序言
目前,我国汽车产销量已经连续7年位居全球首位,并且自2013年来连续多年突破2000万辆大关,使得中国市场成为名副其实的世界第一大汽车消费市场。而在这些新上市车辆中,自动变速器的装车比例越来越高,可以预见的是,自动变速器维修技术将是未来汽车维修从业人员的必备技能,但目前相当一部分维修人员在这方面的能力仍然比较欠缺。为此,本刊特约汽车维修资深讲师王勇军老师,针对5挡至9挡自动变速器撰文,用通俗易懂的语言讲解自动变速器基础理论知识,用丰富的实际案例经验传授自动变速器常见故障的诊断与维修方法,希望能对广大维修技术人员有所帮助。
第一章5HP系列自动变速器常见故障诊断与维修年代开始装配在宝马3系(E46)、5系 (E39)、7系(E38)、奥迪A4、A6、A8、大众帕萨特和保时捷Boxter等车型上,在我国以大众和奥迪车型使用最多。虽然新上市的车型已经不再使用5日尸变速器,但是有很多在用车辆配备的是这款变速器,因此在售后维修市场上仍占有一定的份额。
一、5HP系列变速器概述
5日P系列变速器是德国采埃孚(ZF)公司生产的5挡自动变速器,主要安装在大众、奥迪及宝马等品牌车型上。可以说该变速器从4挡到5挡是一个跨时代的产品,因此占据市场20多年,目前在国内还有大量汽车装配5HP系列变速器。
5HP系列变速器有5HP18、5HP19、5HP24及5HP30等型号,从20世纪90
1.5HP系列变速器的别称
5HP是ZF公司的标准命名,例如在5HP19中,5指5个前进挡位,H指液压传动,P指行星齿轮式自动变速器,19代表扭矩容量。此外,还可能有一些英文字母后缀,表示产品的改良和配置的不同,如5HP19FL指前驱型号,5HP19FLA指四驱型号。
ZF公司为整车厂商配套提供5HP变速器时,也会使用整车厂商的变速器型号。例如5HP30变速器配套在宝马车型上时称之为A5S560Z,其中A表示自动变速器,5表示5个前进挡,S表示超速挡传动比,560表示变速器传递的最大扭矩为560 N.m2为制造厂编码。与此类似的,5HP18又被称为A5S310Z。
又比如5HP19变速器在大众/奥迪车型上就称之为01V,这是因为大众/奥迪自有一套零部件编码规则,01M、01N都是指4挡自动变速器,01V则是这一编号的继承和延续。此外,01V系列自动变速器用于大众/奥迪车型上时,还有许多的型号代码,如EZS、EZY等,综合维修厂和专修厂的技术人员应该对此有充分了解(表1)
表1中列出了部分01V系列变速器的型号代码,可见它们在配置方面是有差异的。实际上,01V变速器的差速器齿数比共有3种,分别为11:34/11:32/11:30(11:32只用于部分进口车型,国内比较少见,故表中未列出),两驱车型可以通用,不影响正常换挡,四驱车型则不可通用。尾齿比也有3种,分别为29:35:41/29:34:41/29:29:34,所谓尾齿指的是变速器后端输出动力的3个齿轮,第1个是F组行星架齿轮,第2个是惰轮,第3个是至差速器的输出齿轮,尾齿比即这3个齿轮的齿数比。其中,29:35:41为国产车型的配置,这3种不能互换,否则升到4挡时会锁挡,并报故障码。
表2显示了帕萨特车型所用的4款不同型号代码的01V变速器的整体配置,也可以对比它们之间的异同。此外,型号代码在控制单元编程时也是必不可少的,大家不可小觑。
2.传动比与自动变速器油最
应用于不同车型的5HP变速器,其各挡位传动比及所需润滑油量也有所不同,表3中给出了部分车型的各挡位传动比及润滑油量。自动变速器油为米黄色专用油,ZF油品号为S671 090 170,大众/奥迪油品号为G052 162 Al /A2/A6。更换变速器油时,一般只能够排放出3~4 L油液,如果拆卸油底壳则能多放出1~2 L,所以有条件时最好能使用循环换油的方法来更换变速器油。差速器润滑油标号为SAE75W90。
3.手自一体功能仃iptronic)
部分5日尸变速器还具备“手/自一体”功能例如大众/奥迪的Tiptronic变速器,在自动换挡工作模式之外,还可以手动控制换挡。Tiptronic变速器可以通过换挡杆面板来区别(图1),还有一些带Tiptronic功能的车型取消了4/3/2挡位,同时设置了S挡位,将换挡点提前。
4.变速器控制单元的功能
(1)动态换挡程序
动态换挡程序(DSP)可以根据驾驶员踩下加速踏板的速度计算出换挡曲线,并根据加速踏板的位置和发动机转速决定何时换挡,即使加速踏板在一样的位置,但车速不同时,自动变速器也可以采用不同的换挡曲线进行换挡。DSP还可以够根据路面情况(上坡、下坡)来选择挡位,并且可以在冷态时使发动机和三元催化器快速达到工作温度。
(2)替代功能
当某一个传感器信号中断时,变速器控制单元可以用其他传感器的信号作为替代信号。例如,当强迫降挡开关信号中断时,变速器控制单元会利用节气门位置传感器信号作为替代信号,当节气门开度达到95%时,控制单元即执行强迫降挡。又如,当发动机的燃油消耗信号中断后,变速器控制单元会根据节气门信号和车速信号计算出替代值。需要注意的是,有的替代功能会引起换挡不良(如发动机转速信号)或者动态换挡程序不工作(如节气门信号)。
(3)失效保护状态
当变速器控制单元不能产生替代信号时,变速器即进入失效保护状态,也叫应急状态。此时变速器的所有电磁阀不受控制,变速器只有4挡和倒挡。在这种情况下,如果换挡杆的挡位指示灯全亮,说明变速器控制单元的工作是正常的,此时换挡杆锁止电磁阀受控制;如果换挡杆的挡位指示灯全部熄灭,说明变速器控制单元不能正常工作,此时换挡杆锁止电磁阀失效。
5.装配车型与生产时间
学习5HP系列变速器我们应该了解其配套的车型和生产时间(表4)。其中,5HP30变速器最早是在1991年装配在宝马540 (E34)和740 (E32)车型上,而在市场上维修量最大的5HP19变速器 (01 V)则是1996年开始装配在大众帕萨特车型上。
6.5HP变速器结构及元件工作情况
在进行5HP变速器维修前,首先要熟悉该变速器的结构,了解离合器、单向离合器、制动器和制动带的作用和安装位置。出于增大扭矩的设计,不同型号的5HP变速器中离合器的钢片及摩擦片数量也不尽相同,离合器的大小、深度以及卡环的厚度也不一样,这些都是在维修时需要注意的。
通过元件工作表,我们可以清晰地了解到5HP变速器是如何通过元件间的组合、过渡与切换实现各挡位动力传递的。而变速器的各种故障,往往就在这“一切一换”之间产生,因此元件工作表可以带领我们进入故障判断、分析的大门。
(1)5HP30变速器
5HP30变速器各元件位置如图2所示,各元件工作情况如表5所示。