人为因素造成的行驶换挡冲击案例分析

文：陈文林

关键词：电磁阀、离合器、换挡冲击

故障现象：一辆2011 年产上汽通用别克新君越轿车，搭载LAF 型2.4 L 缸内直喷发动机和6T45E 型6 挡自动变速器。行驶里程为18.4 万km。该车因无法行驶在其他专修厂大修变速器，更换了内部损坏的部件。变速器修复装车后车辆可恢复行驶，但仍有异常，通过更换阀体、变速器控制单元（TCM）均未能彻底解决问题。目前车辆还存在间歇性发动机故障灯点亮，行驶过程中换挡冲击的故障，热车时比较明显，严重时还会出现打滑现象。

检查分析：维修人员用专用故障诊断仪GDS 检测，发现变速器控制单元存储有历史故障码“P0777——压力控制电磁阀2 卡滞打开，通过和失败”。该故障码的设置原理是：压力控制电磁阀2调节控制3-5-R 挡离合器的油压；TCM以输入轴转速传感器（ISS）和输出轴转速传感器（OSS）发送的转速信号为基础，计算传动比，并将每个指令挡位的期望变速器传动比和计算出的传动比进行比较；超出范围将设置故障码。

6T45E 变速器的挡位控制主要由4 个压力控制电磁阀 及1 个 换挡电磁阀来执行，最终实现6 个前进挡及P 挡、N 挡和R 挡，各挡都有相应的传动比（图1）。其中，压力控制电磁阀2 在R 挡、3 挡和5 挡进行离合器油压控制。TCM 在进行相关挡位控制时，通过对传动比的监控来判断是否正常工作，从而最终影响其控制结果。因此根据故障码P0777 判断可能的故障原因有：①TCM及相关线路故障；②压力控制电磁阀2及相关线路故障；③压力控制电磁阀2控制的油路及相关调节阀故障；④3-5-R挡离合器异常；⑤ISS 和OSS 故障。

图1 换挡执行元件工作表

检测TCM 数据流，重点查看“稳定状态适配压力数据”，发现“3 挡变速器适配压力稳定状态”及“稳定状态TAP 第三挡TCC 已使用”的数据分别为48 kPa 和10 kPa（图2），异常；而其他挡位包括倒挡都是正常的0 kPa。稳定状态适配压力是指在汽车变速器正常工作状态下，液压控制系统为了保持适当的换挡压力而调整的压力值。数据流中此数值为0 kPa，可理解为系统无需增减油压，就可以按理论设定好的压力很好地实现换挡，相关部件是正常的；否则可能存在异常。异常的数据流说明，该车变速器对应的挡位控制或挡位执行中可能存在异常。而检查的重点则是3挡的工作过程。

图2 变速器控制单元数据流

连接好GDS，清除故障码后一边试车一边捕捉数据。试车时故障并不明显，特别在冷车时车辆行驶并无任何异常。经过反复有针对性地围绕3 挡试车，让车辆保持中速并在2-3-4 挡间转换，一段时间后终于出现了几次瞬间的不正常（图3）。当车辆从5 挡降到4 挡再降到3 挡时都没有问题，传动比可以在指令发出后正常进行切换且数值正常。但当指令要求从3 挡升4 挡时，开始阶段传动比却还是3 挡的1.91，然后出现不正常的短暂剧烈波动（图示故障点），最后才正常切换到4 挡，传动比恢复到1.45。如果此时故障点的数值更大，则车辆的冲击感将更明显。

图3 故障出现时的换挡数据

通过对动态数据流的分析，可以发现故障点出现在3 挡升4 挡时，可能原因是3 挡不能分离或4 挡不能有效快速结合，因此4 挡工作的相关部件也要考虑进来。对照图1 可以发现，4 挡相关部件有：1-2-3-4 挡离合器与压力控制电磁阀5，以及4-5-6 挡离合器与压力控制电磁阀3 等。1-2-3-4 挡离合器与压力控制电磁阀5 已在1 挡、2 挡和3 挡正常工作，4 挡工作时它只是正常延续，不可能存在故障。4-5-6 挡离合器与压力控制电磁阀3 则是在3 挡时未工作，切换到4 挡才开始工作的，因此重点对4-5-6挡离合器与压力控制电磁阀3 进行检修。

结合前文对故障码P0777 压力控制电磁阀2 的故障分析，可重新归纳该故障可能存在的原因：①TCM 及相关线路故障；②压力控制电磁阀2 或压力控制电磁阀3 及相关线路故障；③压力控制电磁阀2 或压力控制电磁阀3 控制的油路及相关调节阀故障；④3-5-R 挡离合器或4-5-6 挡离合器异常；⑤ISS 和OSS 故障。

由于故障现象在其他工作挡位都没有异常，因此可以排除TCM 和相关线路以及ISS 和OSS 的故障可能性。压力控制电磁阀2 和压力控制电磁阀3 及相关线路、油路和调节阀等主要集中在控制阀体和TCM 中，维修人员先拆检变速器侧盖，重点检查压力控制电磁阀2 和压力控制电磁阀3，以及相关的调节阀、单向球和密封件等（图4），最终没有发现异常。

图4 检查压力控制电磁阀2 和压力控制电磁阀3

至此故障线索指向了3-5-R 挡离合器和4-5-6 挡离合器，于是维修人员再次全面拆检变速器。拆解过程中重点检测3-5-R 挡离合器和4-5-6 挡离合器的控制油路，并找到这2 组离合器的进油口。用高压气枪分别对2 组离合器进行气压测试，发现2 组离合器在气压作用下都有明显的作动声音，能有效接合（图5）。

图5 对2 组离合器控制油路进行气压测试

进一步拆检2 组离合器，3-5-R 挡离合器的离合器片、密封件和活塞等并没有发现异常。但拆检4-5-6 挡离合器时发现异常：离合器片与钢片的活动间隙明显过大。对4-5-6 挡离合器组件进行详细检查，并与第一次维修换下来的组件进行比对，发现更换后的1 个加力钢片厚度不够（图6），导致离合器间隙过大。

图6 加力钢片526 与普通钢片528 对比

查看维修资料得知，该车的变速器属于一代GF6，其4-5-6 挡离合器组件包括：1 个波纹片525、1 个加力钢片526、3 个普通钢片528 和4 个摩擦片527。而大修更换的4-5-6 挡离合器属于二代GF6 变速器，其组件取消了波纹片525 和加力钢片526，并将普通钢片528由3 片变成5 片，摩擦片527 由4 片变成5 片（图7）。而大修时维修人员并没有注意这点，按二代GF6 向配件库领取了相应的钢片和摩擦片（没有加力钢片526），然后将原车的4 个钢片（含有1个526、3 个528）和4 个摩擦片更换了，相当于把厚的526 换成了一个薄的528。

图7 一代和二代GF6 变速器4-5-6 挡离合器组件区别

故障排除：重新把4-5-6 挡离合器组件中与波纹片525 相邻的普通钢片换成正确的加力钢片526 后，4-5-6 挡离合器组件间隙恢复正常，装车试车后故障完全排除。

回顾总结：由于4-5-6 挡离合器片间隙过大、活塞行程变大，导致离合器组件不能快速执行TCM 指令有效结合，导致该车3 挡升4 挡要冲击一下（严重时还短暂失去动力）再升挡。此故障是一个典型的解决了旧问题，又因人为因素出现新问题的维修案例。此类问题解决难度将更大，因为人为因素没有规律可言。该案例也告诉我们，技术人员在任何一个细节没有注意到，都可能导致一些意想不到的后果。作为一名合格的技术人员，要时刻牢记“细节决定成败”，真正做到一丝不苟。

此外还有一个问题在此说明，那就是车辆报的是压力控制电磁阀2 相关故障码P0777，而真正出问题的并不是此电磁阀控制下的3-5-R 挡离合器，而是另一个压力控制电磁阀3 控制下的4-5-6挡离合器。这里需要了解故障码P0777的设置条件：当TCM 指令 3-5-R 挡离合器分离持续 1 s，且变速器输入轴转速小于预期的输入轴转速 400 r/min 时，TCM 检测到正在分离的离合器传动比错误或卡滞，而且必须出现 3 次以上。

也就是说，当TCM 发出由3 挡升4挡的指令后，监测的传动比不是3 挡的1.91，也不是4 挡的1.45，而是突变的某一数值，因此TCM 认定为分离的3 挡离合器出故障。所以从故障码解释很容易误导维修人员是3-5-R 挡离合器出现问题。但根据前面对动态数据流的分析可知，指令已在4 挡而传动比并不是4挡的，因此执行4 挡工作的4-5-6 挡离合器就成为重点关注对象（与4 挡相关的另一个C1-2-3-4 挡离合器已经排除可能性），为后面准确快速地找到故障点做好了针对性准备。