自动变速器故障维修案例分析与经验集锦(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2020-06-27 22:02:59

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作者:薛庆文

出版社:机械工业出版社

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自动变速器故障维修案例分析与经验集锦

自动变速器故障维修案例分析与经验集锦试读:

前言

随着汽车设计技术的飞速发展,汽车维修技术也进入新的阶段,改变传统维修理念,树立正确的科学诊断与维修新思路是当前维修人员在工作中必须面对的问题。现代汽车智能化程度的提高,给诊断和维修都带来了一定的难度。在实际诊断与维修中积累的经验具有很大的价值,会给维修带来了极大方便,特别是难度较大的自动变速器维修。本书编者结合十几年一线汽车自动变速器维修工作经验,特编写了100余例经典案例,以供广大维修技术人员在实际维修工作中参考。

新型自动变速器技术的变化导致故障多样化,不再像传统自动变速器那样仅局限在几种容易解决的常见故障,同时系统与系统间的故障现象容易混淆,稍不留意就会因前期的误判而使维修走错了方向,最终形成所谓的疑难故障。而本书不仅提供诊断及维修方案,更重要的是提供了诊断新思路及原理性的总结,能使读者视野开阔,思路拓宽,认识提高,知识加深,最终提高诊断与维修能力。

编写中注重理论与实践紧密结合,通过一个实际的故障,展开对形成故障可能的原因进行科学分析,通过对数据的采集、故障码设置分析等确定故障范围,最终使故障得以排除。

在编写本书过程中,得到许多行业专家以及同行们的热情支持。初稿完成后,由行业实战专家阚有波老师审阅,同时还得到了北京陆兵汽车技术服务有限公司技术培训中心、北京陆兵自动变速器维修服务中心、北京陆兵自动变速器配件销售中心、上汽集团自动变速器产品再制造项目组、《汽车与驾驶维修》杂志社、《汽车维修技师》杂志社、《汽车维修与保养》杂志社、北京天元晟业科技有限公司以及新世纪汽车技术服务网的大力支持,在此一并致谢。

本书由薛庆文编著。感谢陈文娟、杨文生、张艳伟、綦昕、徐佐鑫、孙广伟、岳海滨、温宗明等给予的支持和帮助。

由于水平有限,书中难免存在不妥或疏漏之处,恳请广大读者提出宝贵意见和建议,以便再版时修订改正。编著者

第一章 大众自动变速器常见故障案例

一、AG4系列自动变速器

1.帕萨特1.8L轿车01N自动变速器没有超速档故障

车辆信息:一辆2000年上海大众公司生产的帕萨特轿车,配用ANQ1.8L电喷发动机和01N 4速电控自动变速器。

故障现象:该车为一辆事故车,因将变速器油底壳撞坏后不能行驶拖至修理厂进行维修。经初步检查后发现,变速器油底壳破损,有两个电磁阀及电磁阀线束板被撞坏,阀体也有不同程度的受损。考虑到因该车底盘受损后没有继续行驶,因此变速器其他部分受到损坏的可能性非常小,换掉受损部件后应该能恢复到原状。但更换油底壳及新阀体总成后(包括电磁阀和线束),试车时却发现自动变速器时常出现没有超速档的现象,同时,变速器进入故障运行模式。

再次确认故障现象:在实际路试中发现,该变速器出现此故障现象并不频繁。在正常使用情况下,也就是节气门开度在1/4时换档点都很正常,而且变矩器锁止离合器工作也非常正常,当然故障现象也不会出现。但有两种情况能反映出故障现象:一种是当节气门开度比较大时,3档无法换入超速档(当然在强迫降档开关没有接通的情况下),但1档升2档和2档升3档都非常正常;另一种是在正常行驶情况下,当变速器进入超速档后,这时突然深踩加速踏板变速器降至3档(强迫降档开关接通),然后再平稳运行变速器就无法换入超速档。

故障分析:根据这种情况,修理人员首先通过诊断仪器对变速器系统做了自诊断分析和数据流分析,通过读取故障码,发现只有00652号故障码,其含义是档位开关监控信号不良。

清除故障码,反复路试却发现故障码00652只有在D位才会出现,而在其他档位均不会出现。并在随车读取数据流时还发现,故障的确在3档升4档过程中或在4档运行时出现,而且从诊断仪上看ECU有时有3档升4档指令信号,有时无3档升4档指令信号,其他信号均为正常。但在正常行驶时(节气门开度在1/4时),所有信号都是正常的。电磁阀在不同档位上的工作情况,见表1-1。表1-1行驶过程中电磁阀的工作情况

从数据流分析上看,该变速器的故障既不能排除是机械问题也不能排除是电控问题。因为只有在各输入信号都正常的情况下,ECU才能对电磁阀发出相应的各档换档指令信号。如果换档指令信号正常,而变速器运行异常,则说明问题存在机械方面;如果换档指令信号不正常,则说明问题有可能出在电控方面,也可能出在机械方面。因此,应该对故障码产生的条件进行分析并加以排除。00652这个故障码可能的故障原因有离合器、制动器或阀体损坏;控制单元不良;变速器车速传感器不良或屏蔽线开路。

通过由简单到复杂的程序检查,可以排除变速器车速传感器及其线路故障,但由于阀体总成是新的,存在问题的可能性非常小,因此暂时不做考虑。而离合器和制动器可以通过变速器在没有装阀体的前提下,对其进行空气压力试验来确定它们的密封性能。在检查离合器和制动器密封性能时,并没有发现有泄漏情况,因此,也可以排除其存在故障。在确定各传感器输入信号准确无误时,只能怀疑ECU本身出现问题。是否在撞坏变速器油底壳的同时,电磁阀共用正极线突然搭铁而瞬间损坏了控制单元。这种可能性非常小,因为该变速器控制ECU具有自我保护功能。当其电控系统或液压控制系统出现故障时,都会马上激活其安全保护功能。变速器会在相应的固定档位上运行,直至故障完全排除。并且该ECU还具有根据行驶工况(模糊逻辑)进行换档功能控制。也就是说,ECU能随驾驶人的意愿在任何行驶工况和行驶阻力的条件下都会自动确定相应的换档点。因此,ECU损坏的可能性也不是很大。为了确保判断万无一失,决定找一同款车ECU进行替换(原则上是不允许的,因为该车为数据总线控制)。替换的结果是故障依旧。这样怀疑变速器电控系统有故障就基本被排除了。那么,问题很可能还是由于机械原因引起的。

返修过程:因车主急需用车,在几乎不影响使用的情况下只能先交车出厂,毕竟正常的情况比较多,并一再告诉车主使用时注意的事项。但出厂没有几天,此车再次返厂维修。因为故障现象比以前更加严重,而且在4档运行时总出现打滑现象。当检查其自动变速器油质时发现,刚使用没有几天的专用ATF已经变黑并有烧焦气味,这说明4档执行元件已经有不同程度的烧损,应解体变速器进行彻底检查。变速器4档传动路线图,如图1-1所示。图1-1 01N自动变速器4档动力传递简图注:H代表液压传动;M代表刚性传动;“1”表示已被激活的电磁阀;“0”表示未被激活的电磁阀。

特别注意:由于阀体是大众原厂纯新配件,本身存在故障概率非常小,因此不能排除人为装配问题,实际上,装配大众车系的阀体是一件很容易的事情。这样,决定在分解和装配变速器时,仍然由原来同一个人来完成作业。当该修理人员在拆卸阀体总成时,发现他不是将手动阀操纵杆脱开,而是将手动阀操纵杆固定螺栓拆下(一般情况下不用拆)。立即询问其以前在换阀体时也是这样拆装的吗,他给出了肯定的答案,于是故障原因终于找到。原来是由于手动阀装配位置不正确,造成变速器4档执行元件的工作油压偏低,而引起4档工作不正常的现象,最终致使K3离合器片烧损。

那么,又是什么原因使变速器在4档上打滑呢,考虑到原来撞坏变速器油底壳后悬架也严重变形而不能继续行驶,即使当时变速器内部元件有烧损的情况,那也应该只能是1档执行元件烧损,而绝对不会是4档执行元件,但1档始终运行良好,而且发生事故前的车速达不到4档车速。因此充分说明该变速器在没有更换阀体之前1档和4档执行元件都是良好的。也就是说,引起4档打滑的原因应该是换完阀体后才出现的,因此可以确定是控制阀体本身或阀体到4档执行元件油路之间的油压存在轻微泄漏问题。那么看来原因只有两个:一是阀体本身有问题。二是阀体装配上有问题。

故障排除:更换K3离合器组件,重新调整手动阀位置,故障彻底排除。笔者建议:同行们在维修大众系列变速器时最好不要拆手动阀连动杆螺栓,在拆卸阀体时慢慢地将手动阀连动杆脱开即可。如果拆手动阀连动杆螺栓,应按规定调整好其位置。手动阀的调整如图1-2所示。图1-2 01N自动变速器手动阀位置调整2.宝来轿车不能高速行驶的故障

车辆信息:一辆2002年宝来轿车配用1.8L涡轮增压发动机和大众公司生产的01M4速电控自动变速器。

故障现象:该车是因为不能高速行驶而进厂维修的。

故障检修:接车后,首先通过诊断仪进行故障码查询并进行路试。通过自诊断读取的故障码为00652和01192,故障码含义如下:

00652是档位监控不可靠的信号,其实就是档位速比信息不正确。可能的故障原因是电气、液压有故障;离合器或阀体有故障。

01192的含义是变矩器锁止离合器机械故障。可能的故障原因是变矩器锁止离合器打滑和阀体有故障。

清除故障码进行路试,结果发现该变速器只有一下换档感觉,从发动机转速以及实际车速上看,变速器执行的是1档和3档,而没有2档和4档,也就是变速器从1档起步后直接换至3档,使用专用检测仪通过读取动态数据流可知(表1-1),变速器ECU已经向变速器发出1、2、3、4档的指令信息,这说明该变速器的电控系统没有问题,而00652故障码的出现正是因为没有2档和4档所致,01192故障码的出现应该是锁止控制滑差超出其规定范围所致。为了更加确切地证明电控系统不存在问题,采用人为控制换档电磁阀的方法来执行1、2、3、4档,结果在人为指令2、4档状态时,变速器根本没有任何反映,这充分说明该变速器只有1、3档而没有2档和4档,而且00652和01192故障码又重新出现。

由于变速器电控系统不存在故障,只好检查变速器的液压控制系统和机械执行元件。从变速器换档执行元件工作表上可以得知B2(2/4档制动器)制动器为2/4档公用元件(表1-2),而且该制动器受换档电磁阀N89控制,因此应该重点检查N89电磁阀、阀体以及B2制动器本身是否工作良好。由于ECU所发出2/4档指令信息后,变速器并无发现打滑现象,这充分说明B2制动器根本没有工作,如果其工作或工作不好肯定会实现2/4档或2/4档打滑。因此变速器不能执行2/4档的原因还应该在电磁阀和液压控制阀体上。表1-201M自动变速器换档元件工作表

按照先简后难的维修方法,先检查液压控制阀体和电磁阀,因为这样做不需要把变速器从车上拆下来,当拆下油底壳后发现ATF中有好多黑色磨损颗粒,这说明变速器内有烧损元件。这样只好先分解变速器,分解后除了发现K3(3/4档离合器)摩擦片烧损外,没有发现其他损坏部件。K3摩擦片烧损,是由于变速器经常处于故障运行模式,长时间3档运行,使变速器高温所致。利用压缩空气检查B2(2/4档制动器)工作情况,结果工作非常良好,这充分说明缺少2/4档的真正原因就在其液压控制部分。清洗液压控制阀体、更换烧损部件、B2制动器控制电磁阀N89、TCC电磁阀N91及所有密封元件。

故障排除:按照常规,作业竣工后进行路试,结果变速器的换档曲线、油压、油温、强制降档功能、发动机制动功能以及变矩器锁止离合器控制等均处于正常状态,而且00652和01192故障码再没有出现,维修顺利成功。但车辆停放一晚上第二天准备交车之际新故障出现:当凉车起动发动机后,踩制动踏板原地入动力档时发动机抖动严重。严重时可造成入动力档发动机立即熄火,而且在行驶时每个换档点都会有冲击感觉。当变速器达到正常温度后,故障现象明显好转。其实这个故障就是液压控制阀体里的TCC锁止控制阀出现卡滞现象(图1-3),这是大众系列AG4变速器最常见的问题,特别是有些车没有在规定时间更换ATF,或者是本来没有故障的车经过维护保养后通常出现此类故障,还有就是大修后也容易出现这样的故障现象。通常解决的方法就是重新清洗该控制阀,或者用细的水磨砂纸轻微打磨该控制阀,重新清洗装配即可。这样的做法在短时间不会再出现问题,但由于该控制阀的铝套是非常容易磨损的,可以说在整个控制阀体里它是一个易损件,对维修质量是没有任何保障的。为了保证维修质量,让客户达到满意,最好的做法就是更换TCC控制阀(阀体修理包)。这样做对客户对自己都是负责的。图1-3 01M变速器阀体上的TCC机构3.帕萨特B4轿车01M自动变速器超速档打滑故障

车辆信息及故障现象:一辆帕萨特B4轿车配用AG401M自动变速器,在正常高速行驶时,出现发动机空转现象。开到修理厂后,首先更换大众专用ATF和滤清器,进行路试故障现象没有任何改变,而且基本确认故障为2档升3档轻微打滑,而3档升4档严重打滑。

故障分析与故障检测:首先,利用大众专用检测仪V.A.G1552读取其ECU内故障存储器中的故障码,发现只有01192,其故障含义是变矩器机械故障,并同时进行动态数据流测试。清除故障码再次进行路试,结果01192故障码再次重现。就01192故障码的分析:设置该故障码的条件是当变矩器锁止离合器滑差转速超出ECU内部设置的极限值时便设置此故障码。变矩器锁止离合器的工作过程是这样的,当ECU接收到满足变矩器锁止离合器接合条件时,便指令锁止控制电磁阀N91工作,锁止油路会通过锁止滑阀进入变矩器锁止离合器,此时变矩器的泵轮与涡轮之间应该形成同样转速(即0转速),从而实现发动机与变速器之间的刚性连接。因此当ECU一旦设置该故障码时,应该重点检查N93电磁阀的工作性能(电磁阀试验台)、液压控制阀体中的锁止控制阀(阀体测试机)以及变矩器本身。当然在特殊情况下,如果K3打滑也会造成锁止滑差转速升高的,这是因为K3离合器便是涡轮(通过K3轴花键与涡轮连接),因此K3离合器工作不良也会直接导致变矩器锁止工况的。所以在进行故障检修中一旦出现01192故障码时,不能单一去考虑变矩器锁止控制问题。

3档升4档打滑应该是4档(超速档)执行元件工作不正常,或者是电控系统指令错误、液压控制系统、换档电磁阀以及控制油路存在泄漏现象。从换档执行元件工作表(表1-2)上可知,超速档执行元件为K3(3/4档离合器)和B2(2/4档制动器)。而换档电磁阀N90控制K3离合器,N89控制B2制动器,B2制动器为2档与4档公用元件,而变速器在执行1档升2档时没有打滑现象,应该说明B2制动器不会有问题;那么极有可能就是K3离合器本身或控制系统有问题,由于K3离合器是3档与4档的共用元件,3档升4档打滑严重,而2档升3档轻微打滑的原因是因为3档为直接档K1(1/3档离合器)离合器和K3离合器同时工作,而4档为超速档,K3离合器这时必须作为主动元件出现。如果ECU发出超速档的指令是正确的,那么问题应该就在换档电磁阀―液压阀体―液压油路―执行元件K3本身。为验证问题是出在电控系统还是液压机械系统,可以人为控制换档电磁阀来执行4档状态,看变速器是否能够实现超速档,如果仍出现3档升4档打滑现象,只好分解自动变速器。

分解变速器后发现K3离合器的确烧损严重,而其他用油元件良好,检查K3离合器及其控制油路。K3离合器可以利用压缩空气来验证其工作性能,通过仔细检查K3离合器以及控制油路并没有发现任何问题,这说明烧损K3离合器的原因应该在于液压控制阀体的供油压力上,因此应该重点检查阀体中的K3控制阀和N90电磁阀,如图1-4所示。图1-4 01M变速器阀体部分阀门

故障排除:翻新清洗变矩器,更换K3总成清洗液压控制阀体并更换换档电磁阀N90及所有密封元件,故障排除。4.桑塔纳3000型轿车01N自动变速器一起人为故障

车辆信息:一辆2004年桑塔纳3000型轿车配用型号为AG401N 4速电子控制自动变速器。

故障现象:由于变速器出现故障在其他维修厂进行维修。据那里的修理人员讲该变速器的原始故障现象为2档升3档冲击严重;车速在40~60km/h匀速加速行驶时有耸车现象;倒档接合时间滞后并冲击严重。

当修理厂技术人员接手该车检查时发现,由于该车以前曾涉过水,ATF中混入水后很快容易变质,因此决定作变速器解体清洗,同时重点清洗液压控制阀体。更换各密封元件装复变速器进行路试,结果新的问题出现,那就是1-2档、2-3档以及3-4档打滑严重,也就是每个换档点都打滑,但倒档比较正常,冲击问题以及车速在40~60km/h匀速加速行驶时耸车现象也随之消失。由于该厂对此类自动变速器无任何维修经验,故再次解体变速器。在分解变速器中发现3/4档离合器K3摩擦片烧损,其他部件没有发现异常。更换K3烧损部件再次重新组装后试车,其结果更为糟糕,因为这次重新装配后手动1档及倒档均不能行驶,但前进1档和倒档的工作油压是正常的,而且当变速杆置于动力档时有接合感觉。没有办法只好作第三次拆装,据承修该变速器的技师讲,再次分解仔细检查相关部件并没有发现问题后又再次重新组装。经过三次维修后车辆总算可以行驶了,而且变速器在换档时也没有打滑现象了,换档点也很正常,但经过重复路试又出现了换档品质问题,那就是变速杆由P位入R位接合冲击力依然过大,而且在前进档(D位)时,每个换档点都有冲击,尤其是1-2档和3-4档冲击严重,2-3档略为轻一些,还有就是节气门开度比较小一些时,冲击感也明显减小,而且凉热车无明显变化。车辆维修到这种结果时,在万般无奈之下只好求助于笔者。

接此车后进行车辆路试,得出故障结论基本与其反应故障现象相吻合,唯独有一点区别就是,当变速杆置于D位起步时有轻微的耸车现象,其他位置(3、2、1)正常,同时在1-2档和3-4档冲击的同时,还伴有摩擦的尖叫声。根据先易后难的维修操作方法,不能立即对变速器大拆大卸。因此在了解掌握相关数据(利用专用检测仪对车辆各工况进行随车诊断)正常的情况下,暂且先不考虑机械安装的问题。这样决定先更换一块没有故障的液压控制阀体总成试一下,当把新的阀体装车后路试,结果略有改变,那就是2-3档换档点不再是冲击而是轻微打滑,连接油压表发现主油压有些偏低,将主油压调整至正常值后,故障现象又回到原来状态。在这种情况下,决定从机械方面来查找故障原因。

故障分析:在其他维修人员从车上拆卸变速器的过程中,就当前故障现象进行逻辑分析。根据AG401N变速器换档执行元件的工作特点,应该从以下几个方面来分析。

1)1-2档和3-4档冲击严重,应该重点考虑2/4档的共用元件B2制动器,因为如果每一个换档点冲击力几乎都一样的话,应该考虑主油路油压的问题。

2)那么,2-3档冲击应该跟2/4档制动器B2关系不是很大,而应该重点去检查3/4档离合器K3。

3)倒档冲击应该考虑倒档执行元件本身的问题,因为倒档工作油压是正常的。

4)变速杆只有在D位起步耸车,应该考虑手动阀调整位置,因为变速杆在D位、3位以及2位换档执行元件是一样的(1/3档离合器K1+单向离合器F)。

分解变速器逐一查找故障疑点,在分解变速器整个过程中,发现几处人为装配上的错误:橡胶挡油板位置错装;K3离合器连接驱动轴端部轴承及调整垫片位置错装;手动阀位置不正确。同时通过目视及工具测量还发现几处故障部位:一是因以前装配原因2/4档制动器B2的支撑导管变形,同时2/4档制动器B2摩擦片因橡胶挡油板位置错装致使摩擦片在工作时得不到充分润滑而局部烧损;二是低/倒档制动器B1工作间隙过大;三是3/4档离合器鼓K3变形。

通过以上故障点的查找与分析,不难知道倒档接合时间滞后及冲击的问题在于低/倒档制动器间隙上;因橡胶挡油板位置错装而使2/4档制动器B2摩擦片在工作时得不到充分润滑,因此变速器在执行1-2档和3-4档时,会产生摩擦尖叫声;以前因装配原因使2/4档制动器B2的支撑导管变形,因此造成B2制动器在工作时接合不平稳,从而产生1-2档和3-4档的冲击现象,另外,2/4档制动器B2的支撑导管变形的原因是在装配时导管的缺口没有对准单向离合器外座圈定位凸键,致使第二次组装后倒档及手动1档不能行驶,这是因为当2/4档制动器支撑导管一旦位置错装后会造成2/4档制动器B2组件无任何间隙,从而使前大太阳轮不能转动,这样当变速器执行R时由于连接输入轴的主动部件为倒档离合器K2,并且K2离合器带动的是前大太阳轮,而这时太阳轮又不能转动,因此形成部件的运动干涉,最终不能实现倒档功能;同样,当变速器执行手动1档时,固定元件是低/倒档制动器B1,由于前大太阳轮不能转动,也相当于固定,这样在一个行星排里相当于有三个元件(K1、B1、B2)在参与工作,而且有两个固定元件,因此也会向倒档一样形成部件的运动干涉,最终不能实现变速器的手动1档。

故障排除:更换所有损坏部件并将各部位间隙调整至规定值,再次对此车进行路试。首先入倒档冲击问题以及D位起步耸车问题得以解决,但每个换档点冲击问题依然存在,不过冲击感明显减小,而且在每一个换档点的冲击感觉几乎都是一样的,同时新的问题又出现了,那就是当车辆减速降档时也会有冲击现象,最重要的是踩制动踏板停车时,明显感觉车辆的冲劲特别足,有点踩不住制动踏板的感觉。这时并没有更多的去在意当前发生的新问题,因为像这种故障现象遇到的非常多,在这方面还是有十足的经验。这种情况大多是由于阀体中TCC锁止控制滑阀卡滞,造成变矩器锁止离合器半接合状态。连接诊断仪进入02-08-007读取变矩器锁止离合器滑差转速,当汽车在D位执行1档刚刚起步后变矩器锁止离合器滑差转速马上由几百r/min变至0r/min,也就是说,汽车起步后马上就实现了发动机与变速器之间的刚性连接,因此判断还是正确的。因为当汽车在D位执行1档行驶后,ECU并未对锁止电磁阀N91发出指令信号,而实际变矩器锁止离合器已经进入完全接合状态,这充分说明此现象是阀体中TCC锁止控制滑阀卡滞所造成的。分解液压控制阀体发现TCC锁止控制滑阀确实卡住了。拆下此阀发现其阀套内磨损严重,更换TCC锁止控制滑阀故障彻底得以排除。5.帕萨特B4轿车自动变速器升降档点出现重叠现象

车辆信息及故障现象:帕萨特B4 AG4自动变速器大修后出现3档升4档和4档降3档点重叠现象,即该变速器在58km/h从3档换入4档,同时在4档降至3档也是58km/h的车速。

故障分析:大众AG4自动变速器为4前速ECU控制变速器。变速器的各档速比变换是该变速器ECU通过接收TPS、VSS等传感器的输入信息后,经过逻辑分析、计算,最后指令换档控制电磁阀实现的;而且它的升降档曲线已编排到ECU内部,即变速器什么时间换高档、什么时间换低档不是人为所能改变的,最主要的参考信号是发动机的负荷信号(通过TPS开度变化得到的)和实际的车速信号。当然不同的驾驶风格换高低档正时曲线也会改变,即汽车在相同车速下,不同的节气门开度(多踩加速踏板和少踩加速踏板)换档时间也是不一样的,或者是在相同的节气门开度下,由于汽车的行驶阻力(上、下坡)不一样,也会使换档时间有所改变。

当汽车需要加速度的时候,变速器必须执行换高档,这时变速器ECU会根据车速的加快以及节气门开度的变化指令换档电磁阀执行高档状态;而通常变速器的降档是在汽车滑行由于地面阻力而车速下降时实现的,或者是通过施加制动使车速下降实现的,还有就是当汽车行驶阻力特别大,发动机动力不足时(爬坡)变速器会降低一个档位。因此,任何一款正常的变速器无论是ECU控制换档,还是全液压控制换档,它的升降档曲线都不会重叠。

故障解决方案:通过以上分析,不难发现3-4档和4-3档的油路转换,主要是靠ECU通过接收两个主要信号实现的,即反映发动机负荷的节气门开度信号和反映实际车速的变速器输出转速信号。ECU通过数据分析、计算以及和内部换档程序的对比,最终指令换档电磁阀工作,电磁阀通断工作就会改变3-4档和4-3档的油路转换,这样就实现了3/4档的切换。就该变速器故障现象,首先要考虑TPS信号和VSS信号。可以通过读取数据流的方式来进行故障检测,看TPS是否在4.5~0.4V范围变化以及VSS的电压信号变化,当然还可以利用示波器来进行波形分析,这样就不难查到故障所在。6.几种轿车01M/01N自动变速器电磁阀故障

变速器信息:大众公司生产的AG4系列01M和01N自动变速器的内部结构、控制原理基本类似。01M变速器主要配用在一汽大众的捷达、宝来轿车上,01N变速器主要配用在上汽大众的俊杰、帕萨特轿车上。一汽大众与上汽大众的车型在我国市场上占有相当大的份额。因此维修01M和01N变速器较多,遇到的故障现象也较有特点,比如换档品质不良,没有前进档或倒档,最后更换5个开关电磁阀后,一般故障就会得以排除。但是这样做,有时候势必会“冤枉”一部分电磁阀,这样就使维修成本上升,也给车主增加了经济负担。下面以01M为例,简单介绍一下它们的工作原理。

大众公司生产的01M变速器为4速变速器,采用拉维娜式行星轮机构,共有三个离合器K1、K2和K3,两个制动器B1、B2以及单向离合器F。表1-3为不同档位的换档执行元件工作表。动力传递路线如图1-5所示。图1-5 01M变速器动力传递简图表1-3执行元件工作表(续)注:●代表工作。

01M自动变速器共有5个开关电磁阀,分别是N88、N89、N90、N92、N94,同时还有两个线性电磁阀N91、N93,其中N88电磁阀控制离合器K1工作,N89电磁阀控制制动器B2工作,N90电磁阀控制K3离合器工作,N92电磁阀为换档时间控制阀,用来改善换档品质,N94为K1离合器压力保持电磁阀也是用来改善换档品质。N91为变矩器锁止控制电磁阀,N93为主油压调节电磁阀,如图1-6所示。图1-6 01M变速器电磁阀布置

5个开关电磁阀结构原理都一样,都为常开式即断电时泄油孔打开。当电磁阀通电时,内部线圈产生吸力,它会将线圈下部的钢球吸上来,从而堵住电磁阀的泄油孔,这样开关电磁阀就起到泄油和保压的作用。开关电磁阀的小钢球外部镀一层铜,其目的是使密封性能更好。可不要小瞧这个小钢球,由于它的变形会使电磁阀发卡,由于它的镀铜层磨损会造成电磁阀密封不严,这样给变速器造成各种各样的故障,小钢球的损坏程度与电磁阀的工作频率有关。表1-4是在实车中采集的数据,通过此表会很清楚地看到5个开关电磁阀的工作状态。表1-4开关电磁阀工作状态表

由于由P/N位入D位或R位电磁阀的工作频率由人为决定,所以先考虑变速器在D位时,由D1档升入D4档,再从D4档降到D1档时,这一个工作循环中各个开关电磁阀的工作频率。其中N88为2次由1到0或0到1的转换,N89为6次,N90为2次,N92为13次,N94为8次。由于N92电磁阀为换档时间控制阀,N94为离合器K1压力保持电磁阀,它们都是用来改善换档品质的,所以它们的工作频率最高,分别为13次和8次,而电磁阀N88、N90为换档电磁阀,都是不通电时所控制的执行元件工作,所以它们的工作频率最低,均为2次。但是这样的数据统计还是不很完整,因为P位、R位或N位也有电磁阀工作,那么数据如何接近完整呢?以上统计的是D位,而每次入D位时,都是由P位或N位进入D位,停车时都要从D位再进入N位或P位,且N位或P位电磁阀的工作状态是一样的。而变速器位于R位是没有规律的,所以暂且忽略R位的电磁阀工作状态。那么由电磁阀的工作状态表可知,N88和N90电磁阀在P/N位时为1,N88电磁阀在由P/N位向D位转换时状态发生变化,那么在变速器运行的工作循环中(指汽车在P/N位起动,在D位从D1档升入D4档再降入D1档,最后回到P/N位灭车),N88电磁阀多了4次,N90电磁阀多了2次,即N88为6次,N90为4次。由以上的数据可以得出这样的一个结论,最容易损坏的电磁阀是N92和N94,所以每次检测电磁阀时,一定要用电磁阀检测仪检测这两个电磁阀,而N90的寿命可能是它们的3倍多,所以发现N90电磁阀出现问题后,千万不要忘记检查N92和N94电磁阀。

下面结合油路图,举几个01M和01N常见的故障案例,具体分析一下由于开关电磁阀损坏引发的自动变速器各种故障。

实例1车辆信息及故障现象:一辆2003年宝来1.8T轿车,配用01M自动变速器,行驶里程约14万km,该车由于前进档延迟、倒档冲击,来厂维修。接车后进行试车,确实如车主所述的一样。

初步分析:该车入倒档冲击,原因可能是主油压高。因为当主油压较高时,由于倒档传递转矩较大,所以需要油压较高,这时冲击主要表现在倒档上,而前进档不明显,但至少不会延迟,这样分析显然与故障车不符。那么暂不考虑主油压的问题,通过01M的倒档油路图,先简单分析一下倒档冲击的可能原因,然后再试图找出前进档延迟的原因。

01M自动变速器倒档的工作元件是K2离合器和B1制动器,输入轴通过K2离合器将动力传递到前排大太阳轮,B1制动器将行星架制动,这样齿圈将会形成减速反向输出即倒档。

先看一下离合器K2的油压是如何建立的,来自油泵的油压经主油压调节阀调节后送往手动阀,然后从手动阀出来后往上走,该油路经过一个单向阀(导通)和单向阀旁通道进入离合器K2。在这条油路中,有一点值得注意,那就是由手动阀到离合器K2的油经过一个单向阀和一个单向阀旁通道,且该单向阀在离合器K2进油时是打开的,那么离合器K2必然充油时间很短。这是不是倒档冲击的原因呢?很显然不是,因为当初厂家是这样设计的,倒档工作时,需要的工作元件是离合器K2和制动器B1,如果制动器B1油压建立缓慢,而离合器K2油压建立再快,也不会冲击。因为在行星排中,只有一个工作元件作为动力输入,而其他工作元件没有动力输入或制动时,动力是无法传递的。再看这个单向阀,当离合器K2释放时,这个单向阀便截止,使离合器K2的释放速度变慢。那为什么要这样做呢?因为当变速杆进入R位倒车后,很可能进入D位前行,当进入D位时,由于离合器K1工作,而K2没有完全释放,在这个瞬间形成3档,然后变成1档,很显然这样提高了起步时的舒适性与平稳性。从离合器K2的进油油路中看不出问题,那么,再分析一下制动器B1的进油油路。来自油泵的油经过主油压调节后送往手动阀,然后从手动阀出来后往下走,再经过一个有钢球的三通阀(此时钢球将左边的油道堵死),油从三通阀的上端走,再通过K1换档阀,油通过B1供给阀旁边的阻尼孔进入制动器B1。那么变速杆由P/N位进入R位,除了离合器B1的缓冲装置外,这个阻尼孔也起到了很大的作用。如果再有一条和这个阻尼孔并联的油道打开,那么这个阻尼孔的作用就没有了,这样便会形成倒档冲击。通过油路图发现,当B1供给阀位置在中间时,它会打开一条去往制动器B1的油道,从而短接了这个阻尼孔。那么,先假设B1供给阀位置在中间。其所对应的R位油路图,如图1-7所示。图1-7 R位油路图(B1供给阀位于中间)

再分析一下D1档,当变速杆位于D位时,汽车从D1档起步,D1档的工作元件是K1离合器和单向离合器F。输入轴将动力通过离合器K1传递到后排小太阳轮,单向离合器制止行星架逆时针旋转,外齿圈减速同向输出形成D1档。下面来看一下K1离合器是如何进油的。当变速杆位于D位并踩住制动踏板时,这时电磁阀N88断电,N92电磁阀通电,由于N88电磁阀断电泄压,K1换档阀位于下侧,N92电磁阀通电不泄压,从而在B1供给阀下部形成压力推动其上行到最上端。来自油泵的油经主油压调节阀调节后到手动阀,手动阀右端出来的油经过K1换档阀到K1供油泄油转换阀,再到K1协调阀右边的单向阀(此时打开),最终进入离合器K1。为什么此条油路未经K1协调阀呢?再看N92电磁阀控制的B1供给阀,来自油泵的油依然经过调压后到手动阀,从手动阀的下端出来后到B1供给阀的右上端,此时B1供给阀位于上端,所以该油从B1供给阀的右上端进入,再从B1供给阀的左上端出来,进入K1协调阀的左端,使K1协调阀右移,从而切断由K1协调阀到离合器K1的油路,当松开制动踏板时,N92电磁阀断电,从而切断去往K1协调阀左端的油路,使到K1离合器的油路还通过K1协调阀,因此增加了K1离合器的供油量。原来假设B1供给阀位置在中间,那么它势必会引起K1协调阀右移,由此影响到K1离合器的进油量,由于离合器的密封环存在一定的泄漏量,如果只通过那个单向阀供油给K1离合器,肯定会造成K1离合器压力下降。为验证此结论,再仔细看一下该车的爬行情况,依据经验判断,发现此车爬行确实无力。

而该车还有一个更重要的故障,就是入前进档延迟,那是否由于N88电磁阀钢球发卡,造成N88电磁阀泄油量小,使K1换档阀位置偏上,从而影响了去往离合器K1的进油压力,造成入D位延迟。分析到此,拆下电磁阀N88、N92,发现这两个电磁阀的钢球严重失圆,在电磁阀内运动也不灵活。由此得出以下结论:由于N88和N92电磁阀钢球在电磁阀内发卡,造成其泄油量下降,从而引起K1换档阀和B1供给阀位置靠中间,造成该车的故障。更换电磁阀后,路试该车一切正常。图1-8是根据故障画出的油路图。图1-8 D1档停车时油路图(N88电磁阀发卡)

实例2车辆信息及故障现象:一辆桑塔纳俊杰轿车,配用01N自动变速器,该车行驶里程12万多km,由于只有手动1档,而没有R位和D位,于是进厂维修。

故障分析:接车后,对该车进行路试,发现该车故障确实如车主所述,只有手动1档,其他档位无任何反应,且无故障码。依据此车的传动路线,不好怀疑各个执行元件,因为D位无反应,手动1档走车,可能时单向离合器打滑。在手动1档时,制动器B1替代单向离合器工作,而在R位时,制动器B1也工作,但是R位不走车,看来不像是单向离合器损坏,故障可能还是在油路方面。是不是手动阀位置不对呢?检查后也没有发现任何异常。由于D位不走车,那么K1肯定不工作。因为当N88断电后,离合器K1工作。此前分析过,如果N88电磁阀卡死,造成K1换档阀上移,从而使K1离合器无法进油,而没有D位的前进档。看来这条思路有可能正确,那么在N88电磁阀卡死不泄油的情况下分析一下R位和手动1档。

此前,已经分析过R位油路图,到B1制动器的油要经过K1换档阀(此时K1换档阀在下部),如果当K1换档阀卡在上部时,从手动阀下部出来的油就无法通过K1换档阀,从而造成B1制动器没有油压建立,因此不会形成R位。如图1-9所示。图1-9 N88电磁阀故障模式下的R位

当变速杆位于手动1档时,来自油泵的油经主油压调节阀调节后进入手动阀,一条支路从手动阀的右上端出来后经K1换档阀(此阀位于上端),到K1供油泄油转换阀的左端,使K1供油泄油转换阀右移。另外一条来自手动阀最右端的油经手动1档锁定阀到K1供油泄油阀的右端,由于该阀左右两端截面积不等,且右边有弹簧,所以该阀还得左移回到原始位置。来自手动阀右端的油还有两条通道:一条经K1换档阀去往离合器K1;另一条经含有钢球的三通阀出来后被K1换档阀截止。从而形成手动1档,其实是D位1档,最后拆下电磁阀N88后,发现其泄油孔无法泄油,钢球完全被卡死,更换N88电磁阀后,该车恢复正常。图1-10是根据故障画出的手动1档的油路图。图1-10 手动1档油路图(N88电磁阀卡死)

实例3车辆信息及故障现象:一辆帕萨特1.8轿车,配用01N自动变速器,该车行驶里程15万多km。由于前进档打滑,于是来厂维修。

检修过程:试车发现该车严重打滑。回厂后,将该车变速器从车上拆下来,发现K3摩擦片严重烧蚀,K1摩擦片也烧蚀比较严重。是什么原因造成这两组摩擦片烧蚀呢?检查了K1与K3的活塞,没发现异常,密封环也没有问题,用加压机测漏看不出丝毫问题。看来问题出在阀体上,可能是从阀体上供给K1与K3活塞的油压不足,引起的打滑烧摩擦片现象。那么,就从阀体上最容易出现问题的开关电磁阀上入手,先检查一下开关电磁阀。N88控制K1换档阀,N90控制K3换档阀,N88与N90电磁阀的阻值没有问题,N90电磁阀钢球的镀铜层被磨掉许多,看来故障与此有关。大家知道K3离合器只在3档和4档工作,而在低速档不工作。由油路图可知,当N90电磁阀通电时,关闭电磁阀的泄油孔,使K3换档阀下部的油压上升,从而推动K3换档阀上移,切断由手动阀至K3离合器的油压。而该车由于N90电磁阀密封不严,造成K3换档阀下部的油压较正常的偏低,从而在上部弹簧弹力的作用下,使该换档阀下移到中间位置,由此微开一条去往K3离合器的油道,这样,造成K3离合器处于半结合状态,使K3离合器摩擦片烧蚀。

顺着这条思路检查一下N88电磁阀,又发现其内的小钢球失圆严重,并且在电磁阀中运动极不灵活,可能是由于N88内的电磁阀严重发卡,造成其泄油缓慢,使K1换档阀下部存在一定的油压,使K1换档阀位于中间位置,造成K1离合器压力不足,所以摩擦片打滑烧片,K1离合器具体如何工作的,前面已叙述过,这里就不再赘述了。

最后,对该车变速器进行大修,更换电磁阀N88与N90后,装车后路试,该车一切恢复正常。通过这么多年来对01M和01N变速器的维修,发现最容易烧掉的就是K3摩擦片。许多人发现烧K3摩擦片后马上更换,但装车后又烧掉了,但更换阀体后就没有问题了,其实烧K3摩擦片最常见的原因就是N90电磁阀密封不严,好多人只检查其阻值,认为其阻值正常就没问题了,其实这是一个很片面的理解。

实例4车辆信息及故障现象:一辆宝来1.8T轿车,该车配用01M自动变速器,行驶里程15万多km。车主反映该车1档升2档较慢,而且发动机在3000r/min时,车速还不到100km/h。接车后进行路试,发现该车并非1档升2档慢,而是没有2档和4档,所以车主感觉1档升2档慢,其实该车只在1档与3档之间转换,用仪器读码也显示系统正常。读取数据流4组三区,见表1-5。表1-53个换档电磁阀在各档位状态

既然ECU控制执行器的指令没有错误,那为什么没有2档和4档呢?通过01M的传递图知道,2/4档共用的执行元件是B2制动器,如果B2制动器存在泄漏,那肯定如该车故障。随后,将阀体拆下,用加压机对制动器B2进行测压,但是B2没有问题,看来是阀体送不过油来。那么通过2档的油路图来看一下B2制动器是如何工作的,如图1-11所示。

当开关电磁阀N89通电时,此时N89电磁阀泄油孔关闭,这样在B2换档阀下部形成较高的压力,使B2换档阀上移,来自油泵的主油压经调压阀调节后到手动阀,再从手动阀的右下端出来,进入高1档供油阀,高1档供油阀出来后往右走,通过B2换档阀,从B2换档阀出来的红色主油压分两路:一条进入2/3档定时阀的下部推动其上移,另一条正好穿过该阀,而进入B2制动器,这中间的油路还并连着B2协调阀。假设N89电磁阀卡死在下部,即永远是泄油状态,那么B2制动器也永远不会工作的,电磁阀的工作状态永远是0。

很显然,该车在D1档和D2档时都是按照D1档位的传动比行驶的,没有D4档只有D3档。由图可知,该车进入D4档后会空转,而与试车不符。笔者认为,该车进入3档,由于车速不能继续上升,所以加速踏板踩得更深,这样就要求有更高的车速,但是该车很难突破100km/h,所以不会升入4档,而从1档升3档,对车速要求没有4档高(都是较大负荷),因此该车可以从1档升入3档。最后更换N89电磁阀,故障顺利排除。图1-11 D2档油路图

从以上的案例可以看出,01M/01N自动变速器的开关电磁阀故障是较为常见的,如果遇到烧摩擦片或换档质量不佳的,一定不要放过检查这5个开关电磁阀内钢球的运动灵活性和密封性。7.捷达王轿车01M自动变速器2-3档换档打滑故障

车辆信息:一辆2003年5V捷达王轿车,配用大众原装AG4系列01M 4速电控自动变速器。

故障现象:在一次大修发动机后变速器出现低速频繁换档,而且不能执行高档状态的问题。维修人员经过仔细检查后发现,变速器转速传感器G38和车速传感器G68的两个线束插头插反了,但把传感器插头重新恢复后,变速器在路试时又发现2档升3档时有严重打滑现象。当修理人员常规检查ATF液面高度及油质时发现ATF已经变质呈黑色,于是将变速器的ATF全部更换,再次试车2档升3档打滑现象消失。这样就将车交付车主使用。可是当车主使用一个上午后变速器打滑现象(2档升3档打滑)再次出现,于是将车再次返厂维修。当修理人员路试此车时发现3档升4档也出现打滑现象(滑移率低打滑不明显),这说明故障明显比以前严重了。

故障检修过程:由于维修厂地处偏远,一些相应的检测工具不能完全具备,而且对自动变速器故障检修能力有限,因此该厂修理人员针对这种问题再次重新更换两遍ATF,并把变速器的ATF滤清器同时更换。当路试时故障依然存在,只不过有轻微减轻现象。万般无奈之下只好求助于笔者。当笔者来到该修理厂时,发现工人们已经将变速器从车上拆下,笔者只好对变速器的所有机械部件进行仔细检查,在没有发现任何问题后只好清洗装配。

将变速器重新组装上车后,进行路试,结果新的问题出现:R位正常,D位起步困难没有爬行过程,在这种情况下,考虑变速器应该是以高档起步而不是以1档起步,这说明有可能变速器ECU记录故障码而起动了安全保护功能,也就是变速器锁在固定3档上。因此,需要专用解码器来读取和清除故障码,但此时该修理厂没有任何检测仪器,维修一时陷入困境。为了进一步确认问题是出在机械和液压方面还是出在电子控制方面。决定人为手动来代替ECU控制自动变速器换档,断开ECU插头,按照维修资料电路图中找到三个换档电磁阀的端子,控制端子分别是55为N88电磁阀、54为N89电磁阀、9为N90电磁阀。端子67是电磁阀的共用端子。需要说明的是,N88电磁阀是控制1/3档离合器K1的,N89电磁阀是控制2/4档制动器B2的,N90电磁阀是控制3/4档离合器K3的;同时在01M自动变速器里所有电磁阀都是在断电状态下泄油的,而且只有N88和N90两个电磁阀在断电时为其所各自控制的用油元件提供主油压(K1+K3),因此当所有电磁阀在断电状态下仍然能够执行紧急运行模式的3档。同时,ECU是通过控制电磁阀接地来完成换档过程的。找到ECU的供电端子45,并把端子45跨接至电磁阀的共用端子67,同时,找到搭铁端子1。将端子55、54、9和1分别引线出来,根据三个换档电磁阀各档的逻辑组合(表1-6)来控制变速器的1、2、3、4档。

将驱动车轮架起,起动发动机,变速杆置于D位,把端子9线束与搭铁端子1接通,松开制动踏板,在正常情况下变速器中只有1/3档离合器K1在建立油压,此时,变速器在正常情况下应该执行1档传动比。通过发动机转速和实际车速对比,明显感觉发动机转速和实际车速不相符。也就是说,此时变速器根本执行的不是1档,通过观察发动机转速表针和车速里程表针的同步动作现象,当发动机转速上升至3000r/min左右时,车速才达到95km/h,这分明是3档直接档的传动比。表1-601M变速器全部执行器在各档位上的工作状态注:0表示电磁阀未被激活;1表示电磁阀被激活。

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