汽車變速箱維修典型案例分析及其啟示

姚麗英,李 強

（1.山西大同大學煤炭工程學院，山西 大同 037003；2.上海汽車工業(yè)大同銷售有限責任公司，山西 大同 037004）

由于我國現行的《報廢汽車回收管理辦法》規(guī)定,“汽車‘五大總成’,即發(fā)動機、方向機、變速器、前后橋、車架只能作為廢金屬賣給鋼鐵企業(yè)做冶煉原料”而不能進行拆解再利用和通過再制造技術延長產品的使用壽命。這樣的規(guī)定現在看來很不適應循環(huán)經濟的要求,與國外報廢汽車再制造帶來可觀的經濟效益、社會效益、環(huán)境效益形成強烈的對比[1-2]。筆者無法從國內汽車報廢拆解企業(yè)了解變速箱的拆解情況,通過走訪汽車維修網點,從維修的角度研究了汽車變速箱拆卸回收所面臨的問題。在調研的過程中,一個較為典型的維修案例給了我們很大的啟示。

1 維修案例

1.1 車型

帕薩特領馭1.8T轎車,裝備01V型5檔自動變速箱

1.2 故障現象

該車行駛里程為17萬km,行駛中駕駛員突然發(fā)現變速箱出現了故障。維修人員使用VAS5052A測試儀進行查詢,故障碼為“17105 P0721035-輸出轉速傳感器電路 范圍/性能 間隙式”。大部分時間無法清除,有時可以清除但是車輛運行后又立即出現。

1.3 排除經過

維修人員用測試儀檢查,初步分析是變速箱的電控部分出現了故障。根據測試儀提供的線索，首先檢查了輸出轉速傳感器G38的線路,沒有發(fā)現斷路或短路的地方,于是更換了轉速傳感器G38,但是上路試車,仍然發(fā)現上述故障碼。考慮到輸出轉速傳感器G38是該型變速箱的一個主要輸入信號,如果變速箱的控制電腦對該信號處理有誤,也會出現上述故障碼,于是更換該型號的控制電腦,但是更換完畢上路試車仍然無效，上述故障碼依然出現。

考慮到該車的變速箱已經行駛了約18萬km,內部的摩擦片已經磨損到一定的程度,按照司機的要求該變速箱也準備進行大修,于是我們對該變速箱進行了大修,大修后變速箱內部的故障隱患全部排除了。但是上路試車后發(fā)現原來出現過的故障碼仍然間歇性出現。

接著對變速箱的動態(tài)數據進行觀察和分析,車輛進行一段時間的行駛后發(fā)現:發(fā)動機ECU的01-08-05的第三區(qū)域顯示的是車速,此時車上儀表的車速為30 km/h左右,測試電腦卻顯示130 km/h,很明顯的錯誤。

隨后進入儀表ECU觀察車速，進入舒適系統(tǒng)ECU觀察車速數據顯示均為正常。

難道是發(fā)動機ECU的車速數據處理有問題,但是更換了一套儀表和發(fā)動機ECU,故障一樣。

最后更換了G22車速里程傳感器后,發(fā)動機ECU中的01-08-05的第三區(qū)域中的車速里程顯示正常了。再試車,變速箱也正常了。

到此,維修人員認為故障原因找到了,認為變速箱修好了。

但是大約行駛了約2周后,司機再次說變速箱又出現了故障,和原來的一樣。維修人員用測試儀檢測變速箱控制單元,又發(fā)現了原來的故障碼“17105 P0721035-輸出轉速傳感器電路 范圍/性能 間隙式”。經過上述的維修和一系列可能故障原因的排除,這次檢查重點應該是車速信號。

將該車上裝備的所有控制單元一一斷開進行檢查和試車,沒有發(fā)現異常,但是在檢查到大燈控制單元的時候發(fā)現后備箱左側有一灘隱蔽的積水,大燈控制單元濕漉漉的,將控制單元的插頭拔下以后發(fā)現插頭被綠色殘漬玷污。斷開大燈控制單元插頭后進行試車再也沒有出現上述故障,就這樣斷開插頭試車進行了2周也沒有發(fā)現上述故障出現。通過后期對問題的進一步追蹤調查,車主反饋變速箱沒有再次出現原來的故障,說明問題就出現在了大燈控制單元進入環(huán)節(jié)上。

2 自動變速箱的工作原理和故障原因分析

上海大眾系列乘用車自動變速箱常見的有三種型式:液力自動變速箱 (簡稱AT)；機械無級自動變速箱 (簡稱CVT)；電控機械自動變速箱 (簡稱AMT)。目前普遍使用的是AT。AT主要由液力變扭器、行星齒輪變速機構、液壓閥體、電控系統(tǒng)等幾部分組成。其中自動變速箱的電控系統(tǒng)包含三大部分：傳感器、控制單元和執(zhí)行機構。傳感器包括:變速箱輸入轉速傳感器G182、變速箱轉速傳感器G38、超速開關F8、剎車燈開關、變速箱油溫傳感器G93、多功能開關F125、ABS/ASR控制單元。執(zhí)行元件包括:電磁閥、發(fā)動機控制單元的干預信號和換/低檔信號、檔位手柄定位電磁閥N110、儀表板上的檔位顯示、巡航控制開關H、自動變速箱繼電器J60、倒車燈M16/17等。

圖1 自動變速箱電控系統(tǒng)組成簡圖

變速箱的控制單元從安裝在變速箱上和車輛上的諸多傳感器如:車速傳感器、變速箱輸入轉速傳感器、變速箱輸出轉速傳感器、發(fā)動機轉速傳感器、油門踏板位置傳感器等等采集信號,經過數據處理后發(fā)送指令給執(zhí)行機構如:電磁閥N88-N94,從而控制相應的換擋離合器或制動帶工作使變速箱換入相應的檔位[3]。

本案例的故障出現在電控系統(tǒng)部分,產生故障碼“17105 P0721035-輸出轉速傳感器電路 范圍/性能 間隙式”的原因分析如下:

（1）按照正常的信號處理順序:車速信號首先進入到儀表,經過儀表控制單元進行處理后通過CAN數據總線送給各個ECU。變速箱的ECU從CAN數據總線上取得車速信號進行換擋控制。

（2）G38是輸出轉速傳感器,它和輸入轉速傳感器G192配合計算現在的檔位,為下次換擋做準備。發(fā)動機轉速和車速是變速箱進行換擋控制的兩個主要數據,當變速箱的ECU無法識別車速時,換擋也就無從操控,變速箱將進入到緊急運行功能中。

（3）變速箱根據發(fā)動機轉速信號、變速箱輸入轉速G182的信號和輸出轉速G38的信號,結合車速傳感器G22的信號決定換擋。但是此時車速信號變換不定:從0-255-154-80公里 /小時等亂變,因此在換擋程序設定的范圍內ECU無法判斷清楚,故給出了上述故障碼。

（4）由于大燈控制單元浸泡在水中,導致CAN數據總線工作失常,進而影響到車速信號的正確發(fā)送,當車速信號發(fā)送正確時,變速箱工作正常；當車速信號發(fā)送不正確時,變速箱工作不正常。因而會有變速箱間歇性的故障。經過觀察分析,我們發(fā)現車輛的后風擋玻璃在貼太陽膜時噴的水最后都流進了大燈控制單元里,導致了變速箱的工作不正常。

在此故障案例中可以看出:車速傳感器工作狀態(tài)失準和徹底損壞是有本質的區(qū)別的。工作失準報的故障碼“17105 P0721035-輸出轉速傳感器電路范圍/性能 間隙式”。如果斷路或短路則報的故障碼為:線路短路或斷路。由此反思在維修自動變速箱時首要的問題是先弄清楚相關傳感器的邏輯關系,初步判斷是機械故障、液壓故障還是電控系統(tǒng)的故障。再用較多的時間進行試車、記錄數據、邏輯關系分析。根據自動變速箱各子系統(tǒng)的工作原理,理清思路,確定故障可能發(fā)生的原因。這樣在維修時才能避免走彎路,為客戶節(jié)省維修費用和維修時間,提高客戶對產品的信譽度。

3 啟示

（1）一般來講,自動變速箱的結構比較復雜,維修時需要很強的專業(yè)知識。但是,在實際維修中遇到的故障現象可能更為復雜,因而維修起來不僅需要較強的理論知識,更需要較強的實踐經驗。如果能夠利用儀器讀出控制單元的故障碼與故障現象進行對比,深入分析故障碼的含義與產生故障現象的邏輯關系,就能有效確定產生故障的原因。

（2）企業(yè)需要搜集很多來自維修一線真實的案例,豐富企業(yè)的維修培訓實例,也可作為激勵員工的手段,供內部維修技術人員互相學習、借鑒,不斷提高維修技術人員的專業(yè)水平和分析問題解決問題的能力。

（3）產品按拆解的程度分為完全拆解、部分拆解和目標拆解。按拆解的手段分為破壞性拆解和非破壞性拆解[4]。維修是目標拆解或部分拆解,而報廢產品為了達到最大的利用需要完全拆解,手段應以非破壞性拆解為主。由于達到報廢時的車輛因為變形、銹蝕、焊接鉚接等原因也可能使用破壞性拆解。因此,面向產品拆卸回收設計的結構模型要比面向維修設計的結構模型更為復雜。

（4）從維修的過程可以看出,一一排除故障原因的過程,說明變速箱的拆卸,需要有生產廠家的拆解手冊為指導,對常見故障和原因進行分析。從產品的拆卸回收來看,拆解企業(yè)需要生產廠家的拆解指導,并負責培訓相關的從業(yè)人員。報廢拆解企業(yè)也應加強分類指導,建立與機動車類別相適應的汽車產品拆卸中心,提高拆解企業(yè)的拆解能力和拆解水平。

（5）由于生產廠家已在全國建立較為完善的售后服務體系,生產廠家擁有一支技術過硬的維修隊伍。要想實現產品的再制造,達到報廢產品的循環(huán)再利用,國家必須制定汽車材料循環(huán)利用率指標,迫使企業(yè)考慮產品報廢以后的再利用問題。企業(yè)可以利用這支維修隊伍,對自己生產的產品進行拆卸回收,不必專門培訓一批拆卸回收技術人員,從而節(jié)約人力成本。

（6）目前我國從事報廢汽車拆解的專業(yè)技術人員數量少、技術水平低,即使以生產廠家的拆解手冊為指導,也很難對不同生產廠家不同型號產品的“剩余壽命”進行預評估,必須依賴更科學更有效的無損檢測技術和產品全壽命周期理論做支撐[5-6]。因此,企業(yè)和科研院所聯合組成的高新技術研發(fā)團隊才是攻克汽車再制造關鍵技術的有生力量。

[1]何伊麗.卡特彼勒再制造技術的發(fā)展狀況[J].建筑機械技術與管理,2010(10):61-63.

[2]賀群.美國報廢汽車回收啟示錄[J].汽車與安全,2006(8)：64－65.

[3]李東江,張大成.國內轎車自動變速器檢修手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社.2003.

[4]劉光復,劉志峰,李鋼.綠色設計與綠色制造[M].北京:機械工業(yè)出版社,1999.

[5]徐濱士,劉世參,王海斗.大力發(fā)展再制造產業(yè)[J].求是,2005(12):46-47.

[6]徐濱士.再制造工程及其關鍵技術[J].內燃機配件,2009(4):3-8.