寶馬、路虎6HP-XX系列變速器常見重點故障分析(一)

◆文/北京 薛慶文

寶馬、路虎6HP-XX系列變速器常見重點故障分析(一)

◆文/北京 薛慶文

德國ZF公司生產的6HP系列六擋自動變速器最早在2001年開始在寶馬車系上得到應用，而真正在各高端車型中得到大量應用是在2003年以后。隨著汽車技術及自動變速器技術的發展，六擋自動變速器已不能滿足一些高端車型使用要求，因此到了2008年寶馬開始陸續使用德國ZF公司生產的8HP八擋變速器。同時其他高端品牌車型也在陸續使用德國ZF公司生產的新型八擋變速器。

從最早寶馬裝有6HP六擋變速器到今天已持續使用大概十多年了，從整個汽車后市場維修中來看這款六擋變速器也早已進入維修階段。特別是2006年以前第一代6HP系列變速器的問題要遠遠多于2006年以后更新型第二代6HP產品。從當前的市場故障類別總結中看換擋品質故障的比例占據最高位置，而從部件問題中看早期的電子液壓模塊故障又占據了一定的市場份額，剩下的就是變扭器TCC閉鎖故障、電子掛擋桿故障以及其它機械故障等。本文就該款變速器常見重點故障加以評估。

一、早期的2-1擋沖擊故障

薛慶文

(本刊專家委員會委員)

北京陸兵汽車技術服務有限公司培訓講師、北京理工大學客座教授、全國汽車維修專項技能認證技術支持中心培訓講師及命題專家、國家質檢總局汽車產品缺陷管理中心特聘專家。

故障現象：2-1擋沖擊。車輛在正常行駛升擋都正常，只有滑行降擋有輕微的沖擊感且僅體現在將要停車的2-1擋上。

涉及器型：早期6HP26/19等，反映車型絕大部分裝在寶馬和捷豹轎車上。

故障原因：設計缺陷刷新軟件可維持。在當時的實際維修周期是出現在2006年左右，無論是在4S店還是專業維修廠都不敢輕易去更換一些值得懷疑的部件，只能重新刷新一下電腦的控制軟件。經過刷新后故障現象在短時間內消失，有的能夠持續維持一個月，有的僅僅能夠維持一周，然后2-1擋輕微的故障現象就又暴露出來。有些出保用戶考慮到維修費用，再加之沖擊感不強且不影響正常的使用，也就沒有修理。當然，大多數用戶考慮到后續的使用可能會給變速器帶來大的傷害，其中一部分用戶選擇更換變速器總成，大部分用戶則選擇通過更換全新電子液壓模塊解決的。

故障原因分析：這種2-1擋沖擊的故障嚴格上講是跟原廠設計有關。大家都知道2006年以前使用的6HP系列變速器當中的5個換擋執行終端元件的工作過程完全是靠4個高頻率線性EDS電磁閥調節并控制的，那么就出現了其中1個EDS需要管控兩個換擋終端元件，因此德國ZF公司在初期設計中并不是考慮設計成本問題，而是考慮到在該變速器5個終端元件中的低倒擋制動器D僅僅是在起步1擋和起步倒擋參與的，單獨設計1個電磁閥純粹是浪費。因此在早期的設計當中，它是利用1個EDS4電磁閥來控制D制動器同時還控制4、5、6擋離合器E。在所有硬件均滿足使用要求時，變速器及車輛的反映也是正常的，當機件形成磨損電子部件性能下降后，理論控制參數雖說沒有問題，但在實際控制當中難免會形成電子與液壓之間的不協調，從而形成一些故障現象。當然對于智能型控制變速器來說，既有學習記憶功能也有閉環修正補償功能，但從軟件匹配上講EDS4不可能具備分段式記憶學習功能，即學習E的控制功能又學習D的控制功能，所以說本身就是一個缺陷。因此在后來的2006年升級版本的6HP系列變速器不得已把D和E的控制單獨分開，并重新增加1個EDS電磁閥來實現真正意義上的一對一控制功能(一個電磁閥控制一個終端元件)，也難怪大家發現新款的6HP系列變速器2-1擋沖擊的故障再也找不到了(當然還跟D制動器結構的設計原理有關，在這里不再敘述)。

解決方案：更換全新電子液壓控制模塊(見圖1)并重新編程。

二、電子掛擋桿無法操作故障

關于裝有6HP六擋系列的寶馬車型經常會出現電子掛擋桿不可掛入的故障，故障現象大體上有兩種可供參考：一種是P擋位的駐車功能是有效的，而在掛前進擋D位時掛擋桿會彈出(跳回空擋)電控系統有時會記錄擋位控制信息不可靠的故障碼，當再次重新掛入D擋后用手把住掛擋桿車輛則能夠正常行駛。那么對于這種類型的故障，建議大家不要盲目去更換電子液壓控制模塊，問題主要在于電子掛擋桿(見圖2)本身由于磨損導致間隙過大而不能卡住在某一位置引起的，因此直接更換電子掛擋桿總成即可解決上述故障。另一種問題就不是這樣了，它跟液壓系統有關，有時驅動掛擋桿按鈕至P擋駐車位置時不能被執行，有時掛動力擋(前進擋和倒擋)時變速器沒有反應，車輛不能行駛，這種問題肯定跟掛擋桿本身無關，應該與變速器的液壓控制系統有關，具體我們從下面來分析。

故障現象：掛動力擋后車輛偶發性不能行駛，有時不能執行P擋位駐車功能。

涉及器型：帶有電子掛擋桿的所有6HP系列變速器。

故障碼：在實際檢修過程中一般情況下都會在變速器電控存儲器當中讀到關于掛擋桿嚙合不正確或不能嚙合以及某離合器打滑的故障碼，如507D、507C、507B(這三個故障碼都與掛擋嚙合有關)及4F81(傳動比檢測離合器A故障)、4F82(傳動比檢測離合器B故障)等，A離合器正是前進擋起步離合器，而B離合器恰恰又是倒擋起步離合器，難怪導致車輛前進倒退均不能行駛。

故障原因：由于液壓不足而無法使電磁閥驅動駐車機構并保持P擋位置及終端元件-離合器的供油。

故障原因分析：在帶有電子掛擋桿的6HP系列變速器當中方向盤上的電子掛擋桿與變速器液壓系統中的手動閥之間沒有任何的機械連接全憑網絡信息的通訊，而手動閥的每一個位置的確定也是由電磁閥以液壓形式來驅動的，利用電磁閥的輸出液壓來單獨驅動手動閥是不需要過高油壓的，但如果連帶機械式駐車機構一起來驅動則需要電磁閥輸出很高的油壓才能將機械式駐車機構的拉桿推至P擋駐車位置，其工作原理如圖3所示，因此一旦液壓系統壓力不足時首先影響的就是P擋位的駐車功能，也因此電控系統容易記錄507D、507C、507B關于駐車擋位嚙合故障的故障碼。另外可能由于整個液壓系統壓力不足難以通過電磁閥打開終端離合器的供油油路，從而電控系統記錄到離合器打滑量過大的故障碼最終導致車輛不能行駛。那么液壓系統壓力為什么顯示不足，在實際維修中我們發現液壓控制單元(閥體)與變速器殼體間的“過橋油封”(見圖4)出現了裂痕并導致系統油壓從此處泄漏，最終更換這個過橋油封故障得以解決。這也符合了為什么在當前配件市場單獨提供這個過橋油封的根本原因(過去只能在修理包或閥體配件包里能夠找到這個油封)。

解決方案：大部分情況更換過橋油封即可解決。當然有些時候在實際維修中這個過橋油封并沒有損壞，但是故障現象確實是一樣的，需要我們進一步驗證液壓系統閥體是否存在故障、油泵、電磁閥及駐車機構等。

三、換擋打滑以及鎖擋故障或機件磨損所導致的鎖擋故障

故障現象：用戶抱怨車子跑不起來、故障指示燈點亮。而維修人員在實際試車時發現變速器在3-4擋打滑或4-5擋打滑，而且3-4擋打滑要嚴重一些，有時剛換完4擋后干脆在沒有換5擋前變速器就進入了緊急運行模式(鎖擋了)，因為該變速器鎖在3擋上，難怪用戶抱怨車子跑不起來。

涉及器型：6HP全系列。

故障碼：在檢修過程當中電控系統故障存儲器中往往會記錄4F83(傳動比檢測離合器C故障)及4F85(傳動比檢測離合器E故障)兩個故障碼。

故障原因：定子軸軸套嚴重磨損導致E離合器油路泄漏、電子液壓模塊故障導致液壓系統壓力不足或傳動比計算時出現錯誤情況或離合器本身泄漏導致的打滑故障等。

故障原因分析：試車時明顯發現變速器打滑嚴重，因此進行變速器的解體檢查維修。考慮到是3-4擋打滑或4-5擋打滑，根據換擋終端元件表的分配作業情況，不得不去考慮E離合器本身、E離合器油路控制等。可是分解變速器后有時發現E離合器確實嚴重燒損，但有時卻完好無損。大家認為燒損的E離合器問題根源在于該離合器的供油油壓上，而對于沒有燒損的E離合器來說則認為是電控系統出現了問題，所以在維修中都是先以更換電子液壓控制模塊總成為主要解決方案來進行。可是在絕大多數情況下問題都不能得到解決，僅有極少情況下問題得到解決，所以修來修去問題搞得越來越復雜，最終發現故障原因卻出現在電子液壓模塊至E離合器之間的油路上，那就是定子軸軸套磨損后將來自電子液壓控制模塊的E離合器油壓大部分都泄掉了，最終導致離合器嚴重打滑而記錄相關故障內容。最后不得不更換更多的配件問題才得到解決。

解決方案：找出4擋打滑原因更換定子軸總成或軸套以及電子液壓模塊總成等。

由于目前這種故障比例較多且存在一定的普遍性，為了讓大家能夠針對此類故障有一個明確的判定方法，接下來通過兩個具有代表性的實際案例來說明一切。

案例一

故障現象：一輛路虎越野車，裝有6HP-26變速器，據用戶講最早故障現象為正常行車時偶發性出現中控顯示屏上顯示“變速器有故障請進行檢查”的字樣，同時車速跑不起來(后來試車發現其實是變速器鎖在3擋上了)，如果此時關斷點火開關重新啟動發動機后故障現象會隨即消失，但后來這種現象越來越頻繁，于是到4S維修站檢修，結果查出關于自動變速器故障的提示內容，維修站建議用戶更換變速器總成。用戶考慮到更換總成的費用及等待時間周期較長，于是在維修站先換了該變速器的專用ATF和油底殼(濾清器與油底殼為一體式)后并未發現好轉才到變速器專業修理廠進行維修。進廠后通過路試得到當時真實故障現象——無論大小油門試車，當變速器由3擋換4擋時發動機轉速突然有大概200～400r/min左右的空轉(變速器打滑)，隨即變速器進入故障保護模式(鎖在3擋)，此時儀表故障指示燈點亮同時中控顯示屏便顯示“變速器故障”的提示內容。

故障診斷與排除：首先連接路虎專用故障診斷儀進行電控系統故障存儲器的查詢，結果查出關于變速器中E離合器故障以及擋位傳動比錯誤的故障信息。結合該變速器的相關資料信息，我們通過換擋執行終端元件分配作業表得知該變速器的E離合器恰恰正是4、5、6擋離合器，也就是剛好在4擋參與工作。根據實際的故障現象及故障存儲期內的提示內容說明故障的范圍就是圍繞在E離合器整個控制周圍。因此分析故障形成的可能原因在于：①E離合器本身故障；②E離合器的控制油路存在嚴重泄露；③液壓控制模塊本身在E離合器供油及控制方面(電腦計算傳動比時計算錯誤)出現故障等。

那么接下來的作業應該怎樣進行，是分解變速器還是做不解體檢查？考慮到故障碼內容是可清除的，只不過電腦在監控變速器在執行各擋位過程中出現錯誤信息而啟動故障運行模式，而且就目前修理檢測中我們還沒有十足的把握來驗證電子液壓模塊的好壞，直接對電子液壓模塊判錯還為時過早，因此做全面解體檢查是完全有必要的。于是我們把變速器從車上抬了下來并進行徹底地分解檢查，分解變速器后我們重點檢查E離合器情況，通過對所有機械元件的全面檢查僅發現E離合器有輕微的燒損而且并不嚴重。看來之前的分析還是有道理的，這樣只要找到E離合器輕微燒蝕的原因也就找到該變速器的故障點了。修理人員通過對機械元件的檢查并沒有很大的收獲，所以在之前故障分析中的三種可能原因里一一進行篩選，最后選擇了第三種原因(因為E離合器僅是輕微的燒蝕，其本身出現故障的可能性極小，另外在檢查機械元件油路方面也沒有發現嚴重的磨損，所以考慮E離合器的供油油路問題的可能性也小)極有可能是“液壓控制模塊本身在E離合器供油及控制方面出現故障”，所以在接下來的確認更換配件中我們直接選擇了：E離合器摩擦組件(沒有單獨提供因此只能訂購整套摩擦組件)、電子液壓控制單元(電腦與閥體一體式)、密封裝置元件(修理包)等。

所有訂購配件到位后我們進行該變速器的組裝環節，零散配件組裝完畢，當進行壓力密封性能測試時卻發現無論怎么加壓E離合器活塞都不動作，而其他4個元件(A、B、C、D)則工作良好，符合泄漏標準，看來在之前剛剛分解變速器的檢查環節還是有漏洞(沒有在供油油路中給E離合器加壓)，說明檢查過程中還不夠仔細，看來僅是通過目視檢查是遠遠不夠的。接下來我們要重點對E的供油油路方面進行仔細地檢查，這次終于發現了問題，原來E的供油一端是靠特氟龍密封環來密封，而另一端則是靠變速器定子軸內鋁套來密封的，通過加壓發現進來的液壓油都從E離合器軸本身和定子軸內鋁套之間泄掉了。因此說明定子軸上的鋁套已經嚴重磨損，只不過在過去使用過程中磨損均勻我們用眼睛直觀觀察還以為是沒有磨損呢。由于當時工作條件有限，我們的內徑千分表及外徑千分尺都壞了，所以只能粗略地通過游標卡尺進行了定子軸內鋁套內徑及E軸外徑的測量，雖說這種測量手段不規范，但至少也說明一定的問題，通過對測量結果(多次測量計算平均值)的評估發現軸與套之間的間隙太大了。看來磨損處來自定子軸內的鋁套而不是E軸存在磨損。

既然問題已找到那就想辦法買新的定子軸，新的定子軸需要訂貨而且周期較長，而市場中一模一樣的又很難找到，又怕找到后也是磨損的，因此在這種情況下我們決定自己加工鋁套或銅套，考慮耐磨程度我們選擇了銅套，按照標準配合間隙(未超出0.10mm)選好銅材加工并安裝一個銅套，簡單對銅套內徑進行打磨后進行E離合器的打壓試驗，結果E離合器活塞動作良好且符合其泄漏量(見圖5)。對于電子液壓模塊方面，大家把舊的電子液壓模塊中的程序復制到新的電子液壓模塊中(所謂的編程)。這樣我們把變速器組裝完畢裝車試車一切正常且通過跟蹤加工的銅套耐磨的可靠性還是比較穩定的。

案例二

故障現象：一輛2004年款的寶馬730轎車使用6HP19變速器，據用戶講初期變速器經常性不換擋(鎖擋)，維修后涼車換擋正常，熱車后仍然還會出現打滑并鎖擋的故障現象。

由于車輛在外地，據車主自己講最早車輛的行駛速度偶發性跑不起來，于是到當地4S店進行檢修。4S店表示自動變速器出現了故障，如果維修的話建議更換變速器總成。但用戶認為變速器即便出現了故障應該也不是太大問題，不至于去更換總成，考慮到更換總成的費用較大且等待時間較長，于是到了朋友的修理廠再次進行檢查。該修理廠的自動變速器維修能力有限并且沒有專用診斷儀器進行相關的檢測(不知道具體的故障內容信息)，僅是通過試車得到了初期的故障現象為3-4擋打滑和4-5擋打滑，然后故障指示燈點亮，變速器鎖擋。這樣該修理廠把變速器從車上抬下來并委托變速器專修廠進行維修。

故障診斷與排除：由于專修廠的技師并沒有親自去體驗該變速器的實際故障現象，也沒有得到該變速器的準確故障信息。但從承修廠技術人員那里所得到“3-4擋打滑和4-5擋打滑后鎖擋”的信息以及實際故障現象，再加之專修廠經常維修6HP系列變速器所總結的一些常見故障解決的經驗，可能是因變速器某個擋位傳動比信息錯誤后而鎖擋的，因此初步分析故障形成的可能性：①電子液壓模塊本身故障，這里包括電腦自身對傳動比的計算以及與傳動比有關的輸入轉速和輸出轉速信息存在問題，另外就是液壓系統的閥門或電磁閥故障而導致為換擋執行終端元件提供的系統壓力不足，致使終端元件打滑或影響換擋響應時間，最終被電腦記錄了某個擋位的傳動比信息錯誤或某個元件的監控信息超出范圍，從而啟動備用模式而鎖擋；②液壓模塊至換擋終端執行元件(離合器或制動器)之間的液壓油路存在泄漏，也就是說電子液壓控制方面以及終端執行元件均是正常的但中間的油路傳遞存在泄漏從而導致元件打滑量增大，最終被電腦記錄到錯誤的信息；③終端執行元件本身燒損或存在嚴重泄漏，這就是說離合器或制動器摩擦元件嚴重燒損或磨損，同時密封元件(膠圈或活塞)的密封性變差。這樣結合對以上三點可能性的評估，大家可以先進行變速器的解體檢查并最終確定維修方案。

解體變速器時從ATF的品質來看并沒有一點燒損的跡象。通過完全解體并逐一對每一個元件進行細致的檢查均沒有發現問題。因此認為問題應該出現在電子液壓模塊上，于是通過車輛信息訂購了全新原廠配件。在維修中除了更換電子液壓模塊總成以外還更換了各終端元件(離合器和制動器)的密封圈、軸上密封環、過橋油封以及濾清器等。新的電子液壓模塊通過單獨編程后直接組裝到變速器上，這樣可以降低在車輛上的動態編程所帶來的風險。為了保證維修的成功專修廠維修人員隨帶專用診斷儀直接參與安裝調試及試車過程。裝車后按照標準添加了該變速器的專用型ATF潤滑油并準備開始試車。 (未完待續)