120T、140T、150T升降框架车是从德国引进的大型载重车,这种车型在大件运输行业中得到普遍应用。笔者通过多年使用、检修和跟踪分析,归纳总结了该系列车型自动变速系统较为有效的故障诊断方法,提出了减少驱动系统故障的技改方案。
一、自动变速系统换挡控制原理及其操作要点
电控单元之间的关系原理参见图1。挡位控制手柄单元(EG引发出前进(或后退)指令,通过专用的接口线束将指令发送到执行单元(电磁阀组),根据不同的组合方式来控制液压系统,推动变速齿轮箱内的齿轮从空挡位置切换到前进1挡(或倒车1挡),同时,变速器输出轴上的凸轮将车辆的车速信号传送给霍尔速度传感器,霍尔速度传感器将机械信号转换成电信号,通过专用线束,将该信号反馈到挡位控制手柄单元(EGS)。
EGS具有自动保护功能,在车辆运行时,如果驾驶员突然误操作,EGS的保护功能将发挥作用。各挡位的切换,只能按照顺序进行,EGS会自动控制防止跳挡。EGS还具有速度输出显示、驱动指示、限速、挡位显示、故障诊断等功能,其中的速度输出显示、限速功能在本系列车型中未使用。
二、常见故障与优化
1.EGS挡位控制系统故障
120T、140T和150T升降车的挡位控制系统在故障诊断时,电气部分主要有3种检测方式来确定大致的故障点。这3种检测方式是EGS内部自测;EGS输入部分及指示灯LED显示的检测;EGS指令输出检测。车辆在行驶时,可通过EGS面板上的LED “N”灯和“T”灯的工作状态来确定驱动系统是否正常工作(见表1 )。
针对EGS霍尔速度传感器的信号输入检测:目的是为了判定霍尔速度传感器的工作状态及线路情况,以断定故障是否出现在传感器的输入部位。
检测条件:
A.关闭电源;
B.手柄处于倒车挡并保持在加挡位置;
C.然后打开电源使EGS通电;
D.松开加挡的手柄。
这时输入检测模式启动,可观察EGS面板上的LED灯来判断LED显示灯和霍尔速度传感器的工作状态。在该模式启动后,所有的LED灯一个接着一个逐一亮起,循环2遍,来显示指示工作灯的正常与否,最后1号LED灯开始闪烁。在这种状态下,车辆可以起动并行驶,这时LED显示灯根据车速不断的升高,1~8号绿色LED显示灯逐一亮起,显示系统输入单元部分工作正常,如果实际情况不是这样,说明输入单元有故障,需要检修。另一种状态是,车辆行驶时只有1挡(前进或倒退)也属于输入信号部分有故障,通常是检查霍尔速度传感器的接线是否良好;线路是否有断路和短路现象,接线头应用防水胶布粘结;霍尔速度传感器损坏或装配不当、不清洁,也能造成挡位无法切换到2挡以上。再次,机械故障也能造成挡位工作不正常,造成凸轮无法转动,霍尔速度传感器检测不到车速信号,EGS认为车辆没有行驶,只能以一挡起步,这需要引起高度重视。最后,关闭电源就可取消检测模式恢复正常行驶状态。
2.EGS驱动挡位控制的技术改进
通过对设备实际运用情况的观察总结,框架车EGS驱动挡位控制系统的常见故障有:挡位加不上,只有1挡;有跳挡现象,个别挡位缺挡;无驱动挡;无2、4、6、8挡;无空挡等等,其中挡位加不上,只有1挡的故障占到总故障的90%。
在1挡时,如果EGS电脑没有接收到霍尔速度传感器发出的反馈信号,EGS会判定车辆没有起步,只能以1挡开始起步,这是EGS内部的保护功能在起作用。问题出现在信号反馈系统,霍尔速度传感器发出固定振幅的方波信号,在加挡时,EGS电脑只接收固定振幅的方波电压信号,而这一电压达不到10v的门限值,EGS电脑是不会发出加挡指令的。影响电压值的元件有霍尔速度传感器、导线和EGS电脑电源。霍尔速度传感器输出的电压信号与温度有关,每温升10℃ ,输出的信号电压下降0.04V,变速器的正常工作温度在20~80℃,输出的信号电压降最大可超过0.24V,所以冷车时加挡正常,热车时就可能无法加挡。针对该故障,通常的解决方法是更换霍尔速度传感器和清洗散热器,但是这只能暂时解决问题,不能根治故障,而且造成维修成本过高。
对导线进行更换,将原来0.25 mm2的3芯屏蔽线,换成0.35mm 2的3芯屏蔽线,屏蔽网与其中的地线直接接在总搭铁接柱上,使霍尔速度传感器的回路搭铁线不必经过EGS电脑后再搭铁,可减少线路压降0.20V, EGS电脑电源的回路搭铁线从原来接线排上改接到总搭铁接柱上,降低与电池负极之间的电压降,可减少线路压降0.25 V 。
对该车驱动进行模拟试验,输出方波的波幅电压可达10~10.5V,足以抵消霍尔速度传感器因发热而产生的压降,不必更换霍尔速度传感器,大大降低检修成本。经过一年多的运行,该故障在驱动系统故障中的发生率大大降低。
三、总结
本文以进口框架车自动变速系统换挡控制为研究对象,系统地分析了其在换挡控制过程中的电控原理,以及具体操作流程。针对现阶段该变速系统运行中常见的故障以及原因,在对优化措施分析的基础上,按照EGS和电路2个方面进行优化,优化后该系列车型的故障率大大降低。