文:薛慶文
這輛奧迪變速器為何修得一波三折
文:薛慶文
主動鏈輪軸
故障現象:一輛2008年款一汽-大眾奧迪A6L轎車,該車搭載2.4 L發動機和01T型鏈傳動無級變速器。該車為一家綜合修理廠接修,后來判斷為變速器機械故障,將變速器拆下后送至一家變速器專修廠解體維修。
檢查分析:變速器專修廠維修人員將變速器徹底解體后,發現整個鏈傳動部分嚴重磨損,前進擋離合器間隙稍微大一些,同時閥體內的滑閥也有輕微磨損。在這種情況下,只能大修變速器了。
專修廠在大修變速器過程中,更換了主動鏈輪軸總成、從動鏈輪缸、從動鏈輪面板、全新鏈條、再制造閥體、前進擋和倒擋摩擦片各一套、修理包以及內外濾清器等。鏈傳動部分除鏈條外均為舊件。大修組裝完畢后,專修廠將變速器交付給綜合修理廠。
隨后綜合修理廠維修人員反饋說,變速器大修前車輛還能行駛,可是現在前進擋和倒擋均沒有動力輸出,車輛已經無法行駛。而且,變速器故障燈點亮,檢測到1個故障碼:P1777—液壓壓力傳感器2(G194),如圖1所示。
專修廠維修人員在跟對方確認變速器油加注量沒有問題后,懷疑有可能是更換的再制造閥體有問題(注:國內很多再制造部件其實就是簡單地進行修理,質量很難把控)。再次給對方快遞過去一塊閥體,可是對方換完閥體后車輛還是不能行駛。出于用戶的抱怨以及問題的復雜性,專修廠的維修人員決定帶著相關配件前往現場處理。
到達現場后,專修廠技術人員先對車輛換擋拉索、傳動半軸以及變速器油量等進行了檢查,確定沒有問題情況下,連接故障診斷儀進行電控系統動態檢測。因為故障燈一直在亮著,所以首先得到的就是故障碼“P1777—壓力傳感器2(G194)”,不過故障碼可以刪除。但換到動力擋后,儀表板上的故障燈再次點亮,依然檢測到P1777故障碼,而且只要有這個故障碼,車輛就不能行駛。
值得思考的是,前進擋和倒擋都不能行駛,是主動問題還是被動問題。主動問題是變速器控制單元接收到錯誤信息后,啟動了“安全切斷”模式,導致車輛不能行駛;被動問題則是,變速器控制單元發出行駛指令后,執行元件無法完成動力傳遞能力。

圖1 開始讀到的故障碼

圖2 鏈條接觸壓力信息

圖3 更換閥體后的鏈條接觸壓力
觀察相關數據流時發現,第18組數據中鏈條夾緊力(接觸壓力)信息偏大(圖2),而其他信息基本正常。因為這一壓力信息就是壓力傳感器G194計算得來的,一旦壓力超出極限值,那么變速器控制單元就會設置P1777故障碼,同時通過安全閥執行了“安全切斷”功能,因此導致車輛不能行駛。
為什么鏈條接觸壓力那么高呢?是真實壓力高還是壓力傳感器G194計算錯誤呢?要知道,變速器在沒有大修之前是沒有這個問題的,很顯然這個問題是修出來的。所以G194的故障可能性不大,而G194集成在變速器控制單元上,所以變速器控制單元不應該有問題。大家還是認為閥體或液壓方面存在問題,因為閥體輸入到鏈輪缸的主油壓就是接觸壓力,這個壓力過高就會被G194監測到,因此決定再換一塊閥體試試。
可是更換完另一塊閥體后,夾緊力(接觸壓力)變得更大了(圖3)。既然更換多塊閥體問題都差不多,而且又是同一個故障碼,因此閥體的問題基本可以被排除。那么為何變速器控制單元讀到的接觸壓力會那么高呢?如果閥體提供的壓力是正常的,難道真的是變速器控制單元壞了(G194傳感器)?因為一直考慮變速器里面不存在裝配上的問題,所以決定還是先換變速器控制單元試試,結果更換變速器控制單元后故障依舊。在這種情況下,筆者介入到后續的故障診斷中來。
通過故障碼P1777的內容解釋,以及鏈條接觸壓力信息的反饋,說明故障還是與G194所提供的壓力信息不正確(過高)有關。根據之前的維修情況來看:首先,G194壓力傳感器所提供的壓力信息是準確的,也就是說變速器控制單元沒有問題;其次,閥體所提供的接觸壓力應該也沒有問題,畢竟更換多塊閥體后都是一樣的;最后還有一種可能,就是鏈輪缸內的扭矩傳感器活塞位置不正確,把去往冷卻系統的泄油孔關閉,導致G194得到了過高的接觸壓力。根據目前的情況來看,筆者也無法分析出更多的可能,于是決定再次拆解變速器進行檢查。
拆下變速器中間殼體后發現,主動鏈輪和從動鏈輪的工作半徑不對。正常情況下,主動鏈輪輪徑應該是最小狀態(圖4),而從動鏈輪輪徑應該是最大狀態(圖5)。也就是說,它應該保持起步擋的最大傳動比狀態。在變速器沒有建立任何油壓狀態下(關閉發動機),這種最大傳動比保持狀態是靠從動鏈輪缸內的螺旋彈簧來實現的。

圖4 主動鏈輪缸狀態

圖5 從動鏈輪缸狀態
變速器控制單元設置P1777故障碼的真實原因找到了。因為主動鏈輪缸活塞位置存在問題,當閥體正常給鏈輪缸接觸壓力缸充油時,由于活塞位置問題導致充油時間變短,再加之泄油孔位置的變化,因此G194就會計算一個高油壓的信息。所以問題就有可能出現在更換的舊的主動鏈輪軸總成上。
繼續分解變速器,把主動鏈輪軸單獨拆下來做重點檢查,結果發現在自由狀態時,主鏈缸位置不正確(最小才對)。用手按壓到最小位置后,一松手會反彈回來,而原車換下來的主動鏈輪軸則不是這樣,說明問題就在這里。
繼續分解主動鏈輪前面的扭矩傳感器部分,同時也對原車主動鏈輪進行分解,當把鏈輪缸控制接觸壓力的扭矩傳感器活塞拿下來對比時,一切都明朗了。原來2個活塞的高度大不一樣(圖6),大修更換的主動鏈輪軸上安裝的活塞要比原車的高一些,因此當活塞太靠近于鏈條側時,相當于把泄油孔關閉,導致鏈輪缸內油壓增高。而變速器控制單元通過G194獲得的鏈條接觸壓力過高,記錄P1777故障碼的同時,也啟動了“安全切斷”功能,從而造成車輛不能行駛的故障。

圖6 主動給鏈輪可移動測位置
故障排除:將原車主動鏈輪軸前端的扭矩傳感器活塞換上,再次裝車試車后,故障徹底排除。同時數據也都已正常(圖7)。

圖7 故障排除后的正常數據
回顧總結:該變速器案例純屬人為導致的,正常換件維修絕不會出現這種比較特殊問題的可能。但從該故障現象到故障碼再到動態數據綜合分析來看,前面的維修可以說在診斷方面還存在很多不足。
首先,大修后變速器為什么前進擋和倒擋都不能行駛?是一種安全保護模式的表現,還是變速器動力傳遞元件的執行能力的不足?
其次,P1777故障碼的解釋和第18組數據流信息之間是否有關系?這里值得一提的是,之前維修時使用的診斷設備還存在問題,不但解釋不夠詳細,而且沒有引導功能。同時動態數據的識別也是非常重要。
最后,就是故障范圍的鎖定。鏈條真實接觸壓力為何會高?除了變速器控制單元的計算錯誤及閥體的壓力輸出錯誤,難道沒有其他可能?那就是控制鏈條接觸壓力的扭矩傳感器活塞位置。在此可以通過圖8來說明,這個活塞位置的變化為何會影響到鏈條接觸壓力(夾緊力)。

圖8 鏈條接觸壓力控制原理
如圖8中箭頭所指的活塞,會根據發動機輸入扭矩的大小以及傳動比的大小(車速),來實現軸向位移。當活塞處于最外側時(左側)時,相當于活塞所控制的泄油孔打開得就會多一些(紅色標注處),此時鏈條接觸壓力會低一些;反之,當活塞處于最里側(右側)時,泄油孔關閉的就會多一些,此時鏈條接觸壓力也就會高一些。
所以當該車變速器更換一個尺寸信息不一樣的活塞時,相當于它把泄油孔徹底堵住,也相當于在最里側。所以G194會得到很高的油壓,從而導致變速器控制單元設置故障碼,同時啟動了“安全切斷”功能。