2012年自動變速器典型故障總結(jié)性分析(四)

◆文/北京 薛慶文

2012年可謂是中國汽車后市場風(fēng)云變幻的一年，汽車限購的“冬天”還沒有過去，緊接著從大眾DSG變速器事件的爆發(fā)到夏季暴雨淹車的賠付，從釣魚島事件對日系車的影響到豐田在全球全面集中召回，再到《缺陷汽車產(chǎn)品召回管理?xiàng)l例》的出臺等，這無疑給汽車制造企業(yè)及汽車后市場的服務(wù)帶來了新的挑戰(zhàn)，但卻給汽車消費(fèi)者帶來了更加安全可靠的質(zhì)量保證。

汽車作為人們最常見的代步工具之一，隨著使用時間的增長，各系統(tǒng)的性能會變差，機(jī)件會存在磨損繼而形成故障。一旦形成故障，車輛便要進(jìn)入汽車維修廠進(jìn)行維修，但作為技術(shù)含量最高的動力總成部件之一的自動變速器一旦出現(xiàn)故障，其維修和故障診斷是很困難的。為了使維修人員在自動變速器維修技術(shù)方面有更多的了解，以及使汽車消費(fèi)者簡單地認(rèn)識不同車輛的自動變速器，筆者總結(jié)了2012年國內(nèi)各主流車型的自動變速器以及一些典型案例，以供大家參考。

(接上期)

3.變速器高溫故障引起的車輛沒有爬行功能分析與解決

奧迪01J型無級變速器的熱源主要來自兩方面：一方面是離合器的摩擦生熱；另一方面是變速器在變速過程中，鏈條與鏈輪之間在滾動摩擦?xí)r會生成大量的熱量。因此，嚴(yán)格上講該變速器的冷卻控制系統(tǒng)就是控制鏈輪缸內(nèi)的CVTF保持恒溫，冷卻管路的進(jìn)油管路也是連接主動鏈輪缸與冷卻器的。當(dāng)離合器高溫時，電腦J217對其有冷卻控制功能、限扭控制功能和安全切斷控制功能，也就是說一旦離合器溫度過高，車輛可能會出現(xiàn)發(fā)動機(jī)加速不良(油門加不起來)以及車輛不能行駛的故障。而鏈條與鏈輪之間滾動摩擦產(chǎn)生的熱量往往都是冷卻控制系統(tǒng)工作不良所引發(fā)的，此時可能會引起車輛在起步時沒有爬行過程，并會影響離合器自適應(yīng)匹配控制，具體情況可以借助圖33進(jìn)行分析。

從圖33中可以看出主動鏈輪缸內(nèi)熱的CVTF通過該軸前端流出，經(jīng)過限壓閥DBV2去往冷卻器進(jìn)行降溫。同時，鏈輪缸內(nèi)CVTF溫度的變化又取決于鏈條的夾緊力，夾緊力越大，鏈條在鏈輪上產(chǎn)生滾動摩擦(此時鏈條相對沒有打滑)所帶來的熱量就會越少，相反夾緊力越小，鏈條在鏈輪上產(chǎn)生滾動摩擦(此時鏈條相對存在打滑)所帶來的熱量就會越多。而鏈條夾緊力的大小又取決于車輛的運(yùn)行速度和發(fā)動機(jī)輸入的扭矩，鏈條夾緊力的控制又是通過扭距傳感器中滑軌架的位置來實(shí)現(xiàn)的。因此，可以說從主動鏈輪缸內(nèi)出來的CVTF的流量是可變的，注意看圖33中左上角圓圈標(biāo)注處，扭距傳感器中滑軌架沿軸向位移時，相當(dāng)于在控制去往冷卻器CVTF的流量，并由此來控制鏈條夾緊力。鏈條夾緊力的原理是：在行駛速度相同即傳動比不變時，主要取決于發(fā)動機(jī)輸入扭矩的大小，輸入扭矩大，鏈條夾緊力大一些，此時去往冷卻器的CVTF流量就會少一些；輸入扭矩小，鏈條夾緊力小一些，此時去往冷卻器的CVTF流量就會多一些(因?yàn)榇藭r會導(dǎo)致油液溫度升高)。在數(shù)據(jù)扭矩不變時，可以通過行駛速度即傳動比的大小來判斷。傳動比大時，車速慢(低速起步階段)，需要鏈條夾緊力大一些，因此去往冷卻器的CVTF流量就會少一些；相反，傳動比小時，車速快(高速行駛階段)，需要鏈條夾緊力小一些，因此去往冷卻器的CVTF流量就會多一些。去往冷卻器的熱CVTF流量無論多少，均需要冷卻控制系統(tǒng)保證變速器內(nèi)一個合適的溫度。從冷卻循環(huán)管路看，經(jīng)限壓閥DBV2去往冷卻器的過程中又使用了一個DDV1差壓閥，該閥門的作用是當(dāng)CVTF在低溫狀態(tài)時，由于粘度大壓力相對較高，因此該閥門會打開，并把從主動鏈輪缸內(nèi)出來的CVTF引到變速器內(nèi)部，相當(dāng)于管路形成短接而沒有去冷卻器冷卻。其目的是讓CVTF盡快預(yù)熱，讓變速器盡快升溫。所以，這一控制模式稱之為變速器的加熱模式，而DDV1差壓閥又相當(dāng)于一個加熱裝置。

熱的CVTF進(jìn)入冷卻器進(jìn)行降溫后，通過回油管路又回到變速器內(nèi)部，但在變速器回油管路中又串聯(lián)一個壓力過濾器(即圖33中的外部過濾器)。在這個過濾器里面除了有一個濾芯外，還有一個差壓閥DDV2，濾芯起到CVTF的過濾作用，而差壓閥DDV2則是當(dāng)濾芯堵塞時，由于CVTF流動時的阻壓力上升，通過該閥門把一部分CVTF接通至變速器內(nèi)，CVTF回到離合器冷卻控制閥的同時也給鏈條做了潤滑。但殊不知，過濾器堵塞后可能會引起車輛起步?jīng)]有爬行過程以及無法完成離合器自適應(yīng)匹配控制。為什么過濾器堵塞會影響離合器的起步控制和自適應(yīng)匹配控制呢？結(jié)合圖33和圖34一起分析。

當(dāng)踩住剎車掛動力擋(前進(jìn)擋或倒擋)后，發(fā)動機(jī)動力流是通過離合器被切斷的。初期開始入擋時離合器有接合扭矩(車身有接合感覺)，此時的扭矩不能過大，否則會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)與變速器之間形成鋼性連接而熄火，因此隨后離合器壓力開始釋放(并未完全釋放而是保留一部分壓力)，直至離合器雖不傳遞扭矩但也剛好處于即將傳遞扭矩的狀態(tài)。隨著制動力的減小，離合器壓力會隨之增大并形成驅(qū)動扭矩，車輛完成起步爬行過程。很顯然離合器壓力與制動力存在某種比例關(guān)系，同時制動力和鏈條的夾緊力也存在一定的關(guān)系，也就是說要想完成車輛起步過程以及變速器整個運(yùn)行過程，既需要離合器接合扭矩還需要鏈條夾緊力的扭矩，二力合一最終完成整個扭矩控制功能。如圖34所示，當(dāng)踩住剎車掛動力擋時，離合器處于即將傳遞扭矩狀態(tài)，而此時鏈條夾緊力的接觸扭矩剛好在15Nm左右(接觸壓力傳感器G194計(jì)算得出)，隨著制動力的減小，離合器壓力(扭矩)增大的，鏈條夾緊力也會增大。當(dāng)沒有制動力時，鏈條夾緊力的接觸扭矩能夠在40Nm左右。因此，離合器摩擦扭矩與鏈條夾緊力形成的接觸扭矩應(yīng)該是處于固定范圍，也就是說既不能太大也不能太小(合二為一)，能夠完成初期的爬行起步即可。

當(dāng)兩個扭矩其中一個信息出現(xiàn)問題時就有可能導(dǎo)致故障現(xiàn)象的出現(xiàn)。另外，在變速器的閉環(huán)控制功能中，離合器壓力修正電腦可以通過自行修正來完成故障修復(fù)，而電腦卻無法獨(dú)立修正鏈條的夾緊力(鏈輪缸內(nèi)的壓力)，只能通過對離合器壓力的修正來完成閉環(huán)控制。所以，一旦主動鏈輪缸內(nèi)的壓力發(fā)生變化時，電腦一定會去調(diào)整和修正離合器壓力。這樣再看圖33外部過濾器堵塞時的狀態(tài)：由于該過濾器被串聯(lián)在冷卻器回油管路中，一旦過濾器堵塞其所形成的背壓便順著管路作用到鏈輪缸內(nèi)(接觸壓力缸)，此時該壓力缸內(nèi)油壓適時被壓力傳感器G194監(jiān)控并計(jì)算(見圖34)，這樣電腦就得到一個很高的鏈條接觸壓力，特別是在制動掛擋時，電腦計(jì)算的接觸扭矩不再是15Nm，可能是18Nm，也可能是更高的扭矩。此時電腦只能去降低離合器的控制壓力，即離合器壓力調(diào)節(jié)電磁閥N215的控制電流被降低，也由此導(dǎo)致車輛沒有爬行過程。由于離合器的控制電流被降低，因此離合器自適應(yīng)電流也會降低，當(dāng)N215電磁閥的自適應(yīng)匹配控制電流低至其極限控制值時，故障碼18149便被激活，也就無法完成離合器的自適應(yīng)匹配。所以，在維修中一旦遇到此故障現(xiàn)象很有可能同時伴有故障碼18149的出現(xiàn)，一定要關(guān)注數(shù)據(jù)塊第十組中離合器自適應(yīng)控制電流值是否過低，如果同時觀察到變速器有高溫現(xiàn)象，那么基本是外部過濾器堵塞引起的，不要破壞該過濾器，直接更換全新的即可。

4.機(jī)械部件故障引起的換擋品質(zhì)故障分析與解決

01J型無級變速器機(jī)械部件故障引起的換擋品質(zhì)故障很多，下面重點(diǎn)分析主動鏈輪中的扭距傳感器花鍵槽出現(xiàn)磨損時所帶來的故障與相應(yīng)的解決方案，以及該變速器冷卻管路中差壓閥DDV1出現(xiàn)磨損后故障分析與解決。

當(dāng)主動鏈輪前端的花鍵齒與扭距傳感器滑軌架2(帶花鍵槽的)之間軸向移動時，產(chǎn)生嚴(yán)重磨損后引發(fā)故障。奧迪01J型無級變速器主動鏈輪軸上的扭矩傳感器工作原理如圖35所示。扭矩傳感器是利用齒輪嚙合過程中形成的旋轉(zhuǎn)力(扭距傳感器中帶齒輪的滑軌架1)根據(jù)幾何原理轉(zhuǎn)換成軸向位移力(扭距傳感器中帶花鍵槽的滑軌架2)，形成位移力后即可改變鏈輪缸內(nèi)的壓力，從而改變鏈條夾緊力。由于既有旋轉(zhuǎn)力又有軸向位移力，因此很容易導(dǎo)致滑軌架2與主動鏈輪軸間的磨損，通常情況下根據(jù)金屬材料本身因素滑軌架2不容易被磨壞，而損傷的往往是主動鏈輪軸(見圖36)。

無論是哪一側(cè)出現(xiàn)磨損都會影響滑軌架2在主動鏈輪軸上移動的順暢性，從而在變速器正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中由于滑軌架2準(zhǔn)確位置失真(滑動受阻或有卡滯現(xiàn)象)而使鏈條夾緊力控制失效(鏈條會出現(xiàn)松緊度變化無常的現(xiàn)象)，繼而帶來變速器換擋品質(zhì)的故障。通常情況下會在車輛起步或制動停車階段出現(xiàn)聳動，同時還可能出現(xiàn)在發(fā)動機(jī)扭矩突然急劇變化(急加速驅(qū)動)時，車輛也會出現(xiàn)嚴(yán)重的闖車或聳動現(xiàn)象。在實(shí)際故障診斷中大家都認(rèn)為是離合器或液壓控制滑閥箱的故障，因?yàn)閺墓收犀F(xiàn)象看特別接近離合器突然離合或鏈條突然有抽動的故障現(xiàn)象。但從動態(tài)數(shù)據(jù)信息看并未明顯發(fā)現(xiàn)離合器的信息存在問題，不過當(dāng)故障現(xiàn)象出現(xiàn)時能夠從鏈條接觸壓力G194的反饋信息中發(fā)現(xiàn)鏈輪缸內(nèi)的壓力波動較大，因此很多維修人員可能看到這種情況后認(rèn)為是滑閥箱的故障，于是更換了滑閥箱，但試車后故障依然存在，最后不得以解體變速器后才看到主動鏈輪軸前端花鍵槽有嚴(yán)重磨損。這里需要說明的是，當(dāng)主動鏈輪軸前端花鍵槽完全磨光后車輛便不能行駛了，只能更換主動鏈輪軸總成排除故障。

還有就是變速器在發(fā)動機(jī)怠速工況任何擋位都有吱吱的響聲，并且和方向助力泵聲音很相似，轉(zhuǎn)速達(dá)到1200r/min就沒有聲音了，但散熱器油管有振動。這種現(xiàn)象往往是涼車比較明顯而熱車后卻明顯減輕，有時還會影響到車輛的掛擋和起步過程，比如掛擋沖擊嚴(yán)重時還會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)立即熄火以及變速器的溫度上升速度較快。

故障檢修：檢修環(huán)節(jié)中，在響聲存在時，散熱器油管有振動現(xiàn)象但并沒有堵塞，所以起初不會懷疑變速器油壓不正常，而在觀察動態(tài)數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)離合器自適應(yīng)匹配控制電流又明顯特別高(見圖37)。根據(jù)這種情況分析應(yīng)該是系統(tǒng)油壓或者離合器油壓泄漏，然后電腦在實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制時不斷地提升離合器壓力調(diào)節(jié)電磁閥N215的自適應(yīng)控制電流(當(dāng)然也有可能會激活離合器自適應(yīng)匹配達(dá)到極限的故障碼)，以使其達(dá)到工作要求。高電流高油壓難免會出現(xiàn)掛擋沖擊的故障現(xiàn)象，嚴(yán)重時還有熄火現(xiàn)象。在這種情況下，大部分維修人員都是直接更換滑閥箱來確認(rèn)故障能否解決，沒想到換完滑閥箱后故障現(xiàn)象及響聲并沒有任何改觀。

于是再次仔細(xì)分析，故障現(xiàn)象及響聲均與冷熱有關(guān)，同時為什么變速器溫度上升速度那么快呢？難道是冷卻系統(tǒng)有故障？另外，既然液壓系統(tǒng)沒有問題(更換了滑閥箱)，那么離合器自適應(yīng)匹配控制電流值電腦為什么設(shè)置那么高呢？通過檢查，冷卻器和外部過濾器并沒有問題(如果二者堵塞，離合器自適應(yīng)匹配電流值應(yīng)該低)。綜合考慮應(yīng)該還是內(nèi)部散熱系統(tǒng)的液壓有問題，外部既然沒有問題只能拆解變速器去檢查其內(nèi)部情況。分解變速器后直接查找冷卻控制油路，結(jié)果發(fā)現(xiàn)冷卻回油管路中的DDV1差壓閥已經(jīng)嚴(yán)重磨損，且磨損處有很深的三道溝槽，直接更換冷卻回油管路的彎形管(DDV1差壓閥被安裝在里邊)故障即可徹底排除。

故障分析：為什么小小的DDV1差壓閥磨損后對變速器的影響這么大呢？結(jié)合圖33分析一下：在前面的分析中了解到DDV1差壓閥其實(shí)就是變速器在低溫狀態(tài)時的加熱模式閥，低溫時讓更多的CVTF形成油路短接，CVTF直接回到變速器內(nèi)部而少量的CVTF去往冷卻器，目的是讓變速器CVTF的溫度盡快有所上升。當(dāng)油溫上升后，該閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，所有的CVTF都去往冷卻器，此時變速器的加熱模式解除。但一旦DDV1差壓閥磨損(一般會磨出很深的三道溝槽)后，相當(dāng)于變速器始終處于加熱模式，因?yàn)闊o論涼車還是熱車均有一部分CVTF經(jīng)過磨損出的溝槽直接回到變速器內(nèi)部，這樣僅有少量的CVTF去往冷卻器，因此會引起變速器的高溫，同時由于去往冷卻器的CVTF的流量減少了，并且無阻力地通過了磨損的溝槽流回變速器，這樣G194壓力傳感器得到的鏈條夾緊力形成的接觸扭矩相對就會變低，與外部過濾器堵塞時不同(背壓升高接觸扭矩即會增大)，電腦在完成起步扭矩控制功能的修正過程中，只能通過提升離合器油壓來實(shí)現(xiàn)車輛的起步扭矩控制。因此就出現(xiàn)了離合器自適應(yīng)電流值(N215)的升高而引起的掛擋沖擊或入擋發(fā)動機(jī)熄火等現(xiàn)象。相應(yīng)地，變速器在涼車時發(fā)出的響聲也很容易理解，是DDV1差壓閥頻繁動作產(chǎn)生的(畢竟本身因磨損而存有泄漏)。在過去的維修中，維修人員很少能發(fā)現(xiàn)這里的故障，而如今在配件市場就能夠找到全新的帶有DDV1差壓閥的彎形管(見圖38)，因?yàn)閺澬喂軆?nèi)的DDV1差壓閥很容易磨損。(未完待續(xù))