2015款上汽通用雪佛蘭科魯茲變矩器故障致發(fā)動機故障燈亮

◆文/遼寧 于麗穎

故障現(xiàn)象

一輛2015款上汽通用雪佛蘭科魯茲(經(jīng)典型)，行駛里程為52 732km，因發(fā)動機故障燈亮而送修。

故障診斷與排除

接車后，首先連接專用診斷儀進行檢測，檢測到系統(tǒng)中存有故障碼P0741 00，故障碼含義為：變矩器離合器系統(tǒng)(TCC)卡滯在斷開位置，說明該車自動變速器中的變矩器離合器TCC存在故障。

查看維修手冊關(guān)于故障碼P0741的說明。當滿足TCC結(jié)合條件，變速器控制模塊TCM指令變矩器離合器(TCC) 壓力控制電磁閥工作(通過增加電流來提高油壓)，接通液壓油路，通過液壓油路，使其下轄的TCC控制閥(液壓滑)移動，打開通往變矩器離合器的油路，使變矩器內(nèi)離合器結(jié)合側(cè)油壓提高，而另一側(cè)油壓被釋放，將離合器壓緊在泵輪上，變矩器離合器結(jié)合。此時，發(fā)動機和變速器輸入軸直接聯(lián)動。TCM根據(jù)來自輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器(ISS) 的轉(zhuǎn)速信號，以及由發(fā)動機控制模塊(ECM)提供的發(fā)動機轉(zhuǎn)速，來計算這兩個速度之間的差值。這個數(shù)據(jù)在診斷儀上被稱為“變矩器離合器滑移速度(單位：r/min)”，這個數(shù)據(jù)是監(jiān)控TCM和評價TCC性能最重要的數(shù)據(jù)。另外，設(shè)置故障碼P0741的條件有：

1. 變矩器離合器壓力指令為500kPa或更高，并持續(xù)2s。

2.變速器控制模塊檢測到變矩器離合器滑秒速度為130r/min或更高，并持續(xù)5s。

3.上述情況必須發(fā)生2次。

對以上“故障碼設(shè)置條件”的解讀就是：如果TCC被指令結(jié)合后，“變矩器離合器滑移速度”的數(shù)值過大，則代表TCC出現(xiàn)了打滑。TCM會通過增加結(jié)合油壓來抑制打滑。如果TCM通過很高的油壓才能抑制打滑，或者打滑數(shù)據(jù)持續(xù)出現(xiàn)時，TCM就會認為TCC出現(xiàn)了故障，設(shè)置TCC系統(tǒng)卡滯在斷開位置的故障碼P0742。

查看故障凍結(jié)記錄(圖1)，系統(tǒng)設(shè)置了兩次故障碼的凍結(jié)記錄，一次是5擋，一次是6擋，滑移速度都達到了200r/min以上，發(fā)動機扭矩都在90Nm以上，說明故障車在加速時出現(xiàn)了滑移速度過大的情況。

圖7 DC-DC轉(zhuǎn)換器局部圖

圖1 兩次設(shè)置故障碼的凍結(jié)記錄

查看穩(wěn)定狀態(tài)適配壓力數(shù)據(jù)(圖2)。穩(wěn)定狀態(tài)適配壓力數(shù)據(jù)是指：TCM在該擋位，維持傳動比穩(wěn)定(離合器不打滑)，或滿足TCC滑動速度要求，所施加的結(jié)合油壓。當所施加的壓力沒有超過TCM內(nèi)部程序標定的標準壓力時，即認為正常。對于GF6一代變速器，該數(shù)據(jù)應(yīng)全部為0。當出現(xiàn)打滑時，TCM會提高結(jié)合油壓，抑制打滑。如果所施加的壓力超過了程序標定的標準壓力，則該數(shù)據(jù)不再為0，而是會有具體的壓力數(shù)據(jù)，這說明TCM在努力增加壓力。

圖2 故障車穩(wěn)定狀態(tài)適配壓力數(shù)據(jù)

從圖2可以看出，在3、4、5、6擋，TCC結(jié)合時均出現(xiàn)了打滑，TCM也做出了“努力”。例如：“穩(wěn)定狀態(tài)變速器適配壓力3擋變矩器離合器已使用186kPa”。該數(shù)據(jù)代表，在3擋使用TCC時，TCM在正常的管路壓力基礎(chǔ)上系統(tǒng)又增加了186 kPa，來達到維持TCC滑移速度在130r/min以內(nèi)這個控制目標。

接下來，筆者又對故障現(xiàn)象進行了驗證。怠速時，作動TCC，可以看到發(fā)動機轉(zhuǎn)速有所下降，說明TCC系統(tǒng)是響應(yīng)控制的，但是性能是否正常，需要路試來確認。路試過程中，TCC結(jié)合后，加速時，“變矩器離合器滑移速度”會達到250r/min以上(圖3)，甚至會達到450r/min，且這種較高的“滑移速度”會維持很長一段時間，而并非僅是在加速初期時打滑。但在正常行駛(非加速狀態(tài))時，滑移速度就會小很多，基本上在130r/min以內(nèi)。這說明TCC性能不良，而不是徹底不工作。

結(jié)合故障現(xiàn)象和TCC系統(tǒng)的組成，分析造成TCC性能不良的原因有：位于TCM上的TCC電磁閥及TCM故障、下閥體上的“變矩器離合器調(diào)節(jié)器接合閥”故障、油泵上的“變矩器離合器控制閥”故障、變矩器油泵驅(qū)動軸與油泵導輪支撐軸之間構(gòu)成的油道不暢、輸入軸和油泵之間的釋放油路不暢、變矩器本身故障。

圖3 路試時TCC數(shù)據(jù)

查閱維修資料，故障車TCC結(jié)合時的油路如圖4所示。這類高負荷工況才表現(xiàn)出來的性能故障，通常是由液壓系統(tǒng)故障引起的。當TCC的結(jié)合油壓不足時，會造成TCC打滑。而油壓不足，有可能是電磁閥性能不良、滑閥不能運動到位、結(jié)合油道出現(xiàn)堵塞或泄漏。

接下來需要檢查和測試的項目有：TCM電磁閥的性能測試、下閥體中滑閥動作測試、油泵中滑閥的動作測試以及相關(guān)油路的檢查。如果這些檢查和測試項目都顯示正常，則說明故障點在變矩器上，需要更換變矩器了。

當檢查到輸入軸(圖5)和與之配合的油泵上的輸入軸軸套時，我們發(fā)現(xiàn)輸入軸在與之配合的油泵上的軸套內(nèi)孔中非常松曠，間隙非常大。

由于油泵內(nèi)孔中的軸套非常深，沒有合適的測量工具可對其進行測量，所以筆者只好采用下述辦法測量間隙，并與新零件進行對比。將輸入軸放置在油泵內(nèi)孔的適當位置，晃動輸入軸，使用百分表測量徑向間隙；然后在新的油泵和軸上，也采用同樣的方法，在同樣的位置進行測量，并將獲得的間隙數(shù)據(jù)進行比對(圖6)。需要特別說明的是，用此方法測得的是松曠數(shù)據(jù)，而非真正的間隙數(shù)據(jù)，但是可以作為間隙大小的參考。通過實測發(fā)現(xiàn)，故障車輸入軸與軸套的間隙約為2mm，而新件的間隙約0.60mm(圖7)。

圖5 輸入軸和與之配合的油泵上的輸入軸軸套

圖6 測量輸入軸與軸套間的間隙

圖7 新舊輸入軸與軸套間的間隙對比

TCC系統(tǒng)結(jié)合時，油路的工作狀態(tài)如下：

1.位于TCM上的TCC電磁閥→下閥體上的“變矩器離合器調(diào)節(jié)器接合閥”→油泵上的“變矩器離合器控制閥” →變矩器油泵驅(qū)動軸與油泵導輪支撐軸套之間構(gòu)成的油道→變矩器內(nèi)結(jié)合側(cè)。

2.變矩器釋放側(cè)→輸入軸內(nèi)孔→油泵上的“變矩器離合器控制閥”→釋放。

3.結(jié)合油路→變矩器油泵驅(qū)動軸與導輪支撐軸之間構(gòu)成的油道→變矩器內(nèi)壓盤結(jié)合側(cè)壓力升高。

4.變矩器壓盤釋放側(cè)→輸入軸內(nèi)孔 →釋放油路。

這時，在變矩器內(nèi)(圖8)離合器壓盤結(jié)合側(cè)(左側(cè))壓力升高，另外一側(cè)壓力被釋放，變矩器離合器壓盤向右移動壓緊，變矩器離合器TCC結(jié)合。泄壓的通路如圖9所示。

圖8 變矩器內(nèi)的TCC離合器結(jié)合油路

圖9 TCC泄壓通路

在本案例中，由于軸套磨損，造成變矩器內(nèi)結(jié)合側(cè)與釋放油路相通，結(jié)合油壓受到影響(降低)，導致TCC存在泄壓情況(圖10)，從而引發(fā)故障。

圖10 軸套磨損導致TCC泄壓

更換油泵及輸入軸后路試，并測試TCC相關(guān)數(shù)據(jù)(圖11)。除了在加速的初期，TCC滑移速度可能短時間會超過130r/min，其余情況下該數(shù)值均在130r/min以內(nèi)，說明TCC打滑是TCM可控的，不會再設(shè)置故障碼P0741(TCC系統(tǒng)卡滯關(guān)閉)。而且，在穩(wěn)定狀態(tài)適配壓力數(shù)據(jù)中，各擋數(shù)據(jù)均為0，這也說明TCC控制正常。至此，該車故障被徹底排除。

圖11 故障排除后的TCC數(shù)據(jù)

維修小結(jié)

通過本案例，筆者小結(jié)如下：

1. 該故障是TCC性能故障，通過關(guān)鍵參數(shù)TCC的滑移速度進行研判故障是否存在，同時這也是維修后驗證維修效果的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

2. 從故障凍結(jié)記錄入手，可以看到出現(xiàn)故障時的工況，即“加速工況”，所以，在該工況下路試，才能驗證故障是否存在。如果僅是普通的駕駛方式，有可能看不到明顯的異常數(shù)據(jù)，也就無法再現(xiàn)和確認故障。

3. 故障碼“P0741 00 變矩器離合器(TCC)系統(tǒng)卡滯在斷開位置”，指明的是“系統(tǒng)”存在故障，而不一定就是TCC電磁閥或變矩器。考慮故障原因時，要從系統(tǒng)的整體出發(fā)，對系統(tǒng)進行整體分析。

4. 客觀診斷手段：該故障診斷過程中，關(guān)鍵數(shù)據(jù)的捕捉、對比、分析，輸入軸與泵孔之間間隙的測量，都屬于客觀診斷手段。如果僅憑主觀感受、想象、猜測、經(jīng)驗來診斷，就是主觀診斷。

專家點評羅新聞

該案例是鎖止離合器故障，也是常見故障，為確認故障點，需要從系統(tǒng)的整體出發(fā)，對系統(tǒng)進行整體分析，按照科學規(guī)范的維修流程，通過關(guān)鍵數(shù)據(jù)的捕捉、分析、檢測，是解決問題關(guān)鍵。作者在排除此車故障時，首先是對GF6變速器的性能及結(jié)構(gòu)十分了解，其次作者在排除此故障時分析透徹，方法得當。特別是通過分析數(shù)據(jù)流考慮可能的故障原因值得我們維修人員借鑒。正如作者最后總結(jié)所說，排除故障時僅憑主觀診斷只能排除簡單故障，要想快速診斷疑難故障還是應(yīng)重視客觀診斷手段。