一辆行驶里程约13.5万km,装备FS5A-EL手自一体5速自动变速器,LF型2.0L发动机的2008年奔腾B70豪华型轿车。用户反映:该车挂前进挡不能行驶,挂倒挡行驶正常。
接车后:维修人员检查自动变速器油位,将车辆手制动器拉紧,踩住制动踏板,将变速杆从P挡移到R挡、N挡、D挡、M挡各个挡位停留2s,然后将变速杆放到N挡位置,抽出油尺观察,油面在油尺的上刻线,液位正常。
维修人员路试验证故障现象,挂倒挡起步正常,挂前进挡起步,抬起制动踏板车辆不能行驶,过18s后车辆发冲一下才能起步。在1挡升2挡时有发冲现象,在2挡升3挡时正常,在3挡升4挡、4挡升5挡时都没有发冲现象。经试车确认变速器前进挡起步时,时间延迟过长并且发冲。
用奔腾专用F-ADS故障诊断仪检测故障码,检测到1个故障码:“P0894-前进挡离合器扭矩传递”,故障码可以清除。
分析故障码“P0894-前进挡离合器扭矩传递”故障产生的机理:当车辆自动变速器选挡杆从N挡位置转换到D挡位后,已经经过了3s或更长时间,涡轮转速仍然不能降到187r/min以下,TCM则确定有故障存在。
在进行下一步判断之前我们先了解该变速器的控制形式及工作原理,否则盲目下手很难确定故障点。奔腾B70装备的FS5A-EL自动变速器,是日本爱信公司开发的1款5挡手自一体电子控制自动变速器,控制单元(TCM)采集车速、发动机转速、变速器油温、节气门位置等负荷信号,根据换挡控制程序,控制换挡电磁阀的接通或关闭,改变液压系统的液压油路的通断,从而改变其内部执行元件(离合器、制动器)的工作状态。
通过这样的方式来控制行星齿轮机构(行星架、齿圈、太阳轮)的锁止及接通,从而实现准确及平稳的换挡。因此,由以下
3个主要装置协调操纵:
1)电子控制机械装置:按照来自输入系统里的开关和传感器的信号,TCM向液压控制机械装置中的ON\OFF类电磁阀以及工作循环型电磁阀输出与当前驾驶条件相吻合的信号。
2)液压控制机械装置:根据来自TCM的信号,每一个电磁阀操作接通控制阀体中的液压通道,同时控制离合器的接合压力。
管路压力由线性压力控制电磁阀A调节,工作循环型压力由工作循环型压力控制电磁阀B来调节。压力通路通过ON\OFF型电磁阀(换挡电磁阀D和E)转换。离合器啮合压力由工作循环型电磁阀(换挡电磁阀A、B和C)和ON\OFF型电磁阀(换挡电磁阀F)来控制。
3)动力传动机械装置:发动机传动力是通过液力变矩器传送给变速驱动桥的。传送的传送力能够根据工作循环型电磁阀(换挡电磁阀A、B和C)和ON\OFF型电磁阀(换挡电磁阀F)控制的离合器接合压力来操作各个离合器和制动器,行星齿轮将齿轮传动比转为最佳传动力。被改变的驱动力经由差速器传递到驱动轴,然后再传递到轮胎。
通过对故障码产生机理及变速器控制形式的分析,可能的原因有以下几个方面:
1)自动变速器液位过低、变质恶化;2)管路压力过低;3)换挡电磁阀A、B、C被卡住;4)压力控制电磁阀故障;5)前进挡离合器打滑,离合器未啮合、或者滑转;6)换挡电磁阀与TCM之间的线束故障;7)涡轮传感器、中间传感器及线路故障;8)TCM故障。
检测分析:通过以上了解我们便有了思路,下面对自动变速器进行检测分析。
1.用诊断仪监测管路油压。用F-ADS诊断仪清除故障码后,用数据记录器功能,监测管路系统油压:怠速时管路压力400kPa(正常压力值330~470kPa);R挡压力600kPa(正常压力值490~710kPa);D挡压力400kPa(正常压力值331~471kPa),监测结果油泵工作压力正常,系统管路油压在正常范围内。
2.检查速度传感器及变速器线路阻值。
(1)检查涡轮及中间速度传感器,根据故障码产生的机理,如果涡轮转速传感器工作不可靠,会使前进挡离合器鼓的转数与副齿轮转数的转数比超出正常范围。检查涡轮转速传感器、中间速度传感器插头和线束都连接牢固;拆下涡轮速度传感器、中间速度传感器,外观检查无损坏、无金属屑等,用万用表测量2个传感器阻值都在400Ω(标准阻值250~600Ω),在正常范围内。
(2)检查变速器线束导线阻值,测量组合插头和TCM插头之间线束导线的阻值都在0.01Ω(标准值0.5Ω),正常;测量变速器控制模块2号搭铁线与接地点阻值为0.00Ω,搭铁良好。排除了涡轮传感器及线路存在故障的可能,只有变速器内部前进挡离合器鼓滑转,才能导致以上故障。
3.交叉验证TCM控制单元。更换1块TCM,试车,故障现象依旧,排除了TCM故障的可能。
4.做时间延迟试验。
起动发动机,踩下制动踏板,把变速杆从N挡移到R挡,0.2s开始蠕动,抬起制动踏板车辆开始移动;把变速杆从N挡移到D挡车辆无反应,等待15s才开始蠕动,此时抬起制动踏板车辆不移动,踩油门也不能起步,闯一下之后才有反应。
(1)标准时间延迟:
从N位置到D范围———0.4~0.7s,从N位置到R位置———0.4~0.7s。
(2)时间延迟实验评估:
1)从N→D换挡超出技术规格可能的原因:管路压力不足、前进挡离合器打滑、前进挡离合器液回路漏油、换挡电磁阀A不能正确操作。
2)从N→D换挡,低于技术规格可能的原因:管路压力过大、前蓄压器不能正常工作、换挡电磁阀A不能正确操作。
3)从N→R换挡超出技术规格可能的原因:管路压力不足、倒挡离合器滑动、低速和倒挡制动滑动、换挡电磁阀B不能正确操作。
4)从N→R换挡,低于技术规格可能的原因:管路压力过大、伺服机构应用蓄压器操作不当、换挡电磁阀B不能正确操作。
变速器时间延迟实验评估结果分析:在监测系统油压正常时,挂D挡不行驶,时间延迟超出技术规格,滞后的时间过长。评估的原因是:换挡电磁阀A不能正确操作、前进挡离合器液压回路漏油、前进挡离合器打滑。
为了尽快找到故障点,维修先从液压控制系统查起,检查自动变速器油油质。放出自动变速器油,油液颜色为红色(正常油液为明红色),自动变速器油液颜色正常,但是油液用手捻时感觉到有细小的微粒,说明变速器油内有磨损物。
拆下自动变速器油底壳检查,在检查油质时无烧焦气味,看到油底壳磁铁上积聚了少量铁质和铝质粉末,说明变速器内部机械部分、控制阀体有不正常磨损。需要进一步检查主控制阀体,分解检查阀芯与阀孔的配合间隙,确认是否有卡滞现象。
拆下主控制阀体总成,首先拆下换挡电磁阀检查并清洗。用万用表电阻挡测量换挡电磁阀A、B、C阻值都是2.4Ω左右(标准值1.0~4.2Ω),换挡电磁阀D、E阻值15Ω(标准值10.9~26.2Ω),测量的阻值在标准范围之内。通电试验检查A、B、C、D、E换挡电磁阀、压力控制电磁阀A有“咔哒”工作声,无卡滞现象,电磁阀性能检查都正常。
检查主控制阀体阀芯,分解检查手动阀、低速反向换挡阀移动正常;检查压力调节阀、换挡电磁阀,旁通阀、3-4换挡阀,挡位减压阀、变矩器安全阀、手动阀都无异常磨损、移动正常、无卡滞现象。清洗、组装控制阀体后,用一字起子拨动阀芯,能自由移动无阻滞。因为没有发现故障点,为了排除控制阀体有故障,于是找1块同车型的主控制阀体,来验证主控制阀体是否有问题,装车后又更换了新油滤器及自动变速器油,然后试车。还是在R挡车辆可以正常起步,在D挡位、M挡位1挡和2挡,不能正常起步,故障现象依旧,排除了主控制阀体及换挡电磁阀有故障的可能,说明自动变速器内部执行元件,不能正常传递动力,有滑转故障存在。