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诊断变速器故障的典型错解

 李刚刚b 2018-01-15

关键词:曲轴位置传感器

故障现象

一辆2004年产一汽-大众奥迪A4轿车,搭载1.8T发动机和01J型无级变速器(CVT)。用户反映该车急加速起步无力,有时还有连续耸车的现象,同时仪表板上的挡位指示灯会有红屏现象。

检查分析

维修人员试车,车辆仪表板挡位指示灯没有红屏,但的确发现起步加速无力的现象。维修人员并没有着急下结论,而是继续反复试车,逐渐发现故障出现的规律。换D挡后轻踩加速踏板,起步升挡基本正常;如果急加速起步,从发动机转速表就会发现明显的打滑迹象,加速踏板踩得越急,打滑转速就会越高。当车速达到50 km/h以后,再怎么加速都没有任何异常了。但停车后再次起步,故障现象还会再次出现,而且不管冷车还是热车,故障规律都是一样的。这样基本可以确定,打滑故障只是在起步及低速运行阶段发生。

维修人员对车辆和变速器系统进行基本检查,结果基本正常。用故障诊断仪检测发动机控制单元,发现有曲轴位置和凸轮轴位置信息不可靠的故障码,都是静态,可以删除。但是重新起动发动机后,故障码就又会出现。检测变速器控制单元,无故障码。试车中偶尔无规律地出现仪表板上挡位指示灯一片红屏现象,同时变速器锁挡。此时检测变速器控制单元,读取到“变速器挡位开关F125”与“输出轴传感器G196输出信号不良”的故障码。故障码可以删除,但删除故障码后试车,还是会出现前面描述的起步加速打滑的故障。

由于该车记录了挡位开关F125和输出轴传感器G196的故障码,这2个元件都集成在变速器控制单元内,加之变速器控制单元容易损坏是01J变速器的通病,因此,在与客户沟通后,更换了一个全新的变速器控制单元。经过反复试车,挡位指示灯红屏并且变速器锁挡故障再也没有出现,但是起步急加速打滑现象依然存在。

是离合器打滑还是链条打滑?根据以往经验,01J变速器离合器出现故障的几率很低,因此维修人员认为故障更可能出现在阀体或变速器链传动等方面。考虑到拆卸变速器比较麻烦,因此决定先拆下阀体检查,同时也可以检查到链条的磨损情况。拆下阀体发现,链条已经磨损(图1),但阀体经分解检查并没有明显故障。

诊断变速器故障的典型错解

图1 磨损的链条

既然链条已经出现磨损,维修人员决定对变速器进行大修。彻底分解变速器后,维修人员仔细对各个部件进行检查测量,发现前进挡离合器摩擦片的磨损量约0.40mm,活塞等也有轻微的磨损。为了稳妥起见,更换了活塞及前进挡离合器摩擦片组件(图2),倒挡制动器摩擦组件也一并换掉,并且还更换了吸气泵、链条和滤清器等部件,对主轴及输出轴链轮的轻微磨损部位(图3)也进行了打磨处理。

诊断变速器故障的典型错解

图2 调整前进挡离合器间隙

诊断变速器故障的典型错解

图3 磨损的链轮

经过系统维修后确认,变速器内部一切正常,最后更换了再制造的阀体(图4),从而确保了大修后变速器内部元件的可靠性。

诊断变速器故障的典型错解

图4 更换的阀体

随后对变速器相关线路进行基本检查,确认没有短路或断路现象后,将变速器装复试车,发现起步明显有力,但低速急加速打滑现象依旧。

为什么变速器低速区域还会打滑呢?而且明显感觉是离合器在打滑。这一点可以从数据流第7组的最后一项数据,AS和SY之间的变化来确定。而且数据流第12组的数据,足以证明前进挡离合器是没有任何问题的(图5)。

诊断变速器故障的典型错解

图5 正常的离合器状态数据

该车变速器系统可以说从电控部分到液压部分,再到机械部分,都没有问题了,难道故障是发动机转速信号引起的(图6)?因为离合器的打滑量,就是通过发动机转速与主动链轮轴转速的差值计算得到的。

诊断变速器故障的典型错解

图6 正常的离合器工作数据

根据以往经验,这种早期方形插接器的变速器,其变速器控制单元与发动机控制单元之间,除了通过CAN系统传递发动机转速等信号外,还有一根专门的转速信号线用来获取发动机转速信号。这根线如果出现短路,也会出现类似的故障,但维修人员检测后发现这根线无任何异常。

为了确保检测有效,维修人员断开这根线,用一根确认良好的导线代替原车线跨接后试车,故障现象依旧,说明故障与这根转速信号线无关。随后维修人员又对变速器控制单元的供电电路进行了检测,也没有发现问题。

至此基本排除了变速器内部、变速器控制单元及其相关线路的因素,但故障原因依然没有找到,维修进程陷入了停顿状态。

经过分析,既然问题不在变速器方面,那就可能是与变速器在同一网关内的其他系统造成的。其中,发动机和ABS系统与变速器关系最为密切,但是发动机控制系统出问题的可能性更大一些,因为发动机系统内始终有曲轴位置传感器与凸轮轴位置信号不可靠的故障码。

维修人员对发动机的配气正时进行检查和调整,并重新对曲轴位置传感器电路进行细致检查,结果依然能够检测到故障码。

考虑到故障码被删除后,一起动发动机就会再次出现,这应该还是与发动机动态异常有关系,于是维修人员决定拆下油底壳,全面检查曲轴位置传感器的信号齿。检查发现,一块铁屑正卡在信号齿的缺口位置,这造成了曲轴位置信息和转速信息失真,从而影响了变速器控制单元对变速器的精确控制,以致于产生加速时打滑的现象。

故障排除

对彻底清理信号齿,装复试车,曲轴位置和凸轮轴位置信号不可靠的故障码不再出现,低速时加速打滑的现象也消失了。经过多次试车确认故障排除。

专家点评

自动变速器维修专家薛庆文:

该车是在一家变速器专修厂进行维修的,我们可以发现变速器专修厂的维修技术人员与4S店或综合修理厂的技术人员,在故障诊断思路以及检修方法上存在着很大差异。

在本案例中,虽然变速器专修厂技术人员在维修操作上并没有什么问题,但在诊断逻辑上出现了明显的错误,对整车控制策略以及变速器以外的其他系统的理解,也存在明显不足。如果是4S店或综合修理厂的技术人员维修这辆车,他们一定会先解决发动机故障码的问题。而变速器系统打滑部位的确定,也完全可以通过监测数据流来实现的。

在此,我们重新梳理一下该变速器故障的正确诊断与修理过程。

该车在进厂试车后,维修人员总结了故障特征和出现的规律,通过检测发动机控制单元和变速器控制单元,获取了发动机和变速器系统的故障码信息。综合分析就应该想到,离合器打滑量的计算离不开发动机转速信息,而发动机曲轴位置信息的故障码始终存在着,必然就要从此入手去检查。如果能结合示波器检测等手段,应该很快就能发现曲轴位置信号的异常。

解决了发动机的故障码问题后,再通过路试来验证故障现象是否依然存在。如果故障现象存在但并没有故障码,那么可以通过动态数据来验证变速器离合器、阀体等部件的工作状态。最后才应该是着手解决离合器、链传动等机械元件带来的一些问题。

如果按照这样的诊断思路,维修人员就不会反反复复找不到问题的答案。所以维修技术人员一定要先懂原理,学会数据分析,本着由简到难、循序渐进的维修原则,建立合理的诊断思维及诊断逻辑,做到先诊断后修理,切不可将修理和诊断混为一谈。

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