一辆搭载3.6L六缸发动机,同时配备使用GM公司生产型号为5L40E型5挡后轮驱动变速器的2006款别克林荫大道轿车。用户反映:该车有时候在早晨启动车辆后偶发性的会出现松开制动踏板车辆没有爬行,需踩加速踏板才能行驶的故障。而且没有故障规律性,并不是每一天早晨都有,但值得一提的是跟天气有关,越冷越容易出现。
故障诊断:车辆进厂后维修人员并没有试出任何故障,考虑到变速器已经有几万千米没有进行保养,就更换了变速器专用油液和滤清器。但在随后的使用中似乎跟换油没有任何关系,故障偶发性的还会出现。没有办法,只能要求用户把车在晚上的时候放在修理厂等第二天再去试车,看用户所描述的故障是否出现。为了验证用户所说的偶发性前进挡不能行驶故障的可能原因是在控制方面,还是在变速器本身的执行方面,我们并没有急于启动车辆来试车,而是先把相关的准备工作做好。这样在未启动车辆前连接诊断仪,在启动车辆后首先挂入倒挡,明显感觉到车辆有震动感觉,轻微松制动踏板时车辆即有很强的爬行能力,但当挂入前进挡后故障现象出现了。入挡接合感觉非常柔和,同时彻底松开制动踏板车辆也不会向前爬行(注:此时车辆停在平路上),此时只能去操控加速踏板,当加速至发动机转速1800r/min左右时,车辆出现一下剧烈的冲击感并开始缓慢行驶,但行驶起来各挡切换一切正常。对比相关数据发现,车辆没有爬行时控制模块输出指令是1挡的命令,生油庄电磁阀PC的工作电流也在正常范围内,唯一不正常的是踩住制动踏板挂入前进挡后输入轴转速一直没有变为零,也就是相当于输入轴在转动,也说明前进挡离合器是处于打滑状态且没有记录故障码。但在试车过程中当变速器完成5个挡位切换后温度一旦上来故障现象便消失了,同时变速器输入轴转速信息也恢复正常状态,再对比故障现象和非故障现象时的相关数据,并没有发现主油压电磁阀的控制电流及其他数据有明显偏差,也只是跟温度有关。通过数据说明问题的根源不在于变速器的控制方面而在于执行方面。
根据相关数据的对比分析,能够形成此故障现象的可能原因有以下几种可能:第一,在变速器低温时液压系统形成的前进挡主油压不够,如油泵轻微磨损或主油压电磁阀及阀门问题;第二,前进1挡的油路在低温时存在严重的泄漏情况,比如说油路中轴上密封环及环槽等;第三,前进1挡执行元件本身在低温时保持压力不足存在泄漏情况,如前进挡离合器活塞橡胶密封圈问题等。
由于在第一次检修更换ATF润滑油时并没有发现该变速器油底壳内有磨损的金属或其他颗粒,而且油质也非常好,因此基本可以肯定的是变速器内部机械元件并没有烧损或严重磨损。这样拆下变速器做解体检查意义不大,而液压阀体的可能性要大一些。出于保险起见,先更换了一块旧的阀体(如图1所示)进行试车,可是更换的阀体不仅没有解决原始故障,又增加了新的换挡冲击故障,这样又更换了第二块阀体,结果跟原车故障一模一样。通过这种替换方法说明阀体的故障可能性基本被排除。
难道真是变速器内部故障,看来也只能拆解变速器进行检查了。在拆解前为了做到心中有数,维修人员将阀体再次拆下来并利用压缩空气分别在变速器壳体油道孔中对终端元件(离合器和制动器)进行加压试验,由于也不清楚哪一个油道孔具体是哪一个挡位执行元件的,那么就逐一挨个进行打压,如图2所示。在多次重复打压过程中确实发现有一个元件存在泄漏,有时打压时根本听不到元件接合声音,看来问题就应该出现在这个元件的油路或这个元件本身上了。
变速器解体完毕后分别检查每一个元件,通过仔细检查并未发现有离合器或制动器有轻微烧损迹象,不过在重点对前进挡离合器鼓进行检查时发现其供油密封环槽和特氟龙密封环之间的间隙有点过大(如图3所示),但从原厂修理包找出的新密封环的宽窄尺寸跟旧的几乎没有差别,而且直接从轴上供油孔给离合器打压,离合器工作良好,轻轻一打压离合器活塞就会立即动作且没有泄漏情况(如图4所示)。难道是离合器鼓轴上的环槽形成磨损了,重新把带有输入轴的前进挡离合器装在油泵上进行打压试验,结果跟在阀体下的变速器壳体打压结果是一样的也有泄漏,只有在供油孔处添加点ATF油液,前进挡离合器活塞才会动作灵活。可是从市场中找到旧的离合器总成上的密封环,槽宽窄也没有任何差异,看来它的工作间隙有可能就是这样的(毕竟维修这款变速器的台次和经验都比较少)。因为有可能更换新的密封环和离合器后故障现象可能还会出现。
由于直接从前进挡离合器轴上供油孔处打压是正常,因此初步认为离合器活塞应该也是良好的。从修理包里把其他尺寸大的特氟龙密封环进行改造加工,让其与轴上环槽间间隙小一点。此时再次重新在油泵上的前进挡离合器供油孔处打压确实好了许多。但没想到的是装车后故障现象依然存在。
这就奇怪了,无论在哪一处给前进挡离合器打压都显得非常正常,难道问题会出现在其他我们没有找到的地方?根据前面的故障分析及故障范围的锁定,几经周折,最终还是再次把变速器给解体了,重点仍然放在对前进挡离合器本身进行细致的检查。分解离合器后仅仅看到离合器橡胶唇形活塞有点硬但并没有严重磨损。难道就是离合器活塞在作怪?通过新的活塞进行比较不难看出,新活塞的唇面极其柔软,为了充分验证问题就是在活塞上我们就把活塞重新安装在离合器上并把其放在冰箱里冷冻,然后拿出来直接放在油泵上打压试验,果不其然,在初期的打压过程中离合器活塞泄漏量比较大,后来逐渐好转到正常环境温度时(夏天30℃左右)又表现正常。最终更换新的离合器橡胶活塞后(如图5所示),故障得以彻底排除。
故障总结:对于当前一体式唇形橡胶活塞来说,它的密封性要远远好于单独密封圈那种,但值得注意的是当其磨损和硬化后其密封效果会随着变速器油液温度的变化而变化非常大。那么,如果唇边没有受到伤害在基本部件密封性能检查时往往又很难发现它的泄漏情况,因此对于长时间工作在温度较高环境中的橡胶部件,在变速器发生故障时一定要更换,免得让大家当做是一个比较棘手的故障来处理。