烧损,只好更换一台再生变速器总成。该变速器一直运行良好,但最近用户反映说行车时有冲击现象。经技术人员仔细试车得出实际故障现象:当变速器升完全部档位后制动减速行驶时,车速在35km/h有一下明显的冲击感觉,此速度正是4-3档的车速,也恰恰在4-3档点。因此将实际故障定为“4-3档冲击”。但自然滑行降档及紧急制动降档无冲击现象,同时,在试车过程中,明显感觉底盘有松动量,无论保持在哪一个档位上,只要“减油”再“加油”就会冲击一下。在观察数据变化时还发现,4-3档冲击严重时变矩器锁止滑差也较小。
故障分析:01V变速器出现4-3档冲击的故障,根据过去以往维修经验,首先会想到液压油路方面切换不彻底,导致用油元件切换不协调,即释放元件退得慢,而接合元件又速度太快,包括电磁阀和液压阀体以及机械元件本身。其次还要考虑是否施加制动4-3档点上变矩器锁止离合器分离太慢,包括锁止控制电磁阀、阀体中控制闭锁的机械阀门和变矩器本身。最后还需要考虑整车的使用性能,在这方面涉及面较广,可能由于发动机动力性能下降,导致降档点偏移,只是换档质量受到影响等。但以上只能是理论上的分析,确切的故障点还需进一步的排查。
国产奥迪A62.4L轿车自动变速器4-3档冲击的问题较为普遍,而且业内人士将该故障的可能原因分析得淋漓尽致,但大家的理解有所不同,解决方法也有所不同,有些时候还是较容易解决的,而有些时候却没那么幸运,更换了多个部件,问题也得不到解决。
检修过程:首先,更换一块全新阀体试车,结果是4-3档冲击故障现象消失,但新的问题出现,故障点转移到3-2档冲击(滑行降档和紧急制动没有问题,再慢慢制动时较明显),同时在松加速踏板1-2档时也表现不舒服,但直接加速1-2档换档没有问题。接下来又换上一整套全新电磁阀,明显感觉换档时间提前,舒适性能较好,但3-2档还有一点感觉。难道是阀体型号有误(目前国内使用的E18/2型阀体都是改进型的,没有分为1.8T、2.4L和2.8L)?利用原车阀体并使用一整套全新电磁阀再试一下,结果4-3档、3-2档的冲击基本排除(确切地讲,这两个点仍然有轻微的感觉),但不仔细试车根本试验不出来。就这样,维修暂且告一段落,将车交付用户使用。可用户使用了一周左右又重返修理厂,原因是变速器偶尔在4-3档、3-2档的降档点上仍会有冲击出现(中度制动时较明显)。
根据以上分析,基本排除了液压方面(更换了全新阀体)、变矩器锁止控制(人为切断闭锁油路的方法)方面的原因,那么可能与变速器降档速度(降档时间)、机械元件本身的工作间隙、分离及接合速度等有关。由易到难,还是先从外围入手,不得不去考虑发动机的动力性能,因为发动机的负载信息直接影响变速器的换档时间及换档油压(换档质量)。在发动机上读取数据流并没有发现可疑信息,为了不盲目地更换部件,还是先对节气门和空气流量传感器进行了清洗和基本设定,但试车的结果还和从前一样。没有办法只能求助于专业维修站,他们一一将发动机火花塞、点火线、点火线圈、空气流量传感器、电子节气门总成、三元催化器等部件逐一更换或全部同时更换,结果还是让人失望。这样基本可以将发动机方面的原因排除。
既然在电子控制和液压方面都没有问题,难道是变速器机械方面存有问题?仔细分析可能性还是很小。不管怎样,故障没有排除总要继续修吧,一定给用户一个交待。于是,将一台无故障的同型号变速器装车试车,结果仍然还是老样子,这充分说明原变速器本身是好的(机械和液压方面)。如果说是因降档时间引起的故障,那么又回到控制上了。对于影响换档时间一些相关信息的传感器都已更换过,那难道还跟网络传输速度有关?也许是考虑得太复杂了,总不应该为了解决变速器降档冲击的问题而去更换发动机总成、ECU、网络传输线路等。几经考虑还是应该从变速器本身方面着手容易一些,这样又回到变速器液压和机械方面(电控上改变换档时间程序和换档转矩程序还是较麻烦的)。
重新分析并制定对策:在液压方面,01V变速器换档油路控制是组合式加上重叠式,在这里不再叙述。4档工作油路是由于换档电磁阀都处于断电状态下实现的——A离合器油路、F离合器油路以及E离合器油路,而3档时油路是换档电磁阀N89通电后切断E离合器油路,同时换档电磁阀N216通电后接通C制动器的油路,A离合器油路和F离合器油路继续保持不变,因此4-3档油路的切换就是E离合器和C制动器之间的切换。根据4-3档冲击的故障现象作出理论上的分析:那就是可不可以将E离合器油路的释放时间改变一下(释放快一点),同时将C制动器的接合速度延缓一下。变速器执行2档时的油路是N88电磁阀通电后切断F离合器油路,N217电磁阀通电后接通G制动器油路,而A离合器油路继续保持不变,因此3-2档的切换就是F离合器和G制动器之间的切换。
再从机械元件上进行分析:4-3档时是E离合器释放,C制动器接合,那么,能否改变一下接合元件C的工作间隙及缓冲控制?对于3-2档无非是F离合器和G制动器之间的切换,是否也可利用同样的方法改变一下G组制动器工作间隙及缓冲控制呢(图1-49和图1-50)?
故障排除:综合以上对液压和机械方面的分析,在液压方面改变释放元件的油路比较奏效,而在机械方面改变接合元件的间隙和缓冲控制应该可行。就这样,双管齐下,在液压油路方面通过改动离合器(E)的截流孔径并调整相应的电磁阀(N216、N217)阀芯距离,具体操作只能是自己尝试掌握(图1-51和图1-52)。在机械方面改变了制动器(C、G)的工作间隙,同时通过加装碟形缓冲垫片的方法来改变。整个操作完之后试车,结果4-3档、3-2档的接合感觉几乎跟新车的感觉差不多,顺利交车。该车运行2个多月,没有发现任何换档质量问题。在这里有一点声明:这种修理方法原则上是不可行的,是没有办法的办法。不过大家遇到此类顽症时可以借鉴一下。
图1-49 G组制动器间隙测量
图1-50 C组制动器间隙测量
图1-51 调整电磁阀
图1-52 改变节流片孔径
总结:此车故障虽然经过百般周折最后是解决了,但其实问题的根源依旧还是没有找到,深信,在不久的将来一定能够找到真正答案。
18.奥迪A82.8L轿车01V自动变速器换档品质问题分析
车辆信息:一辆2002年原装进口奥迪A82.8L轿车,配用德国采埃孚(ZF)公司5HP-19FLA(01V)型5前速全时四驱电子控制自动变速器。
故障现象:该车行驶约15km后更换一次ATF及滤清器,又继续使用约3个月后出现换档品质问题。刚开始出现故障时,故障现象并不明显,这样在不影响使用的情况下又运行了约1个月。此时故障现象越来越明显,剧烈的冲击让人实在无法继续使用。由于该车在当地没有专业自动变速器维修厂,因此不远千里开到北京来维修。
当接手该车时,经过实际路试得出真实故障现象:①原地制动挂前进档和倒档冲击严重,同时倒档接合时间滞后,并伴随着两下冲击的感觉;②行驶时2-3档冲击,同时保持在3档后不久便又出现一下冲击感觉;③3-4档冲击,但不严重;④变速器升完全部档后,在5-4档点时有一下冲击感觉、4-3档、3-2档以及制动快停车时2-1档也会冲击一下;⑤发动机转速恒定在2000r/min以下,车速保持在50~90km/h时,会出现不间断的耸动现象,耸动的同时发动机转速表针也会上下的波动。
检修过程:首先利用专用诊断仪进行故障查询。在其故障存储器中并没有记录任何故障码,通过读取其动态数据,只发现变速器在执行3、4、5档时变矩器锁止离合器滑移量波动较大,其他数据基本正常。根据以往对该款变速器维修时总结的一些经验,无论如何也需做变速器大修。
但为了逐一排除故障点,还是没有急于将变速器分解,仍然利用诊断工具通过读取动态数据作详细的路试,并一一分析故障原因所在。
1)对于“原地制动挂前进档和倒档冲击严重”的问题,首先考虑应该是系统压力过高造成的。在读取发动机动态数据时,发现节气门的开度稍微大了一点儿,经过清洗并匹配节气门,应该能够解决挂倒档冲击的问题。而挂前进档冲击和5-4档、2-1档冲击的问题是并存的(应该是油压调解阀体的问题),倒档接合时间滞后和两下接合感觉都应该是由液压油路及执行元件工作间隙不正常造成的。
2)对于“行驶时2-3档冲击,同时保持在3档后不久便又出现一下冲击”的问题,应该是换档点油压过高或发动机输出转矩不协调所致。而“保持在3档后不久便又出现一下冲击”,其实就是TCC锁止离合器接合时瞬间出现的冲击。
3)对于“3-4档冲击”的问题,应该是变速器C组制动器和E组离合器转换问题(应该在液压控制油路上或机械元件本身上)。
4)对于“4-3档、3-2档冲击”的问题,应该是换档执行元件交替转换时不协调(换档曲线范围、发动机输出转矩、元件接合与分离的时间、制动力的大小等)造成的。
5)对于“发动机转速恒定在2000r/min以下,车速保持在50~90km/h时,会出现不间断的耸动现象,耸动的同时发动机转速表针也会上下的波动”的问题,其实就是变矩器锁止离合器的问题(一般更换变矩器就解决了)。
为了少走弯路,在时间允许的情况下,仍旧还是没有急于将变速器从车上抬下来,而是先从外围下手。通过动态数据的读取得知节气门开度较大,因此首先清洁节气门体并重新匹配,同时仔细清洗了一遍液压控制阀体。在清洗阀体时,发现整个阀体及变速器壳体内都是红褐色的,这肯定是使用劣质油或假油后高温所致。装车后重新进行道路试验,结果是:①倒档冲击的问题解决了,但接合时间滞后及两下接合感觉仍然存在,前进档在第一次接合时很顺畅,反复操作变速杆,前进档仍然冲击严重;②2-3档冲击问题也得以解决,但变速器保持在3档后不久便又出现一下冲击仍然存在;③3-4档轻微冲击消失;④3-2档冲击消失,而4-3档还是有一点的冲击;⑤3、4、5档耸车问题仍然存在。
接下来的问题就容易解决了。根据一些动态参数以及实际故障现象,将当前现有的故障归纳为:①变矩器本身存在问题;②变速器的机械部分也存有一定的问题;③液压控制阀体的问题。因此接下来决定分解变速器。
分解变速器后仔细检查相关部件发现:
①F组离合器(3/4/5档离合器)严重磨损并被G组制动器钢片冲击成很深的沟槽;
②C组制动器钢片有严重的点接触现象;
③B组离合器(倒档离合器)因摩擦片严重磨损间隙较大;
④利用真空测试机测试液压阀体中的一些主要机械阀门,发现油压调解阀和减压阀2(电磁阀服务阀)磨损严重,泄漏量较大。
这样,又重新进行故障分析:F组离合器和C组制动器的问题直接导致两个元件参与在各档工作点上出现换档质量问题;B组离合器间隙的问题直接影响倒档的接合时间;而阀体中各机械阀门的磨损会导致入档冲击、5-4档冲击、倒档接合不可靠等。那么TCC锁止离合器的控制应该就是变矩起本身的问题。如果按照大修标准更换损坏部件,所有问题应该能够得到解决。
故障排除:更换变速器大修包、液压阀体总成、F组离合器毂、变矩器,重新调整各元件工作间隙,最后进行竣工路试。初始试车时,变速器在换档时还有一点儿感觉,对各系统进行原始数据清零修复和匹配调整,经过一段时间路试,所有故障彻底排除,个别数据块动态数据也都正常。
总结:有人会说,为什么开始不去分解变速器进行修理,而一定经过其他的检测和维修,最后再分解变速器更换一些部件来解决呢?虽说在一定程度上牺牲了一部分工作时间,但这样做至少有三点:第一,能够一次性作业成功;第二,不会盲目地更换一些不必要的部件,同时也证明了一些部件为什么必须更换,不会给客户带来更多的损失;第三,对于修理人员本身的技术水平也是一个提高。
19.帕萨特B51.8T轿车01V自动变速器换档冲击故障
车辆信息:一辆2003年大众帕萨特B51.8T轿车,配用德国ZF公司生产的01V(5HP-19FL)型5前速手/自一体式电子控制自动变速器。
故障现象:据车主描述,该车行驶约15万km后,在30km/h车速时偶尔出现严重的冲击现象。
故障检查:进厂后进行常规检查(油面高度、油质、电控系统故障存储等)并进行路试,结果试验了多次也未发现故障出现。考虑到是偶发故障,也许跟驾驶习惯有关,因此再次由车主本人来驾车进行路试。没用多长时间故障出现了,原来是车主的驾驶习惯接近于一般女性开车,操作特别柔和,加速踏板踏下的非常小,同时在城市路面交通拥堵情况下故障现象就会再现。当出现故障时把故障点锁定在发动机转速1500~1800r/min的范围,冲击点(30km/h)恰恰是2-3档的换档点。后来又反复试车得出结论:一般正常开车以中等程度或深踩加速踏板行驶没有任何问题,一旦轻踩加速踏板行驶故障频率就要多一些(2-3档冲击),同时使用自动空调时冲击更加明显。
检修过程:检查发动机及变速器电控系统没有存储故障码。观察其动态数据:怠速时节气门角度2.1%,空气进气量为2.6~3.0g。因为曾经在两个月前换过变矩器,因此不必考虑ATF是否存在问题,于是清洗了节气门、喷油器,结果故障现象并没有改变。
为了排除变速器本身故障,更换了一块旧的阀体(以前因5-4档冲击换下来的),结果还是一样。再次仔细试车发现轻踩加速踏板开车时,2-3档最明显,但3-4档和4-5档都有感觉。因此,毫不犹豫将变速器分解,只发现F组离合器外鼓被G组制动片有很深的沟槽。虽说不会影响升档,但既然拆开了就将其给换掉吧。装车试车,居然故障现象消失了。由于当时气温较高,于是在试车过程中打开空调,结果故障再现,关掉空调故障消失。
再次作故障分析:轻踩加速踏板行驶2-3档冲击严重,而深踩加速踏板行驶就无冲击;空调打开冲击严重,而关闭则冲击减轻。根据这两点就充分说明冲击跟发动机负荷信息有着直接的关系。
考虑到换档冲击跟使用空调有关,因此变速器本身肯定不会有问题,一定跟发动机负荷信息有关。这样又在发动机方面下功夫:更换三元催化转换器(的确堵了)、火花塞、空气流量传感器、节气门体等。再次试车还是老样子,同时在试车过程中还注意一些数据的变化:TPS信息、喷油脉宽、点火提前角、氧传感器变化值等均未发现异常。
在试车过程后掌握一些规律:①上坡行驶时(1档起步)肯定需要增大加速踏板行程,一般发动机转速都在2000r/min以上换档,此时该车没有任何故障现象的出现,加速良好换档正常(开不开空调都没事);②下坡行驶时(还是1档起步)如果不踩加速踏板,1-5档的转换感觉也非常好,只要稍微踩加速踏板就不行,2-3档依然最明显,其实1-2档、3-4档、4-5档都有点感觉(开不开空调都一样);③平路行驶时(1档起步)只要不使用空调就没事。
最后,笔者介入该自动变速器故障的维修,经过仔细路试得出结论:①打开空调,发动机以低转速行驶,当发动机转速在1800r/min、车速正好到28~29km/h时,正是2-3档的换档点,冲击严重;②如果正常驾车在2-3档换档点时,发动机转速超过1800r/min,比如说1900~2000r/min都没有任何感觉。由其他人驾车,另一人来读数据,最终得到故障规律:①发动机转速在2-3档换档点时,如果小于或等于1800r/min,02-08-007里泵轮转速与涡轮转速差极小,一般在32、64或96r/min,都会有冲击;②发动机转速在2-3档换档点时,如果大于1800r/min,02-08-007里泵轮转速与涡轮转速差就很大,一般都超过160r/min,此时就没有冲击。
反复试车对比,反复扫描数据总结出:①2-3档的换档点在节气门开度越小时完成,则变矩器泵轮转速就越接近与涡轮的转速(原则上只有锁止离合器油路打开时才会出现锁止滑移率越小的现象);②2-3档的换档点在中、大节气门开度下完成,此时变矩器泵轮与涡轮之间的转速差也较大。图1-53和图1-54为用诊断仪记录下正常时和故障时的数据。
再次分析:如果换档点几乎是在机械连接状态下(相当于半离合)完成,肯定会出现冲击的问题(半锁止或全锁止);如果换档点在变矩器处于液压连接状态时完成,肯定是相当舒适的(未锁止)。而大众01V变速器锁止离合器是在3档以后实现的。为什么变速器在1、2档时ECU没有向锁止离合器控制电磁阀发出闭锁指令(N218电流为0.048A),而通过发动机转速及输入轴转速看出泵轮与涡轮具有很小的转速差有时几乎接近同步转速。由于ECU没有做出相应指令,因此跟电毫无关系,那么出现这种情况的可能性只有:①滑阀箱中闭锁离合器油路出现问题;②变矩器本身问题;③ECU给的信息有误(试验结果表明跟电控毫无关系)。因此,综合考虑问题只能出在“液压控制阀体和变矩器本身上”。
图1-53 用诊断仪记录下的正常时的数据
图1-54 用诊断仪记录的故障时的数据
故障排除:在这种情况下,考虑到更换变矩器还需要从车上将变速器总成抬下来,因此无论如何还是先找一块没有问题的阀体装车试一下(虽说以前已经更换过),结果更换滑阀箱后故障彻底排除。
总结:该车故障实在是难以判断。根据以往经验,很多人都会认为是发动机故障引起的,同时,在换档时根据发动机转速出现的冲击现象又似乎跟信号有关,在排查故障时很容易使人产生错觉。因此,当通过各种动态数据进行故障排查时,一定要综合考虑产生故障的多种原因,并结合实际维修经验及各种理论数据。
20.帕萨特V62.8L轿车01V自动变速器换档品质问题分析
车辆信息:一辆2003年上海大众帕萨特V62.8L轿车,配用德国采埃孚(ZF)公司生产的5HP-19型5前速手/自动一体电子控制自动变速器。
故障现象:①原地制动挂倒档接合两下(第二下感觉稍微重的点)同时接合时间稍微迟缓一些;②变速器升档一切正常,而制动降档时4-3档冲击和3-2档换挡有冲击。通过反复试车总结为:4-3档感觉重的时候3-2档则很轻;而3-2档感觉重的时候4-3档却很轻。
故障分析与故障检查:首先分析倒档两下冲击问题。在01V变速器里,倒档的参与元件有倒档离合器B、低/倒档制动器D、1/2/倒档制动器G等3个元件。出现这种问题的可能性一般是倒档压力不足,在大多情况下都是阀体造成的,但不排除D制动器鼓泄漏,也就是俗称的双面鼓,因此,倒档的问题涉及液压方面以及机械用油元件上。
接下来再分析降档冲击的问题。通过实际试车加之经验得到的结论是4-3档和3-2档换挡有冲击应该是一个问题引起的,因为两个降档点的冲击感觉会相互飘移。从理论上分析原因的可能性有:①降档液压油路在切换时不协调;②机械元件交替转换时不协调;③故障降档点油压不正确;④降档时间、降档车速以及发动机输出转矩间不同步,没有达到完美结合;⑤降档点为机械点。综上分析,将两个故障结合在一起考虑,应该是液压控制方面的可能性较大。这样,首先更换一块全新液压控制阀体,装车后原地反复挂倒档接合平顺无冲击感。接下来进行路试,结果4-3档和3-2档换挡有冲击现象丝毫没有改变,看来跟液压控制系统关系不大。难道是遇上难题了?
通过对4-3档和3-2档换挡有冲击的分析,可能出现的几种原因一一进行排查,同时,对降档点冲击时动态数据进行分析,在数据上似乎看不出任何问题,只能从外围简单处入手。首先确信发动机实际动力以及真实负载信息的准确性。由于该车已经行驶约15万km,而且也很久没有对车辆进行保养,这样就对该车进行了常规保养:更换火花塞、缸线、空气流量传感器,清洗油路、喷油器、节气门等。之后,对发动机进行了匹配控制,并再次进行路试,结果明显感觉到的就是车辆动力十足,加速性能良好,但4-3档和3-2档换挡有冲击的现象还是没有改观。看来问题复杂,只能分解变速器检查其机械部件。
分解变速器后,并没有发现机械元件存在任何问题,既然分解了就仍然按照以前的做法把影响4-3档和3-2档换挡有冲击的几个重要元件(C制动器和G制动器)进行了重新调整,考虑到更换的是全新阀体,不能轻易去改动它。为了尽早找到故障根源,又在原车阀体上做起文章(先不去理会倒档问题),调整电磁阀、调整换档执行元件油路(改变截流片孔径),最后整体装配完之后再进行路试,结果故障现象还是没有丝毫改变。恢复原样将全新阀体重新装车重新进行分析,根据以上操作完全可以说明4-3档和3-2档换挡有冲击的问题跟变速器本身无任何关系,同时通过人为对变速器机械、液压油路的调整,也基本说明跟换档控制(降档时间、降档点油压)无关。那么可怀疑的地方只剩下了降档点为机械点的问题了,也就是在4-3档和3-2档时,变矩器锁至离合器分离较慢,导致发动机与变速器之间形成刚性点(机械点),从而出现冲击现象。
故障排除:对于01V变速器的闭锁控制有3个因素:①ECU的指令;②电磁阀与机械阀门动作速度;③变矩器锁止离合器活塞接合与分离速度。从整体分析以及对动态数据上看ECU的指令不会错误,电磁阀与机械阀门也不应该有问题(全新阀体),那么可疑点最大的就是变矩器本身。只有再次将变速器抬下来,换上一个全新变矩器。试车结果证实故障彻底排除。这样,把故障排除后的动态数据采集下来与故障时的动态数据进行对比,通过锁止点曲线图看出问题。通过图中可以看出故障时,4-3档时变矩器锁止离合器滑移量由小到大,持续时间要大于故障排除后的数据(图1-55和图1-56)。
图1-55 维修前的故障数据
图1-56 维修后的故障排除后数据
总结:同样是换档品质故障,但最终的解决方法还是有所不同的,因此,当分析一个自动变速器故障时,要把能引起故障的多种原因都想出来,然后根据实际现象以及得到的相关数据一一进行分析并逐渐缩小故障范围,直到锁定真正故障点。
21.帕萨特领驭1.8T轿车01V自动变速器换档品质问题分析
车辆信息:一辆2005年帕萨特领驭1.8T轿车,配用德国ZF公司生产的01V(5HP-19FL)型手/自一体式5前速电子控制自动变速器。
故障现象:该车行驶2万多km后出现换档品质问题。据用户讲,该车曾经在不久前正常行驶时,出现过无规律的冲击现象,后来故障现象是越来越明显,进厂检查。经仔细试车总结出故障规律:①无论轻踩还是深踩加速踏板,车速在50~80km/h时,车身都会无规律不间断地出现几下冲击现象,只不过轻踩加速踏板行驶出现故障的几率要高,故障特征就像发动机突然断火一样的感觉;②上坡行驶和使用空调行驶故障现象明显一些;③各系统均没有记录任何故障码,进入02-08-007组数据发现,当故障出现时,明显看出变矩器锁止离合器工作滑差有些异常。
故障分析:开始时采用的是原来的老办法修理(外地修理厂维修),为了确认故障来源,将变速器的电磁阀线束连接插头断开,变速器进入跛行状态,前进档直接以4档行驶,看当汽车行驶在50~80km/h时有无故障现象出现,结果所谓的冲击现象消失。在这里说明的是,无论是断开电磁阀线束还是外接电磁阀或电阻进行试车,它只能说明故障现象是否因自动变速器的变矩器锁止离合器引起,不能百分之百说明发动机控制系统不存在问题。可以这样讲,这种一刀切只能把范围缩小在“TCC”上。但TCC的控制又涉及多方面的内容。这辆车的情况就说明了一个问题。既然故障是由变矩器锁止离合器工作引起,根据以往维修这款变速器TCC故障的解决方法,首先更换全新变矩器,结果故障现象还是不间断地出现。由于是新车用户又急于使用,没有办法更换全新液压控制阀体总成,但结果还是一样。对变矩器锁止离合器的控制:ECU的指令——电磁阀控制机械变矩器、控制阀的位置——执行元件变矩器锁止离合器接合。
既然液压及机械上都没有问题,难道是电控系统的问题?于是,更换ECU,结果让人大失所望。奇怪了,影响变矩器锁止离合器工作的元件都一一更换了,ECU、电磁阀、阀体、变矩器,每一个元件本身存在问题的可能性非常小,因为这些都是厂家标准备件。那么除了这些元件跟变矩器锁止离合器控制有关外,还有哪些呢?此时值得冷静思考:ECU作为指挥中心随时对TCC控制发出指令,电磁阀接受ECU的电控指令后,已改变机械阀的位置,机械阀位置的改变即提供了变矩器锁止离合器的工作压力,这样,工作压力推动变矩器锁止离合器活塞位移,最终使变矩器的泵轮和涡轮平稳接合并达到同步转速,实现100%的动力传递。有一点值得说明,ECU内部变矩器锁止离合器控制程序软件是已经写好的,何时发出指令以及提供多大的变矩器锁止离合器工作压力,都是由ECU预先控制的。但注意的是ECU何时做出响应,离不开需要接收的重要信息:车速、发动机负荷、发动机转速、变速器输入轴转速、变速器油温度等。因此,虽然该车的故障是因变矩器锁止离合器工作引起的,但如果某一个重要的信息存在问题,其电控系统还没有达到设置故障码的条件时,ECU所发出的指令信息也一定会存在问题。
接下来可以利用两种方法来检测:连接油压表至TCC测压孔,同时使用专用诊断仪进入变速器电控数据通道,观察锁止数据的变化,进入02-08-007。不要看TCC锁止滑差的变化,直接看N218电磁阀的电流值和对应的压力值是否正确即可。如果电流低,压力就会低,继而导致冲击感觉的出现。
当然,下面较重要的信息不容忽视:①N218电磁阀控制线——ECU端子4是否接点腐蚀,导致工作电流不正常;②发动机负荷信息TPS和MAF;③发动机真实负荷即发动机真实动力输出;④变速器油温度信息。
故障排除:考虑到该车是新车,ECU、电路、传感器以及变矩器本身的问题可能性都非常小,加之更换那么多的备件,极有可能是小题大做了,简单问题复杂化了。所以索性更换不同品牌的ATF试一下(埃索ATFLT—71141型),结果感觉越来越好,最终故障彻底排除。
总结:新款自动变速器对ATF的使用要求越来越严格。因此有必要让大家了解ATF的重要性。
由于汽车自动变速器的工作原理以液力和液压为基础,因此ATF是一种多功能(传递和改变转矩、实现控制、润滑及冷却等作用)的工作液,它对自动变速器的正常工作和使用寿命影响很大。在自动变速器使用中出现的故障,有相当一部分是由于自动变速器油的选择和使用不当造成的。为了正确使用自动变速器油,必须充分了解自动变速器对其使用油液的性能要求;自动变速器油的品质对自动变速器技术状况的影响,注意对自动变速器油的油质检查;分析汽车制造厂家在不同时期所推荐的汽车自动变速器油规格的变化,按车型和自动变速器型号正确选择和合理使用自动变速器油。
22.奥迪A62.8L轿车01V自动变速器特殊故障
车辆信息:一辆2000年国产奥迪A62.8L轿车,装用ZF公司生产的01V(5P-19FL)型5前速电控自动变速器。
故障现象及维修经过:变速器故障现象为冷车行驶时正常,无任何冲击感觉;快到热车时,变速器油温约为49℃时1档升2档冲击,2档升3档冲击,同时在前进档加速起步时,偶尔也会冲击一下。经检测电控系统中无故障码存储,动态数据流也无异常。
此前,外地修理厂考虑到此故障跟温度有关,已经更换过了一个全新的阀体,但故障未解决。到笔者这里之后,为了尽快排除故障,也装了一块旧的带线束无故障的阀体(曾经装车试过)后试车故障如初(新的阀体不一定就是好的,而旧阀体也不一定就是坏的)。继续仔细试车发现,在手动模式2档时急加油耸动一下后,松加速踏板后又耸动一下。在手动3、4档由于车速和惯性的加快感觉不是很明显(仍然还有轻微的振动感觉),于是进行了失速实验(非电子节气门)。这时发现整个发动机向上移动量很大,在车下发现发动机左右两个支撑胶垫已严重损坏(图1-57)。当时想也许问题已经找到了,于是更换两个支撑胶垫后试车,发现故障现象依旧,只是轻微了一点儿。
图1-57 损坏的发动机支撑胶垫
故障分析:由于该变速器在笔者这里维修之前已经分解检修过,并未发现什么疑处,而且在仔细试车的过程中发现,即使是接近怠速行驶时,1档升2档和2档升3档也还会有轻微的冲击(热车状态),此时若内部打滑,在接近怠速行驶时,变速器对克服地面的摩擦力很小,所以还是未分解变速器。于是对影响变速器的主要信号之一的节气门进行了清洗,之后试车,结果出现了新的较奇怪的问题:
1)加速踏板踩下1/2时,1档升2档轻微冲击,2档冲击一下后屏幕全红(故障指示灯点亮),实际车速为2档;用大众专用诊断仪V.A.S5051看数据流,ECU执行为2档,没有指令3档,等车速降下来后还会降到1档;行驶起来后能升入2档,但无法升入3档,ECU控制与车速实际行驶一致。这情况出现时,也就是当屏幕完全红时,可以调出故障码17114(P0730),其含义是传动比错误。
2)加速踏板踩下1/2时,偶然间还会出现1档升2档冲击,发动机3500r/min时才会2档升入3档,此时仪表档位指示不出现红屏。不红屏幕时无故障码。
3)加速踏板踩下小于1/2时,1档升2档和2档升3档只有一点点的冲击感觉,但可以升完全部的档位。
4)有时候加速踏板踩下小于1/2时,1档升2档稍微冲击后,屏幕就直接红屏了,红屏后的故障码仍然是P0730。而且奇怪的是能保持在1档升2档之间的转换,同时也会锁定在4档上,节气门进行了匹配也无其他的故障码。
5)如果1档升完2档后,即将要升入3档的时候将加速踏板收回,此时就会升入3档,也没什么感觉并且不会红屏,继续行驶都不会有问题。而且若将变速杆放在2位的时候也不会出现任何问题。恰巧有个同型号的节气门体,于是就更换了,结果故障还是一样。
总结分析:即使节气门损坏,在5H-19变速器上会造成发动机的加速无力及故障码的出现,体现在变速器上,会造成换档冲击、不在正确时间换档或无升档的现象以及动态模式失效等。节气门开度从0~98°时,发动机和变速器ECU都会接收到这些滑动不断变化的模拟信号。如果节气门某一点的模拟电压信号模糊或者中断就会变为接近数字信号,变速器ECU会把这一错误号编辑整理后,控制为变速器状态为1-2档之间的转换,并且最高档位为2档而且屏幕变为红色,分析这些成立的可能性极小。
还有两个重要的传感器(输入和输出传感器)在数据流上都能观察得到,并且一旦出现故障码,变速器会进入保护模式4档。疑点:①为什么ECU会设置传动比错误的故障码?该故障码的设置条件是变速器内部打滑、两个重要传感器(G182和G195)的信息、电路或ECU。②ECU为什么有时候不发出3档工作指令?是信息错误还是ECU本身问题?
根据这些分析,更换了自动变速器ECU,从ECU的表面上看不出来与原车ECU的不同,但装车后出现了1档升2档正常,2档升3档换档冲击严重,而且出现过P0732的故障码(2档传动比错误),并且保护模式在4档。当再次进入变速器ECU的版本时,发现此ECU的电脑型号却是A4车系上选装的,而原车ECU的版本与ECU明显不一样(图1-58和图1-59)。
为了进一步分析故障点继续试车,以轻踩和深踩加速踏板状态行驶,试车大约15min后,出现了1档升2档换档冲击,2档升3档换档轻微冲击,把2档升3档换档冲击程度转变为1档升2档换档冲击,尤为轻踩加速踏板时更为明显;3档升4档和4档升5档换档非常平顺。再次把原车ECU装复后试车,刚装上时,1档升2档换档良好,2档升3档换档打滑,300r/min后冲击,3档升4档和4档升5档换档仍然非常平顺,大概往复两次就出现最开始的现象了,1档升2档后就再也不会升档了,只有1档升2档之间的转换并且出现红屏;偶尔出现2档升3档,发动机的转速要到3500r/min,车速为75km/h左右才升入3档。就此分析,虽然装错了ECU,但1档升2档完全可以排除内部故障了,2档升3档虽然还不能排除内部的原因,但根据试车的感觉和两个电脑不同的故障现象还是没有分解变速器。另外,若是把变速杆放在2位的时候很正常,这样档位开关信息也是不能排除的,于是只有用时间来等ECU了。
图1-58 原车ECU数据
图1-59 更换的ECU数据
第二天,装上了另外一块新的ECU,结果和装原车ECU的现象是一样的,此时也没有什么更好的办法了,也不坚持最初的那点自信了。分解变速器仔细检查,只发现F毂(3/4/5档离合器)有一点磨损,其他并未发现什么异常。只好把新的F毂装上了,试车的结果和最初是一样的,令人非常遗憾。
故障排除:重新整理思路,从ECU的输入信号和电路开始入手,输入、输出传感器(G182和G195)和2.4L车上进行了调换还是没有变化;又对传感器的电路进行了检查,也没有发现问题。一边考虑下一步的维修步骤一边试车,路试深踩加速踏板的时候进行手动换档数次。在轻踩加速踏板的时候手动换档,然后再放在D位试车,竟然奇迹般的正常了。为了确认,又经过了一个多小时的试车,发现轻踩加速踏板时,1档升2档换档略有一点感觉,2档升3档换档也略有一点感觉,再没有出现其他故障。变速器已经检查过了,已经排除了内部机械元件的原因,外部的几个重要的传感器也进行了检查更换,现在的车况已经正常了,所以考虑不会再出现故障了。就此和车主路试了很长时间,除了1档升2档和2档升3档有一点感觉外,没有其他故障。
23.01V自动变速器换档品质问题再分析
车辆信息与故障现象:上海大众帕萨特B51.8T、2.8L和一汽奥迪A61.8T、2.4L、2.8L轿车配用01V(5HP-19)自动变速器换档冲击(原地挂档冲击、升降档冲击、闭锁控制冲击等)的故障已经被分析很深入了,并且已有许多维修成功案例进行了相关报道,通过对更多案例的对比分析,大部分故障往往都是由控制系统(其中包括电子控制、电磁阀或阀体本身)造成的,有部分车型的冲击故障是因使用假的ATF、错用部件、人为装配导致元件工作间隙偏移以及变速器本身部件磨损等造成的。综合分析,对于自动变速器换档品质问题,它涉及范围较广:自动变速器自身控制(机械结构控制、液压控制以及电子控制等)、发动机的综合控制以及车身网络控制等。因此,深入解析自动变速器换档品质问题,必须从变速器整个结构控制原理、电子控制策略的方面等进行全方面的分析。
背景介绍:近些年,一些自动变速器生产厂家为了简化自动变速器机械结构、减轻质量和减小拖滞损耗,一些新型的自动变速器往往尽量少使用单向离合器甚至不使用单向离合器。当然,由于不同厂家的产品控制策略及品牌观念等不同,导致自动变速器机械结构变化速度有快有慢。众所周知,自动变速器巨头日本爱信公司总是舍不得放弃使用单向离合器,其A760产品居然还使用4个单向离合器,而新式09G和09D 6速产品仍然还保留着1个单向离合器。ZF系列的5HP-19变速器只使用了1个单向离合器,它只是在1档时锁止,其他档位滑转不参与传动控制;还有新奥迪A6L的09L、A8的09E和宝马的6HP-19、6HP-26自动变速器以及别克凯越1.8L和别克景程2.0L的4HP-16自动变速器等,已经完全放弃使用单向离合器,当然这也是ZF产品的特点。在这些自动变速器中,如果当前工作档位的执行元件没有使用单向离合器,则待啮合档位执行元件在参与工作(接合)的同时,当前档位的执行元件要分离(释放),一个接合一个释放,两者之间在时间上会有重叠,这就是所谓的“重叠换档”。因此控制精度要求较高,同时,还需要发动机输出转矩相协调,否则就会容易出现拖滞、冲击的故障。
这类具有重叠换档功能的自动变速器在换档过程中,如果当前档位工作元件还没有彻底分离,而下一档位的工作元件已接合,就会出现换档元件的干涉,也就相当于变速器同时挂入两个档位,此时车速和发动机转速会急剧下降(就像制动一样),这种现象俗称“矬车”或“顿车”。相反,如果当前档位工作元件已经分离,而下一档位的工作元件还没有接合,中间出现分离与接合的时间差,此时就会出现动力传递中断,当下一档位的执行元件接合时,就会产生打滑加冲击。那么怎样避免因重叠而出现干涉又因动力传递中断而打滑加冲击呢?目前一些新式变速器均采用重叠换档原理来避免因动力传递中断而出现的打滑和冲击。这是因为如果变速器经常出现打滑,则容易烧损变速器,避免元件出现重叠时干涉后的“矬车”或“顿车”现象。ECU是通过改变发动机输出转矩来维持换档平顺性能的,在变速器升档期间瞬间,降低发动机输出转矩;而在降档期间瞬间,加大发动机输出转矩来维持换档感觉。
对于重叠换档功能最关键的部件是变速器加档或减档的释放元件。ECU通过控制换档线性电磁阀并配合机械保持阀,使当前档位的其中一个执行元件(释放元件)在转换下一个档位前先保持一段时间,一直到下一个档位的元件完全接合后再完全释放,这样就避免了因元件的切换不同步而形成的冲击或打滑。发动机转矩的改变使“矬车”或“顿车”现象随之消失。
就5HP-19这款变速器而言,从其控制油路上看,只有换档执行元件制动器C和制动器G具有重叠换档功能,而其他执行元件无此功能。再从换档执行元件在各档编排上看,制动器C尤为重要,工作频率最高,它在整个一套换档循环里一共变化6次(升档时:1-2档接合,3-4档释放,4-5档接合;降档时:5-4档释放,4-3档接合,2-1档释放),因此就制动器C而言,只有3-4档、5-4档和2-1档有重叠换档功能。对于制动器G而言,相比之下工作频率较低,它在整个一套换档循环里只变化2次(升档时:2-3档释放,3-2档接合),因此,就制动器G而言,只有2-3档具有重叠换档功能。这样就不难看出,在5HP-19变速器的8个换档点里(4个升档点和4个降档点)并不是都具有重叠换档功能,只有2-3档、3-4档、5-4档和2-1档4个点具有此功能。因此,当维修该款变速器“2-3档、3-4档、5-4档和2-1档”“矬车”或“冲击”的故障时,难免考虑与重叠换档有关的问题。
现象评估:对于“矬车”或“冲击”故障,除了跟重叠换档控制策略有关以外,更重要的还有换档点的油压调节。对于换档点的油压调节主要跟电控和液控紧密相连,而且这一控制至关重要。它涉及ECU输入信息的准确性、ECU自身调节功能的可信度以及执行器电磁阀的工作效能等。ECU根据各种输入信息得知变速器下一个档位的切换是高档还是低档,那么,ECU就会在最佳的时间内,相应地控制执行器电磁阀得到最理想的换档点油压,以达到最佳舒适感觉。较重要的输入信息有反应发动机负荷的节气门位置、开度、加速度变化、空气进气量、进气压力、进气温度、发动机转速以及发动机真实动力信息,跟变速器有关的输入轴、输出轴速度信息、油温信息、档位信息、道路状况信息等。对于液压方面主要涉及液压控制系统的密封性能,较重要的机械阀门有主油路油压调节阀、主油路增压阀以及为电磁阀服务的减压阀等。在这里主要说一下减压阀的作用:其实它是一个稳压阀门,它所调节出的压力是恒定不变的压力并提供给各电磁阀。目前,在大多数自动变速器液压控制阀体中,都会有一个或两个减压阀。那是因为所有的电磁阀工作都需要一个非常稳定的大概400kPa的工作油压,就像大部分发动机ECU、变速器ECU都需要一个5V的稳压电源一样。减压阀的工作油压是由主油压提供的,就像5V稳压电源是由12V的蓄电池电压产生的一样,因此在这里主油压也非常重要。如果主油压不稳定,势必导致减压阀工作不稳定;同样,如果减压阀出现问题,也会导致提供给电磁阀的恒压出现偏移,压力偏高、偏低都会造成换档冲击。在5HP-19变速器液压控制系统中有2个减压阀:减压阀1主要为3个开关式电磁阀( N88、N89、N90)服务;减压阀2为4个线性电磁阀( N215、N216、N217、N218)服务。当其中一个减压阀存在问题时,变速器就会出现换档品质问题。
换档点的油压调节除了与电、液控制有关外,与机械换档元件(离合器或制动器)也有一定的关系。对于一些具有闭环控制功能的新式电子控制自动变速器,一旦机械元件因磨损形成工作间隙过大而导致充油时间过长或因密封元件泄漏导致油压不足时,ECU为了保证换档时间维持系统压力,要对电磁阀进行不断的修正进行油压调控。此时,变速器电控系统为了保护变速器,在未达到启动安全保护模式(锁档)条件时,就不必优先考虑换档舒适性能,只能以牺牲“舒适性”(冲击)为代价来完成其换档控制。
另外,自动变速器的各换档点必须是“液压点”(软点)而不能以“机械点”(硬点)或“半机械半液压点”出现。如果变速器的换档点(速比的变化)发生在发动机与变速器之间机械连接时,势必形成冲击感觉。因此,自动变速器电控系统在控制变矩器锁止离合器接合时,一定要错开换档点。也就是说,在变速器全部换档点上,变矩器锁止离合器都处于分离状态。目前5HP-19变速器的这类故障也不在少数,有些时候是因变矩器本身(锁止离合器活塞偏磨或回位迟缓)引起,有些时候却是液压控制油路中TCC油路与其他油路交叉渗漏导致的。诊断此类故障时有一定的难度,必须通过对动态数据的采集加以分析来确定故障部位。
特别注意:变速器换档品质控制除了与自动变速器自身控制有关外,与发动机输出转矩之间的协调也相当重要,也就是经常所提到的“发动机减小转矩控制”。这种控制的信息取决于发动机ECU与自动变速器ECU间的通信功能。自动变速器ECU必须把变速器何时升高档何时降低档的信息准确无误地告知发动机ECU,此时发动机ECU为了协助自动变速器的换档过程,必须实现减小转矩控制。一般情况下,通过在换档点上瞬间推迟点火控制或瞬间减少喷油脉宽控制来实现换档舒适性。5HP-19变速器就具备此功能。
分析总结:最后,再分析一下维修自动变速器或相关系统以及更换一些重要部件后换档品质的变化。随着车辆长时间的运行,自动变速器及其相关系统的状态就会发生变化,比如在变速器系统中,变速器内部摩擦片磨损变薄,导致活塞室充油时间过长,各轴上密封环及活塞上的密封圈老化后导致泄漏量增大,液压滑阀及电磁阀磨损而造成调节压力发生偏离等。还有,发动机长时间未经养护,节气门就会变脏,要维持同样的发动机怠速,就要增加节气门开度等,电控系统能够识别这些变化并采取相应措施来适应这些变化。如果对自动变速器换档控制相关的部件进行了维修和调整,而电子控制单元内部还记忆着原来的匹配值,以原来的数据控制状态来控制着维修后的变速器,当然就会存在换档品质的变化,那是因为 ECU并不知道改变了一些换档控制部件的相关数据,比如说更换了离合器的摩擦片,改变了其工作间隙或更换了电磁阀等,因此仍然还按照原始记忆值进行控制,也因此导致出较差的换档品质。
根据以上的分析可知,对新型自动变速器进行维修时,如果更换发动机ECU,更换自动变速器ECU,断开蓄电池连线,更换或清洗节气门体等都必须要进行“设定”或“匹配”,以清除原始的学习值。不同的车型会具有不同的匹配步骤,有些日本车型仍然可以手动操作完成,有些车型必须要借助专用诊断仪来完成,有些新款车型要求更加苛刻,必须通过网络在线匹配学习才达到匹配目的。就5HP-19而言,维修后或更换重要部件后,只需清除原始自学习匹配值即可,同时,可以对发动机系统的节气门进行匹配。
24.奥迪A62.4L轿车01V自动变速器打滑故障
车辆信息:一辆2002年国产奥迪A62.4L轿车,配用01V型5速电子控制自动变速器。
故障现象:该车自动变速器在换档时,无论轻踩还是深踩加速踏板,3-4档和4-5档总是存在200~300r/min的滑移(打滑)。
维修过程:该变速器的打滑故障是经过反复维修都不能解决的故障,是后来笔者介入检测维修的。通过前期的问诊得知:该变速器早在半年前由于发动机散热器损坏后,冷却液进入变速器使摩擦片烧损而进行大修。修后运行半年左右基本都很正常。前不久出现漏油问题不能行驶,再次返回修理厂。通过仔细检查后确定漏油处出现在变速器与发动机之间的连接处,而且漏出的是ATF,因此初步确定漏油可能是变矩器油封或差速器半轴双唇面油封损坏。无论怎样都必须将变速器从车上抬下来。
图1-60 01V变矩器
当把变速器从车上拆下将变矩器拔出后发现,很明显漏油处是来自变矩器油封处(油泵铜套松动所至)。从变矩器外观上看,基本上没有烧损痕迹,只是在其脖颈上有轻微的拉痕(上面有一层铜粉,经确定是油泵铜套松旷损坏后所致),如图1-60所示。经水磨砂纸打磨后再次使用。分解变速器并没有发现其他损坏地方后,更换一个油泵及修理包,结果装车后便出现3-4档和4-5档打滑的故障。
由于该厂维修其他类型的自动变速器经验比较丰富,因此就打滑故障凭借经验判断为液压或机械方面所致。当然,这种判断还是有一定道理的,因为打滑是通过发动机转速体现出来的,因此大部分故障原因都是由于自动变速器泄压导致机械元件摩擦力矩不足形成的。因此根据该变速器的实际故障3-4档和4-5档打滑,应该重点考虑4、5档共用元件本身及共用元件的液压供油部分。
故障分析:01V自动变速器4、5档共用元件是E组离合器,由于在前面检查机械元件时没有发现任何一组摩擦片有烧损现象,因此有可能是液压油路有泄漏或E离合器本身存在轻微泄漏。这样决定在清洁液压控制阀体的同时顺便再用压缩空气检查一下各用油元件的密封性能(由于该厂没有任何液压检测设备,只能借助于压缩空气)。检查结果发现,E组离合器的确存在轻微泄漏情况(由于使用压缩空气试验,准确性较小,其实轻微的泄漏严格上说是允许的),为了确保万无一失,决定再次分解变速器,检查E离合器,同时仔细清洁液压控制阀体。
图1-61 E离合器组件
分解变速器后,由于其他地方没有发现任何问题,只好更换了E离合器活塞上的密封圈,如图1-61所示。本以为此次作业能够顺利成功,结果3-4档和4-5档打滑故障仍然存在,只不过在变速器低温时稍稍减轻一点儿。根据变速器众多打滑故障来判断问题应该出在元件本身(E离合器)或液压控制部分上。主修人员左右衡量后更换了液压控制阀体,结果故障现象基本没有任何改变。经过几次的维修已经不能再盲目更换部件后,笔者介入此车故障的检查。首先进行路试。连接诊断仪进行实际故障信息采集,并结合实际故障现象来查找真正故障部位。如果根据实际变速器打滑现象凭感觉判断问题的原因,那一定就是机械或液压的故障(离合器或制动器在打滑)。因为出现故障时,明显发现变速器在执行3-4档和4-5档的过渡点期间,发动机转速空转到200~300r/min,按照这种推理应该还是E离合器在打滑的可能性较大。
回过头来再分析一下实际采集的数据信息。通过数据来看,对比发动机转速、输入轴转速及输出轴转速三个数值的对应关系,如果输入轴与输出轴之间出现较大的滑移,也是通过发动机转速上移来观察到的,也就是说,发动机转速与输出轴转速之间出现较大的滑移,则说明E离合器在打滑;如果发动机与输入轴之间出现较大的滑移,则说明变矩器在打滑。根据这两点,通过02-08-007组数据并记录下来(图1-62)进行分析。仔细分析3-4档和4-5档换档点再怎么打滑也就有两种可能:E离合器在打滑和变矩器在打滑,这是因为每一个换档点TCC都是处于调节状态或断开状态,以防止出现冲击现象。因此通过变速器02-08-001和02-08-007两组数据即可锁定故障点。通过实际数据采集,基本把故障部位锁定在变矩器上,并基本排除E组离合器的可能性。
图1-62 变速器007组动态数据的折线图(故障出现时的)
为了进一步准确地确定故障部位,仍然采用以前的方法:在ECU处找到闭锁控制电磁阀N218的两根线,将电磁阀共用正极线端子52抛开一点儿,同时将N218的控制线端子4断开,外接一个N218电磁阀再次进行路试。结果无论加速踏板在何位置,每一个换档点都没有打滑现象。这样,可以说打滑故障的源头就是来源自于变矩器。
那么,再分析一下变矩器没有真正实现闭锁控制没有打滑现象,这不还是说明变矩器锁止离合器在打滑吗(机械打滑)?但通过每一次的路试得知变矩器闭锁后,基本保证滑移率在0,而且锁得非常好。不管怎样,反正有条件把变矩器切开即可真相大白。然后再决定更换变矩器还是不需要更换。
图1-63 磨损后的锁止离合器活塞
切开变矩器后发现其锁止离合器片完全磨光,同时锁止活塞已经磨损得极其严重,不能作再次修理,如图1-63所示。分析这种情况下为什么会影响3-4档和4-5档的换档点,其实分析起来并不难:当锁止活塞严重磨损后,导致活塞两端的容积腔发生了变化,液力容积腔较小(前方)而锁止容积腔较大(后方),这样当变速器在执行3-4档和4-5档时,由于ECU要控制N218电磁阀,降低锁止容积腔的油压,同时还要补偿液力容积腔的油压,当两个腔内的容积完全偏离正常容积时,由于前方容积腔的压力不能得到迅速的补偿,因此就出现了变速器的打滑现象。
故障排除:更换变矩器后故障彻底排除。在这里值得注意的是当变速器出现前方漏油时,如果发现油泵上面的铜套松旷或粘接在变矩器驱动脖颈上,更换油泵的同时必须更换变矩器。这是因为漏油的原因就是变矩器高温所至,而变矩器高温又是因为锁止离合器严重磨损形成的,因此说明变矩器锁止离合器烧损在先,漏油在后。
总结:总而言之,变速器打滑终归是打滑,因为一旦说到打滑,大家一般都会理解为变速器摩擦片在打滑,很少去关注变矩器是否在打滑,而变矩器打滑大家义会马上联想到锁止离合器在打滑,也就是机械F:的打滑,根本想不到液力的打滑。
25.劣质配件带来的麻烦
与材料有关的问题:大众、奥迪轿车所用01V自动变速器可谓是在国内众多维修厂中再熟悉不过的了,但仍有一部分人对其认识程度还不够,所以在维修中有时候还不能一次性解决问题,当然,这里边还存有不同的因素。其实大家都知道,01V自动变速器一部分故障是选择劣质配件导致的。这是因为做技术的维修人员在不经常接手一款自动变速器时无法鉴别配件的质量。而由于行业内的不正当竞争,使这些劣质配件混入维修市场,因此造成本来质量可靠的01V自动变速器提前进入故障维修,有些时候一个故障还会导致多个故障,很简单的故障又搞得很复杂。
在这些劣质配件中,最为普遍的就是ATF,在配件市场极其混乱且价格参差不齐,特别是有一部分ATF短时间使用时自动变速器并没有发现不良现象,使用时间超过3个月左右,问题便逐渐体现出来,初始时是换档品质故障,后来便是烧片的问题,严重时锁档或不能行驶。还有就是在维修中遇到的“因变矩器锁止离合器故障”而引起的耸车问题,明知道大部分原因是变矩器本身的问题,更换后故障现象短时间消失了,可使用一段时间故障现象又会重现,反复更换变矩器或其他部件问题都不能得以解决,其实罪魁祸首还是ATF在作怪,假油真是害人不浅,像这样的例子举不胜举。
还有劣质“修理包”,不能说某些部件不能使用,但有些时候因这些部件影响维修质量,同时直接降低自动变速器正常的使用寿命。举个例子,曾经利用这种劣质的“修理包”大修了一台奥迪2.8L轿车的自动变速器,半年后出现了热车后挂前进档冲击和5档降4档冲击的故障。大家都知道,像这种故障很容易解决,是主油压的问题,更换一个N215电磁阀,充其量更换一块阀体即可解决。为了保证维修质量,还是决定更换一块阀体,可更换全新阀体后新的问题来了。初始时换档时间和换档质量都很好,可自动变速器温度上来以后不是冲击就是打滑,难道是更换的阀体存在质量问题?于是又更换一块阀体,结果问题更糟糕,还是打滑和冲击。考虑到原车阀体只是存在“热车后挂前进档冲击和5档降4档冲击”,在整个维修操作当中又没有去动那些部位。为了验证问题所在,又将原车阀体装车试车,结果更为严重的问题出现了,倒档须深踩加速踏板才能行驶,而前进档的换档过程是既打滑又冲击。路试一段时间后回来再次试验倒档,结果干脆就不能行驶了。此时大家都明白了出现这些故障现象的原因并不在于阀体本身,结果是连接阀体至变速器各用油元件间的橡胶导油管的问题,这些橡胶导油管因高温收缩硬化而导致泄露,最终使换档执行元件不能正常工作从而出现这些怪现象。
在上述中,提到的液压控制单元——阀体是自动变速器中的心脏部分,但在目前的配件市场中还有多个版本,无法从配件的包装、零件号码等方面来识别原厂配件与其他配件之间的区别。本来根据实际故障现象来判断已经将故障点锁定在阀体上,但更换后要么问题仍然存在,要么会出现其他的一些问题,此时给正常的维修和诊断带来不必要的麻烦。这样往往会将维修带进误区:一是可能会转移故障目标区检修或查找其他部位;二是还要重新整理维修思路,重新确定故障点,但最终解决的方法还是更换阀体。这样既费时又费料,还给客户带来信誉方面的影响。
大家都知道,01V自动变速器的油泵问题较多,前一段时间配件市场中这款自动变速器的油泵很紧缺,于是市场上出现了国产油泵,目前从质量上还不清楚能否达到原厂配件的质量要求。
总结:自动变速器维修质量的好与坏主要还是取决于“人”,一个是维修人员的技术水平,另一个就是选择的材料,当然还需要一些附属的设备工具作支撑。不管怎样,只有以规范化维修为标准,同时在选用材料时一定要选用可信度高、有质量保证厂家的产品,才能保证维修质量。
26.奥迪A62.4L轿车01V自动变速器异响故障排除后出现的换档品质问题
车辆信息:一辆2004年国产奥迪A62.4L轿车,配用德国ZF公司生产的手/自动一体5HP-19FL型5前速电子智能控制自动变速器。
初始故障现象:当该车行驶约7万km时,自动变速器出现异响。经仔细路试,将不正常的响声锁定在自动变速器的差速器方面上。征得用户允许后,决定将该变速器分解检查。分解变速器后发现故障的确来源于差速器部分,主要是差速器内部进水使齿轮油严重变质,导致差速器主动齿轴上轴承润滑不良而损坏。同时由于轴承滚柱磨损致使主动轴在工作时形成轴向运动,因此当汽车行驶中改变加速踏板时差速器会发出响声。因此维修方案是更换差速器主动轴上的轴承即可,无需作自动变速器大修。
由于差速器主动轴上的轴承作为备件很难购买到,因此在征得用户同意后,决定更换一套没有问题的主减速器。对于5HP-19这款自动变速器需要更换主减速器部件时,如果没有这方面的专用工具操作起来是非常麻烦的,甚至有些时候根本不能完成此项维修操作。差速器主动轴在没有专用工具的情况下很难从变速器壳体中取出来;在该主动轴中间部位的双面油封很难安装,因为该油封主要是用来隔开行星排中ATF和差速器中齿轮油的,因此在安装该油封时一定要注意正确的安装位置。
当前故障现象:利用专用工具更换以上部件后,将变速器装车进行路试故障排除。但该车交给用户使用一周时间后出现换档品质问题,经仔细试车后得出故障结论:2-3档冲击;4-3档冲击。
01V自动变速器出现换档冲击的问题一般都是由于油压不稳定造成的,但该变速器没有系统油压检测孔,只能通过读取动态数据来判断故障部位。在没有发现各数据异常的情况下,将液压控制系统列为故障重点查找部位。
故障分析:在01V自动变速器里控制换档的有N88、N89、N90、N216和N217五个电磁阀,它们共同控制着阀体中几个机械换档阀的位置,机械换档阀位置的改变即改变了1~5档中A、C、E、F、G五个用油元件的接合与分离,这样便完成了1~5档的换档过程。该变速器的问题单独反映在2-3档和4-3档上,因此,无需考虑系统油压问题。当变速器执行2档时,开关电磁阀N88、N89,线性电磁阀N216和N217参与工作,同时机械元件参与工作的有A组离合器(1/4档离合器)、C组制动器(2/3/5档制动器)和G组制动器(1/2/R档制动器)。3档时电磁阀N89和N216参与工作,同时机械元件参与工作的有A组离合器、C组制动器和F组离合器(3/4/5档离合器)。4档时所有换档电磁阀都不参与工作,而机械元件参与工作的有A组离合器、F组离合器和E组离合器(4/5档离合器)。
当2-3档时是G组制动器和F组离合器之间的切换;当4-3档时则是E组离合器和C组制动器之间的切换,根据其控制方案推断2-3档和4-3档的冲击问题,如果认为是一个问题似乎根本不能成立,原因是2-3档时的控制是G组制动器释放,F组离合器接合,而4-3档时的控制是E组离合器释放,C组制动器接合,它们之间似乎没有任何联系,因此将2-3档冲击和4-3档冲击列为两个故障进行分析。
还是从油路控制方面入手,自动变速器ECU发出2档指令时,通过油路图得知N88和N89工作来控制A组离合器的供油,同时关闭了C组制动器、G组制动器及其他用油元件的油路,由N216电磁阀工作直接单独打开C组制动器的供油油路,由N217电磁阀工作单独打开G组制动器的供油油路。当J217指令2-3档时,N89电磁阀继续工作,使A组离合器继续保持工作状态,N88电磁阀断电后造成G组制动器和F组离合器之间的油路接通,这样G组制动器和F组离合器之间便形成工作组合关系,即这两个元件不能同时处于工作状态,只要G组制动器工作,F组离合器即处于分离状态;只要F组离合器工作,那么G组制动器便处于分离状态。因此只要N217断电停止工作后,G组制动器便停止进油,而F组离合器开始工作。2-3档主要在于G组制动器和F组离合器之间的切换,也就是G组制动器控制F组离合器接合,此时是由于N217断电来完成的。当3-2档时只要电脑J217给N217通电即可。由于该电磁阀为正比例控制,即断电时无电流通过,此时产生低油压;当通电时即大电流通过时,会产生高油压,因此该变速器很可能在3-2档时容易出现冲击现象,因此2-3档冲击跟液压控制关系不是很大,即使有问题也应该是N217电磁阀和F组离合器本身,这样对2-3档冲击问题暂不作考虑。
接下来再分析4-3档冲击的问题。当电脑J217指令自动变速器执行4档时,所有换档电磁阀都处于断电状态,N88、N89、N90三个电磁阀同时断电,使A组离合器继续保持。同时由于N89电磁阀断电后打开E组离合器的工作油路,N216电磁阀断电后,切断C组制动器的供油油路,N217断电继续使F组离合器保持。因此4档主要参与工作的电磁阀应该是N89和N216,而4档与3档之间的转换是E组离合器和C组制动器之间的切换。
还是从油路上分析。如果机械阀2号减压阀(为4个线性电磁阀服务)的压力调节不当,就会对整个油路的电磁阀调节油压造成不良影响。因为2号减压阀所调节的恒定油压是提供给N215、N216、N217、N218四个线性电磁阀的,其中N215为主油压调节电磁阀,N218为TCC闭锁离合器控制电磁阀,N216和N217分别控制C组制动器和G组制动器。如果该压力较高,会造成离合器C和离合器G结合较快,从而在E组离合器分离时而C组制动器接合较快,这样就会出现4-3档冲击的问题。因此重点考虑N216电磁阀和C组制动器控制阀和保持阀以及C组制动器本身上。
故障排除:综上所述,故障点基本确定,01V自动变速器的机械执行元件不容易出现问题,因此不必分解变速器,重点还要从液压控制阀体和电磁阀入手。更换N216、N217两个电磁阀,并对C、G两个制动器控制油路作以改动(因为用户不同意更换阀体总成)。修复后,4-3档冲击问题得以解决,但2-3档仍有轻微冲击现象,根据前面对油路的分析,2-3档一般不会因液压控制而出现冲击现象,因此在清洗节气门体重新匹配后,2-3档轻微冲击故障彻底排除。
27.01V自动变速器不规范维修带来的问题
与规范维修有关的问题:由于自动变速器本身结构比较复杂,维修工艺和成本比较高,而且又是集机、电、液一体化的高科技产品,因此其故障率较手动变速器高,也是汽车维修中的难点和热点。如果采用不规范的维修或维修不当,则可能给用户造成巨大损失,也会对本企业产生较严重的负面影响。下面的案例或许给您带来一定的反思。
案例说明:一位用户的奥迪1.8T轿车在其他修理厂多次维修未果的情况下来到笔者这里。车主反映该车的故障现象就像底盘某个部件间隙过大或传动部位间隙过大,在突然踩加速踏板和松加速踏板时车底部传来“咯噔”一下的声音,同时伴有冲击感。在路试过程中,发现故障现象确实像车主所说那样,在低速行驶时表现出来的问题比较明显,感觉就像底盘悬架或传动部位的问题。如果是这样,就应该容易解决,也不至于在其他修理厂久修未果。当把车开到举升架上准备检查底盘和悬架部件时,发现大部分部件都是全新的,也就是说,人家该换的该想到的地方都已经检查和维修了。于是,没有急于去拆检哪个部件,而是通过问诊的方式跟车主进行了详细的沟通。考虑到该故障可能会涉及传动部分,也可能涉及底盘或悬架等部位,因此在沟通内容里主要还是围绕这几大块来进行的。
从沟通中了解到该车维修前前后后的整个经过。最早该车曾经在修理自动变速器(时间不到半年)的同时,也对底盘进行了修理,原因是该车在一次事故中变速器壳体损坏了,底盘悬架受到不同程度的损伤。由于有保险公司参与,而且该修理厂对自动变速器的维修又没经验,所以变速器壳体的更换是保险公司委托其他一家修理厂来维修的,只是底盘悬架等部分是该修理厂修复的。了解这些内容后,车主又提供说,维修后的一两个月该车运行良好,并没有发现不良现象的出现,前不久才发现在踩、松加速踏板时有“咯噔”的声音和耸动现象,这样该车又回到指定的修理厂进行维修。初始维修时,该修理厂技术人员也是把这项维修内容初步定在底盘悬架上或传动部位上,因此在几次维修中更换了几乎悬架的所有部件,但问题都没有解决。后来又更换了传动系统中的传动半轴等部件,故障还是没排除,所以考虑到会不会是变速器内部问题,才找到笔者。
既然跟底盘悬架有关的部位都已检查并维修过,因此重点还是把目标锁定在传动系统上,也就是自动变速器机械或主减速器部分。从外观底盘处没有查出什么,之后将变速器进行分解检查,在检查自动变速器机械行星轮、输入轴等部件中并没有发现间隙或其他不正常的情况,考虑到在上次自动变速器维修中主要是更换壳体(需拆解差速器部分),于是,又对主传动部分进行了检查。检查过程中发现,主、从动齿啮合良好,齿隙并不大,当对主动轴检查时发现其有一定的轴向窜动量。这样,利用专用工具将该轴取出进行检查,结果问题出在主动轴上的双面轴承上,该轴承有一定的轴向窜动量(图1-64)。
有哪些原因会导致轴承有窜动量呢?通过观察,轴承的润滑良好,没有一点因润滑不良引起的烧损迹象。再仔细检查时发现,该主动轴的前端有明显的锤击现象(当然没有伤及齿轮部分),因此,找到了真正的故障点,那就是该变速器在上次维修中更换变速器壳体时,主动轴不是通过专用工具取出来的,而是通过不规范的锤击下来的,虽说齿轮的啮合面没有伤到,但双面轴承却无缘地接受了外力的振动,导致使用一段时间后出现了轴向窜动量。
图1-64 差速器主动轴
故障排除:由于该轴承没有作为一个零备件出售,因此只能更换一整套差速器总成问题才彻底解决(图1-65),但无形中给车主带来了损失,同时给维修业带来了不应有的麻烦。
图1-65 更换01V自动变速器壳体或差速器
28.帕萨特V62.8L轿车01V自动变速器“矬车”故障
车辆信息:一辆上海大众帕萨特V62.8L轿车,配用01V自动变速器,行驶里程约16万km。该车由于频繁“矬车”进厂维修。
故障现象:接车后,首先用仪器读取故障码,发动机与变速器系统都显示系统正常。所谓“矬车”是由于汽车的动力系统动力输出不均匀,造成汽车前后耸动的故障现象,因此说,“矬车”现象的出现有可能与发动机有关,因为发动机是产生动力的动力源,但又不排除与变速器无关,因为它传递发动机动力至驱动车轮。那么,如何判断是发动机还是变速器引起的故障呢?方法有很多,一般都先从发动机入手。如果点火系统漏电,供油喷射系统脏、卡或电子控制系统有故障,都有可能造成“矬车”。此时把尾气分析仪接上,发动机在1200r/min和2500r/min两种工况下运行,如果尾气排放不合格,那肯定是发动机故障;如果尾气排放没问题,再检查自动变速器系统也不迟。表1-10是对该车进行尾气检测的分析报告单。
表1-10尾气检测分析报告单
从表1-10可知,CH排放在两种工况下都很低,看来点火系统很正常,CO2和O2含量正常,说明该车故障并非出现在发动机上,很可能发生在自动变速器系统上。
道路试验与信息扫描:接下来对该车又进行了路试,发现“矬车”总出现在3档,而其他档位很少出现。连接诊断仪进入自动变速器电子控制系统观察其动态数据的变化,进入02-08-007组数据通道,发现7组3区总为“ctrl”状态,即锁止控制状态;2区的锁止电磁阀N218电流在0.048A-0.148A-0.375A来回变化。而4区的滑移量却在196-0或0-128来回变化,中间无任何过渡,看来又是变矩器锁止离合器的毛病。为了验证此结论,找一个与N218电磁阀阻值一样的线性电磁阀,用它来短接N218电磁阀,再进行路试,“矬车”现象消失。看来该车的变矩器锁止离合器存在问题,通知车主,需要更换变矩器。但车主反映,该车已更换过3个变矩器,故障只能好个三两天,之后故障现象重现。在更换第一个变矩器之前,曾更换过冷却液散热器。
了解到以上详细信息后,感觉该故障有些线索了。出现“矬车”现象肯定是由于锁止离合器工作不好造成的,锁止离合器片与变矩器壳体频繁接合分开,就会造成动力传递不均匀,形成“矬车”。出现这种现象,可能与锁止离合器控制系统有关,即N218电磁阀控制的锁止油路。另外,锁止离合器片烧蚀,导致其摩擦系数下降,也会出现“矬车”现象。
综合分析得知:该车是由于锁止离合器片烧蚀(利用变矩器专用切割设备切割后发现),造成锁止控制时动力传递不均匀而导致“矬车”现象出现的。接下来的工作就是找到离合器片烧蚀的真正原因。由于此车在更换第一个变矩器之前,曾更换过冷却液散热器。自动变速器的散热器与冷却液散热器做成一体,如果散热器散热不好,就会造成变速器内部温度高,从而烧蚀锁止离合器片。另外,通过01V油路图(图1-66)可知,当散热器流量不足时,会引起变矩器的出油压力升高,作用在锁止离合器背面的压力就会升高。如果从变矩器压力阀进入变矩器的压力不够高,就会使锁止离合器形成一个半摩擦的状态,这个状态不是由J217控制的,它较正常车的锁止控制时间更长,那么引起锁止离合器片烧蚀也就不难理解了。
随后检查了变速器油温,用红外线测温仪检测变速器的实际温度,再通过数据流读取油温传感器显示的温度,两者相差不到3℃,看来油温没问题。又检查了散热器的流量,凉、热车都没有问题。问题是不是会出在锁止油路上?为慎重起见,将该车变速器从车上搭下来,对锁止油路用压缩空气吹了一遍,没有发现什么赃物。维修陷入一片困境,那是什么原因造成锁止离合器片烧蚀呢?
图1-66 01V自动变速器油路图
故障排除:发现油底壳中ATF不太干净,像是有一段时间未更换了。后来打电话询问车主,最后一次更换是什么时候,车主也忘记了,但是更换散热器后,补充过一部分ATF。那么,如果补充的ATF油与原车油不一致,甚至是假油,会不会引起锁止离合器片烧蚀呢?马上通知车主将以前用过的油桶送过来检查,果然发现车主以前用的油是市场上流通的不合格油品。最后,更换了新的变矩器,加注原厂专用的ATF后,故障彻底排除。
总结:又是一起因假油而引起的变速器故障。该车是由于车主使用了不合格的ATF,造成变矩器提前损坏。为什么不合格的ATF油会对变矩器锁止离合器有这么大的损害呢?ATF的使用性能有很多,比如散热性、耐磨性、润滑性,还有摩擦系数等。该油品就是摩擦系数较低,引起锁止离合器烧片的。摩擦系数分为动摩擦系数和静摩擦系数,当变矩器由锁止控制工况到锁止工况,锁止离合器的锁止压力是逐渐增大的。大家都知道,摩擦力 f=μN,N为锁止控制压力作用的锁止活塞的正压力,μ为摩擦系数。由于不合格ATF的μ值较小,那么它产生的摩擦力也较小,这样锁止离合器片的滑移量较大。当锁止压力上升到一定程度时,动摩擦就瞬间变为静摩擦,一般静摩擦系数是动摩擦系数的10倍。那么这时摩擦力就太大了,从而使锁止离合器片紧紧地压在变矩器上,由于这个锁止动作发生得太突然,造成发动机负载突然变化,发动机电脑J220就会通过CAN-BUS总线告知自动变速器电脑J217,现在发动机输出转矩难以满足锁止工况,J217只好驱动锁止电磁阀N218解除锁止,一旦立即解除锁止后,发动机输出的转矩又满足了锁止工况,那么J217又要驱动N218进行锁止控制和锁止。这三种状态来回循环,由于油品的动摩擦系数较小,所以只感觉到锁止和释放这两种状态,继而体现在“矬车”上。同样,由于动摩擦系数较低,引起锁止片烧蚀,又加剧了这种故障。为什么其他档位没问题呢?首先1、2档ECU不进行锁止控制,4、5档变速器转速较高,因此传递的转矩较小,锁止离合器分离与接合时,对发动机的输出转矩要求就不会太高。
29.01V自动变速器无倒档故障
故障现象:大众、奥迪轿车使用的01V自动变速器出现没有倒档的故障比较多。踩住制动踏板挂倒档时,明显有一点接合感觉,但松开制动踏板后,踩加速踏板就是不能行驶(严重打滑),有时候将电磁阀线束断开,车辆只能勉强行驶。
检修过程:像这种情况,一般都不会急于去拆解变速器,而是先从液压控制阀体上进行排查,同时,在拆下油底壳后一般就会知道内部摩擦片有没有烧损。大多情况下,当打开油底壳后,只是发现ATF比较黑,但并没有摩擦片磨损下来的颗粒,所以此时一般判断应该还是比较准确的,也就是应该从阀体中检查问题。
于是,将阀体拆下来进行检查,结果还没有分解阀体便发现在主阀体上有一个堵塞,由于其卡子损坏而出来(图1-67)。通过油路和资料得知,该堵塞内侧便是负责倒档的一个元件(倒档离合器B)起缓冲控制的蓄能器。当蓄能器油路泄漏后,直接影响倒档运行,因此没有倒档一定跟堵塞窜出来有直接关系。堵塞出来的原因可能跟倒档油压过高有关系。
图1-67 01V自动变速器阀体图
大家都认为这就是没有倒档的真正原因,所以直接重新装复试车,结果倒档还是没有。真奇怪了,阀体其他地方用肉眼又没有发现问题,难道是其内部倒档执行元件出现了问题?在01V自动变速器中还有一个负责倒档的执行元件——低/倒档制动器D,其外鼓破裂也会直接导致变速器不能执行倒档。所以,又把变速器从车上抬下来进行解体检查。解体变速器后一一对各部件进行检查,结果并没有发现任何问题,看来问题还不是出在机械元件上。对各元件进行加压试验后确保机械无问题的情况下将变速器重新恢复。
故障排除:没有找到真正故障原因,当然装车后故障依然还是老样子。重新进行故障分析:由于该款自动变速器的倒档并不受ECU控制(虽说油压调节功能是靠ECU实现的),也就是说,至少当ECU不工作时(比如说断开电磁阀线束)也应该提供一个安全模式下的倒档。因此,考虑应该还是液压方面的问题,就这样决定更换全新阀体,结果故障得以排除。
图1-68 01V自动变速器倒档油路图
重新分析:01V自动变速器倒档执行元件由倒档离合器B、低倒档制动器D和1/2/R档制动器G共同工作来完成倒档的动力传递。从图1-68的油路上分析,制动器G其实早在P/N位就参与工作了,而且该元件在前进1、2档都要参与工作,因此故障不应该是G油路的问题。通过手动阀打开的两条油路:一个是离合器B油路;另一个是制动器D油路。问题可能就出在从手动阀出来的油路上,问题就应该在液压阀体中“倒档控制阀”处和“离合器B蓄能器”处,不过现在还没有得到求证。
30.01V自动变速器夏天常见故障
故障现象:夏天天气变得炎热了,同时雨水也多了,轿车自动变速器的故障也就因这些原因而逐渐暴露出来了。
无论哪一种车型的自动变速器,最怕的就是高温和进水。高温和进水首先直接破坏ATF的工作性能,当然还会破坏其他元件的工作性能,比如橡胶密封元件等,轻则出现不换档、换档冲击等故障,重则导致变速器不能行驶或严重烧损的故障。因此,一旦自动变速器高温或进水后,往往导致的结果是致命的。所以,到了夏天对自动变速器的常规维护和检查、消除故障隐患不容忽视。
高温和进水引起变速器的故障现象:而对于大众、奥迪车系所用的01V手/自动一体式5档变速器,一旦出现高温故障或进水问题更加可怕。
(1)高温故障
1)车子跑不起来。维修人员经过路试发现:变速杆置于自动模式D位时,车速最快只能达到60km/h左右,变速器只能自动切换到3档,传动比不能执行4档和5档。此时如果将变速杆切换到手动模式位置,则可以执行到4、5档。由于4、5档并没有出现打滑现象,所以基本不必考虑机械元件的问题。当利用诊断仪器读取动态数据时,发现自动变速器J217根本没有向换档电磁阀发出4、5档的指令信号,同时电控系统并没有记录相关故障码。因此,进一步说明变速器本身存在问题的可能性极小,应在ECU的控制上。当执行手动模式操作换档时,无非也是ECU在满足换档条件时通过向换档电磁阀发出换档指令来实现各档的切换,由此来说,还是输入信息的可靠性问题较大。当故障出现时,读到的温度信息已远远超过120℃。因为该变速器电控系统中具有“热保护模式控制”功能,当变速器ECU启动这一模式时,不允许自动变速器进入4、5档。当自动变速器进一步升温时,虽说可以通过手动模式的操作强行执行到4、5档,但此时往往会出现正常加速行驶时自动降档的问题(当然不排除油温传感器本身的问题)。
2)耗油量过大(没有使用空调也是如此)。遇到这类故障时,修理人员往往是先从发动机入手,结果该换的都换了,该修理的也都修理了,但问题就是得不到解决。其实在试车的过程中,不难发现发动机的转速偏高而对应的车速却偏低,虽说并没有明显感觉出变速器在打滑,但实际上也是“失速”的一种表现形式,也就是汽车在行驶过程中丢失一部分发动机动力——那就是耗油。这部分转速到底丢失到哪里?其实是浪费在液力变矩器的ATF当中。通过02-08-007数据可以得知,变矩器在传递发动机输出转矩时,总是以液压方式来传送,虽说J217已发出“执行机械传递的命令”,但实际仍然还是以液压方式来传递的。变矩器在传递动力时,由液压能转换为机械能时,不但存在一部输出功率的损失,同时也会使自动变速器处于高温状态,继而加剧降低了自动变速器的工作效率。
3)漏油问题。对于漏油问题,发现及时只需更换油泵和变矩器等部件就足够了(因油泵导向铜套粘接在变矩器驱动脖颈上),但有些驾驶人已经感知自动变速器运转不正常了仍继续使用,一直到汽车彻底不能行驶,结果导致以上部件的损坏的同时,还会使其他元件进一步损坏(比如离合器烧损、行星排烧损等)。漏油问题在很多情《况下是自动变速器温度过高导致的。
夏天容易导致自动变速器温度过高的原因有很多,例如:ATF没有定期更换,发动机冷却系统问题,发动机本身(三元堵塞等)问题,使用假ATF,自动变速器本身问题等。自动变速器高温后导致的故障还有许多,在这里不再一一列举。
(2)进水问题
夏天雨水较多,车辆经常涉水,清洗车辆次数也随之增多,为了降温还要经常使用空调等,这样可能就会出现变速器内部进水、ECU进水、火花塞点火线圈进水等,不小心就会导致自动变速器故障的发生。
1)变速器内部进水后直接导致ATF变质、氧化等,继而降低了其摩擦系数。摩擦系数的降低导致摩擦元件摩擦力矩的不足,变速器就会出现耸车、冲击、打滑等故障。变速器进水后,不但破坏ATF,同时对于离合器片来说也是致命的。一旦摩擦材料被水浸,仅将水排干是不够的。一旦摩擦片吸水了,它就开始了它自己的葬礼。在更多的维修案例中,发现摩擦片上的摩擦材料大面积脱落而不是烧损,最后车子不能行驶。所以有些时候发现进水后,通过多次更换ATF来挽救元件的进一步损坏。发现及时或进水量非常少时,通过专用的ATF循环加注器来操作,一般还是可以弥补的。但如进水量较多,则建议应该分解变速器作彻底的清洁,同时也要利用相应的设备对变矩器进行彻底的清洗。
2)清洗车辆时,注意对电子元件的保护。当火花塞或点火线圈等电子部件进水后会影响发动机点火控制。故障现象也会像变速器一样出现类似不间断地耸车、冲击等。此时直接会影响自动变速器的正常工作,有时在自动变速器电控系统还会出现相应的假的故障码。
3)大众、奥迪车辆的自动变速器ECU-般都安装在副驾驶座前的脚底下,所以一旦空调排水不畅就会导致ECU进水后损坏,从此出现自动变速器不能换档的故障,同时,在自动变速器电控系统中会记录很多的相应的故障码。由于变速器ECU进水损坏后,一旦ECU监控到相应电控故障,ECU将中断全部电磁阀的通信功能,并指令变速器以固定档位(4档)锁档行驶。同时,也由于油压调节电磁阀不工作,冻结主油压的调节功能(系统工作油压即为油泵油压),因此变速器就会出现不换档、起步无力和入动力档有冲击现象等,变矩器锁止离合器的闭锁控制功能也将失效。
总结:自动变速器高温和进水问题不容忽视,应提前做好预防准备。出现问题时要及时有效地采取相应的措施,彻底解决。
31.比较有意思的01V自动变速器故障
车辆信息:前不久,外地一家修理厂打来电话要求技术援助,他们那里一辆2003年上海大众帕萨特B51.8T轿车自动变速器出现问题。当时描述了故障现象:①变速器1-3档之间换档时间比较合适,但3-5档之间变档比较延迟,通常发动机转速要超过3000r/min,车速要达到120km/h时才能换到4档,继续加速行驶车速达到140km/h时才能换入5档;②当车速由高速降至并保持在120km/h时,变速器仍然执行在5档上,此时松抬加速踏板再踩加速踏板变速器便由5档直接降到3档上,而且节气门开度并不大(大概在60%左右),还没有达到强迫降档条件;③耗油量较大。
故障现象:由于该厂对自动变速器相关知识了解不是很深,所以不敢贸然行事。在第一次维修时(车主只是说出换档延迟故障)发现该车已经运行约18万km,而且车主又不清楚自动变速器有没有保养过,所以随即更换了ATF及滤清器。同时考虑到换档时间跟TPS信息有关,于是又清洁了节气门体并作了相关的匹配。当时试车感觉良好,加速有力,换档时间比较理想。可过了1个多月同样的问题再次出现。根据上回维修经验,这一次又更换了ATF,同时索性将节气门体换掉,结果问题很快又得以解决。但问题是该车使用了1个多月故障又出来了,同时,差速器还有点响声,所以这一次索性把变速器抬下来分解。解体变速器后并没有发现明显问题,只是发现变速器输入轴前端有一个特氟龙密封环有一点损坏,差速器部分缺了很多的齿轮油;另外变矩器与曲轴定位处的凸出部位有裂痕。由于多次发生返修情况,所以这一次维修还是比较小心,因此更换一个修理包。由于差速器齿轮啮合面并未受损,于是添加新的齿轮油,将变矩器重新修复,并且又一次对发动机部分进行了相关检修,故障再一次得到解决。这回本以为大功告成,问题彻底解决,没想到该车使用了又是一个多月,同样的问题又一次出现,于是就出现了本文开头的一幕。
由于多次返修未果,于是笔者参与到该车的维修中。开始,没有急于去拆解任何部件,先进行道路试验并分析相关动态数据。在路试过程中,发现该车变速器在冷车状态下换档还是接近正常的,但热车后换档时间的确有问题,那就是节气门开度在25%左右驾驶车辆1-2档、2-3档都是在发动机处于2300r/min左右完成的,比较正常,但再继续行驶后,变速器迟迟不愿意换入4档,即使在松抬加速踏板的情况下也始终保持在3档上。在这种情况下,如果利用手动模式位置手动换档变速器却能够进入4档。当时记录的相关数据中特别是007组数据显然有些不正常:数据显示125℃左右;TCC滑移率较大,但未出现故障码。温度过高,自动变速器自然换档时间会变得延迟。
接下来对这些数据进行论证和分析,可以说变矩器锁止离合器(TCC)如果滑移率过大,变速器工作温度肯定会高,它们之间是相互并存的。但此时要知道该变速器故障在每一次简单修复后都能够坚持使用一段时间。所以必须要知道“温度”与“TCC”的先后顺序,也就是说,先是“温度高”而导致ATF变质,各项性能降低,后来因ATF高温造成变矩器锁止离合器打滑;或者是该变速器本身TCC工作不正常,先是长时间打滑而后来导致的高温。分清先后再去排查故障原因,方向就会清楚了。自动变速器跟温度有关的故障很多,都是因TCC打滑后引起的,继而影响车辆耗油问题。而这辆车经几次维修,可想而知,如果变矩器TCC早已打滑,它不会正常使用这么长时间。也就是说,如果变矩器出现问题,它不会通过简单的修理就能够解决的。因此无论从哪一方面分析,该车的故障应该是变速器先高温,后来导致变矩器TCC滑移量过大的,从而出现本文开头的故障现象(换档延迟、耗油量大、包括降档问题等)。
所以,首先必须要找到自动变速器高温原因。影响自动变速器温度过高的因素很多,有ATF、压力、冷却系统、TCC、润滑等。从简单到复杂一一地进行排查,几经排查发现ATF有点不对。一个是从颜色上看,一个是气味不对(有可能是假的ATF,有齿轮油味道),其他未发现异常。难道就是简单油的问题吗?由于ATF有齿轮油的味道,并且在检查其差速器部分齿轮油液面高度时发现明显缺少很多的齿轮油,难道是齿轮油窜到ATF当中了?经过分析,终于找到罪魁祸首了,看一下图1-69便知道问题所在了。
故障排除:01V自动变速器差速器部分的齿轮油和行星轮系的ATF是利用两个双唇面油封将两种油隔开的,一个在前端半轴处,另一个在差速器主动轴上。在变速器壳体外面通过一个“漏油观察孔”能确定双唇面油封的密封性能,当发现从该孔漏油时(齿轮油或ATF)要及时检查或修理。从该车的自动变速器上看,该漏油观察孔已经被一个螺钉和密封胶给堵死了,这样虽说从外面看是没有漏油,但其内部却出现了交叉渗漏,齿轮油漏到ATF当中了。当ATF各性能被破坏后,首先就是高温(如果使用假的ATF就更可怕了),继而出现前面所描述的各种故障现象。经修理后(将螺钉取下,更换新的双唇面油封),使用专用ATF。同时为了一次性解决问题,又将变矩器切开,切开后发现TCC摩擦片有轻微烧灼迹象,但都不严重(图1-70)。重新修复变矩器,装车试车,一切恢复正常,如今该车已经交付使用快三个月了,没有任何问题。
图1-69 变速器漏油孔位置
图1-70 变矩器锁止离合器
总结:该自动变速器故障纯粹是一例人为故障。当初修理人员不清楚变速器壳体上的“漏油观察孔”的用途,发现有油漏出时不加思索地贸然采取了不正当的手段将其堵死,从而给后边的维修带来了一定的困难。因此,当接触任何一种自动变速器故障时,首先要明确其结构、控制原理再进行检查修理,做到既治标又治本。
32.01V自动变速器锁档故障分析
自动变速器锁档是由自动变速器ECU通过监控各输入元件、执行元件信息及ECU本身,确认到危害自动变速器且性质较严重的信息后,为保护自动变速器不受进一步的损坏所启动的一种安全保护策略。当大部分电控自动变速器启动该模式后,冻结主油压的调节功能,此时自动变速器油压为较高的油泵油压,因此动力档会出现入冲击。同时,会中断所有执行器电磁阀的通信功能,自动变速器表现出不换档、闭锁离合器不工作,并以固定模式的档位行驶,起步加速无力,发动机转速与实际车速不同步等现象。
大众帕萨特领域轿车和奥迪轿车所采用的01V自动变速器出现的锁档问题就很难让人理解。2006和2007年帕萨特领域1.8T轿车锁档问题较多,特别是带有自动天窗的车辆。车辆正常行驶时,仪表上的档位显示突然不正常,此时变速器出现挂档冲击、起步无力、变速器不换档的故障。将车开到维修站进行检测,结果诊断出17105 P035 G195输出速度传感器信号不可靠的故障码,清除故障码后一旦行车故障码就会重现。按照常规对该故障码设置的条件进行分析:①G195传感器本身存在问题;②G195信号发生轮出现问题;③电路或网络通信信息有问题;④ECU本身有问题。考虑到车辆的运行情况哪一方面存在问题的可能性都较小,所以,对传感器本身进行简单的检测,并用万用表测试G195的电路与电源和接地无短接现象,无断路现象阻值在0.4Ω左右。同时,利用示波器读取该传感器波形正负交替电压的变化,结果显示正常,并无杂波现象。在这种情况下,先后更换了G195变速器输出轴转速传感器和自动变速器电脑J217,但都无作用。因为这种故障曾经在普通型帕萨特B51.8T和V62.8L轿车上都曾遇见过,因此,既然ECU和传感器都已换过,难道是传感器至ECU间的连线出现问题?于是,直接在ECU接口处外接两根至传感器的线束(经过屏蔽)进行试验。路试结果,G915传感器的故障码再次重现,此时,维修陷入僵局。根据常规判断传感器、电路、ECU均没有问题。由于采用网络控制,在以前的维修案例中,也遇到同样棘手的问题,但最终都一一解决了,查阅以前维修信息,相同的故障,有时候是通过更换仪表解决的。那是因为仪表车速信息和自动变速器控制单元J217的车速信息产生冲突而产生的故障码。于是又更换了仪表总成,结果仍以失败告终。
在万般无奈之下通过4S站给厂家做了DISS技术支持,上海厂家马上回复:检查前照灯控制单元,拔掉插头(在行李箱CD机内侧)试一下。经过路试,17105故障码没有再出现,但出现了17104传动比错误的故障码,同时变速器随即进入故障运行模式(锁档)。清除故障码,将前照灯控制单元插头恢复,按照DISS,检查了前照灯垂直控制单元。结果显示前照灯控制单元内部校验错误。这样更换掉前照灯控制器试车,再没有任何故障出现,此时故障得以彻底排除。
总结:前照灯控制单元的损坏,主要是雨水从天窗的流水槽流入行李箱,直接进入该控制单元导致其损坏(设计原因)。网络通信什么样的故障都有可能出现,不足为奇。当然CAN-BUS中的任何共享信息对于每一个控制单元都是有优先权的(可能程序选择时错误)。汽车的发展趋势是安全、环保。灯光自动调节功能失效时,直接会影响到汽车的行驶安全性,为了保证正常行驶,满足安全使用要求,那么激活变速器安全保护模式是最好的方法。因此只能借助一个故障码(假的)的出现来反应实际故障特征并进一步解决真正问题,这也许是厂家的一些控制策略及软件编排策略。这就是为什么某一系统出现问题时要求扫描所有控制系统。
2001~2003年,部分奥迪A6轿车配用的是01V自动变速器。自动变速器经常莫名其妙地进入锁档状态。但奇怪的是仪表的档位显示灯即故障提示灯的显示是正常状态。但变速杆边上的脚制动灯却频繁的闪烁,而且闪烁还很有规律(图1-46)。
虽说故障指示灯显示正常,但实际变速器已经进入故障运行模式。原因是变速器的实际故障已经体现出来,那就是原地踩制动踏板挂动力档,自动变速器接合时严重冲击,起步无爬行并且加速无力,自动变速器没有任何换档感觉,明显感觉出发动机转速与实际车速不对应。在这种情况下,首先会对该变速器的电控系统进行故障查询,但此时专用诊断仪却不能与自动变速器控制单元进行通信,其他控制单元的检测通信功能正常。真是奇怪。关断点火开关或断开蓄电池有时又处于正常行驶状态。在这种情况下,自动变速器的通信功能也恢复正常状态,并且故障存储器中没有记录任何相关故障码。但车辆放置一个晚上或一段时间,此故障又会再次出现,此时又无法利用诊断仪进行相关检测。以往众多维修案例遇到这类故障就是更换ECU即可(但并不知道ECU究竟哪里出现了问题,有机会一定查找出其真正原因)。
以上两个案例说明自动变速器ECU启动安全保护模式时的范围较宽,有些时候真是让人捉摸不透,也很难以理解。其实时代在变,汽车人性化的控制策略也在变化,特别是借助于网络通信,它不同于过去传统的简单的电脑、电路和传感器之间的关系,对于一些共享信息以及整个车辆的整体控制策略的变化,势必要改变新时代维修的一些理念。
33.大众汽车自动变速器常见锁档故障解析
对于现代汽车自动变速器来说,发展可谓突飞猛进,由原来的3速、4速发展到7速、8速(比如奔驰722.9为7速变速器,新款雷克萨斯LS460装备的AA80E为8速变速器),而且换档品质也得到了极大的改善,重叠换档控制就是一个明显的标志。自动变速器的换档曲线由原来的三种模式,如雪地、经济、动力模式发展到接近无数条换档曲线,即根据驾驶人的驾驶习惯确定换档曲线,如法国AL4自动变速器最早采用模糊逻辑控制功能。它的换档曲线就是根据驾驶人的驾驶习惯来确定,从而找到一个最接近驾驶人驾驶习惯的最佳换档点。综上所述,现代变速器设计的越来越人性化,控制越来越智能化,乘坐越来越舒适化。但是设计先进、复杂的变速器也给维修带来了很大的困难。比如,锁档问题就是现代变速器的一个常见故障,很多修理工把锁档问题理解得片面化,认为电控系统的电路出现问题,自动变速器ECU触发故障码,从而进行锁档,其实问题并没有想象的那么简单。自动变速器锁档问题是自动变速器ECU通过传感器对自动变速器系统进行监测,通过执行器(电磁阀)对自动变速器系统进行控制,传感器与执行器二者的工作是相辅相成的,它们同时由自动变速器ECU进行监测,当自动变速器ECU发现它们的工作异常时,达到须保护条件时就会启用紧急运行模式,即大部分变速器ECU会中断所有电磁阀通信功能,此时变速器主油压调至最高,变矩器锁止离合器总处于分离状态,因此车辆运行特征通常会表现为踩制动踏板挂动力档冲击;变速器不能换档以固定档位行驶,起步无力等现象。这就是所说的自动变速器锁档。如01V自动变速器锁止在4档,01M或01N变速器锁在3档,且这时主油压较高,因此可以尽量避免烧片。通过上面所述,说明锁档主要起到两方面作用:一是保证驾驶人还能够继续驾驶车辆,以开到修理厂(也就是经常所说的安全回家模式)进行维修检查;二是起到保护变速器本身的作用(主油压较高不至于烧片)。
下面通过几个典型的案例来具体分析一下锁档的原因和解决办法。
案例1:一辆帕萨特B52.8L轿车,配用01V自动变速器,该车行驶约12万km。由于自动变速器不能换档来厂维修。
接车后进行路试,发现该车始终锁止在4档。用诊断仪读取故障码,发现P0753——N88开关电磁阀断路或电路连接不良,并且清除不掉。在01V自动变速器中,共有七个电磁阀,其中N88、N89、N90为开关电磁阀,N215、N216、N217、N218为线性电磁阀,N215为主油压调节电磁阀,N218为变矩器锁止控制电磁阀,N216和N217电磁阀分别控制C制动器和G制动器,而开关电磁阀N88、N89、N90通过逻辑组合来控制其他离合器和制动器,其档位与电磁阀工作状态见表1-11。
由该表可以清楚地看到,当所有电磁阀都不工作时,自动变速器锁止在4档。依据故障码提示,对N88电磁阀及其电路进行测量。其电路图如图1-71所示。
图1-71 电磁阀电路图
表1-1101V电磁阀工作表
注:×代表工作;☉代表不工作。
N88电磁阀的线圈阻值为30Ω左右,从ECU到电磁阀的线束阻值都是0.1Ω,而且线束对地或对正极未短路,难道还是N88电磁阀的问题?后来把N88电磁阀和N90电磁阀进行对调,故障依旧。线路没有异常,电磁阀也没有问题,难道是ECU(J217)的问题?最后更换J217,重新编码匹配后,故障彻底排除。看来这个故障是由于N88电磁阀的负极线在ECU的控制搭铁回路中发生断路而触发故障码的,由于N88电磁阀不能正常工作,因此影响到自动变速器的正常换档,变速器ECU只好进行锁档控制,以防变速器损坏。
案例2:一辆2003年捷达1.8T轿车,配用01M自动变速器,该车行驶里程16万多km。由于自动变速器不能升档来厂维修。
图1-72 传感器G38
接车后,进行路试发现,该车锁止在3档,用仪器读取故障码,发现00297——G38电路连接不良。G38为自动变速器内的转速传感器(磁脉冲式),用来监测前排大太阳轮转速。该信号用来进行换档品质控制,同时J217通过它来确定档位,如在R档、1、3档该传感器有信号输入,在2、4档该传感器无信号输入(因为前排大太阳轮不旋转)。知道以上信息后,通过电路图(图1-72)用万用表对该传感器进行检测,G38阻值960Ω,而且到ECU的电路也未发现任何故障。据车主描述,该故障通常出现在热车时,并且在3档上。随后清除故障码,将车举起,当变速器处于3档运行时,发现G38的信号电压在2.4V左右波动较大。最后更换G38传感器,进行路试,故障再未出现。
那么,是什么原因造成G38信号不稳呢?当前排大太阳轮旋转时,造成G38的磁场发生变化,从而在内部线圈中感生出电压,这是磁脉冲传感器的简单工作原理。那么通过磁脉冲传感器的工作原理可知,有三种较为隐蔽的故障。
1)高温后信号电压输出不稳。磁脉冲传感器内部有磁体,而磁体遇到高温或撞击后磁性减弱,这样就会造成信号电压降低或电压不稳。
2)传感器中的线圈有一圈短路。这时,如果用万用表检测是根本检测不出来的,因为一圈只有零点几欧。但是磁脉冲传感器工作起来后,由于通过这个短路的线圈磁场发生变化,从而在这组短路的线圈中产生涡流并发热,使传感器的信号电压大幅下降。
3)信号电压受干扰。磁脉冲传感器本身就是一个小型发电机,对于G38来说,当前排大太阳轮转速较低时,输出的信号电压较低。如果这时发动机舱内的磁场较强,信号就容易受到干扰,比如发电机电刷磨损异常,造成磁场电流变化不正常,形成较强的磁场,因而影响到磁脉冲传感器的信号电压。该车是由于3档时易触发故障码,而此时信号电压较高,所以电磁干扰的情况就能基本排除。
综上所述,该变速器的G38转速传感器是由于内部磁体由于受到温度的影响,造成磁性变差,从而造成信号电压不稳。当信号电压某一时刻连续低于ECU中规定值时,便触发00297的故障码,变速器ECU进行应急保护执行锁档控制。
案例3:一辆2002年奥迪A61.8T轿车,配用01V自动变速器,该车行驶里程约16万km,由于自动变速器不换档来厂维修。
接车后,进行路试,确实发现该车锁止在4档,用仪器读取故障码为P0730——档位传动比错误。清除故障码后,自动变速器升降档正常。通过路试,还发现2档升3档有打滑现象。但是路试不到3km,自动变速器又锁止在4档,读取故障码依然是P0730。那么,是什么原因造成的呢?
01V自动变速器ECU通过开关电磁阀N88、N89、N90和线性电磁阀N216、N217对变速器系统进行换档,通过输入轴转速传感器G182和输出轴转速传感器G195来反馈信息。例如,自动变速器ECU指令开关电磁阀N89通电,N88、N90电磁阀断电,线形电磁阀N216电流为0.732A。这时自动变速器进入3档,然后通过输入轴转速传感器G182的信号与输出轴转速传感器G195的信号进行计算,便可得到3档的传动比。如果计算的传动比与ECU中设定的传动比不一致时,便会触发P0730故障码。
了解以上内容后,便不难理解了。很显然,当输入转速传感器与输出转速传感器信号不良时,很有可能触发这个故障码。离合器或制动器打滑也有可能触发这个故障码。另外,电磁阀卡死,液面不足,ECU不匹配及本身故障也容易出现这个故障码。
通过对该车的路试,有一个很大的线索,那就是2档升3档打滑。01V变速器在2档时的工作元件为离合器A,制动器C和G,在3档时工作元件为离合器A和F,以及制动器C。很显然,在2档升3档的过程中,是制动器G和离合器F之间的转换,出现打滑现象,无非是制动器G与离合器F配合不同步,即制动器G释放较快,离合器F接合较慢。由于此车还会出现传动比错误的故障码,也很可能是由于离合器F密封不严,所以在2档升3档的过程中,离合器F进油量不足,出现打滑现象。汽车在3档运行过程中,由于离合器F存在一定的泄漏,有时也会造成离合器片轻微打滑,从而触发P0730故障码。
分析到此,把该车阀体拆下,直接用加压机对F组离合器进行测漏,发现加压机的表针有时会轻微往下摆一点,不是很明显。接着将变速器从车上搭下来,发现F组离合器的密封环与F鼓有轻微磨损,这正是故障的原因所在。最后更换F组离合器的密封环与F鼓后,故障彻底排除。新旧F组离合器如图1-73所示。
图1-73 新旧F组离合器
01V自动变速器F鼓浮动支撑在D/G鼓中,当F组离合器接合时,它将最后面的单级单排中的太阳轮与齿圈连为一体。由于动力传递是由前排拉维娜中的齿圈传递给单级单排中的齿圈,这样就在后排的单级单排中形成1∶1的传动比,行星架输出。这是最后单级单排的传动路线,但大家不要忽略一点,由于F组离合器将齿圈与太阳轮连为一体,那么,F鼓必然在D/G鼓中高速旋转。如果ATF较脏,F组的密封环很有可能会划伤F鼓并使其自身磨损,从而造成密封不严。
大家也许会疑问,为什么会在换档的时候打滑,而在3档的时候打滑不明显呢?首先看一下F组离合器工作的油压图,如图1-74所示。
图1-74 F组离合器工作油压曲线图
离合器F工作的时候,油压的变化是由高到低再到一个新高的工作油压,这是由于F组离合器阀和阻尼阀的作用。那为什么要设计成这样呢?那是因为第一个油压高峰为离合器预充油,离合器中有回位弹簧,如果直接充油,会造成弹簧振颤,使换档品质下降,而先进行预充油,这样活塞中的这小部分油就会吸收弹簧的振动能量,就像底盘中的减振器一样,从而为第二个油压高峰做好充分的准备。这个故障车,由于F组密封环泄漏量较大,显然第一个油压高峰根本达不到,这样必然造成F组离合器充油量减少。第二个油压高峰来的时间会推后,从而造成F组离合器接合较慢,出现2档升3档轻微打滑。
该车是由于离合器密封环泄压而造成锁档的,可见锁档问题并非简单的电路故障。同样,从这个故障中会发现,变速器处于锁档时,还会保护自动变速器,因为锁档时油压变高,它会弥补系统中一部分泄漏量,而避免烧损摩擦片。
34.帕萨特B51.8T轿车共振故障
车辆信息:一辆2003年上海大众帕萨特B51.8T轿车,配用采埃孚公司生产的型号为5HP-19LF型(大众型号为01V)5速电子控制手/自动一体变速器。
故障现象:据用户反映(其实是其他修理厂送修车辆):
①该车挂倒档接合反应慢,同时伴有两下接合感觉,最后一下感觉冲击力较大。
②该车在原地踩制动踏板挂档时车身有共振感觉,尤其是挂倒档时,转向盘上的振感较为明显,起步后共振现象消失,如马上退档后(P/N位)共振现象也会消失。
③汽车在行驶过程当中,当车速维持在50~80km/h时,偶尔还会出现像发动机突然断火或断油的一样感觉。
诊断与维修过程:接车后,进行路试并连接诊断仪,结合动态数据来确定相关故障信息。通过路试,该修理厂所反映的故障现象的确真实存在。在自动变速器ECU的故障存储器中没有任何故障信息的情况下,根据路试的实际故障现象并结合相关的动态数据,把该车的所有故障基本认定为综合类故障:
1)入倒档时滞时间过长(已经超过3s),同时出现两下接合感觉。这一问题既涉及液压方面,同时也涉及机械元件。时滞时间过长,表明该档位的油压较低,油流速度较慢(有泄漏情况);倒档的执行元件间隙因摩擦元件的磨损而过大时,直接影响其充油时间,导致接合时间过长;至于两下接合感觉及接合粗暴现象应该是与其并存的(跟接合时间过长有着直接的关系),主要应该是倒档油路存在泄漏。
2)对于车辆在静止状态下,挂动力档后(前进档或倒档)车身承载载荷后产生的共振现象,应该非常容易理解。一个是发动机、自动变速器等与车身的连接部件(发动机或自动变速器胶垫)不能过多地吸收发动机因传递动力而产生的振动波,再就是自动变速器中的液力变矩器所吸收的共振能量较少。
3)当车速维持在50~80km/h时,偶尔会出现像发动机突然断火或断油的一样感觉,在以前的案例中已经有过详尽的描述。
在路试过程中,发现“50~80km/h时偶尔会出现像发动机突然断火或断油现象”是有规律可循的,那就是如果将加速踏板踩到底,节气门开度较大时(发动机转速超过2500r/min以上)这种现象几乎不会出现;而发动机转速低于2000r/min以下时、打开自动空调或者是爬坡时故障现象出现的几率就会高一些。但为了区分是因发动机故障还是变速器故障所引起的问题,仍然还是遵循以前的维修诊断思路,一个是通过动态数据流来确认,另一个就是利用一种特有的检测操作手段。在读取自动变速器动态数据中的02-08-007组数据时,发现ECU对变矩器锁止离合器控制电磁阀N218的指令数据基本很正常,但通过反馈数据(发动机转速和输入轴转速信息)发现,当变矩器锁止离合器在ECU的控制阶段(半闭锁控制)与完全闭锁阶段的数据变化不是很平稳,特别是故障现象出现时变矩器锁止滑差转速会在218~0r/min或0~128 r/min之间无规律变化。通过对数据的分析,基本确定问题出在变矩器锁止离合器上。为了进一步说明该问题来源于自动变速器方面,在副驾驶座前将自动变速器控制单元J217找到,并找出闭锁离合器控制电磁阀N218的两根线,其中的52号端子就是该变速器电磁阀的供应电源端子(+B),4号端子线则是N218的控制线。这样,把4号控制线断开,52号端子线不要断开,将其外边塑料线皮破损露出铜丝,再找一个N218电磁阀接上(当然是连接到ECU这一侧)。如果没有电磁阀,可以利用一个阻值相当的电阻也可以(多次试验过)。这样的操作方式其实就是相当于把N218电磁阀拿到外边了,ECU仍然对它进行控制,但是ECU控制是外面的电磁阀,而内部的电磁阀并没有参与工作,因此其内部的变矩器锁止液压油路也没有得到切换,仍然是完全的液压连接状态(图1-75),最终的目的是使自动变速器没有刚性连接档,发动机到自动变速器之间存在的永远是液压连接。这时再进行路试,看故障现象是否还存在。如果故障现象仍然存在,则极有可能就是发动机一侧出现了问题;反之,如果无论怎样驾驶车辆故障都没有再次出现,则基本确定问题来源自动变速器方面。通过这种方法的实验,最终确定故障在变矩器锁止离合器方面。
图1-75 N218的外接方法
故障排除:通过以上对该车整个故障的分析,决定对自动变速器进行大修。在分解变速器后,对每一个部件检查时发现:
1)变矩器的确存在问题。通过切割发现其内部锁止离合器片已严重烧损。
2)对液压阀体进行检测时发现个别阀门(主调节阀、减压阀)存有磨损,同时还发现主油压调节电磁阀N215(经电磁阀测试机测试)调节功能下降。
严格按照大修标准要求更换了所有密封元件、阀体总成(带全部电磁阀)等并对变矩器进行再修复。为了避免共振现象的出现,还将全车的胶垫进行了更换。装车后试车,一切良好,而且所有动态数据都符合工作要求。同时,通过最后出厂的检验也都符合竣工要求,这样全部故障得以排除。
故障反复:用户刚刚接车使用两天后反映“原地挂档共振现象”居然比未修理前还要严重。车辆再次返厂,发现共振现象的确很明显,让人难以接受。难道是维修的变矩器不符合使用要求?还是更换的发动机、变速器与车身连接的胶垫有质量问题?
共振除了跟变矩器及胶垫有关外,当然也不排除发动机工作不良引起。但对比维修前和维修后的结果,还是对变矩器比较怀疑。因为所有胶垫都为原厂部件,存在质量的可能性较小。在这种情况下,因为总是觉得跟维修变速器有关所以还是先更换一个全新的变矩器,结果再次装车后共振现象几乎并没有减轻。这样送修单位又将车开到其他大众4S店进行检查,有的店说是自动变速器的故障,有的店则说是发动机或底盘故障,众说纷纭。没有办法,还是从最简单的方面下手,再次重新更换一套底盘胶垫,同时,为了定位先不把几个重要的胶垫(发动机、自动变速器胶垫)紧固好,行驶一段距离回来后重新紧固但仍然不见效果。
因为更换新的变矩器都不见好转,所以该问题基本上与自动变速器方面没有什么关系。但共振现象的确存在,用户又不提车,没有办法僵持下去,建议送修车辆的修理厂从发动机方面进行检查。大概过了两三天,该修理厂打来电话说,因为共振问题他们已经对发动进行了大修,共振现象仍没有减轻,所以他们认为跟维修自动变速器有关。这边说发动机没有问题,那边说跟自动变速器无关,争议归争议,总得解决问题吧。为了再次确信与变速器无关,车辆再次返厂,直接将一变速器总成(带全新变矩器)装车进行试验,结果共振现象还是存在。这样大家谁都不再争议了,还是共同来研究对策吧。
故障排除:前面大家各自都是站在自己的立场上看问题,一边是自动变速器专修,一边是发动机综合维修。而该车的故障现象恰恰又是很模糊的问题(介于底盘系统和发动机之间),最终经过反复调整各胶垫的高度,共振问题彻底排除。
对于共振问题的总结:必须清楚地知道共振源的发生地以及吸收和减缓共振波的部位,因此汽车一些基本知识还需要去学习和理解。
35.01V自动变速器换档冲击故障分析
车辆信息:一汽奥迪和上汽帕萨特轿车使用的ZF公司生产的01V 5速手/自动一体式电子控制自动变速器原地挂档冲击的故障比较普遍。大多数都是通过更换阀体、空气流量传感器、TPS、ECU等部件解决的,只有极个别故障是通过特殊手段解决的。
故障现象:对于01V变速器挂档冲击的故障可以分为:①制动挂动力档冲击即前进档和倒档都冲击;②单纯挂倒档冲击;③单纯挂前进档冲击。根据在众多挂档冲击的故障案例解决中发现,无论挂倒档冲击还是挂前进档冲击,其实都是一个比较复杂而又显得单纯的问题,确切地讲,应该是比较综合的问题,涉及面较广。
对于挂任何动力档都冲击的问题,基本可以将归纳为系统油压过高导致,可分为ECU可调节故障和不可调节故障两大类。ECU不可调节故障是容易理解的,那就是ECU进入了安全保护模式,此时ECU中断全部电磁阀的控制功能,冻结系统主油压,系统变为最高油压,因此会出现挂档冲击的故障。对于此种安全模式的故障保护有两种方式判断:一个是通过仪表的档位指示(故障指示灯)来说明问题;一个是不能通过此种显示(故障指示灯没有显示故障),但可以通过诊断仪的诊断功能来说明。
一般说来,对于奥迪轿车的仪表显示:正常显示时,变速杆处于什么位置仪表的档位指示灯(红色)应对应地显示相应的位置(图1-76)。当ECU通过各传感器接收到错误信息,并且认为当前的错误信息已经对自动变速器构成严重威胁时,ECU便启动安全保护措施,此时ECU中断全部电磁阀通信功能,系统形成较高的油压,变速器按固定模式的档位行驶。此时仪表的档位显示灯全亮为一片红(图1-77)。这种显示说明ECU控制没有问题,应该是ECU以外的其他问题。比如液压控制系统压力偏低导致离合器打滑,ECU通过输入及输出转速传感器传递的错误传动比信息后,即离合器的滑移量较大后,ECU便会设置传动比错误的故障码,同时启动安全保护措施。还有就是当ECU本身不做任何控制时,仪表的档位指示灯全部熄灭,此时说明ECU存有故障(图1-78)。
图1-76 正常显示状态
图1-77 故障显示状态
图1-78 故障显示状态
还有一种情况就是自动变速器明明已经进入安全保护模式(锁档),但通过仪表的档位显示却看不出来,显示一切正常。这种情况下还有一个故障信息就是当出现故障时,变速杆边上的制动灯会频繁地闪烁(图1-46),同时最关键的是诊断仪不能与自动变速器ECU通信,此时大部分原因都是ECU坏了。
以上是当ECU不再对自动变速器进行控制时出现挂档冲击故障的解释。一般情况下,前进档和倒档同时出现挂档冲击的问题还是容易理解的,因为在这种情况下大多是系统油压不正常导致的,一般不会涉及机械方面。油压的正常与否直接取决于ECU的输入信息、指令信息、执行元件等,如图1-79所示。
详细分析:当遇到此类故障时,不要急于去分解自动变速器,也不要盲目地清洗液压控制系统。因为01V自动变速器没有预留主油压检测孔,所以不能借助油压表来观察油压的高与低。因此,首先应该对影响自动变速器系统油压调节的信息进行观察,比如发动机在怠速工况下空气流量传感器的进气数值是否偏大,是否节气门开度信息不正确等。观察这些信息时,既要观察自动变速器的相关信息,也要观察其他ECU的输入信息。当确信全部输入信息正常、ECU的指令数据(ECU对注油压调节电磁阀的控制电流和控制电压)正常后,再去检查其液压系统。此时目标已经逐渐缩小到主油压电磁阀本身、主油压调解阀、主油压增压阀以及为电磁阀服务提供恒压的减压阀等,几乎不必去考虑前进档和倒档的机械换档执行元件。
图1-79 油压调节控制
其次,再分析单纯挂倒档冲击的问题。大众、奥迪轿车经常会出现原地挂倒档结合粗暴的现象,而挂前进档冲击力较小,行驶也一切正常。其实单纯的倒档冲击故障也离不开ECU的输入信息、指令控制、主油压电磁阀本身、倒档油路上的缓冲控制以及倒档执行元件等,因此在解决此类故障时,依然遵循先易后难的顺序逐一进行排查。
最后,再看单纯挂前进档冲击的问题。01V自动变速器入前进档结合粗暴的故障会伴随着其他故障现象的出现的原因有多种解释,但最主要的原因还是主油压偏高,导致前进档离合器A接合速度过快形成冲击感的。目前一般是通过更换主油压电磁阀、主油压调节阀体(小块阀体)或阀体总成等来解决,还有少数专修厂通过修复阀体来解决。
总结:挂档冲击故障可能由多种原因产生,如何从多种可能原因里直接找出真正的原因还有一定的难度。
对于可比性较强、共性较强的故障比较容易解决,而对于那些特殊的问题还需要进一步去分析,还有极个别的现象纯属人为故障,比如在解决OIV挂前进档冲击的故障时,更换主油压电磁阀中不小心将E17型的换到E18/2型时会更加冲击。
36.帕萨特1.8T轿车01V自动变速器前进档不工作故障
车辆信息:一辆2003年上海大众帕萨特1.8T轿车,配用ZF公司生产的01V手/自动一体式5速自动变速器,该车已行驶约18万km,由于没有前进档,只有倒档,只好来厂维修。
故障现象:接车后,对该车进行路试,发现该车确实前进档不工作,在D、4、3、2位都没有反应,但在R位却能工作正常。01V自动变速器执行元件工作表见表1-12。
表1-1201V自动变速器执行元件工作表
故障分析:该车在D位和2位均不能工作,在R位能工作,说明D位1档和2位1档存在故障。D位1档的执行元件为离合器A,制动器G和单向离合器Ff,2位1档的执行元件为离合器A、制动器G、制动器D和单向离合器Ff(多了一个D,目的是实现发动机制动功能)。通过这两组执行元件的工作,可以排除单向离合器Ff的故障(根据设计结构推断)。因为假如单向离合器Ff存在问题,2位1档应该工作,即使制动器D是好的,因为单向离合器和制动器是并联工作的,所以即使制动器D存在问题,2位1档也会工作,只不过没有发动机制动而已。
在这里还要讨论另一个问题,假如制动器D存在问题,其他工作元件一切正常,那么R档怎么会工作?要知道所修的这个故障车R档工作正常。由执行元件工作表可知,R档的执行元件为离合器B、制动器D和制动器G,R档工作正常,因此可以排除制动器D和G故障。由此推断,前进档不工作,问题就集中在离合器A上。可是这个车非常有意思的是,在检查的时候,偶然把自动变速器的线束插头拔掉(相当于紧急运行故障模式),前进档居然工作了,倒档也依然正常。01V自动变速器拔掉线束插头后,就会锁在4档,由执行元件工作表可知,4档的执行元件为离合器A、离合器E和离合器F,这就让人费解了,既然离合器A存在问题,怎么会有4档呢?01V自动变速器在锁档后,变速器ECU就要对所有的电磁阀进行断电,由于主油压电磁阀N215断电,自动变速器内为最高的系统油压,锁止电磁阀N218断电,变速器为液压连接,开关电磁阀N88、N89、N90断电,它们通过逻辑组合,为离合器E和F供油,而离合器A是由手动阀直接供给的(图1-80)。
通过以上分析,为什么离合器A在D位1档和2位1档不能工作,而在锁档时的4档正常工作呢?阀体问题的可能性不大,因为离合器A的油压都是手动阀给的,唯一的区别就是在两种工况下A的供油压力不一样,紧急运行故障模式时系统为最高油压。正常模式下A的油压需要ECU的调控,此时的油压要低于故障模式。因此分析,如果离合器A的油路系统存在轻微的泄漏问题就会导致前进档正常模式下不能运行。由于在D位和2位1档,自动变速器系统油压相对较低;而如果A组离合器油路系统存在泄漏,这样A组活塞的压力便会降低,当锁档之后系统油压非常高,它就可以弥补A组的泄漏量,从而让A组离合器正常工作。自动变速器的油道设计有一定的规律,离合器的油道一般是通过轴进入活塞的,离合器属于运动部件,所以它的密封环在轴上是浮动支撑,而制动器进入活塞的油道一般设计在壳体上,因为制动器属于静止部件。既然离合器的密封环为浮动支撑,它就存在一定的泄漏量,如果密封环工作时间长了以后,就会变薄,密封作用变差,离合器泄漏量必然会增大。另外,密封环与轴一般存在两种工作状态,同时运动与相对运动。当发生相对运动时,密封环就会渐渐地把其所在的沟槽拉宽、拉深,同样造成密封不良。分析至此,维修方向明确了。把阀体拆下,利用约400kPa的压缩空气对A组离合器油道进行打压,发现A组离合器活塞工作声音几乎没有,而其他组活塞工作时发出“砰砰”的声音。当利用约800kPa的压缩空气对A组离合器油道进行打压时却能够听到其工作的声音。这完全证明了之前的判断。
图1-80 1档油路图
接下来抬下变速器,对A组密封环进行检查。但是颇感意外的是A组密封环及其沟槽并无明显异常之处,那还有什么原因会造成泄漏呢?就剩下A组活塞了。01V自动变速器A离合器活塞的密封环为两个橡胶环;一个大的橡胶环和一个小的橡胶环,分别套在A组活塞上,如图1-81所示。
在拆检的过程中,发现两个密封环弹性性能严重下降,密封效果变差。是什么原因造成该密封环性能下降呢?通过询问车主得知,去年夏天该车冷却液散热器的水道与自动变速器的油道相通,导致自动变速器进水,后来更换了冷却液散热器和自动变速器油。看来问题就出在这里了。当变速器进水后,变矩器内油、水、气混合一起,再加上变矩器的高速旋转、搅动和加热,就使自动变速器油的作用彻底瓦解,并起到了副作用,受其影响最大的就是橡胶密封环和纸质摩擦片。
由于发现问题较早,及早更换了自动变速器油,避免了变速器的进一步损坏。但是由于其未更换所有的橡胶密封环与摩擦片,因此,也为该自动变速器埋下了故障隐患。该车故障深刻地启示大家,当自动变速器进水之后,一定要做大修,否则就埋下了故障隐患。
图1-81 A组离合器组件
37.01V自动变速器常见故障总结
大众、奥迪车辆所选用的01V自动变速器绝大部分故障都是可以排除的,大部分故障都是通过更换各种配件来解决的(因01V自动变速器配件供应良好),极少有靠真正维修来解决问题的。但随着维修市场的激烈竞争,在提高维修质量的同时,还要降低维修成本,所以少数专业维修厂通过采取维修的方法来解决问题,比如变矩器的修复、阀体的修复以及电磁阀的修复等(这些部位的修理一定需要相关的专用设备)。
综合01V自动变速器的各种故障,发现比例较大的是“漏油故障”和“换档品质故障”。下面就这些故障的排除进行总结。
“漏油故障”是OIV自动变速器常见故障之一。对于自动变速器漏油故障,大家似乎感觉是容易解决的问题,但有些时候也比较棘手,因此值得重视。就OIV自动变速器而言,漏油处基本可确定在两个部位上:一个是发动机与自动变速器的连接部位,一个是变速器的右后方(有时还以为是油底壳在漏油)。无论从哪里漏油,都要先确定漏的油是ATF还是齿轮油。这两种油都是黄颜色的,可以通过味道和油的黏度来辨别。通常,变矩器油封处最易漏油,但有些时候并不是这个地方漏出的油,而是其中的一个半轴油封漏出的。
有一家上海大众维修站为解决前端漏油的问题花费了不少时间,那就是错误判断问题所导致的结果。要知道01V变速器有两处各使用了一大一小双唇面油封,彼此将两种润滑油隔开。同时,又设计了两个漏油报警孔(约ϕ6mm),以提示要进行修理,其中一个在变速器的前方,另一个在差速器后方右机爪下方。过去有的修理工发现该处漏油时想直接堵死它,这种想法是错误的,也是不可行的。不管它漏的是什么油,都需要利用规范的手段来解决。一旦堵死后,两种油就会形成交叉渗漏,其后果就不言而喻了(这样的案例已经出现过)。
特别注意:比较难办的是那些换档品质故障(冲击问题),如:挂档冲击、升档冲击、降档冲击、强迫降档冲击、制动降档冲击、TCC接合冲击、TCC释放冲击、不同载荷下的换档冲击、连续换档冲击、个别档位换档冲击等。这些故障的原因有先天性的“设计缺陷”,而更多的是使用问题,零配件使用寿命达到极限以及电控系统与液压系统间的匹配达到极限等问题。就换档冲击的故障根源问题,虽说涉及面较广,但最重要的是如何锁定哪一个点引起了换档冲击。其实各种冲击涉及的范围都比较广。严格讲,它属于一个综合问题:既体现在电子控制方面,也离不开机械与液压方面,还涉及其他系统(比如说发动机动力问题)。在电子控制方面,目前国内可能还没有在软件上做改进的(所谓的升级都是改变发动机ECU芯片程序)。在机械方面主要还是通过调整间隙、加装缓冲元件等。液压方面的问题比较多,如弹簧的疲软、密封元件的老化、阀门的磨损等,都是靠换件来解决。
在解决换档冲击故障时,电磁阀的问题也不容忽视,因为更换整个液压阀体客户往往接受不了,没有办法只能更换电磁阀组,但有时对于电磁阀好坏的判断没有一个标准数据。关于电磁阀,一般都是简单地测量其线圈的阻值,但它又不是真正的纯电阻元件,按其线圈的结构应该称之为电感元件,因此测得的线圈阻值是线圈导线单位长度电阻系数的和。同时,在测试时还会发现在不同温度下所测得的阻值是不同的,最关键的是电磁阀的密封性能及响应速度。电磁阀性能的好坏直接影响换档品质。除了自身性能外,电磁阀的匹配也很重要。更换新的电磁阀组后,原来的问题得不到解决,可能还会出现新的问题,这主要是更换的配件有区别。原因是OIV变速器的电磁阀分为新旧款两大类:老款(E17型阀体)电磁阀和新款(E18-2型阀体)电磁阀。新旧两款油压调节类电磁阀是不允许互换的,可以通过零件号来鉴别。
38.奥迪A62.4L轿车01V自动变速器锁档故障
大众奥迪车系使用的01V自动变速器中,电控系统具有备用程序控制,主要表现在两种控制模式上:一个是改变换档模式,另一个是启动紧急运行模式,也就是锁档。
在改变换档模式控制中,可以分为两个层面:换档质量控制和换档时间上的控制。比如,在过去的E17型中,G38速度传感器是监测行星轮机构中行星架转速的(图1-82)。当该信号中断时,变速器电控系统不会启动紧急运行模式控制,但会中断换档质量的控制。变速器ECU不能得到变速器换档时刻的准确信息,因此发动机就不能实现减转矩控制,此时变速器会在各换档点上表现为严重的冲击现象。
如果在新型的E18/2型中,G182速度传感器是监测1/4档离合器A转鼓转速的也就是输入轴(变矩器涡轮转速)转速的(图1-83)。当该信号中断时,ECU会立即启动紧急运行模式,控制变速器锁定在固定的4档上。国产大众和奥迪汽车都选用E18/2型控制的自动变速器,那么,在E18/2型中,如果发动机真实动力不足时,或负载信号过大时,ECU就会实现延迟换档时间控制,高速档容易掉档,同时还会出现换档质量问题。当变速器ATF温度过高时或G93油温传感器提供错误的油温信号时,ECU也会实现延迟换档控制,同时可能影响4档和5档的指令控制。
图1-82 E17型磁电式传感器G38
图1-83 输入轴转速传感器G182
下面来探讨一下01V变速器锁档的问题。
能够导致01V自动变速器进入紧急运行模式控制的因素有很多,如ECU本身、传感器(如G182、G195传感器)、开关(如F125多功能开关)、电路、执行器电磁阀等。在前面的维修案例中,已经体现出相关的锁档故障。下面这个案例也是因ECU问题而引发的故障。
故障现象:一辆2004年奥迪A62.4L轿车,配用的是01V自动变速器。据用户讲,该车在正常使用过程中,仪表板上的档位指示灯偶尔有红屏现象,继而出现的就是挂档冲击、起步困难、没有换档感觉等。
检修经过:去维修站清除了故障码,检查了相关部位,并没有查到任何有价值的问题。再次反复试车都没有出现上述情况,于是交付用户使用。可用户使用了一个月左右,仪表板上的档位指示灯又红屏了。再次去维修站进行检测,同样还是没有查出什么问题,但故障内容与原来一样(N215和N217电磁阀短路或断路故障),由于线路没查出问题,所以维修人员告知用户可能是这两个电磁阀出了问题。为了防止在以后的使用过程中再次出现同样故障,征得用户的同意后,更换了一套组合电磁阀(图1-84)。
本以为更换了电磁阀组可以解决该故障,可用户使用了一个多月,同样的问题再次出现。没有办法只好再次去维修站,几经周折后维修人员判断应该是ECU问题,但又不能肯定。这是因为谁都不愿意承担这个风险,如果更换ECU后故障再重新出现怎么办,于是笔者介入了该车故障的维修。
图1-84 01V电磁阀组
因为该车的故障纯属偶发性故障,清除故障码后,不会马上出现,所以还是等故障出现时再进行相关的检查。先进行了故障码的分析:00268和00270的含义分别是主油压调节电磁阀N215和控制G组制动器的油压调节电磁阀N217故障。首先完全可以排除电磁阀本身问题,但不能完全排除电路、ECU和信号干扰的可能性(线性电磁阀可能会存在这种问题)。电路没有查出问题,同时对于奥迪车系信号干扰的可能性又不是很大,难道是ECU本身的问题?如果更换全新ECU解决不了实际问题怎么办?为了降低维修风险,索性将ECU打开,将原来其他故障更换下来的ECU上的两个控制块(N215和N217)换上(图1-85)。结果使用两个多月都没有出现任何问题。
图1-85 ECU内部元件
又一辆奥迪A62.4L自动变速器也是同样的问题,在检测中发现故障码是00266和00268,其含义分别是N216和N215电磁阀故障,通过常规检测后直接更换了全新的ECU,故障排除(图1-86)。
图1-86 奥迪A62.4L自动变速器新ECU
39.01V自动变速器换档冲击故障分析
01V自动变速器的换档控制方式比较特殊,原因是它利用3个开关电磁阀(N88、N89、N90)的组合,通过控制几个机械阀门(换档阀1/2/3、牵引/滑行阀等)的动作得以换档油路的切换;同时还利用2个频率式电磁阀(N216、N217)的配合,直接控制两个元件(C组制动器、G组制动器),共同来完成5个前进档位的切换。而且在某些档位的切换点上,还具有重叠换档功能。因此在分析解决一部分换档品质故障时,还要考虑是否因油路重叠而导致的(图1-87)。
在N88、N89、N90三个开关式电磁阀的换档油路切换时,形成的是由电脑J217通过指令N215电磁阀调节过后的“开关油路”,而由N216、N217两个电磁阀直接控制的换档油路切换时,形成的既是由电脑J217通过指令N215电磁阀调节过后的油路,同时还经这两个电磁阀的再次调节,形成的是“调节油路”,因此,这种油路的调节称为双重调节。
确定一个自动变速器换档点的切换是否存在油路重叠功能,最关键的部件是相邻两个档位在切换时的“释放元件”。从O1V自动变速器的8个换档点当中不难发现2-3档、3-4档和5-4档、2-1档的4个换档点具有重叠功能(因为在这4个换档点中都涉及C组制动器、G组制动器的释放过程)。在换档过程当中,摩擦元件(离合器或制动器)交替切换时,势必会因静动态摩擦带来一定的问题:
1)摩擦力矩不足或两个元件交替转换时出现时间差则会带来滑转现象(打滑)。该现象的经常出现很容易导致元件的烧损。
2)动摩擦力太大或两个元件交替转换时过分的重叠(图1-88),一定会带来冲击感或过大的干涉力。该现象的出现会影响驾驶乘坐的舒适度。
图1-87 01V自动变速器油路图
图1-88 重叠换档曲线图
因此,重叠换档的目的就是避免打滑的出现,此时干涉力矩的平衡是靠适当的调整发动机输出来实现。
这也说明,自动变速器在执行换档点切换时,其实换档执行元件的交替切换就是发动机力矩的切换,它是由时间、力矩、压力、温度等因素决定的(图1-89)。
为了改善换档品质以及换档时的响应速度,从整体控制形式上看似乎是很矛盾的。因为单纯从换档品质上看,在液压方面,通常情况下在油路上采取节流的方式或储能的方式,其目的是让换档执行元件的接合速度慢一些以减少冲击感;而从换档响应速度上看ECU的意愿是,当ECU一旦向执行器发出指令以后,就应该在最短的时间内得到相应档位的传动比,理论上讲显然是矛盾的。因此,既满足换档品质要求,同时又满足换档响应速度,从控制精度上、准确性以及车辆本身使用性能等方面都要符合其控制要求,这样便给维修带来了一定的困难。
图1-89 换档元件切换时间曲线图
特别注意:在解决实际01V变速器换档质量故障时,大多都是靠更换液压控制单元,极少是靠修复液压控制单元来解决的(当然故障一定是来源于液压控制单元)。液压控制单元到底哪里出了问题?此时必须了解该变速器的液压油路控制,包括机械阀门的结构及控制原理。用心的人会发现出现问题最多的地方总是那些“调节油路”的阀门或阀孔,而阀门本身是经过严格加工处理的,其耐磨程度很高,从某种意义上说几乎是零磨损(注意在维修时不要伤及这些阀门的表面,如用水砂纸打磨)。可见,逐渐发现01V自动变速器液压控制单元的问题除了工作频率较高的执行器电磁阀外,就是主油路调解阀、主油路增压阀、减压阀等,而其他阀门很少出现问题。另外就是为什么有一部分换档质量故障反复更换液压控制单元或反复调试都不能解决,而通过对发动机动力的调整,问题却反而解决了?这都跟变速器的整体控制有关,并且进一步说明发动机与自动变速器之间是息息相关的。
40.奥迪A62.4L轿车01V自动变速器特殊故障
车辆信息:一辆2002年一汽奥迪A62.4L轿车,配用大众AG5系列01V 5档手/自一体式变速器。
故障现象:据用户描述,该车行驶约18万km以后,经常出现加速耸车和加速“矬车”的现象。此种现象没有规律,有时发生在刚刚起步加速的瞬间,有时在正常行驶中出现。在与用户沟通后得知,该车变速器曾经有维修记录,但并不是大修,曾在行驶约14万km时,变速器出现过挂档冲击和换档冲击的故障,经更换阀体后解决。
检修过程:接车后,连接诊断仪进行路试。经诊断电脑扫描各控制单元的故障存储器中均未记录任何故障码。从动态数据中也几乎没有看到相关的疑点。根据反复路试的结果,确认故障现象基本与用户描述的相吻合。最后把故障现象进行总结:①起步急加速有连续的耸车现象,就像离合器突然接合又突然分离那样的感觉(正常加速起步出现的几率不高,倒档也有同感),并且发动机转速也不是很平稳,感觉像变速器打滑一样。②变速器进入3档后,偶尔有“矬车”的感觉,4档和5档感觉不是很明显(手动模式也有这样的感觉)。
故障分析与故障排查:根据实际故障现象进行分析,汽车起步时的故障和行驶中的故障应该没有内在的联系,也就是说,应该是多方面原因导致。暂且先不考虑起步时的故障。而对于第二种故障现象,根据以往的维修经验分析,应该是变矩器TCC锁止离合器的故障。但根据故障现象的表现情况似乎又有一定的差异。变矩器锁止离合器的故障表现如下:
1)变矩器锁止离合器轻微故障的表现。变速器进入3档后,有类似发动机突然断火或突然断油一样的感觉,特别是发动机负载较大时比较明显比如说使用空调、上坡行驶等。
2)变矩器锁止离合器严重故障的表现:变速器进入3档,变矩器锁止离合器开始工作后,会出现连续的耸车现象,同时,发动机转速表会随之上下波动。
而该车故障虽说在行驶中也是出现在3档以后,通过观察发动机转速表以及变速器第七组数据流(锁止控制)稍微有一点不正常外,不能肯定就是变矩器的故障。后来通过询问用户得知,出现故障后曾经在其他维修厂修理过发动机,据说更换过点火线圈、火花塞等部件,也未见好转。
考虑到发动机各方面性能都比较良好,应该与其无关,但为了进一步找到故障原因,依然采用过去曾经使用过的诊断手段:在副驾驶座下边拆下ECU并找到ECU连线中的4号和52号端子(注:4号端子线是变矩器锁止离合器控制电磁阀N218的ECU控制线,52号端子线是全部电磁阀的ECU共用电源线),将4号端子线切断并将52号端子线的线皮破开,找一个EDS电磁阀接上,注意要把电磁阀其中的一个插头连接在ECU侧的4号端子上(图1-76)。这样做实际上是在欺骗ECU,相当于把变矩器锁止离合器控制电磁阀N218接到外边了,ECU驱动该电磁阀时不再输出任何液压。也就是说,变矩器锁止离合器不再工作,变矩器始终以液压方式来传递动力,ECU肯定会记录锁止离合器打滑的故障码,但变速器不会启动紧急运行模式。如果利用其他方法来操作可能不能百分之百来验证问题所在。
操作完毕后,通过反复路试3档,“矬车”故障都没有再次出现,这已充分说明故障就在变矩器锁止离合器上(电控正常、液压方面锁止油路泄漏的可能性较小)。这样,更换变矩器后就应该解决问题了。但起步耸车故障还依然存在,考虑到前进档和倒档时故障现象都会出现,则初步判断可能是系统油压偏低导致,看来只能通过解体变速器后再说。
解体变速器后,所有机械元件均没有发现问题,看来只能先更换变矩器再说吧。
故障排除:重新装复变速器并更换全新变矩器后故障得以排除。那么起步加速耸车现象是什么原因导致的呢?
因为变速器解体后更换了一些密封元件(图1-90),因此还是跟更换变矩器有关。那么变矩器锁止离合器故障不能影响起步过程呀,带着这个疑问,把变矩器切开了,结果问题一目了然(图1-91)。原来是导轮单向离合器损坏了,同时变矩器锁止离合器也存在问题(图1-92)。
总结:切割变矩器后,真正了解了该变速器产生的故障原因。因为导轮单向离合器的损坏,才导致有时在起步加速时出现耸车现象。变矩器锁止离合器锁止盘偏磨,其中一侧的摩擦片已经磨光,这是因为锁止离合器在工作中没有形成完全的面接触,而是其中部分接合,因此导致3档后的“矬车”现象出现。
图1-90 变速器密封元件
图1-91 损坏的变矩器导轮单向离合器
图1-92 损坏的变矩器锁止离合器