2002年德國大眾甲殼蟲變速器打滑

◆文/北京 張保然

故障現象

一輛2002年生產的德國大眾甲殼蟲，車身代碼為WVWZZZ9CZYM642983，搭載2.0L發動機，變速器為AG4系列01M型4擋電控液壓自動變速器，累計行駛96 000km。據客戶反映，該車在高速行駛過程中出現離合器打滑現象，且無法切換至高速擋，如繼續行駛，車速將逐漸下降。停車熄火后再次啟動，故障消失，但高速行駛后，故障現象將再現。如此反復循環。

故障診斷與排除

接車后，首先使用金奔騰解碼器進行檢測，進入發動機系統，沒有記載故障碼，讀取數據流顯示正常范圍。進入變速器系統時，讀取到一個故障碼P00652，含義是擋位傳感器信號不明確，為偶發性故障，可以清除。此故障碼實際意義是擋位速比錯誤，產生的可能原因有：電氣系統故障；液壓系統故障；離合器損壞；閥體損壞或控制單元故障。

操作解碼器進入通道號004，原地掛P、R、N、3、2、1各擋位，同時觀察數據流，顯示均無異常。路試過程中，自動變速器自動升擋，從1H至4H換擋正常，80km/h以上可以切換至4M擋。常規檢測證明，此車短距離行駛一切正常。遂進行長距離試車，同時攜帶解碼器，實時讀取數據流。

為了再現故障現象，筆者又進行了長達26km的路試。試車過程中，遇到堵車，經過反復起停，故障現象開始出現，高速擋空轉打滑無法正常行駛，數據流擋位顯示是4H，采用手動3擋模式時可以繼續行駛，此時變速器油溫超過130℃。由此產生一個疑問，是否因為油溫過高，變速器控制單元采取了應急保護模式。

根據路試情況，首先需要解決變速器油溫偏高的問題。自動變速器油溫傳感器G93是一個負溫度系數的熱敏電阻，用來檢測變速器的溫度。隨著變速器油溫度的升高, G93阻值會降低，其傳遞至自動變阻器控制單元的信號相應變大。

當油溫達到148℃，自動變速器內鎖止離合器接合，液力變矩器卸載，自動變速器油開始冷卻。如果油溫還降不下來，自動變速器控制單元將強制擋位降至1擋。筆者決定先檢測油溫傳感器G93的工作狀況，關閉點火開關，拔掉電磁閥線束的12孔圓插頭，用萬用表電阻擋測量閥體方向的12號針腳和1號針腳間的電阻(圖1)。油溫約20℃時，電阻值為247kΩ；油溫約60℃時，電阻值為48.8kΩ；油溫約120℃時，電阻值為7.4Ω，均在正常范圍之內。故障等。

檢查自動變速器油的液面高度、顏色、有無焦糊味。啟動發動機怠速運轉，試掛各擋，然后將變速桿置于P擋，舉升車輛，擰掉變速器油底螺絲但不拆溢流管，觀察數據流，變速器油溫為35～40℃時，有油滴出說明油位正常；油液顏色為紅色，沒有雜質及金屬粉末；油液沒有焦糊味。經檢查，該車自動變速器油液基本正常。

拆掉自動變速器冷卻器(圖2)的進水膠管和出水膠管，用壓縮空氣給冷卻系統一側的鋁管加壓，結果從另一側吹出大量黃色顆粒，這說明冷卻系統高溫，造成缸體水套側面的水垢大量脫落，循環到比較狹窄的冷卻器水管中逐漸沉積。

圖1 01M自動變速器閥體線束及插孔定義

圖2 01M自動變速器冷卻器

導致系統顯示油溫異常的原因除了油溫傳感器故障外，還有可能是車輛負荷過大、油位或油質異常、自動變速器冷卻器

添加水箱清洗劑反復清洗冷卻系統，徹底除去內部水垢和雜質，使用高壓氣體清理發動機散熱器和空調冷凝器的外部，又使用高壓水槍沖洗散熱器和冷凝器的散熱片，最后更換變速器冷卻器，以便徹底解決冷卻系統的散熱問題。

工作完成之后再次試車，當油溫升到120℃時，故障現象再次出現，變速器高速擋開始空轉，此時發動機冷卻液溫度為98℃，屬于合理范圍，且冷卻風扇運轉正常。但冷卻液溫度與變速器油溫的溫差相差20℃以上，這屬于非正常現象，變速器內部打滑導致變速器油溫過高，而過高的油溫又會加劇變速器打滑。

整理思路，自動變速器高速擋空轉或打滑的原因有：自動變速器控制單元故障；自動變速器油位過低；離合器或制動器摩擦片過度磨損；活塞密封圈損壞；油泵磨損；主油路油壓泄漏使得系統油壓過低；液力變矩器導輪的單向離合器故障。

查找故障遵循由簡入繁，由表及里，由外而內的原則，又根據車輛短途行駛及油溫較低時車輛狀態正常、長途行駛和油溫較高時故障重現的故障特點，排除了油泵及主油路油壓泄漏而導致系統油壓過低的可能。

結合表1、圖3、圖4所示01M自動變速器各擋位對應元件工作狀態表、油路圖和油路走向圖，分析01M自動變速器的工作原理。當變速桿置于D擋位置，變速器電控單元根據擋位信號、車速信號、曲軸轉速信號以及節氣門位置信號確認變速器應升入D4擋時，便控制N88電磁閥、N89電磁閥、N94電磁閥得電關閉，而N94電磁閥、N92電磁閥則失電打開，又因手動閥在D位，所以離合器K3與制動器B2工作，自動變速器升入D4擋。其中K3是3/4擋的離合器，驅動行星齒輪系統的行星架；B2是2/4擋的制動器，制動行星齒輪系統的大太陽輪。油路走向大致是：換擋電磁閥-液壓閥體-液壓油路-執行元件K3離合器、B2制動器。

表1 01M自動變速器換擋元件工作表

正好當時庫房內有一個工作正常的01M自動變速器閥體的拆車件(圖5)，于是拿過來進行換件比對實驗。更換上拆車件的閥體之后試車，出現了3擋鎖止的故障現象，并且報出故障碼P00264，含義是電磁閥N91斷路。拆開變速器油底殼仔細檢查，發現電磁閥線束被折斷(圖6)，這是一起人為故障，是維修工在拆裝時，由于不操作不當折斷了電磁閥線束。

圖3 01M自動變速器D4擋油路走向示意圖

圖4 01M自動變速器D4擋油路圖

圖5 01M自動變速器閥體

圖6 折斷的電磁閥線束

更換電磁閥線束之后，系統存儲了偶發性故障碼。再次路試，故障現象依舊。于是決定進行失速試驗。失速是指在前進擋或倒擋中，踩下制動踏板并完全踩下加速踏板時，發動機處于最大轉矩工況，此時變速器的輸出軸和輸入軸均靜止不動，變矩器的渦輪不動，此時發動機的轉速稱為失速轉速。

做失速試驗要求：發動機及變速器均達到正常工作溫度，大約80℃左右；變速器油位正常；車輛停放在平坦路面上，車輪用楔塊塞??；啟動駐車制動。具體操作是：左腳踩住制動踏板、啟動發動機、掛入D擋、右腳將加速踏板踩到底，在發動機轉速不再升高時，迅速讀取此時發動機的轉速，該車的失速轉速為1 600r/min。需要特別注意的是，做失速試驗時，持續時間不能超過5s。

根據失速試驗測得的失速轉速明顯低于標準值(2 300r/min)，說明該車的液力變矩器存在故障。當液力變矩器中的導輪單向離合器打滑時，液力變矩器在液力偶合工況下，變矩比下降，增大發動機負荷，導致轉速下降。由此，故障原因聚焦在液力變矩器上，而且基本可以判定液力變矩器導輪的單向離合器打滑是該車變速器故障的根源。

液力變矩器由泵輪、渦輪、導輪、帶扭轉減振器的鎖止離合器及導輪的單向離合器組成。其作用有：傳遞或切斷發動機與自動變速器傳動機構之間的動力；在一定的范圍內能無級變速、變矩，可將發動機的轉矩放大兩倍后輸出；起到飛輪的作用，使發動機運轉更平穩；驅動液壓控制系統的油泵運轉。

單向離合器用“F”來表示，用于連接幾個行星排中的某些太陽輪、行星架、齒圈。單向離合器無需控制機構，它是依靠其單向鎖止原理來發揮固定或連接作用的，力矩的傳遞是單方向的，其連接和固定完全由與之相連接元件的受力方向所決定。當與之相連接元件的受力方向與鎖止方向相同時，該元件即被固定或連接；當受力方向與鎖止方向相反時，該元件即被釋放或脫離連接。即在驅動軸與從動軸之間，只能使從動軸向某一個方向旋轉，反方向則空轉。如果單向離合器在鎖止方向上可以轉動，則會引起自動變速器打滑、無前進擋、無超速擋、異響等故障。

拆下變速器，更換液力變矩器，安裝完畢后，重新置換變速器油，更換變速器濾芯。最后經過路試一切正常，高速擋不再出現空轉打滑現象，數據流顯示4H變換到4M一直穩定，變速器工作良好。

維修小結

此車變速器液力變矩器的損壞，主要原因是由于長期高溫散熱不良造成的，機械損傷不可逆轉，惡性循環引發連鎖反應。這是否是廠家設計的自動變速器冷卻器容量過小，并且與發動機冷卻系統相連通，造成水垢長期堆積，影響了散熱效果。而其他車型自動變速器冷卻器的散熱系統面積較大，而且相對獨立，01M自動變速器的冷卻器是否存在設計缺陷？這一思考尚待研究。

另外，維修工的人為過失造成零件損壞猶如火上澆油，應當反省與檢討，避免以后發生類似低級錯誤。該車故障排除的方法依據變速器構造及設計原理，著重理論分析，邏輯推導，剝絲抽繭，厘清原委。沒有盲目拆解行星齒輪變速系統，避免了重大損失，可見汽車維修的方法論實質是正確把握維修思路。

AT自動變速器利用自動變速器油(ATF)來傳遞動力(變矩器)，并且依靠液壓來實現部件由摩擦建立的連接或約束，這樣勢必會造成能量損失，這部分損失的能量就轉變成了熱量。特別是在利用液體將發動機輸出的動力傳遞至變速器時的能量損失，它是由液體的動能轉換成熱能并實現機械傳遞。而ATF會隨自動變速器的高溫而變質，降低摩擦元件的摩擦系數，導致摩擦元件打滑，摩擦元件打滑又繼續加劇變速器油溫的升高，形成惡性循環使變速器損壞。因此在ATF循環過程中必須進行冷卻控制，保證變速器在任何時候必須有一個正常的工作溫度。

專家點評

高惠民

ATF冷卻器安裝在發動機冷卻水道中，使ATF的溫度略高于發動機冷卻液溫度5~10℃。但是，一再強調ECU數據流中顯示的ATF溫度必須與用測溫儀檢測的變速器溫度基本一致，以保證故障診斷的準確性。

本文的故障診斷和排除的特點，就是能堅持試車，直至故障出現，然后根據故障碼和故障數據流，分析故障原因，介紹工作原理。對于自動變速器故障的基本檢測，如道路試驗，手動換擋，失速試驗都做到了，只是沒有做故障發生時的油壓試驗，因為變速器的工作油壓能反映摩擦元件的打滑和磨損。另外，換擋時滯試驗，可以確定摩擦元件磨損后間隙變大的程度。這些基本檢查都是變速器故障就車診斷的有效手段。

另外文章最后看到了作者針對產生故障的原因，從設計的角度提出了該車自動變速器冷卻裝置是否存在缺陷的思考，這表現出了維修技師更高的技術境界，值得我們學習。