变速器经典案例分析与处理—变速器机械元件引起的故障（五）

2019-09-11北京薛庆文

汽车维修与保养 2019年4期

关键词：电流值链轮阀体

◆文/北京薛庆文

(接上期)

十、奥迪CVT变速器为何如此难修

车型信息

2004款一汽奥迪A6，搭载2.4自然吸气发动机和6挡CVT，行驶里程240 000km。故障现象：变速器多次维修后出现在中低速时换挡平顺性变差，有轻微抖动的现象。变速器主要备件都更换了，甚至更换了变速器总成，问题也没有得到解决。

检测分析

(1)第一次进厂维修

该车是因为前进挡和倒挡均不能行驶故障而拖至修理厂维修的。该厂技术人员接车后进行基本检查时，发现变速器CVTF当中有大量的金属屑，于是直接将变速器抬下来进行分解检修，解体变速器后发现：链条断了且链销处早已严重磨损，主从动链轮缸、链盘和链条接触表面都已严重磨损(图64～图66)。其他部件并没有直接看出问题，这样考虑到链传动机构严重磨损原因可能跟阀体(滑阀箱)有关，因此在维修中不仅仅更换了所有磨损部件和阀体(注：阀体是修复的阀体)，另外，对前进挡离合器和倒挡制动器也进行了部分部件的更换和修理(图67)，试车故障排除交车。

图64 磨损的链条

图65 严重磨损的从动链轮缸和链盘

图66 严重磨损的主动链轮缸

图67 修复的离合器

(2)第二次进厂维修

用户仅仅使用了一周，就二次返厂，用户描述有时仪表挡位指示灯显示全红，挂挡冲击、起步顿挫感极强，中高速行驶时车辆也不正常。接车后首先连接诊断仪进行电控系统测试，读出一个“05953(P1741)离合器自适应匹配达到极限”的故障码，读取数据流时发现第10组中离合器压力调节电磁阀N215的自适应电流值已经达到0.346A(图68)，而对于该车型电流值的正确范围值应该在0.255～0.295A之间，很显然实际自适应电流值偏高并超出极限，难怪控制单元会记录“05953(P1741)离合器自适应匹配达到极限”的故障码。控制单元记录这个故障码大多情况下是阀体的故障，难道我们之前维修时更换的修复阀体存在问题？当然也不排除其他可能性。打算重新更换一块阀体试试，但在排放变速器CVTF油液时又发现里面有金属屑，难道链传动部分又磨损了？只能进行二次分解变速器。

图68 读取的数据流内容

分解变速器，发现链传动部分的链条、链轮缸、链盘再次严重磨损，难道是在第一次维修中我们没有找到链传动部件磨损的真正故障原因？还是我们更换的部件存在问题(毕竟更换的是拆车件)？重新对上次未更换的部件进行细致的检查，但并未发现任何问题，因此只能怀疑是阀体的问题或者更换的拆车链轮缸内部泄压，于是重新更换磨损部件并重新更换一块合格的阀体。

组装变速器重新试车，冷车时变速器表现良好，但热车后变速器偶发挂前进挡冲击大的现象，进行变速器匹配和自适应学习，再次试车感觉还不错，读取数据流发现第10组电磁阀N215自适应电流值还是偏高，又达到了0.345A，又是什么原因导致离合器自适应电流值过高呢？长时间路试让变速器自适应时，变速器故障灯又点亮了且又是记录“05953(P1741)离合器自适应匹配达到极限”的故障码。难道还是阀体的故障？但第二次更换的阀体肯定没有问题。此时维修一时陷入僵局。

再试车后对相关数据进行仔细分析，发现变速器温度上升速度很快。油温上升速度快的可能原因：①离合器打滑；②链条打滑；③冷却系统问题；④冷却系统油路内部存在泄漏导致更多的油液不能去冷却器进行冷却等。在实际试车和跟踪数据时，离合器和链条均不打滑，如果冷却器或外部滤清器堵塞，那么第10组数据流中的电磁阀N215的自适应匹配电流应该低才对，而不是N215电流值高出正常值，那么极有可能是从主动链轮缸内出来的高温润滑油没有直接去冷却器冷却，而泄漏在变速器内部。如果这种分析成立，那么也只剩下冷却油路中的两个阀门了：一个是从主动链轮缸内出来的液压油，首先经过的限压阀存在泄漏；另一个就是通过限压阀后的那个差压阀(俗称加热阀)。出现磨损而导致油路短接。这两个问题都会导致去往冷却器的液压油油量不足而使油液温度快速升高，但在之前的维修中带有差压阀的弯形管已更换，因此不必怀疑。最后只剩下变速器内部的限压阀了，这个阀在平常维修中一般都不会去仔细检查，这个阀确实很少出现问题。检查这个阀只能拆解变速器，于是第三次分解变速器进行检查。

解体后检查发现确实是冷却系统油路中的限压阀损坏了(图69)，它的作用：当来自主动链轮缸内油油压过高时，通过该阀门泄掉一部分压力以保护冷却器。但它一旦出现问题后，来自主动链轮缸内的大部分液压油直接泄漏在变速器内部，导致液压油得不到冷却，加快变速器油液温度上升。另外，由于冷却油压没有经过冷却器和外部压力滤清器，而是通过限压阀直接泄掉，链条夹紧力压力传感器G194获得一个比正常值低的油压，在这种情况下控制单元在形成闭环控制功能时，控制单元将会把离合器压力调节电磁阀N215自适应电流值调高，以获得更高的链条夹紧油压，但调节的结果导致N215自适应电流值过高，触发控制单元记录“05953(P1741)离合器自适应匹配达到极限”的故障码的条件。更换这个限压阀后故障得以排除，油温信息恢复正常，同时离合器自适应匹配电流值也恢复正常值，于是才将车交给用户使用。

图69 冷却系统油路中的限压阀

(3)第三次进厂维修

大概又使用了一个月的时间此车再次返厂，用户抱怨自从上次维修后，总是感觉用着不舒服，虽然没有原来那么严重，但能感觉到车辆的抖动。接车后变速器电控系统确实没有记录任何故障码，数据流也没问题。但在路试时确实发现如用户描述那样：车速在30～80km/h之间匀速加速行驶时，车辆会偶尔出现一两下轻微抖动，这种抖动现象有时轻有时稍微重一点，就像发动机断油或断火现象一样，但又没有规律。由于用户的抱怨太大且又不给充足的维修时间，所以在确定发动机没有问题的情况下，先更换了输入离合器又更换了变速器总成，问题都没有得到解决。维修进入僵局，考虑还得从数据分析入手。

连接大众VCDS专用诊断仪，利用其“记录数据的隐藏功能”对相关数据进行采集并最终做出分析，经过反复路试记录了故障现象出现时的数据，车辆在中低速行驶时所表现的抖动现象，恰恰出现在离合器有打滑的情况，而且这种现象会随着打滑量的增大越趋明显(图70)，同时变速器温度越高故障现象出现的频率就越高。另外，还有第10组电磁阀N215自适应匹配电流值虽然在正常范围内，但也略有偏低，因为匹配成功后的数值已接近下限值(0.255A)。

图70 采集到的离合器打滑数据

图70数据中蓝色曲线(系列1)为发动机转速(由转速传感器G28提供)，红色曲线为主动链轮轴转速(由转速传感器G182提供)，二者的差值就是离合器的打滑量，考虑车速在50～80km/h时，离合器不应该存在打滑，那为什么出现了打滑现象呢？变速器总成都换了，可以说基本就不用考虑变速器本身了，但发动机系统确实也没有问题，看来问题真的很复杂。值得重点考虑的是：离合器自适应电流值偏低。

结合变速器第18组数据进行比较分析(图71，注：系列1代表G194压力、系列2代表离合器额定扭矩、系列3代表G193压力、系列4代表N215电流)，结果发现当链条夹紧力的油压(G194压力)出现波动时，离合器电流及油压也随之轻微地发生变化，从而导致离合器出现打滑，当打滑量偏大时抖动现象就会出现。很显然离合器的打滑是被动的，是由于链条夹紧力压力的变化导致控制单元实施闭环控制时调节离合器油压，最终导致故障现象的出现。

图71 采集到的18组数据

故障排除

变速器本身不用考虑，那问题一定出在变速器外部跟链轮缸内油压有关的冷却油路。如果外部压力滤清器堵塞或冷却器堵塞都会导致离合器自适应电流值偏低，最终更换外部滤清器故障彻底排除。

经验总结

交车后把换下来的外部滤清器切开，在里面管路中发现了大量的金属碎屑(链轮缸和链条磨损下来的铁屑)。该案例给我们留下了深刻的教训：变速器机械部件的损坏给变速器冷却系统带来的堵塞太可怕了，前期的返修是因为大家没有找到根本的故障原因，一个小小的限压阀却给大家带来二次返修，本以为问题得到根治，但由于冷却系统的阻塞又引起了变速器的新的故障。因此大家在解决变速器机械部件故障时，一定要确保其内外部循环系统的清洁，以免带来后续的麻烦。

十一、奥迪A6L无级变速器的控制单元是不是“疯了”

车型信息

2008款一汽奥迪A6L轿车，搭载2.0TTFSI发动机和01T型链传动无级变速器。故障现象：此车因事故更换变速器中间壳体和一些底盘零部件，之后便出现中低速加速耸车现象。

于是先后更换了滑阀箱、输入离合器总成、链传动部件，并且对离合器间隙进行调整，甚至更换了一台变速器总成也未能解决问题，无奈之下该修理厂向笔者请教。

验证试车在试车时很快便感觉到连续的顿挫感，同时伴有“运动干涉”。车速超过80km/h后会明显好转。但此时变速器又会立即报警(仪表挡位显示灯全红)，同时发动机无法提速。

检测分析

停车后首先读取故障码，为“P1741(05953)离合器自适应匹配达到极限”(图72)。将其删除后查看第10组数据流中的第1项数值，发现其明显偏高(图73)。对于2005年以后装配了叶片式油泵的车型，该值应在0.310～0.350A之间；2005年以前装配了齿轮式油泵的01J型变速器，其值应0.255～0.295A之间。此电流值为离合器压力调节电磁阀N215的自适应匹配值，如果其超出设定范围，故障码“P1741(05953)离合器自适应匹配达到极限”将立即被激活，同时变速器处于应急模式。

图72 故障码

图73 第10组数据流

通常情况下，当变速器冷却循环油路出现堵塞(如外部压力滤清器堵塞)时，此电流值会降低。具体原因：链条夹紧压力传感器(接触压力式)G194所监控的油压与冷却循环管路油压有关。当外部压力滤清器堵塞后，形成的背压直接倒推至链轮缸内，此时控制单元通过G194的测量误认为链条接触压力过高，于是立即执行闭环修正过程，即将N215的自适应匹配电流值调低。反之同理，如若冷却循环管路或液压系统存在泄漏情况，控制单元则认为油压有缺失，需通过大电流来进行补偿，于是立即将N215的自适应匹配电流值调高。

所以，通过上述数值分析，可确定变速器内部油压，尤其是与G194监控有关的油压可能出现严重泄漏情况。

在挂入前进挡时读取第1 8 组数据，发现链条接触压力(夹紧力油压)仅为60kPa(0.60bar)如图74所示，正常应在250kPa(2.5bar)以上。同时发现离合器油压也仅为110kPa(1.10bar)(图75)，正常应在200kPa(2.0bar)以上。而离合器额定扭矩值和电磁阀N215驱动电流值基本正常。通过此系列数据分析说明变速器内部压力存在问题。

图74 第18组数据流

为了验证离合器是否正常，可查看第12组数据流，发现该组数据中前两项的差值未小于65mA或为负值，说明离合器状态良好。但电磁阀N215自适应匹配电流不正常，其值高达0.39A。

在之前的维修工作中，维修技师已更换过两块阀体，并且已确认阀体至离合器之间的油路密封正常。反复思考，再结合故障现象，决定将变速器进行解体检查。分解之后发现新换的链条及链轮缸均已再次磨损、拉伤(图76、图77)。离合器间隙及供油油路的密封均正常。继续以数据流分析结果为线索对整体冷却循环管路仔细进行检查，发现变速器壳体上一限压阀出现异常，其应非常平整地被安装在壳体中，并由一个螺丝进行固定。而此时却稍微凸起(图78)。将其拆下后发现上端塑料边缘破损导致金属盖一侧翘起，正常应为平整状态。

图77 磨损的链轮缸

链轮缸内需散热的无级变速器油(CVTF)从主动链轮轴前端流出后经过此限压阀(图79)，而后再至冷却系统进行散热。当油压过高时，此阀可进行泄压以确保冷却器不受损坏。但由于阀的压盖未压紧，就相当于弹簧的硬度被降低，导致在低压状态下阀球即被打开而过早泄压。此时多数液压油并未流入冷却系统，致使变速器出现高温并降低链传动润滑，同时G194监测到夹紧压力过低，致使控制单元设定一较高的离合器自适应匹配电流。分析至此认为，链传动的磨损、拉伤原因即为此限压阀问题(图80)。

图78 限压阀安装位置

图80 损坏的限压阀

在之前的维修工作中，外部滤清器中的滤芯和差压阀被人为清除，这也是导致离合器自适应匹配电流值过高的原因之一。

将上述所有损坏部件重新更换后试车，发现挂D挡或R挡之后需等5s以上才能行驶，之后还会出现很强烈的“运动干涉”，车速超过50km/h即正常。此时不敢再继续强行试车，立即停车查看第18组数据中第2和第4项，在未挂动力挡位时，此两项数据几乎为0(图81)。第2项数值为离合器额定计算扭矩，正常应为15N·m左右；第4项数值为离合器电磁阀N215驱动电流，在怠速时应为0.285～0.350A。此时挂挡后电磁阀N215的驱动电流首先发生变化，由0.005A至0.280A后，车辆才开始行驶，同时第2项的额定扭矩也达到15N·m(图82和图83)。如将换挡杆置回P/N位置则数值又归为0，另外在第6组和14组数据中也看到N215的错误驱动指令。

图81 挂挡杆置于P/N位置时的故障数据

图82 挂挡杆挂入动力挡后开始变化时的数据

之后查看第10组数据中的第1项离合器自适应匹配电流值，发现当挂挡杆在P/N位置时该值高达0.410A(图84)，而第4 项离合器扭矩值也为0N·m。自适应匹配电流值如此之大却仍未能使控制单元设定故障码P1741(05953)。而当换挡杆置于前进挡后该自适应匹配电流值却降到正常值0.320A，同时离合器计算扭矩也为标准值15N·m(图85)。通常情况下，此两项数值无论在哪个挡位(除倒挡)都不会发生明显变化。