一辆配置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的2005年大众途安商务车。自动变速器相关信息如图1。
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)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2所示。
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3)。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:10N90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。2-08-007组数据中(图4),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。
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5),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6)。
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。
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(K1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N9。断电(K3工作),第四项数据显示N283通电(B1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。