三、AG6系列自动变速器
1.途锐越野车09D自动变速器换档冲击故障
车辆信息:一辆2004年大众途锐越野车,配用4.2L V8发动机和日本Aisin Warner公司生产的09D 300036J型6前速自动变速器。
故障现象:该车行驶3.7万km时变速器出现换档品质问题。节气门在一般正常开度(1/2以下)下行驶感觉不出任何问题,但深踏加速踏板行驶(节气门超过2/3开度)时,特别是急加速时,则会出现4-5档和5-4档严重冲击现象,特别是5-4档冲击极为明显,而且几率极高。
故障分析:节气门开度不同,换档点油压也不同,因此难免要考虑节气门信息问题和电磁阀线圈在不同节气门开度下的工作性能。不同工况下换档点时间不同,换档时间也不同,过早或过迟都会使元件接合时出现不平顺的现象。3、4、5档执行元件在发动机大负荷下交替转换时工作不平顺。
维修过程:由易至难,先检查节气门体。由于该车工作环境关系使节气门体较脏。一般正常情况下,3.7万km的行驶里程,节气门不至于过脏。首先清洗节气门体并利用专用诊断仪进行匹配,结果试车时故障现象并没有得到改观。在确认外围控制信息正常情况下,不得不考虑液压或机械方面。无论是机械还是液压方面都必须将重点放在4-5档执行元件及转换的油路上。
图1-93 09D变速器4档动力传递简图
09D型6档变速器的结构与宝马、奥迪轿车使用的ZF公司生产的ZF6HP系列6速变速器一样,使用莱佩莱捷式(Lepelletier)行星轮机构,根据不同元件的组合实现6前1倒的变速功能。在换档执行元件数量上,09D要比ZF6HP系列变速器多一个单向离合器,这也是Aisin Warner公司的独到特点。从换档执行元件在各档分配表(表1-13)上得知,变速器在执行4档时,参与的元件有低速档1/4档离合器K1和4/5/6档离合器K2(图1-93),而变速器在执行5档时参与的元件有4/5/6档离合器K2和3/5/R档离合器K3(图1-94),那么4档与5档之间的转换就是K1和K3之间的转换。5-4档冲击严重会不会像5HP-19变速器那样是K1(A组离合器)离合器接合过快产生的呢?因为如果K3存在问题,倒档接合时肯定有感觉。K3同样在3档时还参与工作。如果有问题势必会造成2-3档或3-2档冲击,因此完全可以将K3排除。如果是K1存在问题,首先入前进档时应该有感觉,同时会影响4-5档和5-4档的接合感觉。但该车原地入前进档时非常平稳,正常加速4-5档和5-4档的接合也非常平顺,因此还是重点考虑K1的缓冲调节装置以及K1的控制油路。此时可将故障范围锁定在K1的控制压力和K1本身。仔细斟酌K1本身的问题非常小,原因是机械元件间隙不会出现问题,机械元件本身缓冲也轻易不会出现问题,所以还得从K1的启动油路入手。
换档执行元件工作分配表见表1-13。
图1-94 09D变速器5档动力传递简图
表1-1309D变速器换档执行元件工作表
09D变速器的执行器电磁阀多达8个,其中只有2个开关式电磁阀,其他6个均为线性电磁阀。通过维修资料及油路分析得知,开关式电磁阀N88有两个作用:一是当该电磁阀断电时变速器可以换入4、6档;二是还能改善5-6档的换档效果。开关式电磁阀N89也有两个作用:一是该电磁阀断电时,变矩器锁止离合器达到最大油压;二是如果与N88同时断电,则低/倒制动器B2参与工作,在Tiptronic模式下,1档时“发动机制动”起作用。6个线性电磁阀中N91为变矩器锁止离合器控制电磁阀;N93为系统压力调节电磁阀;N90电磁阀调节和控制1/4档离合器K1的压力;N92电磁阀调节和控制3/5/R档离合器K3的压力;N282电磁阀调节和控制4/5/6档离合器K2的压力;N283电磁阀则是调节和控制2/6档制动器B1的压力。液压控制阀体及各电磁阀如图1-95所示。
图1-95 09D变速器液压控制单元(阀体)
故障排除:拆下液压控制阀体识别各电磁阀并找出相关油路,由于缺少这方面的资料,便小心翼翼地将阀体分解,分解后并未发现机械阀有磨损和卡滞现象。因此将目标转移到电磁阀上,通过上面对各电磁阀作用的分析:两个开关(N88、N89)电磁阀对5-4档冲击影响不大,而N90电磁阀的嫌疑最大,因为它直接控制和调节K1离合器的压力。其次N92电磁阀也不得不考虑,但问题影响应该不会很大。由于该车备件难于购买,而且这仅仅是理论的推断,只是对电磁阀产生了怀疑。在不更换任何部件的情况下,先把N90电磁阀与其他电磁阀对调进行试车,根据故障现象是否转移来确定电磁阀的好坏。结果将N90和N282电磁阀互调后新的故障出现了:①D位有时无爬行;②深踩加速踏板开车,在3-4档冲击严重。这样充分说明电磁阀出现问题。既然问题找到了,更换全新液压控制阀体,故障彻底排除。
总结:对于新款车型的新式自动变速器故障的诊断,需要的时间及精力远远大于修理的时间。这也充分验证了“七分诊断、三分修理”。因此,对于新式自动变速器故障的诊断与维修,一定要改变以往传统的维修方法,更新维修诊断思路,结果并不重要,重要的是诊断过程。
2.途锐越野车车速与发动机转速不对应,原地挂档冲击故障
车辆信息:一辆2007年德国大众途锐越野车,配用V63.6L发动机和日本Aisin Warner公司生产的TR-60SN(09D)型6前速电子控制手/自动一体式变速器。
故障现象:据用户讲,该车行驶约4万多km时在一次长途行车中,出现换档质量故障,感觉车速与发动机转速不对应(发动机转速较高,但达不到最高车速)。而且发生故障时,变速杆(图1-96)位置是位于手动模式位置,重新置于自动模式位置D位时,自动变速器的仪表档位显示是4档,并且出现停车后原地挂动力档冲击严重、起步爬行无力并没有任何换档感觉。这样只能勉强开到维修站。
检修经过:进入维修站后,首先进行常规检查,利用大众专用诊断仪从故障存储器中检测出2个故障码:P0730——传动比错误;P0734——4档速比错误。考虑到是新车,同时故障码又是偶发性的,因此,清除故障码后再次进行路试。此时原地制动挂档无任何冲击感,加速行驶1-2档、2-3档均很柔和;当3-4档时,变速器相继出现先空转(打滑)后冲击的故障,同时4-5档和5-6档也有不同程度的打滑现象和冲击现象出现。当再次深踩加速踏板试车后,变速器3-4档打滑严重,并进入紧急运行模式——变速器锁定在液压4档上。
回到维修站再次检测仍然还是以前的2个故障码。看来变速器一定是出现硬性故障了。根据这两个故障码的含义分析,ECU是通过监测ISS输入轴转速传感器和VSS输出轴转速传感的速度变化信息,感知到4档实际传动比与ECU内部设置好的真实(额定值)传动比偏差较大而引发的故障。而对于大多电子控制自动变速器“传动比错误”的故障码而言,很多时候又跟其液压控制有关,即离合器或制动器打滑所致。因此,先来检查自动变速器ATF的状况,即可基本判断变速器内部元件的损坏程度。通过该变速器油底壳的放油螺栓放出部分ATF,结果发现ATF早已变成黑色(原红色)并有很浓的臭味。同时,在ATF当中,还存有细微的黑色的颗粒。看来变速器内部元件肯定有烧损,必须分解变速器进行维修。
图1-96 途锐吉普车变速杆
由于该维修站不具备自动变速器维修条件,因此只能将变速器从车上拆下来送至笔者这里。当彻底分解变速器后,发现有两组换档执行元件有不同程度的烧损,其中一组烧损较严重,摩擦片与钢片间已经粘结在一起。同时该离合器骨已经烧为青蓝色,并且与其连接的行星架部分也已损坏(图1-97)。另一组制动片烧损并不特别严重,但钢片上已经呈现出因高温而形成的硬点,如图1-98所示。
图1-97 损坏的行星架和离合器鼓
图1-98 损坏的制动器组件
故障分析:根据该变速器的结构(行星轮机构采用莱佩莱捷式由5个用油元件和1个非用油元件单向离合器共同控制完成6前1倒的变速功能)得知,烧损严重的是4、5、6档上参与工作的离合器,烧损不严重的是2/6档制动器。09D变速器4档传动简图如图1-99所示。
图1-99 09D变速器4档动力流程简图
该变速器如正常使用是不可能在短时间内出现问题的。由于该变速器采用莱佩莱捷式行星轮机构,因此导致该变速器没有直接档传动,4档为略高于直接档传动比的低速档,而5档又是略低于直接档传动比的超速档,这对行星排的考验是极大的。如果不找出该变速器的真正损坏原因,有可能还会出现第二次的返修。
由于是新车,因此不必去考虑散热系统及变速器的润滑系统,通过再三询问车辆的使用者在高速运行中有无错误操作现象或出现故障前有无任何故障征兆等得知:驾车出现故障的驾驶人并不是该车真正的使用者,他在使用过程中为了充分体现该车的动感,手动换档操作时,一时疏忽忘记了加档的操作。这样该车一直在高速上以4档车速行驶(这样难免会烧损4、5、6档离合器)。
在这里需要说明的是,该车自动变速器的手动换档控制功能只能通过驱动变速杆或转向盘按键来完成升档过程,而降档控制可以不需操作变速杆或转向盘按键。也就是说,该变速器变速杆在手动模式位置时,变速器不能自动升档,但能够自动降档。这样,该变速器损坏的原因便找到了,由于忘记手动升档操作而使变速器始终工作在低速4档上,在低速4档时发动机转速较高,势必会导致变速器油泵功率损失较大,同时变速器传动比与发动机转速间的差异,变速器便会工作在较高的温度下,因此长时间运行后便会烧损自动变速器部件。
故障排除:更换损坏部件,按照自动变速器大修标准进行操作,故障最终得以排除。
3.保时捷卡宴越野车TR-60SN自动变速器换档品质故障
车辆信息:一辆2004年保时捷卡宴越野车,配用4.8L V8发动机和日本爱信(AISIN)公司生产的TR-60SN型6速手/自动一体式电子控制自动变速器。图1-100为保时捷卡宴变速杆。
图1-100 保时捷卡宴变速杆
故障现象:据外地修理厂描述说,该车行驶约10万km时,在正常行驶过程当中偶尔会出现“闯车”现象。
前期维修经过:由于初始故障现象并不是特别明显,“闯车”感觉也并不是很强烈,而且还是偶发性的,考虑到该车的行驶里程,修理厂更换了该变速器专用的ATF。更换ATF后,短时间故障现象并没有出现,可运行一个月左右,“闯车”现象越来越明显,同时频率也明显高于以前,于是该车再次返回修理厂。由于该厂对新型自动变速器了解不够,不敢贸然修理。
考虑到故障现象比较明显,第一步还是先确定故障现象表现在哪一个档位上,这样也好进行下一步的故障诊断。经过仔细的路试,基本可以将该车的故障定义为一起“换档品质”故障,而且在深踩加速踏板试车时,4-5档、5-4档以及5-6档冲击感比较明显。于是,决定先仔细清洁一下液压控制阀体再说。结果清洁后故障现象丝毫没有得到改善,反而还略加严重。从油底壳中没有发现任何不良颗粒,说明机械方面的原因很小,电控系统中也没有存储任何故障信息,加之对动态数据了解的不是很深,所以仍然还是怀疑液压控制系统不正常。这样再次拆解液压控制单元,把相同阻值的电磁阀位置进行了互换。由于在互换电磁阀过程当中,没有留下任何标记,到最后不清楚电磁阀的原始位置了,这时,因为互换电磁阀位置后,新的故障出现了:几乎每一个换档点都会冲击,同时,在原地挂档时有时会出现踩加速踏板不走车的现象,再继续踩加速踏板会出现严重的冲击感。
故障现象及信息的确定:在这种情况下,经过与车主协商,决定来京维修。接手该车经过路试后,证实以上故障现象均存在。考虑到因为修理厂拆动阀体后才导致更多故障的出现,所以没有急于去查找其他地方的原因,而是决定直接将液压控制阀体拆下来进行相关检查。当拆下油底壳时,发现有少量的磨损颗粒,同时ATF还有一点儿的煳臭味,并变为红褐色。这说明该车在来京的路上变速器内部摩擦片应有烧损迹象,此时只能分解变速器做机械部件的检查了。
在分解变速器检查各机械部件过程当中,只是发现最小的那一组摩擦片有烧损痕迹(图1-101)。其实这组烧损的离合器是4/5/6档离合器,其他元件则完好无损。
图1-101 烧损的4/5/6档离合器片
特别注意:仔细检查阀体过程当中,没有发现各阀门有错装现象,但对比以前维修更换下来的阀体,发现有一个电磁阀位置肯定装错了(图1-102)。后来,对照原厂维修资料得知,位置错误的电磁阀(图1-102灰颜色插头)位置为系统压力调节电磁阀N93的位置,而灰颜色插头的电磁阀实际应为换档电磁阀N92。该电磁阀控制着3/5/R档离合器的接合与分离。因此,位置搞错后出现了其他的问题。
故障排除:重新调整电磁阀位置,更换4/5/6档离合器及其他密封元件后,再次进行路试,结果无爬行等故障排除,但4-5档、5-4档冲击故障仍然存在。跟车来京的原来的维修人员反映说,当前的故障现象跟他们未维修前的故障现象基本一样。这说明又恢复到了原始故障当中。根据对这款自动变速器的维修经验得知,“5-4”档冲击的问题是当前保时捷卡宴吉普车、大众途锐吉普车及奥迪Q7吉普车使用同一款自动变速器的通病。更换全新液压控制单元,故障彻底排除。
图1-102 阀体上的电磁阀位置错了
总结:本来初始直接可以更换一个液压控制单元即可解决该车问题,又由于不规范的操作导致新问题的出现。这说明修理人员应及时改变过去维修的传统观念,不要遇到任何换档质量的问题就去清洗阀体,调换电磁阀,要清楚一些新型自动变速器的液压控制阀体中的阀门是经过特殊加工处理的,一般不会轻易出现磨损卡滞现象,反倒阀门的阀腔却很容易磨损。还有,在新型电子控制自动变速器中,大量使用的频率控制电磁阀,在整个自动变速器循环工作过程当中,其工作频率不一样,也不要轻易调换。
4.保时捷卡宴越野车加速无力的故障
车辆信息:一辆2006年保时捷卡宴越野车,配用V84.8L发动机和日本AISIN AW公司生产的09D 300038G新型6前速手/自动一体式电子控制变速器,行驶里程约8万km。该车VIN信息为WP1ZZZ9PZ6LA×××××。
故障现象:据驾驶人讲,最早只是发现在深踩加速踏板换档时自动变速器有剧烈的冲击感,通过观察仪表上的档位显示,冲击出现在4-5档之间,在其他档位,正常驾驶,无任何冲击感。后来在一次沙漠行驶中,由于陷在沙漠里通过其他车辆的牵引才将车拉出。当再次行驶时发现加速无力,同时发动机故障指示灯点亮,这样驾驶人不敢前行。停车熄火后检查发动机机油油面高度时,发现机油亏损严重。由于距离修理厂较远,临时将其他车里的其他品牌机油填充进去,将车慢慢开到修理厂。
维修经过:到修理厂后,按照驾驶人旨意重新更换了该车所需的专用型机油并作一些恢复。修理人员进入发动机电控诊断系统中发现故障存储器记录一个故障码,其解释内容是自动变速器系统故障。进入自动变速器电控诊断系统故障存储器中,也记录一个故障码P0735——自动变速器5档齿轮比信息错误。由于驾驶人自认为出现该问题的原因应该与缺少发动机机油有关,所以只能先清除故障存储器的故障码试车再说。一切恢复后进行路试。初始时由于采用轻踩加速踏板驾驶,所以并没有明显感觉自动变速器工作不正常,可稍稍深踩加速踏板一点儿驾驶,就明显感觉到自动变速器在执行3-4档、4-5档以及5-6档时发动机失速,也就是变速器在打滑,后来发动机故障指示灯点亮,自动变速器随即锁定在3档上。关闭发动机后,重新起动,又恢复深踩加速踏板行驶,没有多远故障重现,自动变速器电控系统中的故障存储器中依然记录的是P0735——自动变速器5档齿轮比信息错误。看来一定是自动变速器出现了故障,由于在路试过程当中,轻踩加速踏板驾驶时故障出现几率很低,驾驶人又不情愿去检查和修理变速器,所以暂时将车交出使用。
可只用了两天驾驶人打电话描述说问题严重了,起动发动机后噪声较大,也不知是发动机的声音还是自动变速器发出的声音,车辆起步前行后变速器不愿意升档,通过松加速踏板的方式自动变速器勉强进入到3档,3-4档时打滑严重,随即变速器又锁定在3档上。看来没办法继续使用了,只能对自动变速器维修了。考虑到是2006年的新款车型,驾驶人对当地维修厂的技术水平心存疑虑,去北京维修路途又很遥远,这样笔者参与到该车的故障维修。
接车后发现,起动发动机后噪声的确很大,而且声音会随发动机转速的上升而变化,就像转向机助力泵严重缺油的声音。通过仔细捕捉声音的位置,发现声音来源于发动机与自动变速器的连接处,通过声音的判断,基本锁定是油泵发出的。接下来简单地在修理厂内部进行一下路试,的确发现自动变速器不愿意升档。通过手动操作模式人为执行4档时,发动机严重空转(自动变速器打滑),随即发动机故障指示灯点亮,变速器也锁定在3档上,利用诊断仪诊断出P0730和P0734两个故障码(都与传动比有关)。
看来只能解体变速器进行维修了。理由如下:
1)车辆陷入沙漠后强行驾驶没有驶出来,说明变速器内部已经受损。
2)根据故障码的含义——传动比错误,应首先考虑的是自动变速器离合器打滑。因为ECU通过输入轴转速传感器G182和输出轴转速传感器G195两个信息共同计算出各档位的齿轮比,然后再与ECU内部存储好的齿轮比信息进行对比,如果信息偏差较大,便记录相应的齿轮比信息错误的故障码。正常情况下,ECU记录齿轮比信息错误的故障码的条件是:①离合器或制动器打滑所致(可能原因:液压系统压力不足或换档执行元件本身);②输入轴转速传感器G182和输出轴转速传感器G195的其中一个传感器信息错误;③两个传感器线路故障;④ECU故障。根据实际故障情况判断,本车是离合器或制动器打滑的可能性最大。
3)更换机油后又带着故障使用几天,这样就加剧了自动变速器的损坏程度,所以在征得驾驶人同意的情况下,决定分解自动变速器进行维修。
在分解变速器过程中,发现ATF本来呈鲜红色的已经变为黑色,拆下阀体后发现其上面存留一些摩擦片磨损下来的颗粒(图1-103)。通过这两点足以证明变速器内部摩擦片肯定烧损。将自动变速器完全分解后,在检查各部件时发现4/5/6档离合器严重烧损(图1-104),由于怀疑响声来自油泵,然后又对油泵进行了解体检查,结果发现其主动齿轮上有严重的磨损痕迹,其他元件未发现异常。
图1-103 阀体
图1-104 严重烧损的4/5/6档离合器片
故障排除:更换4/5/6档离合器总成、阀体、油泵以及各密封元件等,经过长时间路试、匹配学习等,故障已排除。
总结:本案例故障纯属人为导致。本来变速器并没有多大故障,但由于使用不当导致提前损坏。作为行业内的技术人员都知道保时捷卡宴吉普车实际上是城市越野车辆,而不是沙漠越野车辆。看一看近几年国内自动变速器的损坏,其原因有相当一部分是驾驶人所致。因此,不但要对修理人员进行自动变速器维修技术的培训,也应该对车辆的使用者特别是一些高端车型(新技术较多的车型)的使用者进行一些常规使用技术的培训。
5.途安商务车09G自动变速器掉档、打滑和锁档故障
车辆信息:一辆2005年上海大众途安商务车,配用日本爱信公司生产的TF-60SN(09G)型6前速手/自动一体式变速器。该车VIN信息为LSVMH41T8521×××××。
故障现象:据车主描述,前不久一次事故将变速器油底壳撞了一个小洞,行驶到目的地(约20km)才发现车辆底部漏油。于是致电大众4S站并将车牵引到服务站,根据实际情况更换了油底壳和滤清器(滤清器严重变形但没有伤及到阀体)以及专用ATF。作业完毕后刚开始试车基本正常(变速器内部的原来ATF没有完全漏光)。可当变速器温度达到90℃以上时,出现节气门开度稍微大一点儿变速器就会掉档,再继续行驶有时还会出现严重的打滑现象(凉车要好于热车状态),同时偶尔还会出现故障指示灯点亮并锁档的问题。
实际试车时得到的结论:①热车后前进档起步时感觉车辆似乎阻力较大,加速不是很透彻;②当变速器达到4、5、6档后,只要稍稍深踩加速踏板,变速器就会掉档;③如果单独利用手动模式操作,则发现4、5、6档均有不同程度的打滑量;④深踩加速踏板操作时,故障指示灯偶尔会点亮,同时系统并启动应急模式锁在3档上。
故障码分析:通过电控系统的检测,发现故障存储器中记录了两个偶发性故障码,分别是P0730和P0741(01192)。结合故障码的含义进行故障原因分析:P0730——传动比错误,实际上就是变速器内部元件打滑所致,确切地讲,应该是在缺少ATF的条件下使用,导致系统压力不足而引起的部件打滑(离合器或制动器受损),当然也不排除在这种情况下液压控制部分出现问题。P0741(01192)——变矩器锁止离合器机械故障,则有两种可能:一个是变矩器锁止离合器控制系统或变矩器锁止离合器本身因使用条件而损坏;另一个有可能是系统不经意间记录了一个偶发性的故障码(可以先放在一边)。那么,根据用户之前的描述信息以及变速器现在的实际症状,决定分解变速器(因为毕竟在缺少ATF的情况下行驶了一段距离)进行维修。
彻底分解变速器后只是发现4/5/6档离合器K2和2/6档制动器片B1有轻微的烧损迹象,而其他3组元件完好无损(图1-105)。将变矩器切割后,发现锁止离合器摩擦片只是轻微的烧损。这样看来该变速器的故障应该容易解决,只要按照大修标准进行就可以了。但还有一点疑虑就是液压控制单元——阀体不能百分之百确定其好坏。但根据该车的实际运行情况分析,阀体存在问题的可能性并不大,即便有问题再次操作也比较简单。
这样,在维修中更换了该变速器的大修包(摩擦片、钢片和全部密封元件)、滤清器,重新修理了变矩器(更换变矩器锁止离合器片、油封及密封圈)。为了确保维修作业的成功率,组装完机械部件后利用换档执行元件压力测试设备对这些部件(离合器和制动器)分别进行了分步骤压力测试:即先对每一个元件进行独立测试,完全组装完毕未安装阀体之前再次进行每一个元件的压力测试。在测试过程中,全部元件均符合测试要求(工作压力和保持压力)。需要说明的是,这种测试属于元件的静态测试,而真正的车上测试也就是动态测试才百分之百符合维修标准。
故障现象重现:作业完毕,进行路试后发现:①升降档均有不同程度的冲击感;②热车后前进档起步问题消失;③4/5/6档打滑和掉档故障仍然存在;④深踩加速踏板操作时故障指示灯偶尔会点亮,锁档问题明显减轻。
图1-105 轻微烧损的4/5/6档离合器片
考虑到该变速器大修后需要匹配和自适应,于是利用专用诊断仪清除自适应原始数值,然后根据该变速器自适应要求按步骤进行路试自适应。自适应完毕后,变速器的冲击感等现象消失,但依然还存在3-4档打滑、4-5档及5-6档均有不同程度的打滑。这样,问题又集中到了4/5/6档上。4/5/6档离合器虽说之前有烧损迹象,但相应的部件也已经更换,同时也经过严格的测试,那么又是什么原因能够使当前的故障现象出现呢?
再次分析:根据该变速器的控制特点及换档执行元件在各档位的分配情况(图1-106)进行分析,导致该故障的可能原因有:①电子控制方面(4/5/6档时,TCM对4/5/6档换档电磁阀N282的指令数据有误或这几个换档点上的油压调解存在问题);②液压控制系统的执行能力(电磁阀或相应阀门存在泄漏情况);③4/5/6档离合器的供油油路存在泄漏情况。第一,从动态数据上看,电控系统的指令控制信息基本上不存在任何问题,可以首先排除。第二,从现有的检测手段上看,离合器自身问题的可能性也不大,但不排除液压控制单元或油路上存在泄漏。这样便把问题锁定在阀体至离合器之间,也就是说,要么是阀体故障,要么是阀体到离合器之间的油路故障。
图1-106 09G换档元件及电磁阀工作分配表
在这种情况下,怀疑阀体的可能性比较大。这是因为在检测离合器密封性能时,就是通过变速器的壳体对应油孔直接加压,然后通过观察检测压力表的指针变化来确定离合器本身及这条油路的密封情况(图1-107)。虽说这种静态检测不能百分之百决定一个元件或一条油路的好坏,但目前的检测手段也只能到此为止。由于这款变速器的阀体及电磁阀的故障比较普遍,因此决定更换全新阀体。
更换全新阀体,匹配自适应后,故障现象依旧。此时大家陷入僵局。考虑到只是因很小的事故经过维修才导致的结果,所以考虑问题最大的可能性还是在变速器本身上。从检测上看,变速器的机械部分及液压控制部分几乎都没有问题,那么难道是电控方面的问题?反复思考也想不出跟电控方面有关的理由来。但在这种情况下只能选下策了。最后,找来一辆同样的途安车,相互对换电控方面的部件,但问题还是存在。
清晰一下维修思路。在判断故障原因的几种可能中,会不会是液压控制单元——阀体至换档执行元件——4/5/6档离合器之间的供油油路上存在问题?几经周折,了解到美国SONNAX公司早已发出这方面的技术公告:早期09G变速器由于设计缺陷,在变速器壳体上的4/5/6档离合器供油支撑套在高温状态下容易松脱旋转(图1-108),从而影响该离合器的供油。当然,也就出现当前的打滑现象了。
图1-107 利用加压机对换档执行元件进行密封性能测试
图1-108 09G变速器4/5/6档离合器供油支撑套
故障排除:美国SONNAX公司已经生产出更新的4/5/6档离合器供油支撑套,但由于当时缺少这个零部件,也没有掌握其更换方法,所以更换变速器后壳体后,故障得以彻底排除。
总结:就该变速器故障而言,其实看似很简单的故障,本来按照以往常规的维修方法轻松解决,没想到前后费尽周折。有一点值得说明,维修诊断思路依旧相当重要,在判断过程中已经涵盖到了这个可能点,只是在检查某一点时还不够认真仔细,还有就是由于检测手段还不是十分完善。
6.奥迪Q74.2L越野车09D自动变速器小问题带来的麻烦
车辆信息:一辆2006年奥迪Q74.2L越野车,配用日本AISIN AW公司生产的TR-60SN(大众命名09D)型6速手/自一体式变速器。
故障现象:初始时是自动变速器油泵前油封漏油,后来是更换油封后前进档和倒档均不能行驶。维修后变速器偶尔还会锁档。
维修过程:新型09D型6速自动变速器从整体设计上与过去的4、5档变速器有很大不同,该变速器的油泵与变矩器脖颈支撑处采用的是滚针轴承(图1-109),而过去的油泵则采用的是铜套或铝套。
利用滚针轴承代替铜套或铝套可避免因润滑不良而带来的磨损,因此,大大提高了油泵的使用寿命。但由于磨损减少了反而容易出现漏油问题,那就是对油封的依赖性增强。就该车漏油故障应该是很容易解决的,但工作量非常大,操作时必须将发动机和自动变速器一起从车上拆下来。
图1-109 油泵滚针轴承
简单问题复杂化:按照常规方法更换了油泵油封的同时,还更换了变速器的滤清器、油底垫以及专用ATF。可是,完全操作完毕后,起动发动机准备进行路试时发现:变速杆从P/N位挂入前进档和倒档,车辆均没有任何反应,松开制动踏板后,加速踏板踩到底车辆都不能行驶。考虑到原来变速器是好的,只是更换了几个小件就出现不能行驶的问题,如果ATF能够达到标准量、油泵能够正常运转车辆就应该能够行驶,所以还是先从ATF容量检查开始。当打开油面高度溢流塞发现,无论有没有起动发动机油流都是一样,这充分说明油泵根本没有工作。这下大家都傻眼了:油泵怎么没有工作?那只有一种可能,连接发动机和自动变速器时变矩器位置移动了,导致变矩器驱动脖颈上的凹槽没有与油泵主动齿轮上的凸键相互对应形成错位,并且极有可能把油泵主动齿轮上的凸键碰坏了,从而主动齿轮不能驱动从动齿轮旋转形成油泵压力,也最终导致车辆不能行驶。
节外生枝:这样,又再次把发动机和自动变速器从车上抬下来,拆下并解体油泵后发现油泵主动齿轮上的凸键的确掉下来了。由于初次分解该自动变速器拆卸油泵时没有提前拆下阀体,断开变速器输入轴转速传感器G182插头(G182被安装在油泵里),所以拆卸过程中不小心导致该插头损坏(图1-110)。重新更换一个油泵后,同时简单处理了G182的插头再次装车后试车,一切恢复正常。确保ATF液位正常,同时保证油泵油封不再泄漏后交付车主使用。
图1-110 油泵上的传感器G182
可车主使用不到一个月的时间又抱怨说变速器工作有时不正常:变速器不换档、车速上不去、仪表上的档位显示也不正常(总是显示3)。每一次出现故障后只要关闭点火开关,再次重新起动发动机后又恢复正常。开始这种情况出现的频率不高,最近总是出现。因此又回厂进行检修。
故障排除:进厂后连接诊断仪进行故障查询,结果在故障存储器中查出。输入转速传感器G182信号偶发性丢失。看来应该是上次维修中不小心把插头弄坏导致的结果(插头有虚接的时候)。由于该传感器插头位置比较特殊,处理起来很麻烦(空间较小,处理时需要把阀体拆下来),为了一次性解决只能更换该传感器。但更换传感器还需要再一次将变速器解体(原因是该传感器被安装在油泵中)。没有办法,只能再一次把发动机和变速器一起从车上拆下来,有了上次经验教训,拆装时非常有序,并且非常小心,解体油泵,更换插头完好的输入转速传感器G182后,故障彻底排除。目前该车已经交付使用3个多月了,一切运行良好。
总结说明:本来一个很简单的小问题,经过维修后由于操作上的不规范,使问题变得越来越多,消耗的工作量越来越大,光拆装就做了3次。因此,倡导规范维修,势在必行。
7.奥迪Q7越野车0AT自动变速器修后动力档不能行驶、换档冲击打滑故障
车辆信息:一辆2008年德国原装进口奥迪Q7越野车,配用V63.6L发动机和ZF公司新开发的0AT型最新式6速Tiptronic(手/自一体)全时四轮驱动变速器(图1-111)。
故障现象:该车是事故车,变速器主壳体、油底壳以及电液控制单元都有不同程度的破损。由于这种新型自动变速器的配件很难购买,通过特殊途径经过很长时间才得到。更换损坏部件后的初期,出现任何动力档位均不能行驶的故障,再后来通过维修站的编程后,倒档和前进档都能行驶,但换档质量变得很差(冲击和打滑)。
图1-111 ZF最新0AT型6速变速器
故障分析:在分析故障之前,完全有必要了解一下该变速器的相关控制特点。因为在解决一些新式控制的自动变速器故障中,原始故障很容易解决(比如烧片故障等),但往往有时候在维修中,有一部分时间是用在解决维修后带来的诸多问题(大部分都是换档品质问题)。0AT变速器是德国ZF公司专门为奥迪Q7新开发的产品,同时与最高转矩达至400N·m的发动机进行了质量及油耗方面的优化,结构上与奥迪A8和A6L所使用的09E和09L型6前速变速器类似,但从控制上在2006年以后有了很大的改进,那就是可以利用诊断仪直接读取该变速器的动态自适应参数,利用诊断仪通过动态数据流(08)可监测到每一个换档执行元件的自适应数值(图1-112)。当然也可以利用诊断仪清除自适应参数,因此维修或更换自动变速器某些部件后,必须通过执行“自适应功能”来获取最佳的换档舒适感觉。
引起“自适应功能”失调的原因主要体现在两个方面:一方面跟车辆使用程度有关。当自适应数值高于或低于极限控制参数后,直接影响的就是自动变速器换档舒适度,可能是变速器机械部分有故障(离合器损坏),也可能是变速器电子液压部分有故障(液压方面的泄漏等或自适应值接近极限值但原因往往是不明确的、软件/硬件或应用错误等)。另一方面,由于某种原因更换一些重要部件时,新的自适应数值又开始建立,这时,由于各系统间以及变速器软硬件间还没有达到良好的协调匹配,包括自适应数值的原因,因此也会影响换档品质。
就当前这款自动变速器而言,其实际故障现象的表现很没有规律(一会儿这个换档点冲击,一会儿又转移到另外一个换档点上),所以在不了解任何相关信息的情况下解决起来就显得很麻烦,总感觉无从下手。但如果对于维修技术已经成熟的自动变速器来说,其控制策略和软件的设计程序又不是很复杂的,则根据其要求进行相关的匹配和学习,即可轻松解决维修后带来的问题。但如果是特殊车型可能就不会那么简单了,因此如果对于一个经过严格遵循操作流程来完成的自动变速器,根据其控制策略必须完成机械元件与电液控元件之间的匹配和自适应功能后才能真正解决维修后带来的换档品质等问题。也就是说,现在的问题其实就是匹配和自适应的问题。只不过就是方法问题,虽说初期也进行了系统自适应值清除,但不知道执行自适应学习的操作方法。因此无论怎样进行路试,都不能根治由于自适应未成功而带来的冲击感。
通过查询这款自动变速器的一些信息,根据其控制特点,然后执行必备的操作,即可完成整个作业。
图1-112 利用诊断仪读到自动变速器自适应数值
特别注意:在OAT变速器ECU中安装了“计数器”,主要用来记录离合器的自适应次数。计数器读数(与离合器使用时间的长短有关)是变速器是否充分自适应的一种标志。如果驾驶人采用的基本上是一种以发挥功率为主的驾驶方式,那么变速器可能无法进行自适应,因为不满足自适应条件(所以在维修中往往自适应很难成功)。如果变速器不能进行自适应,那么就不可避免地会导致换档品质恶化。清除自适应值并随后进行自适应行车,可以对这种情况进行补救(至少在一定时间内可以起作用)。
OAT变速器自适应控制程序有打滑自适应和脉动自适应两种。打滑自适应是通过原地踩制动踏板挂前进档来激活的;而脉动自适应是通过行车来实现的。
1)打滑自适应。出于技术原因,制动器D借助于“打滑自适应”来进行学习过程。如果满足自适应条件,离合器D就会打开到使得制动器出现一定的打滑量的程度,然后再完全接合上。制动器的打滑由变速器输入转速传感器G182通过涡轮转速精确计算出来。确定了电磁阀的控制电流与制动器打滑之间的比例关系就完成了学习过程。
自适应条件:
·ATF温度为75~100℃;
·发动机以怠速运转;
·挂入D位;
·踩下制动器;
·车辆停止(识别出无车速的时间超过6s);
·故障存储器内无故障存储;
·操作次数至少5次。
2)脉动自适应。在行驶过程中,进行换档元件A、B、C和E的自适应,这就是所谓的“脉动自适应”。也就是说,换档元件将被以脉动(有节奏地)激活。
换档元件被控制到传递非常小的转矩状态。这个状态是以各个电磁阀的相应控制电流为前提条件的。离合器转矩和控制电流之间的关系由一个变化而确定,这个变化取决于工作时间和磨损状况。这个变化在脉动白适应时会被计算m来并学习,在一定的界限范围内会得到补偿。
要想完成脉动自适应,必须满足相应的自适应条件:
·ATF温度最低为65℃(制动器C快速自适应最低55℃),最高为95℃;
·相应的档位;
·路面状况良好;
·相应的发动机转矩范围(有一部分是非常小的转矩);
·相应的发动机转速范围;
·故障存储器内无故障存储。
如果满足这些自适应条件的话,那么前面提到的不参与传递力的某个换档元件就会被以极小的脉动激活,直到变速器ECU识别出变速器输出转速有一个转速扰动。在这个状态下就会计算并学习离合器转矩和换档元件激活电流之间的关系。这个转速扰动是非常小的,驾驶人通常感觉不到。
故障排除:通过以上两种形式的白适应,车辆完全恢复原有功能,换档点、换档品质等均一切正常。至此作业结束。
总结:维修新款自动变速器时一定要掌握相关的维修信息。该案例就是一个典型例子,看似简单的维修,但实际执行起来还是比较麻烦的,原因是不清楚每一个自动变速器电控软件的控制程序,特别是维修后“白适应”激活程序控制,因此信息和方法特别重要。
8.途安商务车09G自动变速器修后无倒档、换档打滑故障
车辆信息:一辆2005年进口大众途安商务车,配用1.8T发动机和日本爱信公司生产的TF-60SN(厂家型号)型6前速手/自动一体式电子控制变速器(大众命名09G)。自动变速器相关信息如图1-113。
图1-113 09G自动变速器电子控制信息
故障现象:维修变速器后出现没有倒档,前进档2-3档时打滑,并进入紧急运行模式。
维修经过:该车为事故车,变速器中间壳体破损,同时变速器阀体上的手动阀门也被撞断,因损伤部位远离壳体控制油道,所以解体变速器后并未直接更换壳体而是重新修复(焊接)起来。由于撞断的手动阀的另一截在阀体内侧无法取出(变形导致),所以只好在市场上寻了一块旧的09G阀体,简单对比一下两块阀体从外观上看只是区别于电磁阀的大小(原车阀体上的电磁阀小,后买的阀体电磁阀个头大),于是在没有发现其他问题的情况下,将两块阀体的全部电磁阀相互调换一下并将变速器重新组装起来。
装车后,添加好足够的专用ATF,准备试车时发现,挂倒档时变速器无任何接合感觉,发动机转速表指针也无上下波动现象。挂前进档有接合感觉并能行驶,但当变速器由2档换3档时发动机空转,故障指示灯点亮,变速器锁在3档上,此时挂倒档有接合反应并能行驶。回到修理厂清除故障存储器内容,挂倒档再次不能行驶,将电磁阀线束插头断开,倒档便又能行驶。
故障分析:就09G自动变速器倒档而言很容易理解。通过换档执行元件工作表(图1-106)便可知道,自动变速器工作在倒档时参与的元件有3/5/R倒档离合器K3和低/倒档制动器B2。变速杆置于R位时,两个元件其中的一个元件存在问题时车辆都不能行驶。考虑到ECU工作时无倒档,而ECU不工作时便有倒档,则基本说明换档执行元件(K3、B2)本身存在问题的可能性非常小。因为如果元件本身存在问题至少在故障模式下多少也会出现打滑现象的(而真正情况是一点都没有打滑现象的出现)。但真正没有倒档时说明肯定有一个元件(K3或B2)工作是不正常的。那么除了元件本身外,只要找到控制该元件不工作的源头即可找到故障根源。
ECU工作与不工作时的倒档的工作性差异到底在哪里?正常情况下ECU不工作时(故障模式下)系统建立的油压要远远高于ECU工作时的系统油压。这是因为ECU不工作时冻结主油压的调控功能,而且控制主油压的电磁阀在断电情况下输出的是最高的油压(反比例控制),而ECU工作时相当于电磁阀在通电(线性调控),此时输出的不是最高的油压,因此可实现两种不同大小的工作压力。因此,下一步可以通过测量倒档工作油压来确定故障性质。
故障检测:大众09G型6速自动变速器每一个换档元件的工作压力均可以通过油压测试的方法来确定其正常与否。这样一来,连接油压表直接测量控制倒档的两个元件(K3和B2)的压力即可。在检测过程中,发现低/倒档制动器B2的工作压力正常(无论ECU工作状态还不工作状态),而3/5/R档离合器K3却不是这样。当电磁阀线束插头连接时(ECU正常工作时),K3无输出油压,汽车无倒车功能;当电磁阀线束插头断开时(ECU停止工作),K3输出约880kPa的油压,此时挂档冲击倒档正常行驶。K3测压孔如图1-114所示。
图1-114 3/5/R档离合器K3压力测试孔位置
图1-115 反比例控制电磁阀的工作原理
再次分析故障原因:为什么电磁阀线束插头断开就有倒档呢?而插上K3就没有工作压力呢?根据电磁阀在各档的工作情况可知,决定倒档油压最关键的元件是N93(主油压调节电磁阀)、手动阀的位置(R位置)、控制K3离合器压力的电磁阀N90以及相关油路。仔细分析,在09G变速器执行器中的控制形式除了控制TCC的N91电磁阀是正比例控制外,其他5个线性电磁阀都是反比例控制(图1-115)。根据控制原理,该变速器的系统油压是经过两级调控的:先是N93的主调控,然后是各换档电磁阀的再次调控。在倒档时系统的工作过程:起动发动机后(P/N位置),TCM根据各输入信息计算出当前理想状态的系统压力,并计算出相应的控制电流来指令控制N93(线性调控)。N93根据电流的大小便输出相应的工作压力,并用来控制主油压调解阀的位置以得到ECU预设的理想油压,调节好的油压首先输送到手动阀处。当手动阀处于R档位置时,一路油压去了B2制动器,另一路油压需经过N90的调控去往K3,最终实现倒车功能。此时非常明显的是:①由于B2始终工作正常,因此正常情况下变速杆置于R位时,TCM不可能通过指令N93实现一个零压力(要知道B2的工作压力也是来自N93调节后的油压);②不必考虑手动阀位置的影响;③问题明显暴露在N90调节后的油压上。
那么是N90电磁阀本身的问题还是ECU的错误指令?根据该电磁阀的工作原理可知,当电磁阀完全断电时,其输出最高油压,该油压便克服3/5/R档换档阀弹簧,驱动阀门动作打开K3元件的工作油路来实现3、5、R档功能;反之,ECU对N90进行通电控制时便切断K3元件的供油。此时故障范围的可能性进一步缩小:①N90电磁阀的阀芯卡滞在通电状态位置;②变速杆置于R位时,ECU无端给N90电磁阀进行了通电控制;③或者N90电磁阀的线束插头与其他电磁阀插头错插(R档时某些电磁阀处于通电状态)。
故障排除:首先,第一种可能原因被排除,因为如果电磁阀阀芯卡滞在通电状态位置,那么在断开电磁阀线束插头的情况下,依然不会有倒档的。其次,第二种可能很快又被排除,如果变速杆置于R位时,ECU无端给N90电磁阀通电的话,说明ECU自身问题,而且完全可以通过动态数据来观察ECU的指令,利用诊断仪进入自动变速器电控系统02-08-007组数据中(图1-116),当变速杆置于R位时,数据块中的第三项数据显示0.155A(相当于断电),该数据便是ECU对N90电磁阀的指令数据,显然该信息是正确的。这样只剩下第三种可能性。
图1-116 09G自动变速器第7组数据块
那么,电磁阀线束怎样能错插呢?打开油底壳仔细观察电磁阀线束的排列情况,有三个电磁阀的线束是一起排列的,其中就包括N90电磁阀(图1-117),按照线束插头的长短看似乎是不能错插的但如果变换一下电磁阀线束的走向,就会导致两端的电磁阀位置形成互换(图1-118)。
重新布置线束后故障彻底排除。这是一起严重的人为故障,它带来的教训是惨重的,也再次体现维修中“操作规范”的重要性。切记:大部分新型自动变速器的倒档都是由ECU控制的,过去传统型变速器的倒档跟ECU控制几乎没有关系,主要是通过手动阀来控制的。
图1-117 容易错插的N90电磁阀
图1-118 电磁阀线束不同位置排列的走向所带来的插头错插问题
最后,再次重新分析故障原因并加以总结:由于电磁阀线束的行走路径的错误排列,导致N90和N282两个电磁阀线束插头错插,当变速杆置于R位时,通过第7组数据块的正常显示得知:第一项数据显示N92电磁阀通电(Kl停止工作),第二项数据显示N282通电(K2停止工作),第三项数据显示N90断电(K3工作),第四项数据显示N283通电(Bl停止工作)。插头错插后相当于N90在通电(K3停止工作)而N282则变为断电控制(原则上此时K2是要工作的,但由于手动阀位置在R位,因此K2也相当于没有工作),所以就会出现没有倒档的情况。
9.途安商务车09G自动变速器换档品质故障
车辆信息:一辆2005年原装进口大众途安商务车,配用日本Aisin Warner公司生产的TF-60SN型6前速手/自一体式电子控制变速器,大众公司将该变速器命名为09G型。
故障现象:据用户描述,该车行驶约15万km时,偶尔出现换档品质问题,于是到维修站进行简单处理(保养换油),但仍没有减轻迹象。当时考虑到这种换档品质问题不是特别明显,也就是说,冲击顿挫感都不是很严重,而且还不是经常出现,所以暂时继续使用。就这样又行驶了约3万km(也就是该车行驶总里程约18万km),换档冲击的故障现象明显了,同时故障出现的频率也高了,于是再次前往维修站进行维修。
维修过程:由于维修站不允许进行自动变速器的解体维修,但可以进行简单的修理,比如说更换阀体或外围部件的修理等,技术人员根据实际故障现象并结合一些动态参数的变化,将故障范围集中在液压方面和机械方面。确切地讲,可能是液压控制单元(阀体)的问题,也可能是电磁阀的问题,也不排除是变矩器或变速器内部机械元件磨损导致的问题。看来不确定因素还很多。
后来,找到一家综合修理厂进行该车故障的维修。为保险起见,该修理厂并没有急于更换部件,而是先将变速器解体来确定机械部件方面的问题。其实这样做也未尝不可,至少能够确认变速器内部元件的好坏。分解变速器后,分别对换档执行元件的间隙、密封性能以及缓冲元件的状况等作了详细的检查,并未发现有不正常的元件,这样,又重新装复。在装复的过程中,技术人员又将液压阀体(图1-119)进行了详细的检查和清洗,同时在组装变速器当中,也更换了一些小的密封元件。
图1-119 大众09G变速器阀体
装车后,故障现象依然没有任何改观(因为毕竟没有找到真正原因)。最后考虑应该是阀体或电磁阀的问题。但考虑到维修风险,如果更换全新的阀体后不能解决怎么办?所以还是保守地先找一个旧的阀体来试一下。找来一个跟原车一模一样的阀体,装车后又出现了新的问题:还不如原来的阀体,该阀体既打滑又冲击,同时还出现故障码并锁档。
没有办法只能再次寻找旧的阀体。又装一块旧阀体后,的确比第一块阀体好多了,至少没有打滑现象了,也不会锁档了,但依然还会冲击对比原车阀体:①故障现象没有完全重叠;②原车阀体升降档个别档有冲击;③当前旧阀体也是升降档冲击,但与原车阀体还有一定的区别;④当前旧阀体有时挂档也冲击。考虑可能跟匹配和自适应有关,于是匹配后又按照自适应要求进行路试学习。最后虽说有一定的减轻,但还是有冲击。在这种情况下笔者介入该变速器的故障维修。
对两块阀体分别装车后来确定真实故障现象。原车阀体:升档时有时2-3档冲击,有时3-4档冲击,有时4-5档也冲击;降档时主要表现在3-2档冲击上。旧阀体:升档时每次1-2档、2-3档都冲击,降档时3-2档、2-1档都冲击,同时原地入档偶尔也会冲击。经过反复思考和分析:两块阀体都有不同程度的冲击,但毕竟故障现象并没有完全重叠,也就是说,还有一定的区别。考虑到在平常解决这款自动变速器其他换档质量故障时,阀体和电磁阀的故障较多(主要是新型自动变速器的调节油路增多导致阀和阀孔之间形成磨损)。因此,还是确定该自动变速器的故障应该就是阀体和电磁阀带来的。为了一次性解决问题,又再次进行了路试,结果还真有新的发现:从动态数据上看TCC工作的不是很平稳,锁止滑差有很大波动(加速踏板保持不动,但发动机转速表上下轻微波动),同时感觉车辆也有微小的振动。因此建议更换全新阀体并修理或更换变矩器。
但该修理厂仍旧还是比较保守,总认为故障原因就是在一个点上,不可能阀体和变矩器同时都有问题。最后决定还是先换全新阀体再说。很快买到全新阀体直接装车试车。刚开始也不是很好,入档冲击,换档也冲击,后来经过匹配和路试自适应故障现象全部消失,但变矩器TCC控制似乎还存在一点儿波动。由于用户在试车过程中并没有体验到这方面的感觉于是交车。
故障反复:用户使用了不到一个月,又反映说该变速器换档仍不是很舒服,有时还有冲击感。当再次试车并结合动态数据时发现:2-3档有轻微的冲击感,其他升、降档点也不是很平滑,难道还是阀体的故障?后来仔细观察02-08-006组数据流,发现变矩器锁止离合器的锁止滑差转速变化很大,看来在前一次的维修中已经考虑的问题终于明显了。因为这款自动变速器设计在升档和减速时,锁止离合器并不完全释放,而且变速器在执行1-2档后,锁止离合器就开始作用。换档时锁止离合器会有一个简短的半打滑控制状态,由经电磁阀精细调制的锁止油压来控制。所以当锁止离合器无法脱离锁止状态或工作不稳定时,就会导致发动机转速波动。同时,这种波动引起的发动机的冲击被引入变速器当中,从而引起换档冲击故障。
006组数据块(图1-120)说明:变速器油温;N91电流;锁止离合器关闭(0为锁止离合器打开,1为锁止离合器关闭,2为锁止离合器打滑);锁止离合器滑移量。
图1-120 006组数据块
故障排除:修复变矩器后故障彻底解决(图1-121),目前该车已经交付使用近3个月了,而且通过反馈信息表明一切良好。
总结:该车最早的故障应该是阀体上的某个阀门磨损,导致系统压力、TCC闭锁压力的失调,从而影响到换档品质。但由于变矩器TCC工作的设计因素容易导致变矩器提前损坏,因此在维修中一定要注意对变矩器的检查。
图1-121 修复后的变矩器
10.途锐V84.2L越野车09D自动变速器换档品质故障
车辆信息:一辆2006年德国进口大众途锐越野车,配用V84.2L发动机和日本爱信为其设计生产的TR-60FN(厂家型号)型6前速手/自动一体四轮驱动式变速器(大众命名09D)。发动机电子控制系统信息如图1-122所示。
图1-122 发动机电子控制系统信息
故障现象:该车因自动变速器换档品质故障而进行相关修理。自动变速器电子控制信息如图1-123所示。
图1-123 自动变速器电子控制系统信息
实际路试故障现象:深踩加速踏板驾驶换档冲击(其实是5-4档强迫降档冲击)。
检修过程:据用户描述,其实早在一年前该车刚刚运行约8万km,在急加速超车时车身底盘偶尔出现严重的冲击感(其实就是5-4档强迫降档冲击),但正常加速行驶又一切正常。由于后来很长时间都不经常出现此类现象,因此也就没有理会,也没有到任何地方进行过相关的检查。又使用了2~3个月,故障现象有所加剧,只要车速在60~80km/h时,急加速超车大部分时间都会出现剧烈的冲击感(频率越来越高)。于是来到指定维修站进行相关检测。
据维修站讲,这类故障是这种车型的通病,轻则换滑阀箱(液压控制单元——阀体)解决,重则需要更换自动变速器总成可解决。维修站提出最好的维修方案就是更换自动变速器总成,原因是该车已经带着故障使用了很长时间,难免由于过大的冲击对变速器机械元件产生影响。如果开始时遇到这样的问题,提前更换液压控制单元即可解决。如果没有及时更换液压控制单元,则极有可能导致机械元件的损坏,因此维修站提出的维修方案不无道理。
或许用户考虑维修费用过高的缘故,因此没有选择在维修站更换变速器总成。于是又继续使用,只不过在驾驶中掌握了一些驾驶方法,不让冲击现象出现(轻踩加速踏板开车),其实就是不让自动变速器出现强迫降档(用户描述的不是很清楚),匀速加速行驶升档一切正常,制动停车或滑行降档也同样一切正常,无任何冲击感。但这样使用已经失去了越野车的动感加速功能,体验不到驾驶运动感觉,同时终归也不是个办法。
后来用户通过一些信息的了解,找到了一家自动变速器专业修理厂,这家修理厂给予的修理方案比较明确:建议解体维修(也是担心机械元件有所损伤)并更换液压控制单元——阀体基本能够解决此故障。该修理厂在解体检查维修中发现自动变速器内部机械元件中的确有两个部件被摩擦片的内齿冲击出很深的沟槽(图1-124),但全部摩擦片并没有烧损迹象。
图1-124 前单排行星架被1/4档离合器片冲击的痕迹
于是更换了这些部件及一些密封元件,同时考虑到维修的风险性,先找到一个旧的阀体清洁干净后装车试车(其实这种做法是错误的,因为旧阀体95%都是有故障的)。结果在试车过程中发现,冷车时变速器换档感觉良好,热车时同样的故障再次出现,并且又多了一个问题,那就是起步没有爬行过程,需踩踏加速踏板方可行驶,同时还带来冲击感。看来这个旧的阀体还不如原车阀体,再三衡量最后还是更换了一块全新的阀体,结果最终更换阀体后进行相关的匹配学习,故障彻底解决。
大家都知道,维修高档车时,自动变速器更换每一个总成类备件时,价格都不菲,而且维修工时费用相对发动机故障维修要偏高一些,因此一般情况下,维修厂都会给予一定时间或使用里程的质量担保。而这辆故障车好像偏偏在故意刁难修理厂,在此次维修后的5个月左右后又出现了问题,而且似乎与以前的故障现象有着更多的相同之处(还是在4、5档上)。由于该修理厂实在无法找到真正的原因,于是笔者便介入此车故障的维修。
接车后发现仪表上车身自动调平系统指示灯点亮,同时经路试发现故障现象:①车辆在平坦路面变速器保持在5档,如果深踩加速踏板,加速强迫降4档时,会出现打滑加冲击(打滑量并不大,同时冲击感也不是特别大);②在很长的上坡路上踩加速踏板,开度还没有达到1/2,变速器便从5档直接掉到4档,同时也会出现微量的打滑,并伴有一点的冲击感,而且变速器根本换不到6档(利用手动模式能够进入6档),再滑行自动降档无以上现象的出现。
故障检测与故障码分析:首先利用诊断仪扫描全车系统,在“34”车身调平系统中读出4个间歇式故障码(图1-125),不管自动变速器与该系统有无关系,重新调整4个轮胎胎压并重新匹配调整清除故障码后,该系统恢复正常状态,但自动变速器故障依然存在。
图1-125 车身调平系统故障存储器中的故障码
接下来再次对该变速器的故障进行分析:通过换档执行元件分配表(表1-14)可知,4档执行元件为K1+K2,5档执行元件为K2+K3。5档降4档实际就是K3和K1之间的切换,跟K2没有关系,而这3个元件的接合与分离又是由ECU直接控制3个脉冲电磁阀(N90、N282、N92)来实施的,因此K3和K1的切换就是N92和N90的切换。这样,只要通过动态数据便可知道问题的主被动关系(是ECU的指令问题还是执行元件的执行能力问题),也由此找到故障点。
连接诊断ECU进行随车监测,通过反复试车并记录到故障状态出现时的相关数据,如图1-126所示。
数据流分析:通过图1-126中的数据可知,在02-08-007组数据中显示了ECU对4个换档电磁阀的指令数据(电流控制)。这4个电磁阀依次是N92——控制3/5/R档离合器K3,N282——控制4/5/6档离合器K2,N90——控制1/2/3/4档离合器K1,N283——控制2/6档制动器B1。4个电磁阀均是反比例控制:电流越低油压越高。从图中007组数据显示上看,显然一切都是正常的。
从图1-127看出,当出现故障时(5-4档)数据的变化显然是不对的。首先N92电磁阀的电流由小到大稍微慢了些,但从控制角度出发似乎又还合乎常理。这样变化的目的是让K3的释放速度慢一些,从第三项数据上看N90电磁阀的电流由大到小变化也慢了一些,也就是说,K1接合的速度慢了一些。如果说这样的控制主要考虑换档质量的话也不在情理,原因是此时变速器是在执行降档控制(降档增加转矩),而且从数据上看,两个元件都不会完全接合,接合元件只是K2离合器本身因此难免会出现滑转现象。因此从图1-126和图
图1-126 5档时的数据
图1-127 4档时的数据
1-1275-4档的数据中分析,基本可以确定故障不在自动变速器本身,而在ECU的指令控制上(可能是因某一信息导致ECU发出错误指令)。
故障排除:在实际路试中出现的掉档问题以及换6档困难的问题,很明显与发动机的载荷有关,因此把目标转移在发动机动力方面。最终更换了三元催化转化器,故障得以排除(检修过程不再叙述)。
总结:针对当今新款车型的6AT故障,关键在于故障诊断,同时在故障分析过程中,最最重要的是要分清自动变速器在工作过程中“主动”与“被动”之间的关系。
11.速腾轿车09G自动变速器奇怪故障
车辆信息:一辆2006年一汽大众速腾轿车,配用日本爱信公司生产的09G型前轮驱动6速手/自动一体式电控变速器(变速器标识字母:HTQ)。车辆信息:LFV3A21K863011396
图1-128 仪表的档位指示灯也是变速器的故障指示灯
故障现象:该车曾经出过碰撞事故(注:没有伤及发动机及变速器),经过修复后使用基本正常。最近行车时用户抱怨车子跑不起来,换档时还有剧烈的冲击感,并且出现故障时仪表上的档位指示灯显示不正常(一片红),正常情况下变速杆处于哪个档位仪表则显示哪个档位(该指示灯相当于自动变速器故障指示灯,如图1-128所示)。维修站的人检测后说,可能是某个电磁阀有故障或者电路及ECU故障,但清除ECU内故障记忆后车辆又恢复正常,反复试车故障都没有再次出现,分析可能是一起偶发性的故障。该车在使用期间可能是ECU不经意记录了相关电磁阀的故障后启动了应急模式(锁档处理),因此维修站在没有发现任何问题的情况下只做了简单的相关检查后,便将车辆交给用户继续使用。可用户使用了近3个月,同样的故障又再次出现,给维修站打救援电话,技术人员告知,如距离维修站较近,可以直接利用应急模式开到维修站。如距离维修站较远,建议找一就近修理厂清除一下故障存储再说(考虑行车距离较远,变速器始终锁在3档,担心长时间带着故障行车会损坏变速器机械部件)。这样,用户便临时选择一家就近修理厂进行检测,结果怎样处理变速器都始终处于故障模式不能解除。因仪表指示灯一直不能正常显示,就意味着故障依然是存在的,同时变速器表现为挂档冲击及车速跑不起来。由于该维修厂不能深入维修,便到笔者这里维修。
检修过程:接车后发现,该车的确像用户描述一样,故障现象也比较吻合。首先并没有急于进行路试,而是连接故障诊断仪进行故障扫描,结果在自动变速器故障存储器内记录了1个故障码,其含义为电磁阀N92故障。在清除故障码过程中,怎样操作都不能清除,看来这次一定是硬性故障了。
图1-129 09G自动变速器电路图
N92故障码的设置条件应该有以下几种可能:①电磁阀本身线圈及性能故障;②电磁阀至ECU间的电线故障;③ECU本身故障;④特殊情况下不排除电磁干扰的问题。
接下来进行逐一排查。拆装ECU很不方便,所以在变速器外部把电磁阀线束连接插头断开,结合电路图图1-129利用万用表对各电磁阀的线圈阻值数据一一进行测量,并与维修资料中的标准数据进行比较。在09G自动变速器中共有8个执行器(电磁阀),其中N88、N89两个电磁阀为开关式,N92等6个电磁阀均为线性控制电磁阀,因此阻值都在同等范围,对N92测量后的结果是3.5~5.5Ω,属于正常范围。看来这步检测基本可以确定电磁阀本身及到变速器外部的连接电路应该没有问题。接下来要确定变速器外部电磁阀插头至ECU间的连线是否存在问题。于是在车辆的左前叶子板下方找到ECU,根据电路图再次仔细测量连线的接通情况,同时将电磁阀的线束插头重新插回去,直接从ECU根部(断开ECU插头)测量N92的线圈阻值,结果均在正常范围内,也就是说,电路也基本不存在问题。难道是ECU本身的问题了?因为第四种电磁干扰的可能性已经可以排除,原因是在发动机不工作的情况下打开点火开关,自动变速器ECU都依然会记录N92故障码。确定ECU故障其实也并不是一件简单的事情,因毕竟在维修中也存在一定的风险。ECU属于电器元件在国内维修厂和配件供应商之间有一条不成文的规定,那就是一旦全新ECU装车后,不论故障能否排除,配件供应商是不承担任何风险的,因此,在维修判断故障时没有百分之百的把握是不敢轻易更换ECU的。
考虑到该车曾经出现过碰撞事故,难免电路、插头等处存在隐性故障,所以再次对电路等进行仔细排查。为进一步确定ECU是否存在问题,把变速器外边的电磁阀插头断开图1-130,然后打开发动机的点火开关进行故障扫描,结果出人意料的是ECU此时只记录了N88和N93两个电磁阀的故障(一般正常情况下ECU应该记录全部电磁阀的故障),看来这种结果又接近于ECU故障的一步。此时有人建议停止检查直接更换ECU,但为了确认ECU自身故障,把变速器的油底壳拆下来(其实完全可以在外边线束插头来操作),把相邻N92电磁阀的N282电磁阀的插头与之相互对插,结果ECU仍然还是记录N92电磁阀的故障。因为此时ECU内部与外部真实电磁阀并不是一一对应连接的(内部是N92而外边则是N282),才真正有证据说明ECU自身存在问题。
图1-130 09G自动变速器电磁阀位置
故障排除:更换相同型号(09G 927750 ER)的ECU,故障得以排除。但更换ECU后,初始时自动变速器并没有恢复其正常工作状态,只不过变速器不再记录任何故障码,同时也不会启动应急模式。在路试过程中,出现换档延迟、2-3档换档打滑以及换档冲击等问题,后来经过路试学习和匹配,自动变速器全部恢复正常状态,至此维修告一段落。
12.朗逸轿车09G自动变速器修后倒档接合延迟、换档冲击故障
车辆信息:一辆2009年上海大众朗逸轿车,配用日本爱信公司生产的TF-60SN(09G)型6速手/自一体式变速器。
故障现象:该车为新车,使用半年左右后,在一次事故中,变速器后壳体及油底壳被撞破损(图1-131)。据修理厂技术人员讲,更换变速器壳体等部件后,出现倒档接合延迟并冲击、挂前进档冲击、1-2档冲击、2-3档打滑加冲击、4-5档打滑加冲击,同时3-2档也冲击的故障。
维修过程:接车后发现故障现象的确像修理厂描述的那样,同时也了解到该变速器以前的整个维修过程和材料的使用情况。TF-60SN(09G)型变速器这几年在国内大量应用在一汽大众、上海大众及其他车系上,匹配及使用信息还是有一定区别的。这辆事故车在变速器方面损坏的主要是变速器的后壳体。该车变速器总成零件号为09G 300039Q,三个英文字母为KFM,后壳体零件号为09G 321105B。因此,在维修中是按照相同的零件号订购的壳体然后正常组装起来,也就是说,原则上不应该存在装配的问题。这样更换部件的信息和其他材料(主要是专用ATF)的使用信息是正确的。
图1-131 09G自动变速器破损处
经过仔细分析考虑:①会不会是出现事故后变速器继续运行而导致了某些元件的工作不正常?②维修后的各系统间的协调匹配控制是否存在问题?通过询问,维修人员讲该车出现事故后直接牵引到修理厂,在解体变速器时,从直观上看机械元件并没有受损迹象,内部元件只是在阀体手动阀处有轻微的撞痕(根本影响不到手动阀的运动),同时电磁阀的其中一根线束有一点的破损(图1-132)并且重新包扎好。但要知道新型6速自动变速器维修后均有匹配和自适应过程,会不会与这些因素有关。因此,利用诊断仪清除原始自适应数值,同时也进行了发动机节气门的匹配,然后执行了“打滑自适应”和“脉动自适应”两项学习过程。
图1-132 线束破损处
09G自动变速器的“打滑自适应”和“脉动自适应”的意义是什么?“打滑自适应”是指车辆在没有行驶时(原地踩制动踏板挂动力档)ECU通过监测“发动机转速”、“变速器涡轮转速”、“变速器温度”以及“发动机转矩”等信息的变化来修正并补偿前进档和倒档工作执行元件的控制(控制时间、控制压力、控制电流等),目的是使这些元件达到最佳的控制要求。当然这种自适应也是在一定条件下进行的,比如在规定的温度、规定的发动机转速、规定的变速杆操作步骤及各档位的停留时间等(详见维修手册)。
“脉动自适应”是指变速器在升降档过程中(传动比的变化)ECU通过了解诸如“发动机转速”、“涡轮转速”、“输出轴转速”、“发动机转矩”、“节气门开度”、“车速”、“变速器温度”等信息的变化来修正并补偿前进档所有工作元件的控制,以满足并实现最佳换档舒适度。当然也是有条件要求的:规定的节气门开度、规定的车速、规定的工作温度、从1档到6档再到1档循环切换的规定次数等(详见维修手册)。
根据自适应要求,分别进行了两项自适应学习过程。匹配及自适应结束后,变速器的故障现象有所改变,但还存在一些问题:①倒档延迟并冲击;②2-3档打滑并冲击;③4-5档打滑并轻微冲击;④3-2档有一点点的冲击感觉(可以忽略不计)。
在路试过程中,还记录了各项动态数据,但并未发现有何异常情况。再次重新分析,现有的故障现象点主要集中在倒档、3档和5档上。而在该变速器的各换档执行元件分配上,恰恰有一个元件直接来控制3/5/R档(共用元件),那就是K3,同时,该元件的工作是由ECU直接指令控制N90(图1-106)。因此问题应该就是集中在一个点上:K3的工作过程。
可能原因分析与故障排除:根据该变速器的控制特点便得出当前故障的可能原因:①可能在装配过程中导致K3本身工作不正常;②液压控制部分存在问题(N90电磁阀或K3控制阀门等);③电子控制方面的问题。但最后分析这三种可能性存在的几率都不高。理由如下:第一,机械装配比较简单(除非K3进油密封环不小心碰伤)一般不会出现问题,而且可以直接对元件进行压力测试(打压机);第二,由于该车是新车,液压控制及电子控制出现问题更是微乎其微。
所有的可能都不存在,为什么故障现象却真实的存在呢?在这种情况下,不能轻易地去更换某一元件,最后决定根据各元件的控制方式尝试着调整一下N90电磁阀所对应的K3换档阀的调整螺钉(图1-133)。结果装车试车时发现倒档延迟问题得以解决,但有轻微的冲击感;2-3档和4-5档不再打滑,但也存在轻微的冲击感。再次进行“脉动自适应”,冲击现象明显减轻,但还是有一点生硬的感觉,于是再次重新调整,故障彻底排除。
总结:通过实践,证明了新型自动变速器维修后的匹配及自适应学习控制的重要性。这里主要涉及的是信息及方法。为什么有些时候还需要通过调整的方法来解决实际故障现象?这是因为一些新型自动变速器的某些精密元件在设计制造时达不到最佳的控制要求,特别是经过一段时间的使用会导致一些参数的变化,虽说ECU会随这些变化参数的变化而自动不断地再进行修正,但难免在一些较特殊情况下破坏了原有的控制特性,最终带来的则是控制力与执行力之间形成微妙的矛盾关系,从而影响了自动变速器的最佳工作状态。
图1-133 09G液压控制单元
13.斯柯达明锐轿车更换新变速器(09G)后的故障
车辆信息:一辆2008年上海大众斯柯达明锐轿车,配用日本爱信公司生产的TF-60SN(09G)型6速Tiptronic电控自动变速器。
故障现象:因该车为事故车,导致变速器壳体损坏,故更换全新AT总成。更换变速器总成后添加专用ATF并进行试车,结果出现挂前进档冲击、2-3档冲击、5-4档冲击、3-2档冲击等现象。
故障分析及检修:考虑到更换全新变速器ECU可能需要道路学习功能后才能消除这些冲击感,于是修理人员便开车进行道路试验。经过短时间的道路试验后,发现冲击感明显逐渐在减轻,这样反复一段时间的道路学习后,所有升降档的冲击均已消失并恢复新车时的舒适状态,但唯一的是原地挂前进档仍然冲击严重。因为路试时间和路试里程都比较长,应该与ECU的学习已经没有什么关系,同时考虑到该车为事故车,可能是车身连接部位的吸振元件存在问题(考虑倒档没有冲击感,可能是因挂倒档时扭转振动方向与前进档相反)。于是重新更换机爪垫并调校发动机、变速器以及车身的连接位置达到最佳合适位置。结果无论怎样调整,前进档接合仍然冲击严重。由于实在查找不到问题所在,没有办法只能说服用户暂时使用,在不影响使用的情况下,观察挂档冲击故障是否随着时间使用而减轻或消失。
当车辆运行约2000km后,故障现象仍然存在,既没有加剧也没有减轻。这时用户要求尽快解决或者退换变速器总成。修理厂比较为难,因为配件经销商提供的是全新部件,并且只保证是全新和原厂配件,变速器自身问题的可能性非常小。像这种只是挂档冲击的问题,又没有十足的证据说明问题就在变速器本身上,所以还是比较难以协调的。但又考虑该车比较新,此次事故并没有伤及电路部分,发动机及其他方面也没有任何问题,一时还是找不到原因。在这种情况下,笔者参与到该故障的维修中去。
对于挂前进档冲击的故障,一般情况下都是油压不正常所致。这要在了解该变速器的控制原理后才能做出科学判断。通过资料信息了解得知:①该变速器的油压控制由油泵至换档执行元件(离合器或制动器)通过两次调节功能来完成(前进档和倒档),先由主油压电磁阀N93来调节,然后再由各换档电磁阀调节后传递至换档执行元件;②该变速器在更换重要部件时需要自适应学习(包括路试换档学习和原地挂档学习)。
数据流分析:了解以上知识后,并没有急于进行“原地挂档学习”的操作,而是直接利用诊断仪进行动态数据流分析。这是因为考虑到故障的原因可能是油压不正常所致,但必须要知道整个自动变速器的主被动控制关系。“主动”是指ECU的输出指令,“被动”则是液压系统的执行力。因此通过动态数据分析(数据流和压力值),可以获得故障原因所在:如果是ECU指令问题,则有可能跟匹配学习有关;反之,如果是液压系统执行力的问题,则有可能就是自动变速器自身问题。
这样,连接诊断仪进入02-08-007组数据流(图1-134),该组数据流共4项内容,从前至后分别是N92(控制1/4档K1离合器)、N282、N90(控制3/5/R档K3离合器)、N283,所以只要重点关注第一项和第三项数据的变化即可。踩住制动踏板挂前进档时,N92数据由0.98A-0.8x-0.7x-0.6x……0.1xA变化平稳;挂倒档时,N90数据也是由0.98A-0.8x-0.7x-0.6x……0.1xA变化平稳。这充分说明这组数据变化以及液压系统的第二次调节是正确的。
图1-134 09G自动变速器007组数据流
接下来再观察一下系统主油压(第一次调节)的变化控制数据。进入02-08-008组数据流(图1-135)。该组数据流共4项内容,第一项是主油压电磁阀N93的控制数据,依次是N91(TCC)、N88和N89状态、系统电压。只要重点看第一项数据的变化即可:踩住制动踏板挂前进档时,N93数据由0.65A-0.8x-0.3x-0.6xA变化;挂倒档时,N93数据则是由0.65A-0.7x-0.8x-0.9x-0.8x-0.7x-0.6x-0.5x-0.4xA变化平稳。通过前进档和倒档N93数据的变化,说明前进档数据显然是不正常的,也由此说明问题可能还是在电子控制方面,而自动变速器自身基本不会存在问题。
图1-135 09G自动变速器008组数据流
在试车过程中,明显感觉前进档油压来得快并且还比较高。为了验证前进档主油压控制数据的正常与否,再次通过测量系统压力来进一步求证。通过图1-136和图1-137连接油压表至K1接孔以及K3接孔。踩住制动踏板挂前进档时,K1油压值由0-0.35MPa-0.67MPa-0.35MPa接合冲击,明显说明K1的调节油压过高。
图1-136 09G自动变速器各压力测试孔
图1-137 09G自动变速器各压力测试孔
踩住制动踏板挂前进档时,K3油压值由0-0.35MPa-0.55MPa左右不再变化,接合平稳,说明K3油压调节正常。
故障排除:在确定前进档油压不正常后,分析油压高的可能性只有电控问题(TCM调控)或者AT液压控制。通过动态数据的对比分析,显然问题在于电子控制方面。于是在确定变速器温度超过60℃以上后,执行“原地挂档学习”(“N-D”的学习的操作):踩住制动踏板变速杆由N位至D位再至N位反复操作,注意在移动至“N”和“D”的每个位置时需停留5s,连续操作5次。至此故障得以排除。
总结:对于自动变速器匹配学习功能,不同车型执行的操作方法也有所不同。但要明确地认识ECU这一功能的作用:①自动变速器的关键部件——执行器(线性电磁阀)在出厂设计时的精度肯定达不到其预期控制要求,因此ECU便在其设定值和实际值之间不断地进行修正以实现最佳的控制;②当大修自动变速器(改变元件的工作间隙)或更换某一个重要部件时,ECU并不知晓,仍按照原有的控制策略进行控制。因此就体现出维修后的不正常感觉,这样通过使用不同的方法和ECU的自适应功能来恢复其正常功能,以消除这些不正常的冲击感觉。
14.波罗轿车09G自动变速器换档生硬故障
车辆信息:一辆2006年上海大众波罗轿车,配用日本爱信公司生产的TF-60SN(09G)型6速手/自一体自动变速器。
故障现象:该车行驶约12万km时,在非4S站进行过全车保养项目(包括更换自动变速器ATF),又行驶约3000km后,偶尔出现类似发动机“断火”的现象。再后来故障现象的频率越来越高,于是进厂检查维修。由于电控系统没有任何故障记录,从动态数据上看也没有明显的问题。考虑这种车型的点火线圈容易出现故障,修理厂就直接更换了4个点火线圈及火花塞,但更换这些元件后故障现象依然存在,于是笔者介入维修。
维修过程:接车后路试,发现该车的故障现象跟过去维修过的大众奥迪01V自动变速器的变矩器锁止离合器故障一模一样,而且有一定规律:一般情况下在负载较大时、发动机转速不超过1800r/min、车速在30~80km/h故障现象比较明显,特别是低速行驶出现故障时,发动机转速波动起伏。为了进一步确定是变矩器锁止离合器问题,进行了深踩和轻踩加速踏板行车试验(目的让故障现象出现),并随车进行了动态数据的监控。结果经过长时间的路试后发现:①电控系统记录了故障码00192(P0741)——变矩器机械故障,但变速器并没有进入应急模式(锁档);②当出现“断火”现象时,02-08-06组数据块的锁止滑差转速很不稳定,波动幅度较大。通过这两点基本说明该自动变速器的故障应该就是由变矩器锁止离合器引起的,结合过去维修01V自动变速器的这种故障的经验,决定首先更换变矩器。
如果是01V变速器的这种故障,更换全新变矩器后几乎百分之百将故障彻底解决。出乎意料的是更换全新变矩器之后故障现象虽有减轻,但新的问题又出来了,那就是在某些换档点上(接合生硬),变得不是很舒服。难道对于6档变速器新的变矩器锁止离合器控制还需一定的适应过程吗?于是跟用户解释过后,便交付使用。
故障反复:使用了半个月左右该车再次返厂。据用户讲,原来的类似发动机“断火”的故障现象的确消失了,但加速和减速过程还存在不舒服的感觉,其实就是换档生硬。在实际的路试中发现,每一个升降档点几乎都有不同程度的冲击感,只不过有轻有重。
难道是液压控制系统的压力控制不正常?通过动态数据再观察每一个换档点的系统压力控制均很正常,同时连接油压表分别对每一个元件进行了接合与分离时的压力变化检测,结果都很正常。这就很奇怪了,既然系统工作压力正常,元件的工作过程也正常,难道是变矩器锁止离合器的控制问题?再次路试并观察02-08-06组数据块的TCC数据,结果发现当换档点出现冲击时,变矩器锁止离合器并没有完全脱开,而且滑差转速较低。但ECU对N91TCC锁止电磁阀的指令控制电流又是正常的,这说明换档生硬故障还是与锁止离合器控制有关,因此,问题的可能性有:①N91电磁阀本身存在问题;②锁止离合器控制阀及控制油路存在问题;③变矩器本身存在问题(刚刚更换的变矩器这种可能基本排除)。
再次分析:爱信09G 6速变速器的设计中,在加速升档和减速降档时,变矩器锁止离合器并不完全释放,在1-2档后锁止离合器就开始参与工作。为了增进换档舒适度,换档时锁止离合器会有一个简短的半打滑控制状态,由经N91电磁阀精细调制的锁止油压来控制。N91电磁阀控制锁止油压需要通过阀体中的锁止控制阀来实现。除了锁止电磁阀外,此阀孔在低里程数时就会出现磨损,使电磁阀对锁止离合器的控制能力降低或丧失,因此在这种情况下极有可能就是锁止离合器控制阀的问题(图1-138)。该阀门存在磨损情况下,会导致精细调制的锁止油压变得不是十分细腻,从而导致换档质量问题的出现。为验证该阀门是否存在磨损,依旧利用真空测试法进行测试。结果数据表明此阀门确实已经磨损,但磨损程度还不是很大。
故障排除:更换全新阀体后故障彻底排除。
总结:通过该例说明,不同时期、不同控制形式的自动变速器虽然故障的表现形式一样,故障点的位置也几乎一样,但形成的故障原因还是有差异的,解决的方案也有所不同。因此不管任何问题都要寻其真正原因所在,否则难以彻底根治实际问题。
图1-138 锁止离合器控制阀
15.速腾1.8L轿车09G自动变速器偶发挂档冲击故障
车辆信息:一辆2008年一汽大众速腾轿车,配用1.8L发动机和09G型6速手/自一体式自动变速器。
故障现象:据用户描述,该车自动变速器偶尔在挂档时出现冲击,同时车速上不去,但重新起动发动机后又恢复正常,而且故障现象不经常出现。
检修过程:该车刚发现故障时先去了维修站,据说当时也没有发现什么问题。由于这次进厂时不是处于故障状态,因此在路试时也没有感觉出不正常,但却在自动变速器电控系统的故障存储器中记录了一个关于电磁阀的故障码(图1-139)。简单进行了相关的检查:ATF质量、油面高度及数据流的观测均没有任何问题,于是告知用户如故障再次重现时再检修,也好捕捉故障点。
图1-139 诊断仪扫描的故障内容
后来经过一段时间的使用,问题又出来了。用户打来救援电话说,最近一段时间使用很好一直没有出现问题,由于出去办事车辆在外边停了一个晚上,早上起来反复挂了几次倒档,便就出现了挂前进档和倒档都冲击严重的现象。考虑到上一次出现问题后没有找到故障部位,为了便于查找问题所在,车辆也就没有直接运行,发动机也没有熄火,而是在变速器处于故障模式下等待救援。当技术人员到达现场后进行故障检测时发现,通过故障码以及已经被冻结的动态数据上看,自动变速器已经处于紧急运行模式(也就是锁档状态)。因此,当电控系统启动紧急运行模式时,首先冻结主油路油压的调控,此时,变速器液压系统处于最高油压状态,因此便会出现用户所描述的原地挂前进档和倒档都冲击的现象;当电控系统启动紧急运行模式时,还要停止自动换档以及关闭变矩器锁止离合器控制功能,这样,ECU便中断了全部执行器(电磁阀)的工作(表1-14)指令,因此变速器只能在一个固定的档位上行驶(从被冻结的数据上看,变速器已经锁在3档上了),难免用户抱怨车速上不去。
表1-14被冻结的数据
故障分析:既然变速器已经进入紧急运行模式,那么电控系统故障存储器所记录的内容就应该是引起锁档的原因,因此就必须分析故障内容。再次诊断时故障存储器中记录了两个电磁阀断路/或对地短路的故障码,经过综合分析,并对故障码内容的分析,形成故障码的可能原因应该有:①电磁阀本身问题;②线路问题;③ECU问题;④信号干扰问题;⑤其他问题所致的假故障码。
按照先易后难的检修顺序进行相关检测。找到该变速器电磁阀的电路图(图1-140),直接从ECU到电磁阀间进行测量,这主要是测量线束及电磁阀线圈的好坏。通过对比维修资料上的信息,在测量过程中并没有明显发现问题所在,为了进一步确定故障原因所在又进行了分段测量:打开变速器油底壳直接对电磁阀自身进行测量,然后从每一个电磁阀的线束插头到变速器外边插头进行了测量(其实就是电磁阀内部线束的测量),然后再从变速器外部插头到ECU间的连线也进行了测量,结果均没有发现任何问题,也就是说,通过这方面的测量,基本证明电磁阀本身以及线路都是好的。维修陷入僵局。
图1-140 电磁阀电路图
考虑到电磁干扰和假故障码的可能性极小,同时似乎又找不到任何证据,那难道是ECU的问题?在万般无奈之下决定更换ECU,结果当时故障消失。此时,大家都认为故障点就是在ECU本身上,实在再找不到其他疑点只能交车。可过了没有多久,用户又一次把车停放在没有车库的外边(北方冬天比较冷),结果第二天一早反复使用了几次倒档,故障又出来了,这样,此车再次返厂。为了便于重新查找故障根源,并没有急于进行相关的测量和查找,而是将车放在外边。因为前两次出现的故障都有共同特点:那就是车都是在外边低温状态下出的问题,因此准备在低温时通过反复挂倒档来进行查找。
故障排除:考虑到车辆在没有行驶时就出现了问题,因此问题的根源主要还是在系统油压调节方面。低温时,自动变速器电控系统相应地会把系统油压适当调高一些,同时,倒档的油压还要比前进档的油压再高一些。掌握这些信息以后,在车间的外边地沟上进行相关测试:一个人读数据,一个人来挂档,另外一个人在地沟里观察底盘系统在挂档时是否存在不正常的变动。
图1-141 电磁阀线束插头
通过这种默契的配合,故障点马上就暴露出来了:原来在低温状态下挂档时,特别是倒档时,车身的振动感觉比较大,同时,发动机及变速器形成动力连接后的摆动范围也比较大。特别是倒档,当出现故障时,ECU启动保护模式后(锁档),在冲击力增大的同时,整个变速器及发动机的摆动量就会进一步加大。这时,自动变速器的电磁阀线束似乎短了一些,在变速器和发动机摆动的同时,线束也会跟着受力。于是把线束的外边保护皮拨开,结果真相大白(图1-141)。重新恢复好线束,故障彻底排除。
总结:该车故障应该跟变速器电磁阀线束长短的设计有关。因为冷热车时的变速器工作压力不等,导致变速器在低温状态执行倒档时,由于线束受力强度较大,时间长了某条线的部分铜丝就会拉断,于是就会出现某电磁阀的故障码,继而变速器进入保护模式。
16.越修越糟糕的途锐V84.2L越野车09D自动变速器故障
车辆信息:一辆2005年进口大众途锐吉普车,配用4.2L V8发动机和日本爱信公司生产的TR-60SN(大众命名为09D)型6前速手/自一体自动变速器。
故障现象:该车初进厂时,车主描述:一般正常驾驶时,自动变速器换档平稳性非常好,但在深踩加速踏板加速行驶时,换档冲击力比较大。经维修技术人员路试得出结论:所谓的深踩加速踏板加速换档冲击,实际上是变速器在执行强迫降档时冲击以及升档时冲击,特别是变速器在4、5、6档之间(6-4档、5-3档以及4-5档)的切换较为明显。
维修经过:其实像09D变速器的这类故障,一般都是阀体中的压力调节阀磨损,导致作用在离合器上的压力有时调节得不正确。因此在离合器切换时,作用的压力过大,能明显感觉出换档冲击。解决方案就是更换阀体并作自适应(图1-142)。但该车在此次维修中并没有直接更换阀体,原因是考虑到这种冲击已经在使用中持续一段时间了,因此决定解体维修,其目的就是通过彻底解体来检查机械部件是否在冲击过程当中出现问题。
图1-142 09D自动变速器阀体
解体变速器后的确发现了问题。由于长时间的冲击,导致前进档离合器内转鼓被摩擦片冲击出很深的沟槽来(图1-143),这样一来,当离合器接合或释放时,摩擦片在转鼓上的运动就会显得不灵活,从而可能会导致其他故障的出现,但短时间使用影响应该不大。
因此,该变速器在整个维修中更换了阀体、前进档离合器内转鼓(是旧件,因为买不到新件)以及小修包、滤清器、油底垫。组装完毕后装车,添加专用型ATF,进行路试(路试前,利用诊断仪将电控系统的原始数值进行了清零)。刚开始,试车换档及挂档均存在不同程度的冲击,不过经过一段时间的道路自适应,换档变得平滑无冲击,同时深踩加速踏板行驶,让变速器实现强迫降档功能时,也没有任何冲击感和顿挫感。但正当准备交车时新的问题却出现了:再次试车过程中发现变速器与分动箱连接处严重漏油(ATF)。
图1-143 前进档离合器内转鼓
为什么会出现这种结果呢?一切操作都是按照要求一步一步进行的,而且ATF的加注量也符合标准。当把分动器从变速器上抬下来一眼就看到问题了:原来是变速器输出轴油封掉下来了(图1-144)。仔细检查油封本身并没有损坏,但考虑还是把修理包里的新油封更换上(解体维修时这个油封没有换)。再次安装完毕后,添加缺少的ATF并进行路试,没想到刚一出厂,变速器刚刚执行4档时漏油现象再次出现。再次将分动箱抬下来,结果发现输出轴油封又掉下来了。
图1-144 变速器输出轴油封
是什么原因导致这个油封频繁掉下来呢?是油封质量问题还是另有其他问题?在接下来的分析和检查过程中,并没有直接发现疑点,但对比新旧油封还是很明显地发现原车油封(旧的)要好于修理包里面的油封,于是再次小心翼翼把原来的油封安装到正确位置(安装时内外径的松紧程度感觉上还可以),为了防止再次出现问题,油封安装完毕后又在其外部边缘涂了一些固定胶(原则上是不允许的也没有必要)。
再次竣工试车时,漏油现象暂时没有出现,但更严重的问题出来了:那就是3-4档时发动机严重失速,利用手动模式也是如此。由于变速器4档严重打滑,所以不敢再继续进行路试,在回修理厂的路上,漏油现象再次出现。在这种情况下,只能把变速器再次解体检查,原来是因为输出轴油封频繁的脱落导致漏油以及变速器内部严重打滑,这些有可能是第一次操作导致的结果,毕竟初始时没有这种故障。解体变速器后发现:4/5/6档离合器(K2)已经烧损(图1-145),而且输出轴油封也再次掉下来。同时在仔细检查输出轴油封安装位置与其掉下来的原因时,发现了真正的问题:原来更换的4/5/6档离合器(K2)进油密封环靠近输出轴油封处的那一道已经卡死,导致离合器供油压力不足形成打滑,同时该压力油经过该密封环窜到后侧之后,又将输出轴后油封冲下来形成了严重漏油现象。
图1-145 烧损的摩擦片
故障排除:重新更换烧损的摩擦片,更换两个旧的没有问题的离合器进油密封环(市场上小修包里新的密封元件质量不可靠),如图1-146所示,同时还将原来的输出轴油封安装回去,装车后反复试车,故障彻底排除。
图1-146 输出轴上K2离合器进油密封环
总结:此次维修有三点启示:一是假如直接更换阀体则不会出现反复的问题;二是当输出轴油封第一次掉下来时就应该仔细分析原因而不能盲目更换;三是自动变速器出现问题一定是两种结果导致的:一个是技术方面的原因,另一个就是配件质量问题。该案例的问题就是配件质量带来的。因此告诫广大同行,在维修新款车型变速器时,如果厂家还没有提供相关OEM配件,在选用市场上的替代配件时,一定要小心,以免带来不必要的麻烦。
17.09G自动变速器故障总结
下面对大众车辆配用的日本爱信公司生产的09G型6前速变速器常见故障进行总结,当然,随着使用时间的延续,其他问题也可能会逐渐地暴露出来。
这款自动变速器很少烧片,最为突出的问题主要体现在换档质量上。故障现象有的是自然形成的,也有的是更换某些部件甚至是总成部件而形成的,因此,既有先天的缺陷,也有使用后带来的自然问题。具体的故障现象通常就是换档冲击或打滑。
在2005年前后配用09G自动变速器的大众系列车型,在正常使用时会出现换档冲击和换档打滑加冲击的故障现象,还有就是事故车(之前都是好的)更换变速器壳体或阀体后以及或者更换变速器总成后出现的换档质量问题。
对于早期的09G变速器来说,大部分的换档质量故障都来源于液压控制阀体,有些车型在低里程数时阀体就会出现问题。
阀体中最容易磨损的阀门(其实主要是阀孔),首先就是变矩器锁止离合器控制阀(TCC锁止控制阀)和减压阀(图1-147)。这是因为在09G变速器中的TCC锁止控制允许在低速1档时就开始工作;同时,为了保证换档舒适度,TCC锁止是ECU精密调控的,也就是说,TCC锁止控制阀的动作频率更高了,因此当其出现磨损后直接影响换档品质。
图1-147 TCC锁止控制阀和减压阀
在判断因锁止引起的冲击故障时,需通过观察动态数据流来确定,前提是必须要了解该变速器的锁止控制原理。ECU是通过改变变矩器锁止离合器活塞两端的压差(由电磁阀控制TCC锁止阀来实现)来决定锁止还是非锁止。活塞两端实际就是两个工作腔:一个作用腔,一个释放腔。如果锁止释放腔的油压在变速器实现每一个换档点时没有增压过程,而换档又有冲击,这就说明TCC锁止控制阀孔磨损了,那么,换档冲击的根源就是来自锁止释放的控制不良。其实在自动变速器的每一个换档点上,TCC并不是完全脱开的,而是略微增大锁止释放腔的压力,使锁止离合器的活塞往脱离变矩器前盖的方向释放,这就说明每一次换档TCC锁止控制阀都会移动,并进行精密的微调。因此,由于TCC锁止控制阀的频繁作用说明了为什么该阀孔是最容易磨损的阀体部位之一。所以换档点冲击的根源就是在于阀孔的磨损,导致TCC电磁阀对TCC油压调节能力下降,从而使TCC在半锁止中发动机转矩的介入而造成冲击。
其次就是减压阀,大家都知道减压阀是为所有电磁阀服务的,它是把系统主油压降为(减压)一定的恒压后提供给各个电磁阀。当该阀孔磨损后其输出的恒压就会发生变化,此时ECU并不知晓,ECU仍旧按照其内部的程序来指令控制各个电磁阀。由于电磁阀上游输入压力(减压阀提供的恒压)的变化(减压阀孔磨损导致),从而导致电磁阀输出的压力也在变化,因此就导致系统主油压、变矩器TCC控制压力、换档油压都会随之发生变化,最终形成变速器的工作不正常。其影响最大的就是换档品质,故障现象表现为冲击或打滑。
再次是电磁阀下游的各个换档阀(图1-148),其中最值得关注的就是K3换档阀,这主要也是跟其工作频率有关。该阀门主要控制3、5、R档离合器接合与分离,出现问题时直接影响这几个档位。在09G自动变速器中,换档执行元件的工作压力是经过两级调节的:第一段是由高频率主油压电磁阀调节的;第二段是由各个换档电磁阀调节的,最终传递至换档执行元件上。
图1-148 09G自动变速器各换档阀
除了以上阀门的阀孔容易磨损外,再就是主油压调节阀和变矩器的压力调节阀。主油压调节阀门的阀孔一旦出现问题则很严重,原因是如果主油压有问题,那么其他油压都会出现问题,不过在09G变速器中只有更高里程数的才有可能磨损。
注意:变矩器压力调节阀不要与TCC锁止控制阀混为一谈。该阀门主要提供变矩器合适的工作压力,如果阀孔磨损,变矩器就会高温,同时也会影响换档质量。
剩下的一些阀门到目前为止还没有发现问题。对于以上所描述的各个阀门,除了直观观测其磨损程度外,应利用真空测试的方法来验证磨损程度,最终决定维修方案。
除了阀孔容易磨损以外,09G自动变速器中各个蓄能器及孔座也容易磨损,可以直接直观检查(图1-149)。磨损带来的结果就是影响换档质量。
目前,如果发现阀体的某个阀孔磨损,只能更换全新的阀体,包括蓄能器的磨损。美国SONNAX公司专门开发了09G自动变速器的部分改进产品以供维修选用。
09G自动变速器除了液压方面的问题外,早期的途安、甲壳虫等还有一个问题就是变速器4、5、6档打滑,有时会烧摩擦片,严重时变速器会保护(启动应急模式锁档)。这主要是4/5/6档离合器K2的供油支座在变速器壳体上活动导致的结果(图1-150),原因是4/5/6档离合器K2的进油密封环在供油支座上,当其活动时压力油就会形成泄漏,导致K2的供油压力不足,形成打滑而烧片。因此遇此故障时,无需更换整个自动变速器壳体,重新更换SONNAX开发的改进型K2供油支座即可。
图1-149 09G自动变速器蓄能器
图1-150 4/5/6档离合器K2供油支座
国内大部分09G自动变速器还没有真正进入维修阶段,有部分车型的电磁阀线束也很容易出现问题,出现问题后,ECU记录相应的电磁阀故障码,从而使变速器得到保护,重新处理线束即可。但更换箱壳(壳体)的比较多,比如说速腾、迈腾、波罗、朗逸等,最主要的原因是车身底盘低,底盘保护板硬度不够,所以才造成事故车最容易撞击的总是一个部位(图1-151),不严重时,更换一个变速器壳体、油底壳、阀体,严重时只能更换变速器总成。
最后,再阐述一下维修后更换阀体、壳体以及变速器总成后出现的换档质量问题,特别是有些时候,原本变速器运行很好,可出了事故换了壳体等部件后(装配没问题),在试车过程中,就会出现换档冲击或打滑的故障,而且有时按照自学习步骤反复试车也不见好转。这主要是该变速器的自学习程序的激活和自学习过程稍微长了些,这个过程并不是几分钟、十几km能够完成的。当然也有顺利的时候,但还是较长,曾遇到行驶了约100km才完成整个自学习过程。因此,建议同行维修这款变速器时,一定按照自学习要求及自学习方法来进行,同时不要操之过急,在确保所有机械元件、液压元件和电控系统没有问题的情况下,一定能够通过自学习功能来完善换;档质量。
图1-151 09G变速器最容易碰撞的部位