德國(guó)大眾車(chē)系自動(dòng)變速器故障排除方法

◆文/吉林 于軍 宋學(xué)忠 鄭學(xué)春

德國(guó)大眾車(chē)系自動(dòng)變速器故障排除方法

◆文/吉林 于軍 宋學(xué)忠 鄭學(xué)春

近年來(lái)，隨著德國(guó)大眾車(chē)系車(chē)輛市場(chǎng)占有率的升高，裝備自動(dòng)變速器的車(chē)輛越來(lái)越多。這部分車(chē)輛的自動(dòng)變速器逐步進(jìn)入維修期，我們承修的自動(dòng)變速器越來(lái)越多，隨之出現(xiàn)的問(wèn)題也接踵而至。比如：維修周期長(zhǎng)、返修率高、維修成本高等問(wèn)題。我們針對(duì)這些問(wèn)題做了專(zhuān)項(xiàng)研究，逐步形成了一套處理大眾轎車(chē)自動(dòng)變速器問(wèn)題的方法。本文主要圍繞德國(guó)大眾車(chē)系自動(dòng)變速器的機(jī)械系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)、電控系統(tǒng)的特點(diǎn)；如何利用結(jié)構(gòu)原理上的特點(diǎn)排除各系統(tǒng)的故障；根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出該車(chē)系的自動(dòng)變速器易出現(xiàn)的故障現(xiàn)象；如何利用各種診斷儀器判斷故障部位；在處理此類(lèi)型自動(dòng)變速器故障時(shí)需要了解的工作程序；如何保養(yǎng)自動(dòng)變速器等進(jìn)行論述，與大家共享。

一、機(jī)械部分故障判斷及排除方法

1.機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理

機(jī)械系統(tǒng)指自動(dòng)變速器的齒輪變速機(jī)構(gòu)，現(xiàn)代自動(dòng)變速器多采用行星齒輪變速系統(tǒng)。行星齒輪變速系統(tǒng)又稱(chēng)為周轉(zhuǎn)輪系。即至少有一個(gè)齒輪的幾何軸線繞另一個(gè)齒輪的幾何軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的輪系。普通的手動(dòng)變速器采用的是定軸輪系。目前在世界各大汽車(chē)制造廠生產(chǎn)的自動(dòng)變速器中，除部分本田轎車(chē)的自動(dòng)變速器采用定軸輪系外，其余均采用行星齒輪變速機(jī)構(gòu)。一套行星齒輪機(jī)構(gòu)由四個(gè)基本元件組成：太陽(yáng)輪，行星齒輪，行星架和齒圈。目前轎車(chē)自動(dòng)變速器的行星輪機(jī)構(gòu)按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為：辛普森式、拉維娜式等。

（1）辛普森式行星齒輪機(jī)構(gòu)

辛普森式行星齒輪機(jī)構(gòu)（圖1）的特點(diǎn)是：兩套行星齒輪機(jī)構(gòu)共用一個(gè)太陽(yáng)輪，前后兩排行星齒輪機(jī)構(gòu)的行星架和齒圈聯(lián)動(dòng)，且作為輸出元件使用。辛普森式的行星齒輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用廣泛，多見(jiàn)于早期的豐田轎車(chē)自動(dòng)變速器。

（2）拉維娜式行星齒輪機(jī)構(gòu)

拉維娜式行星齒輪機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是：前后兩套行星齒輪結(jié)構(gòu)有一大一小兩個(gè)太陽(yáng)輪，共用齒圈作為輸出元件（圖2）。德國(guó)大眾車(chē)系的自動(dòng)變速器采用以拉維娜式行星齒輪機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ)的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。該行星齒輪系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：縱向尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，兩排行星齒輪機(jī)構(gòu)就可實(shí)現(xiàn)四個(gè)前進(jìn)擋和一個(gè)倒擋。早期在德國(guó)本土生產(chǎn)的奧迪5000型轎車(chē)采用的是3擋辛普森式自動(dòng)變速器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障率極低，故本文不做專(zhuān)門(mén)論述。

（3）大眾車(chē)系各車(chē)型變速器的匹配情況

大眾車(chē)系各車(chē)型變速器的匹配情況如下。

①捷達(dá)、寶來(lái)、高爾夫匹配的01M變速器及PASSAT B5 1.8L匹配的01N變速器結(jié)構(gòu)，如圖2所示。一擋時(shí)離合器K1結(jié)合，動(dòng)力從小太陽(yáng)輪輸入，行星齒輪支架被單向離合器F鎖止而無(wú)法逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。動(dòng)力從齒圈輸出。二擋是在一擋的基礎(chǔ)之上，由B2將逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)的大太陽(yáng)輪制動(dòng)。三擋是直接擋，由K1與K3同時(shí)與輸入軸連接，整個(gè)行星齒輪機(jī)構(gòu)整體旋轉(zhuǎn)，傳動(dòng)比為1。四擋時(shí)K3驅(qū)動(dòng)行星架，B2制動(dòng)大太陽(yáng)輪，齒圈超速運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)超速擋傳動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)是最基礎(chǔ)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，隨著車(chē)輛的升級(jí)，自動(dòng)變速器的擋位逐步由四個(gè)前進(jìn)擋增加到五個(gè)及六個(gè)前進(jìn)擋。前進(jìn)擋數(shù)量的增加，可使車(chē)輛傳動(dòng)系的傳動(dòng)比變化范圍增大，各擋位之間的傳動(dòng)比變化減小。增加車(chē)輛的動(dòng)力性，降低燃油消耗，提高駕駛的舒適性。

②奧迪A6及帕薩特B5 1.8T 2.4L所匹配的01V變速器結(jié)構(gòu)，如圖3所示。

這種變速器具有五個(gè)前進(jìn)擋和一個(gè)倒擋。它是在01M及01N變速器的拉維娜式的基礎(chǔ)上，在變速器的后部增加了一套行星齒輪機(jī)構(gòu)，即增加了一級(jí)降速。從而實(shí)現(xiàn)了五個(gè)前進(jìn)擋。其各擋位參與工作的離合器或制動(dòng)器為：一擋時(shí)A+G+單向離合器；二擋時(shí)A+C+G；三擋時(shí)A+C+F；四擋時(shí)A+E+F；五擋時(shí)E+C+F；R擋時(shí)B+D+G。其工作原理與圖2所示意的原理大同小異，此處不做贅述。

01V變速器在結(jié)構(gòu)方面的主要特點(diǎn)是：縱向尺寸因增加一組行星齒輪機(jī)構(gòu)而變大，影響了它在發(fā)動(dòng)機(jī)橫置前驅(qū)車(chē)輛上的使用。

③大眾公司的35平臺(tái)車(chē)輛，如速騰、途安等車(chē)型所用的09系列變速器的結(jié)構(gòu)如圖4所示。這種行星齒輪機(jī)構(gòu)的布置方式被稱(chēng)為“Lepelletier”式行星齒輪機(jī)構(gòu)。主要是由拉維娜式行星齒輪機(jī)構(gòu)與布置在它前面的一組行星齒輪減速機(jī)構(gòu)組成。前面行星齒輪機(jī)構(gòu)的固定元件為太陽(yáng)輪，輸入元件為齒圈，輸出元件為行星架。正是由于有了這一級(jí)的減速機(jī)構(gòu)，它后面的拉維娜式行星齒輪機(jī)構(gòu)有了兩種輸入轉(zhuǎn)速。通過(guò)K1及K3輸入的轉(zhuǎn)速是經(jīng)前行星機(jī)構(gòu)輸出減慢了的“低轉(zhuǎn)速”。通過(guò)K2可直接輸入變矩器渦輪的“高轉(zhuǎn)速”。這兩種不同的輸入轉(zhuǎn)速經(jīng)過(guò)不同的排列組合可以很方便地形成六個(gè)前進(jìn)擋。其巧妙之處在于不增加離合器及制動(dòng)器的情況下就實(shí)現(xiàn)了前進(jìn)擋位的增加。故其縱向結(jié)構(gòu)非常緊湊，適合動(dòng)力總成在車(chē)輛上的橫向布置，所以應(yīng)用廣泛且是01V變速器的理想替代品。

09G變速器各擋位參與工作的離合器和制動(dòng)器為：一擋時(shí)K1+F；二擋時(shí)K1+B1；三擋時(shí)K1+K3；四擋時(shí)K1+K2；五擋時(shí)K3+K2；六擋時(shí)K2+B1；R擋時(shí)K3+B2。

2.機(jī)械部分常見(jiàn)故障的診斷及排除方法

自動(dòng)變速器機(jī)械部分常見(jiàn)的故障是離合器或制動(dòng)器燒損。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)造成此故障的主要原因有：自動(dòng)變速器油因油底殼或變速器殼體損壞而漏失；液壓控制閥體中的滑閥卡滯、磨損等造成離合器或制動(dòng)器控制壓力失常；變速器內(nèi)進(jìn)水等。對(duì)01M及01N變速器而言，易損壞的是K1或K3離合器，主要是因?yàn)樗鼈冊(cè)谙潴w中的位置居中，一旦產(chǎn)生摩擦，溫度升高后熱量散發(fā)困難。

K1及K3離合器損壞的故障判斷方法：根據(jù)圖2的傳動(dòng)原理可知，如果是K1損壞，會(huì)出現(xiàn)變速桿位于D位時(shí)車(chē)輛無(wú)法起步或起步困難的故障現(xiàn)象，即一擋時(shí)出現(xiàn)故障。為了判斷K3是否有故障，須使變速器進(jìn)入三擋。在大眾車(chē)系的變速器設(shè)計(jì)上可以保證，當(dāng)變速器電路系統(tǒng)有嚴(yán)重故障時(shí)，變速桿位于D位時(shí)變速器直接進(jìn)入三擋，以保證車(chē)輛可以繼續(xù)行駛至維修服務(wù)站。我們可以利用這一設(shè)計(jì)特點(diǎn)，將變速器線束插頭斷開(kāi)使其進(jìn)入故障應(yīng)急狀態(tài)，此時(shí)測(cè)量D擋失速轉(zhuǎn)速，如果轉(zhuǎn)速過(guò)高可判斷為K3損壞。

維修離合器及制動(dòng)器的注意事項(xiàng)：除了更換損壞的摩擦片外，還要檢查裝配后的片組總間隙（間隙為0.5～2.0mm）；各塑料墊片是否過(guò)熱損壞；驅(qū)動(dòng)活塞是否有損壞；各軸向止推墊片的安裝順序。在組裝后要進(jìn)行濕氣試驗(yàn)，以檢查活塞是否泄露及控制油路相關(guān)零部件工作是否正常。

3.故障案例

一輛奧迪A6 2.4L 的01V變速器在行駛中突然空轉(zhuǎn)，停車(chē)后可以重新起步，高速行駛?cè)杂锌辙D(zhuǎn)現(xiàn)象。根據(jù)故障現(xiàn)象通過(guò)手動(dòng)換擋試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)變速器換入四擋時(shí)故障出現(xiàn)。我們分析認(rèn)為離合器E有故障。

拆檢變速器發(fā)現(xiàn)：輸入軸上的一個(gè)止推軸承墊片裝錯(cuò)了位置，造成軸端異常磨損，脫落的金屬屑造成E離合器活塞損壞，引發(fā)上述故障。故障件及故障部位，如圖5所示。

二、控制系統(tǒng)故障判斷及排除方法

1.控制系統(tǒng)工作原理

控制系統(tǒng)由電氣控制系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)兩部分組成，這兩部分共同完成對(duì)自動(dòng)變速器的升降擋控制及變矩器鎖止離合器的控制。

控制系統(tǒng)的工作過(guò)程是：自動(dòng)變速器控制電腦根據(jù)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度信號(hào)及車(chē)輛行駛速度信號(hào)來(lái)控制液壓閥體上相關(guān)電磁閥動(dòng)作。電磁閥的動(dòng)作引起相關(guān)油路壓力的變化，這一壓力變化控制各離合器或制動(dòng)器油路中滑動(dòng)閥的動(dòng)作。由滑閥控制各離合器及制動(dòng)器的加壓或泄壓，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)變速器的升擋或降擋的控制。

自動(dòng)變速器電腦（ECU）內(nèi)預(yù)存有換擋曲線，ECU根據(jù)各傳感器的信號(hào)選擇換擋點(diǎn)。大眾自動(dòng)變速器ECU與其他車(chē)型變速器控制單元的主要區(qū)別是：它采用“模糊控制邏輯”來(lái)控制換擋點(diǎn)，所以沒(méi)有“運(yùn)動(dòng)模式”及“經(jīng)濟(jì)模式”選擇開(kāi)關(guān)。在車(chē)輛行駛過(guò)程中ECU會(huì)根據(jù)駕駛員踩加速踏板的速度來(lái)判斷駕駛者的類(lèi)型，是屬于運(yùn)動(dòng)型的還是經(jīng)濟(jì)性的，然后控制換擋點(diǎn)。如此使得自動(dòng)變速器更加準(zhǔn)確地兼顧車(chē)輛的動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性。

大眾自動(dòng)變速器的液壓控制系統(tǒng)與其他車(chē)型的主要區(qū)別表現(xiàn)在：在外觀上，控制閥體更加精薄小巧。同時(shí)由于拉維娜式行星齒輪機(jī)構(gòu)在換擋過(guò)程中各離合器制動(dòng)器有“換擋重疊”現(xiàn)象，比如01M變速器，由三擋升入四擋時(shí)需要將離合器K1退出工作而制動(dòng)器B2進(jìn)入工作，兩者的動(dòng)作必須協(xié)調(diào)，如某一元件動(dòng)作過(guò)快或過(guò)慢就會(huì)引起換擋沖擊或發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)。所以在閥體上設(shè)置了控制換擋品質(zhì)的“時(shí)間控制閥”。該閥是通過(guò)相關(guān)的電磁閥由電腦進(jìn)行精確控制。

2.控制系統(tǒng)常見(jiàn)故障診斷與排除

控制系統(tǒng)常見(jiàn)故障為：因制動(dòng)器或離合器的摩擦片損壞造成閥體污染堵塞；閥體緊固螺栓的扭緊力矩過(guò)大，造成鋁制閥體變形，滑閥卡滯；閥體控制線束為印刷線路故易折斷損壞；手動(dòng)換擋閥調(diào)整錯(cuò)誤。

診斷排除方法如下：①電氣系統(tǒng)故障診斷要充分利用VAG1551或VAS5051診斷儀器獲取故障信息，及分析動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流；②液壓控制系統(tǒng)故障的診斷要在自動(dòng)變速器油液位正確的情況下進(jìn)行，必須檢測(cè)主油壓是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.故障案例

一輛帕薩特B5 1.8L的01N變速器，因漏油造成K1離合器片損壞而進(jìn)廠大修，大修后出現(xiàn)三擋升四擋沖擊過(guò)大的故障。

根據(jù)控制系統(tǒng)的工作原理分析，故障點(diǎn)應(yīng)該在N94電磁閥及換擋時(shí)間控制閥上，如圖6所示。檢查滑閥沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，檢查N94電阻為70Ω，正常。進(jìn)一步檢查印刷數(shù)據(jù)線時(shí)發(fā)現(xiàn)如圖7所示N94電磁閥連接插頭處損壞。損壞程度尚未造成斷路，所以利用VAG1551并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)故障。但已經(jīng)接觸不實(shí)，在N94通電控制換擋平順閥時(shí)，開(kāi)啟不足而引起上述故障現(xiàn)象。

三、故障排除程序

我們?cè)陂L(zhǎng)期的工作實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，如果沒(méi)有合理的工作程序，即使了解原理，并會(huì)使用專(zhuān)用的工具設(shè)備，在維修過(guò)程中也會(huì)降低故障判斷效率，及故障判斷的準(zhǔn)確性。大眾車(chē)系自動(dòng)變速器的故障排除程序如下：①組裝好離合器及制動(dòng)器后要測(cè)量片組總間隙；②組裝各機(jī)械部件時(shí)要注意軸向的墊片及止推軸承，各階段裝配后要測(cè)量軸向間歇；③安裝閥體時(shí)要將換擋桿置于P位；④安裝油底殼及加油前利用VAG1551進(jìn)行電路系統(tǒng)診斷，檢查是否有故障；⑤加注自動(dòng)變速器油以后，溫度達(dá)到正常后應(yīng)測(cè)量系統(tǒng)主油壓，判斷液壓系統(tǒng)是否有故障。

四、保養(yǎng)注意事項(xiàng)

大眾自動(dòng)變速器保養(yǎng)注意事項(xiàng)主要有以下方面。首先，正確選用自動(dòng)變速器油，不同車(chē)型用油不同。01M 01N變速器使用的自動(dòng)變速器油為黃色，096 097變速器使用的自動(dòng)變速器油為紅色，09G 09K系列變速器使用的是粉色自動(dòng)變速器油。其次，正確的添加及更換自動(dòng)變速器油，在檢查油位時(shí)應(yīng)該按照維修手冊(cè)中的標(biāo)準(zhǔn)程序進(jìn)行。因?yàn)榇蟊娷?chē)系的自動(dòng)變速器多數(shù)沒(méi)有油尺，無(wú)法隨時(shí)檢查油位。按規(guī)定的換油周期更換變速器油。最后，裝備自動(dòng)變速器的車(chē)輛，在車(chē)輛無(wú)法行駛需要拖車(chē)時(shí)應(yīng)該注意：拖車(chē)速度不允許大于50km/h，拖車(chē)距離不允許大于50km，否則會(huì)造成自動(dòng)變速器機(jī)械部件損壞。

由于此類(lèi)變速器結(jié)構(gòu)的特殊性決定了其維護(hù)修理與普通自動(dòng)變速器有較大的不同之處。現(xiàn)代汽車(chē)的售后服務(wù)工作正在向以養(yǎng)代修的方向發(fā)展，所以我們必須重視維護(hù)保養(yǎng)工作。