大眾DQ200型DSG變速器的故障分析(下)

◆文/北京 薛慶文

(接上期)

3.機電單元故障

由于應急模式的大部分問題都與機電單元的程序激活有關，因此我們將重點了解機電單元。除“死亡閃爍”這一車主反映較多的問題外，機電單元也是車主及維修技師最關心的問題之一。較常見的故障現(xiàn)象是早上啟動發(fā)動機，掛擋后發(fā)現(xiàn)車輛加油不行駛，同時整個擋位燈都在不停閃爍，關閉發(fā)動機再次啟動發(fā)現(xiàn)故障仍然存在。有些車主抱怨說只有半數(shù)擋，即沒有2、4、6、R擋或沒有奇數(shù)擋，這種情況雖然換擋沖擊較大，但至少車主是可以自行開車去維修的。而一部分車主反映車輛完全不能行駛即動力完全中斷，這種情況就只能拖車維修了。因此類故障與機電單元有關，接下來我們就先了解整個機電單元的內(nèi)部構造和工作基本原理。

(1)機電單元內(nèi)部構造

機電單元較為準確的名稱是滑閥箱，其德語名稱為Mechatronik，縮寫為MT。該名詞是日本發(fā)明的，指將電子系統(tǒng)和機械系統(tǒng)有機的結合在一起。由于所有的機電零件均是外購的，大眾公司只進行組裝，并不具備生產(chǎn)這些零件的能力。機電單元內(nèi)部重要外購部件情況如下。

①液壓泵：最簡單的齒輪式液壓泵，由一個無接觸式電機來驅動，通電工作的時候會發(fā)出滋滋的響聲，當點火開關被打開時會聽到它工作的聲音。

②蓄壓器：儲存液壓的容器，更準確地說存儲的是能量，使液壓泵不用一直處于工作狀態(tài)以減輕其工作負擔。

③殼體：機電單元的殼體是鑄鋁的，內(nèi)部有非常多的油道，其鑄造和機加是絕對的高難度且具有挑戰(zhàn)性的工作。事實也證明正這一環(huán)節(jié)的問題導致“死亡閃爍”的出現(xiàn)。造成故障的原因有很多，后文我們會詳細進行分析。

④閥體總成：如果說機電單元是DQ200變速器的核心的話，那么閥體就是核心中的核心了。閥體推動換擋撥叉的運動從而完成換擋過程，同時也推動離合器的閉合，傳遞或者斷開發(fā)動機輸出扭矩的傳遞過程。任何閥體內(nèi)部的小問題，都會因為它的重要性而被放大。運動平穩(wěn)則換擋過程就平穩(wěn)，運動遲滯則換擋就會出現(xiàn)沖擊(其問題會在后文進行詳細說明)。

⑤TCU：是DQ200變速器的“大腦”。其內(nèi)部的程序(行車控制策略)控制著換擋過程，并且能夠對故障進行診斷和記錄。所有的行車記錄如里程、離合器溫度、機電的工作次數(shù)、狀態(tài)等信息都會被記錄到TCU內(nèi)部。經(jīng)銷商里的VAS-Tester是專門讀取這些數(shù)據(jù)和診斷報告的儀器，一般是將所讀取的數(shù)據(jù)發(fā)到DQ200的生產(chǎn)商那里，由他們分析數(shù)據(jù)并給出修理意見。此外TCU內(nèi)部還有一些內(nèi)置傳感器，主要用于測量擋位的位移、油溫、油壓等。

⑥機電油：和DQ250不同，DQ200的齒輪箱和機電單元是相對獨立的。齒輪箱有自己的潤滑油，而機電單元由于其對潔凈度的過高要求也有自己的液壓油。了解液壓工程的維修技師對液壓油應該有所了解，越是精密的液壓元件，與其相配的液壓油規(guī)格就會越高。而絕大部分“死亡閃爍”的問題就出現(xiàn)在了液壓油上面了。簡單來說就是油不純有雜質或油的級別不夠。

⑦螺栓：螺栓是最簡單也是最不起眼的配件，但往往越是被認為最簡單越是容易出現(xiàn)問題，因此做保養(yǎng)時建議維修技師們看看機電單元有沒有滲油跡象。需注意標準專用機電油是淺綠色的。

(2)液壓油中的硼結晶

變速器對液壓油的要求比較高，液壓油的主要指標如黏度、抓朗酸值、水分、不溶物等在實驗室里都可以被檢測到，因此消費者在該方面是有檢測能力的。但問題往往出現(xiàn)在看不見的東西上了，這就是2012年3月9日以來通過升級軟件來解決的“硼結晶”問題。硼是一種在日常生活中不常見的東西，卻悄悄的改變了幾乎所有裝備DQ200變速器的車型。硼結晶主要會導致掛擋車輛不啟動。防止硼酸結晶是核物理方向的一個重要研究方向。那么在DQ200變速器里面為什么會出現(xiàn)硼結晶呢？

硼結晶的出現(xiàn)是跟液壓油里的硼元素有關的。那么硼是通過什么原理導致結晶的呢，又是哪個位置存在結晶后導致了死亡閃爍的出現(xiàn)呢？這樣我們先從原理說起，所有的零件都不是絕對密封的，或多或少都存在一定的滲漏，對于閥體也是如此。在發(fā)動機熄火后，準確地說腔體內(nèi)、閥體內(nèi)的壓力并不會立刻降至為零，而是會通過閥芯和閥體之間的空隙慢慢泄壓。在泄壓的過程中如果液壓油里有一定量的水，那么硼元素就會在水和泄壓的作用下慢慢結晶了。在滑閥箱最上面的通氣孔，作用就是與空氣相通，空氣中的水蒸氣會通過此孔日積月累的進入到機電單元，最終冷凝后混入液壓油中。

硼結晶的位置在閥門的受控油壓處。結晶后硼晶體卡住了閥芯的運動，如同前面所講的鑄鋁碎屑卡住閥芯運動一樣，其結果都是“死亡閃爍”。液壓油中的高溫、高壓的液壓油在泄壓時和水三個因素共同作用導致了硼結晶。前兩個因素在全中國的所有的DQ200里面都一樣，唯一不同的就是水的多少。因此在南方夏天雨季容易產(chǎn)生“死亡閃爍”，由硼結晶導致?lián)Q滑閥箱的數(shù)量是非常大的。

(3)判斷是硼結晶還是鑄鋁碎屑導致“死亡閃爍”的方法

①硼結晶：啟動發(fā)動機掛擋后，發(fā)現(xiàn)沒有任何擋，很有可能是硼結晶同時影響到了1擋和R擋閥體中的兩個電磁閥(N436和N440)。

②鑄鋁碎屑：啟動發(fā)動機掛擋后如果還有前進擋或倒擋，那很可能是鋁屑。一般金屬屑同時卡住兩個電磁閥的幾率非常低。

(4)解決硼結晶的方案

①進行軟件升級。關閉點火開關后泄壓；遇到電磁閥發(fā)卡，增大通電電流和動作次數(shù)。

②采用不含硼元素的液壓油。

(5)其他說明

①為什么DQ250極少出現(xiàn)類似“死亡閃爍”的故障呢？原因有二：一是因為DQ250使用的閥體和DQ200使用的閥體不同，準確地說是更大的閥體通過性更好。而是DQ250的液壓油(其實也是齒輪箱潤滑油)和DQ200不一樣。

②由于成本和設計問題，仍會采用現(xiàn)在的硬件結構。

四、偶爾無動力

首先我們先看一下DQ200變速器的數(shù)據(jù)流、報錯和診斷方面的信息。在DQ200變速器TCU中有252組數(shù)據(jù)塊。每一組又有4個數(shù)據(jù)，也就是說TCU能夠記錄252x4個數(shù)據(jù)。舉個例子：第95組數(shù)據(jù)塊包含了95-1、95-2、95-3、95-4組數(shù)據(jù)，每一組數(shù)據(jù)代表不同含義。而且每個數(shù)據(jù)又都有自己的合理范圍，廠家根據(jù)4S店讀到的數(shù)據(jù)組來判斷錯誤或潛在的問題在哪里。再舉個例子：95-1代表離合器的半聯(lián)動位置，英文Kisspoint。那么Kp過小表示半聯(lián)動的位置低，小于一定值表明離合器1可能有鎖死的潛在危險。該值過大表明離合器推桿需要運動相當大的距離來推動離合器進行半聯(lián)動。如果該值不正確，表現(xiàn)為起步抖動，情況嚴重的無法啟動車輛。

252x4里的數(shù)據(jù)類型也不相同。累計數(shù)據(jù)，如變速器的里程數(shù)、離合器工作的時間等；也有即時數(shù)據(jù)，如油壓、轉速等。如果購買新車，懷疑里程數(shù)被調過的話，就可以讀252x4組數(shù)據(jù)，里面有車的里程數(shù)，這個廠家是無法修改的。上面說到的有些數(shù)據(jù)是有范圍限制的，就像機加的尺寸有相應的公差一樣。報錯和診斷程序將錯誤分為不同等級。不影響行車安全的錯誤為低等級錯誤，如前面所提到的Kp過小。影響行車安全的報錯為高等級報錯，如“死亡閃爍”。像2擋抖動，升擋抖動或沖擊的是沒有報錯的，因為這只關系到行車的舒適性，沒有客觀判斷的標準和方法。

低等級的報錯ID只會被存貯在56到58共12個數(shù)據(jù)中。高等級的報錯記錄相對復雜。TCU不僅會記錄高等級錯誤的ID，還會記錄在出現(xiàn)此錯誤的瞬間的發(fā)動機和變速器的重要數(shù)據(jù)，如主動軸1，主動軸2的轉速，離合器狀態(tài)等等。目的很簡單，為了給日后分析高等級報錯提供必要的數(shù)據(jù)支持。高等級錯誤存貯地址，共12個如表1、表2所示。

每個報錯都會有相應的的錯誤ID，簡單地說就是用數(shù)字來代表錯誤。比如52代表摘不下1擋。首先我們來界定一下偶然無動力。偶然無動力是指變速器的偶然無動力，和發(fā)動機沒什么關系。偶然無動力是指變速器內(nèi)部的雙離合器在行駛的過程當中由于一定的原因突然全部打開，導致發(fā)動機和變速器之間的扭矩傳遞出現(xiàn)偶然的中斷。在中斷一定的時間后，通常不會超過幾秒的時間，動力又將恢復，即離合器又合上繼續(xù)傳遞扭矩。一般來講偶然無動力大部分都發(fā)生在熱車的時候，其實熱車狀態(tài)下機電單元內(nèi)的液壓油也處于相對較高的溫度下。

表1 高等級錯誤存貯地址

表2 高級報錯瞬間重要數(shù)據(jù)組

在正常行車狀態(tài)下，除非人為地掛到了N擋，否則DQ200的行車策略絕對不會允許兩個離合器同時打開，否則后果非常嚴重。那么離合器的推桿為什么會突然打開呢？離合器自動地打開，歸根結底還是控制離合器的機電單元讓其自動打開的。說白了離合器也是無奈它也不情愿去打開，沒有機電單元的命令和推動離合器怎么會打開呢？說到這里大家是不是就看明白了？是機電單元的問題導致離合器的自動打開，從而導致了偶然無動力。那么機電單元又是出現(xiàn)什么問題會導致自己如此出現(xiàn)異常呢？這樣我們先了解一下機電單元的增壓過程，因此也就能夠充分理解偶然無動力的意義了。

DQ200變速器系統(tǒng)正常壓力范圍是在40～60bar(1bar=105pa)。當儲壓罐內(nèi)部儲存的壓力低于40bar時，油泵會自動工作，給液壓油加壓。此時的閥門是打開的，加壓一直持續(xù)到儲壓罐達到額定壓力值60bar。當儲壓罐有足夠壓力后油泵便停止工作，此時機電單元是靠儲存器來提供壓力的。隨著耗費儲存器內(nèi)部壓力，當再次出現(xiàn)壓力不夠時油泵又開始工作。如此循環(huán)自動控制并調節(jié)。

如中間出現(xiàn)壓力異常的過程呢？壓力異常有兩種，第一種壓力過高，應對此類情況很簡單，安裝一個限壓裝置就可以，因此在DQ200變速器上使用一個限壓閥以此防止其壓力過高。其實每套液壓系統(tǒng)都會至少有一個限壓閥，不論是工程機械上還是在車輛上。DQ200的限壓閥限壓值在70bar左右，即如油壓超過70bar限壓閥會被頂開來泄壓，直至壓力恢復到系統(tǒng)正常的范圍。那么壓力過高會出現(xiàn)錯誤的ID嗎？答案是否定的。其原因一是有限壓閥泄壓，純機械式限壓閥穩(wěn)定性相當?shù)母撸粫霈F(xiàn)壓力過高時不泄壓的狀況；二是壓力過高不影響換擋和閉合離合器，這段時間內(nèi)也不會造成任何功能上的缺陷。第二種壓力異常就是壓力過低，壓力為什么會過低呢？其原因一是內(nèi)部滲漏。隨著溫度的升高，液壓油的粘稠度在降低，它的流動性在高壓下會相當?shù)拇蟆Ｈ魏舞T造上的沙眼、氣孔都有可能造成滲漏；二是油泵的非正常工作，主要體現(xiàn)在油泵的啟動扭矩上。如果油泵不能提供足夠的扭矩，就克服不了阻力來做功，從而不能迅速地給油加壓。

由于液壓泵的工作次數(shù)是被TCU記錄的，所以可以通過統(tǒng)計液壓泵的工作次數(shù)來估計是否出現(xiàn)了滲漏。出現(xiàn)滲漏的機電單元由于需要足夠的壓力造成強制油泵啟動，因此其油泵啟動次數(shù)就比沒有滲漏的油泵要高，當然油泵的啟動次數(shù)是和里程相關的。一般比較“啟動次數(shù)/里程數(shù)”這個參數(shù)。

小滲漏導致的壓力損失是可以通過油泵多次工作來抵消的，所以小的滲漏不是導致偶然無動力的原因。真正的原因是油泵非正常工作。離合器盤式彈簧的彈力和液壓油作用在推桿上的力達到平衡后，離合器處于穩(wěn)定狀態(tài)。此時液壓油必須一直保持足夠的壓力，否則離合器會被意外地打開。油壓不夠時，油泵需要工作來繼續(xù)給油加壓，由于自身的原因導致扭矩不夠，沒有將油加到足夠的壓力，離合器分泵推桿上的力自然而然就小了。離合器力的平衡狀態(tài)也就被打破了，后果就是離合器的分離，發(fā)動機扭矩的傳輸中斷。

到此本文只是解釋了無動力，并沒有解釋動力突然中斷后為什么又會恢復。也沒有解釋為什么有的動力在動力中斷后1秒鐘內(nèi)就恢復，而有的則需要2～3秒鐘才能恢復。解釋這個問題需要通過比較正常的油泵加壓過程和非正常油泵的加壓過程。

正常的加壓過程很短，而非正常的加壓過程由于油泵自身問題卻很長。由于油泵在啟動階段的問題導致油壓在一定時間斷內(nèi)低于40bar甚至更低，從而導致了無動力現(xiàn)象的出現(xiàn)。低于正常油壓時間斷越長，則無動力的時間也就越長。

軟件是DQ200的核心，不同版本的軟件刷到車上后，行車的一些細節(jié)會發(fā)生變化。舉個簡單的例子，有的DQ200的車在坡上松開剎車后會溜坡，而一些帶老版本的軟件的車則不會發(fā)生溜坡。進口/14箱，48組數(shù)據(jù)，如果是C13多數(shù)有溜車。當時的設計思路是：防止離合器一直處于接合的工作狀態(tài)，導致磨損燒壞。而且暫時不能通過軟件升級來增加防溜車功能。

DSG變速器設計：換擋更精確駕駛更舒適，在坡路起步不踩油門踏板時，如果整車向后墜力矩大于當時發(fā)動機怠速工況離合器摩擦片承受的扭矩，離合器會自動釋放，這就是大眾公司為了防止離合器一直處于接合工作狀態(tài)，導致磨損燒壞保護離合器而設計的。這也是車主所說的與帶液力變扭器AT變速器不同之處。注意：并不是所有帶液力變扭器變速器在任何狀態(tài)下都不會溜坡(坡路夾角大小)，需要通過發(fā)動機怠速工作時功率與坡路大小來決定。