文、圖:薛慶文
主動鏈輪缸、夾緊力油壓
故障現(xiàn)象:一輛2003年款奧迪A6轎車,該車搭載2.8 L發(fā)動機和01J型不帶S擋無級變速器(CVT)。該車無論是換前進(jìn)擋還是倒擋,剛起步就立刻不能行駛了,同時儀表板上的變速器故障燈點亮。經(jīng)過檢查,變速器控制單元存儲故障碼“18173——液壓壓力傳感器2-G194,到達(dá)適配極限”,故障碼無法刪除。
該車為一家綜合修理廠接修,因原車變速器損壞嚴(yán)重而更換了一款進(jìn)口但版本不對應(yīng)的變速器總成,由于與原車變速器里面的齒輪信息(輔助齒輪)不一致,便倒用原車的齒輪并使用原車的變速器控制單元,可是裝車后就出現(xiàn)上述故障現(xiàn)象。那家綜合修理廠維修能力有限,便將該車拖到我們的變速器專業(yè)維修廠維修。
檢查分析:我廠維修人員接手后試車,故障現(xiàn)象確實如那家綜合修理廠所說的,前進(jìn)擋和倒擋都不能行駛,而且檢測到的故障碼18173也不能刪除。因為原車變速器最初出現(xiàn)故障時,也只是機械方面的,變速器控制單元并沒有損壞,因此我廠維修人員認(rèn)為應(yīng)該還是先檢查變速器內(nèi)部相關(guān)部件。
維修人員將變速器從車上拆下進(jìn)行解體檢查,發(fā)現(xiàn)鏈條、鏈輪缸表面都沒有磨損,同時其他機械部件從表面看也都正常,而且齒輪信息也都正確。將變速器重新裝配后裝車試車,結(jié)果故障現(xiàn)象還是和原來一樣,故障碼18173仍然存在(圖1)。維修人員嘗試更換閥體及變速器控制單元(拆車件),故障依舊。

圖1 讀到的故障碼
之所以要更換變速器控制單元,這是根據(jù)故障碼和數(shù)據(jù)流分析確定的。對故障碼進(jìn)行分析,故障碼“18173——液壓壓力傳感器2-G194,到達(dá)適配極限”,這說明油壓匹配要么觸及上限(高壓),要么觸及下限(低壓)。而這個油壓是指鏈輪缸內(nèi)提供鏈條夾緊力的油壓。
因此,造成故障碼18173觸發(fā)條件的可能原因有:壓力源閥體輸出至壓力缸內(nèi)的油壓存在問題(過高或過低);壓力傳感器G194有問題;變速器控制單元有問題;鏈輪缸內(nèi)活塞泄漏或交叉滲漏等。
考慮到之前維修檢查中,鏈傳動部分零部件表面都是正常的,因此先不考慮鏈輪缸內(nèi)的問題。閥體已經(jīng)更換過,而且原車閥體雖有問題,但并沒有報18173這個故障碼,所以閥體問題也被排除。傳感器G194又集成在變速器控制單元上,所以變速器控制單元出現(xiàn)問題的可能性還是比較大。另外,維修人員從讀取到的數(shù)據(jù)流上也發(fā)現(xiàn)了異常情況,特別是第18組數(shù)據(jù),很明顯是存在問題(圖2),而第6組數(shù)據(jù)也是不正常的(圖3)。

圖3 第6組故障數(shù)據(jù)
從第18組數(shù)據(jù)來看,4項信息都存在問題。一是發(fā)動機在怠速工況下,G194反饋的鏈輪缸內(nèi)夾緊力油壓卻高達(dá)1.9 MPa(19 bar),很明顯這是變速器控制單元記錄故障碼18173的最主要原因之一。二是變速器控制單元計算離合器扭矩時,雖然換的不是動力擋,但這個扭矩計算值也不應(yīng)該是0 N·m,正常值應(yīng)該是15 N·m。三是離合器壓力傳感器G193所提供的離合器油壓居然也高得離譜,竟然在發(fā)動機怠速時達(dá)到1.4 MPa(14 bar)。這主要跟第4項信息有關(guān),那就是變速器控制單元對離合器壓力調(diào)節(jié)電磁閥N215的驅(qū)動電流居然也達(dá)到極限(最大),這個電流值已經(jīng)達(dá)到1.100 A,而正常值只有0.285~0.310 A。
如果說變速器控制單元通過G194獲得一個較高的錯誤的鏈條夾緊力油壓,正常情況下按照閉環(huán)修正關(guān)系,應(yīng)該通過適當(dāng)降低離合器油壓才符合邏輯控制的。當(dāng)然也不排除這樣的可能,就是因為鏈條夾緊力過大,離合器必須要實施最大電流驅(qū)動來得到最高油壓,從而完成行駛過程。可是變速器控制單元在計算離合器扭矩時,為何出現(xiàn)0 N·m呢?由此來看,可能還是變速器控制單元的驅(qū)動指令錯了。
從第6組數(shù)據(jù)可以看到,離合器壓力調(diào)節(jié)電磁閥N215的驅(qū)動電流達(dá)到最大1.100 A,如果是這樣豈不是換動力擋發(fā)動機就會熄火?但實際情況是,無論是換前進(jìn)擋還是倒擋,松開制動踏板后車輛會出現(xiàn)一下前進(jìn)或倒退的動作,然后就再也不能動了。所以種種跡象表明,故障極有可能是變速器控制單元出現(xiàn)問題導(dǎo)致的,因此維修人員又更換了一塊全新的變速器控制單元。
可是更換全新變速器刪除原有學(xué)習(xí)值之后,故障碼18173和故障現(xiàn)象依舊存在,但數(shù)據(jù)卻有了新的變化,而且更難以琢磨(圖4、圖5)。

圖4 第10組數(shù)據(jù)

圖5 第18組數(shù)據(jù)
從第10組數(shù)據(jù)來看,離合器的初始設(shè)置自適應(yīng)值明顯偏低,因為0.250 A的電流在完成離合器匹配學(xué)習(xí)后一定還會下降,上升的可能性極小。正常的初始自適應(yīng)值應(yīng)該是0.295 A才是最標(biāo)準(zhǔn)的。
在第18組數(shù)據(jù)中,仍然有2項信息是不對的。一是鏈條的夾緊力油壓沒有了,顯示為0 MPa(0 bar);二是離合器的計算扭矩依然顯示為0 N·m。而其他2項信息基本屬于正常。

圖6 第6組正常數(shù)據(jù)
為什么鏈輪缸內(nèi)的油壓沒有了?是否真沒有了暫且不去考慮,原來是因G194壓力高出極限而設(shè)置18173故障碼,現(xiàn)在是194壓力低出極限而設(shè)置18173故障碼,難道還是變速器控制單元的問題?
此時維修陷入僵局,維修人員再次對整個故障進(jìn)行分析。從實際故障現(xiàn)象來看,為什么換動力擋后,車輛僅有一下行駛的動作,緊接著就不能行駛了。另外,18173這個故障碼為何不能刪除?

圖7 第10組正常數(shù)據(jù)
經(jīng)過反復(fù)試車后,維修人員發(fā)現(xiàn),故障碼18173在發(fā)動機熄火后是可以刪除的。而且點火開關(guān)打開后,如果不起動發(fā)動機,它也不會出現(xiàn)(因為此時的電腦自檢還檢測不到任何油壓);一旦起動發(fā)動機后,還沒來得及換動力擋,儀表板上的變速器故障燈就點亮了,隨后就能檢測到故障碼18173。

圖8 第18組正常數(shù)據(jù)
此外,維修人員還發(fā)現(xiàn),換換動力擋不能行駛后,如果將變速器換擋桿置于空擋位置,此時無論向前還是向后都無法推動車輛,就像踩住制動踏板一樣;可是發(fā)動機熄火后就可以輕松推動了。這說明車輛在空擋時存在嚴(yán)重的運動干涉問題。
這種運動干涉與制動系統(tǒng)肯定無關(guān),肯定與變速器相關(guān)。在奧迪01J型CVT中,動力傳遞部分的部件只有離合器、鏈傳動和差速器等。其中,差速器部分跟發(fā)動機是否運轉(zhuǎn)沒有任何關(guān)系,因此不必考慮。
離合器部分是否會造成干涉呢?通過分析,只有當(dāng)前進(jìn)擋離合器和倒擋制動器同時工作時,是會發(fā)生干涉。但對于01J變速器來說,這又是不可能的。因為它們的油路供給是由1個電磁閥(N215)以及離合器閥和手動閥這2個機械閥提供的,并根據(jù)手動閥位置進(jìn)行分配。同時,他們的輸出油路部分也不會存在相互交叉泄漏。因為倒擋油路是單獨一根管路直接進(jìn)入倒擋制動器活塞室;而前進(jìn)擋則是通過吸氣泵內(nèi)后,再經(jīng)一個導(dǎo)油管直接進(jìn)入前進(jìn)擋離合器活塞室。因此,前進(jìn)擋離合器和倒擋制動器同時工作造成干涉是不成立的。
最后只有鏈傳動部分了。鏈傳動部分從主動鏈輪經(jīng)鏈條到從動鏈輪,再到差速器,最后到車輪,是什么原因會導(dǎo)致運動干涉呢?經(jīng)過分析,如果其中一個鏈輪缸內(nèi)的夾緊力油壓過高,那么鏈條就會“卡死”,導(dǎo)致運動干涉。而且,主動鏈輪存在問題的可能性更大,因為G194壓力傳感器就是監(jiān)測主動鏈輪缸內(nèi)的油壓。如果主動鏈輪真實油壓確實高,那么變速器控制單元就會設(shè)置故障碼18173。
由于變速器控制單元已經(jīng)更換過,因此維修人員決定分解變速器更換主動鏈輪總成。
故障排除:更換主動鏈輪軸總成(它是一個不可分割的整體)后故障徹底排除,故障碼18173再沒有重現(xiàn)。再嘗試使用原車舊的變速器控制單元,也沒有出現(xiàn)問題,而且所有數(shù)據(jù)信息又恢復(fù)到正常狀態(tài)(圖6~圖8)。看來之前更換變速器控制單元是一種錯誤的判斷。
回顧總結(jié):本案例最大的問題,就是忽略了更換變速器總成后出現(xiàn)的故障碼18173,并且不應(yīng)該一開始就去懷疑變速器控制單元。故障碼18143所反映的問題是鏈輪缸內(nèi)的真實油壓高出極限,如果進(jìn)一步分析,即使不切割鏈輪缸去求證,也能分析出有一種可能,那就是鏈輪缸中的換擋壓力缸(速比變換壓力缸)油壓進(jìn)入到夾緊力壓力缸內(nèi)了(接觸壓力缸)。這是因為01J變速器的可移動鏈輪缸內(nèi)是采用雙活塞工作的,一個活塞負(fù)責(zé)夾緊力油壓的密封,另一個活塞是推動主動鏈輪移動來實現(xiàn)傳動比變化的。在低速起步及低速運行階段,主動鏈輪中換擋壓力缸內(nèi)必須進(jìn)行增壓(由換擋電磁閥N216與UV換擋閥提供),以增大主動輪缸的驅(qū)動半徑,實現(xiàn)增速過程。而此時從動鏈輪缸內(nèi)的換擋壓力缸油壓則是處于泄壓釋放過程,通過鏈條擠壓減小從動輪缸的驅(qū)動半徑,并與主動鏈輪缸同步移動,最終實現(xiàn)傳動比的改變。
該車的從動鏈輪缸內(nèi)是沒有問題的,因為當(dāng)車輛起步階段,它的換擋壓力缸是泄壓過程,只有在減速時才是增壓過程。
本案例解決的轉(zhuǎn)折點在于反復(fù)試車后發(fā)現(xiàn)的運動干涉問題,如果一開始就發(fā)現(xiàn)這個問題,相信維修過程中不會走這么多彎路。希望本案例能給廣大讀者帶來更多的思考。