變速器經(jīng)典案例分析與處理—變速器機械元件引起的故障（五）

◆文/北京 薛慶文

(接上期)

十、奧迪CVT變速器為何如此難修

車型信息

2004款一汽奧迪A6，搭載2.4自然吸氣發(fā)動機和6擋CVT，行駛里程240 000km。故障現(xiàn)象：變速器多次維修后出現(xiàn)在中低速時換擋平順性變差，有輕微抖動的現(xiàn)象。變速器主要備件都更換了，甚至更換了變速器總成，問題也沒有得到解決。

檢測分析

(1)第一次進廠維修

該車是因為前進擋和倒擋均不能行駛故障而拖至修理廠維修的。該廠技術人員接車后進行基本檢查時，發(fā)現(xiàn)變速器CVTF當中有大量的金屬屑，于是直接將變速器抬下來進行分解檢修，解體變速器后發(fā)現(xiàn)：鏈條斷了且鏈銷處早已嚴重磨損，主從動鏈輪缸、鏈盤和鏈條接觸表面都已嚴重磨損(圖64～圖66)。其他部件并沒有直接看出問題，這樣考慮到鏈傳動機構嚴重磨損原因可能跟閥體(滑閥箱)有關，因此在維修中不僅僅更換了所有磨損部件和閥體(注：閥體是修復的閥體)，另外，對前進擋離合器和倒擋制動器也進行了部分部件的更換和修理(圖67)，試車故障排除交車。

圖64 磨損的鏈條

圖65 嚴重磨損的從動鏈輪缸和鏈盤

圖66 嚴重磨損的主動鏈輪缸

圖67 修復的離合器

(2)第二次進廠維修

用戶僅僅使用了一周，就二次返廠，用戶描述有時儀表擋位指示燈顯示全紅，掛擋沖擊、起步頓挫感極強，中高速行駛時車輛也不正常。接車后首先連接診斷儀進行電控系統(tǒng)測試，讀出一個“05953(P1741)離合器自適應匹配達到極限”的故障碼，讀取數(shù)據(jù)流時發(fā)現(xiàn)第10組中離合器壓力調(diào)節(jié)電磁閥N215的自適應電流值已經(jīng)達到0.346A(圖68)，而對于該車型電流值的正確范圍值應該在0.255～0.295A之間，很顯然實際自適應電流值偏高并超出極限，難怪控制單元會記錄“05953(P1741)離合器自適應匹配達到極限”的故障碼?？刂茊卧涗涍@個故障碼大多情況下是閥體的故障，難道我們之前維修時更換的修復閥體存在問題？當然也不排除其他可能性。打算重新更換一塊閥體試試，但在排放變速器CVTF油液時又發(fā)現(xiàn)里面有金屬屑，難道鏈傳動部分又磨損了？只能進行二次分解變速器。

圖68 讀取的數(shù)據(jù)流內(nèi)容

分解變速器，發(fā)現(xiàn)鏈傳動部分的鏈條、鏈輪缸、鏈盤再次嚴重磨損，難道是在第一次維修中我們沒有找到鏈傳動部件磨損的真正故障原因？還是我們更換的部件存在問題(畢竟更換的是拆車件)？重新對上次未更換的部件進行細致的檢查，但并未發(fā)現(xiàn)任何問題，因此只能懷疑是閥體的問題或者更換的拆車鏈輪缸內(nèi)部泄壓，于是重新更換磨損部件并重新更換一塊合格的閥體。

組裝變速器重新試車，冷車時變速器表現(xiàn)良好，但熱車后變速器偶發(fā)掛前進擋沖擊大的現(xiàn)象，進行變速器匹配和自適應學習，再次試車感覺還不錯，讀取數(shù)據(jù)流發(fā)現(xiàn)第10組電磁閥N215自適應電流值還是偏高，又達到了0.345A，又是什么原因導致離合器自適應電流值過高呢？長時間路試讓變速器自適應時，變速器故障燈又點亮了且又是記錄“05953(P1741)離合器自適應匹配達到極限”的故障碼。難道還是閥體的故障？但第二次更換的閥體肯定沒有問題。此時維修一時陷入僵局。

再試車后對相關數(shù)據(jù)進行仔細分析，發(fā)現(xiàn)變速器溫度上升速度很快。油溫上升速度快的可能原因：①離合器打滑；②鏈條打滑；③冷卻系統(tǒng)問題；④冷卻系統(tǒng)油路內(nèi)部存在泄漏導致更多的油液不能去冷卻器進行冷卻等。在實際試車和跟蹤數(shù)據(jù)時，離合器和鏈條均不打滑，如果冷卻器或外部濾清器堵塞，那么第10組數(shù)據(jù)流中的電磁閥N215的自適應匹配電流應該低才對，而不是N215電流值高出正常值，那么極有可能是從主動鏈輪缸內(nèi)出來的高溫潤滑油沒有直接去冷卻器冷卻，而泄漏在變速器內(nèi)部。如果這種分析成立，那么也只剩下冷卻油路中的兩個閥門了：一個是從主動鏈輪缸內(nèi)出來的液壓油，首先經(jīng)過的限壓閥存在泄漏；另一個就是通過限壓閥后的那個差壓閥(俗稱加熱閥)。出現(xiàn)磨損而導致油路短接。這兩個問題都會導致去往冷卻器的液壓油油量不足而使油液溫度快速升高，但在之前的維修中帶有差壓閥的彎形管已更換，因此不必懷疑。最后只剩下變速器內(nèi)部的限壓閥了，這個閥在平常維修中一般都不會去仔細檢查，這個閥確實很少出現(xiàn)問題。檢查這個閥只能拆解變速器，于是第三次分解變速器進行檢查。

解體后檢查發(fā)現(xiàn)確實是冷卻系統(tǒng)油路中的限壓閥損壞了(圖69)，它的作用：當來自主動鏈輪缸內(nèi)油油壓過高時，通過該閥門泄掉一部分壓力以保護冷卻器。但它一旦出現(xiàn)問題后，來自主動鏈輪缸內(nèi)的大部分液壓油直接泄漏在變速器內(nèi)部，導致液壓油得不到冷卻，加快變速器油液溫度上升。另外，由于冷卻油壓沒有經(jīng)過冷卻器和外部壓力濾清器，而是通過限壓閥直接泄掉，鏈條夾緊力壓力傳感器G194獲得一個比正常值低的油壓，在這種情況下控制單元在形成閉環(huán)控制功能時，控制單元將會把離合器壓力調(diào)節(jié)電磁閥N215自適應電流值調(diào)高，以獲得更高的鏈條夾緊油壓，但調(diào)節(jié)的結果導致N215自適應電流值過高，觸發(fā)控制單元記錄“05953(P1741)離合器自適應匹配達到極限”的故障碼的條件。更換這個限壓閥后故障得以排除，油溫信息恢復正常，同時離合器自適應匹配電流值也恢復正常值，于是才將車交給用戶使用。

圖69 冷卻系統(tǒng)油路中的限壓閥

(3)第三次進廠維修

大概又使用了一個月的時間此車再次返廠，用戶抱怨自從上次維修后，總是感覺用著不舒服，雖然沒有原來那么嚴重，但能感覺到車輛的抖動。接車后變速器電控系統(tǒng)確實沒有記錄任何故障碼，數(shù)據(jù)流也沒問題。但在路試時確實發(fā)現(xiàn)如用戶描述那樣：車速在30～80km/h之間勻速加速行駛時，車輛會偶爾出現(xiàn)一兩下輕微抖動，這種抖動現(xiàn)象有時輕有時稍微重一點，就像發(fā)動機斷油或斷火現(xiàn)象一樣，但又沒有規(guī)律。由于用戶的抱怨太大且又不給充足的維修時間，所以在確定發(fā)動機沒有問題的情況下，先更換了輸入離合器又更換了變速器總成，問題都沒有得到解決。維修進入僵局，考慮還得從數(shù)據(jù)分析入手。

連接大眾VCDS專用診斷儀，利用其“記錄數(shù)據(jù)的隱藏功能”對相關數(shù)據(jù)進行采集并最終做出分析，經(jīng)過反復路試記錄了故障現(xiàn)象出現(xiàn)時的數(shù)據(jù)，車輛在中低速行駛時所表現(xiàn)的抖動現(xiàn)象，恰恰出現(xiàn)在離合器有打滑的情況，而且這種現(xiàn)象會隨著打滑量的增大越趨明顯(圖70)，同時變速器溫度越高故障現(xiàn)象出現(xiàn)的頻率就越高。另外，還有第10組電磁閥N215自適應匹配電流值雖然在正常范圍內(nèi)，但也略有偏低，因為匹配成功后的數(shù)值已接近下限值(0.255A)。

圖70 采集到的離合器打滑數(shù)據(jù)

圖70數(shù)據(jù)中藍色曲線(系列1)為發(fā)動機轉速(由轉速傳感器G28提供)，紅色曲線為主動鏈輪軸轉速(由轉速傳感器G182提供)，二者的差值就是離合器的打滑量，考慮車速在50～80km/h時，離合器不應該存在打滑，那為什么出現(xiàn)了打滑現(xiàn)象呢？變速器總成都換了，可以說基本就不用考慮變速器本身了，但發(fā)動機系統(tǒng)確實也沒有問題，看來問題真的很復雜。值得重點考慮的是：離合器自適應電流值偏低。

結合變速器第18組數(shù)據(jù)進行比較分析(圖71，注：系列1代表G194壓力、系列2代表離合器額定扭矩、系列3代表G193壓力、系列4代表N215電流)，結果發(fā)現(xiàn)當鏈條夾緊力的油壓(G194壓力)出現(xiàn)波動時，離合器電流及油壓也隨之輕微地發(fā)生變化，從而導致離合器出現(xiàn)打滑，當打滑量偏大時抖動現(xiàn)象就會出現(xiàn)。很顯然離合器的打滑是被動的，是由于鏈條夾緊力壓力的變化導致控制單元實施閉環(huán)控制時調(diào)節(jié)離合器油壓，最終導致故障現(xiàn)象的出現(xiàn)。

圖71 采集到的18組數(shù)據(jù)

故障排除

變速器本身不用考慮，那問題一定出在變速器外部跟鏈輪缸內(nèi)油壓有關的冷卻油路。如果外部壓力濾清器堵塞或冷卻器堵塞都會導致離合器自適應電流值偏低，最終更換外部濾清器故障徹底排除。

經(jīng)驗總結

交車后把換下來的外部濾清器切開，在里面管路中發(fā)現(xiàn)了大量的金屬碎屑(鏈輪缸和鏈條磨損下來的鐵屑)。該案例給我們留下了深刻的教訓：變速器機械部件的損壞給變速器冷卻系統(tǒng)帶來的堵塞太可怕了，前期的返修是因為大家沒有找到根本的故障原因，一個小小的限壓閥卻給大家?guī)矶畏敌?，本以為問題得到根治，但由于冷卻系統(tǒng)的阻塞又引起了變速器的新的故障。因此大家在解決變速器機械部件故障時，一定要確保其內(nèi)外部循環(huán)系統(tǒng)的清潔，以免帶來后續(xù)的麻煩。

十一、奧迪A6L無級變速器的控制單元是不是“瘋了”

車型信息

2008款一汽奧迪A6L轎車，搭載2.0TTFSI發(fā)動機和01T型鏈傳動無級變速器。故障現(xiàn)象：此車因事故更換變速器中間殼體和一些底盤零部件，之后便出現(xiàn)中低速加速聳車現(xiàn)象。

于是先后更換了滑閥箱、輸入離合器總成、鏈傳動部件，并且對離合器間隙進行調(diào)整，甚至更換了一臺變速器總成也未能解決問題，無奈之下該修理廠向筆者請教。

驗證試車在試車時很快便感覺到連續(xù)的頓挫感，同時伴有“運動干涉”。車速超過80km/h后會明顯好轉。但此時變速器又會立即報警(儀表擋位顯示燈全紅)，同時發(fā)動機無法提速。

檢測分析

停車后首先讀取故障碼，為“P1741(05953)離合器自適應匹配達到極限”(圖72)。將其刪除后查看第10組數(shù)據(jù)流中的第1項數(shù)值，發(fā)現(xiàn)其明顯偏高(圖73)。對于2005年以后裝配了葉片式油泵的車型，該值應在0.310～0.350A之間；2005年以前裝配了齒輪式油泵的01J型變速器，其值應0.255～0.295A之間。此電流值為離合器壓力調(diào)節(jié)電磁閥N215的自適應匹配值，如果其超出設定范圍，故障碼“P1741(05953)離合器自適應匹配達到極限”將立即被激活，同時變速器處于應急模式。

圖72 故障碼

圖73 第10組數(shù)據(jù)流

通常情況下，當變速器冷卻循環(huán)油路出現(xiàn)堵塞(如外部壓力濾清器堵塞)時，此電流值會降低。具體原因：鏈條夾緊壓力傳感器(接觸壓力式)G194所監(jiān)控的油壓與冷卻循環(huán)管路油壓有關。當外部壓力濾清器堵塞后，形成的背壓直接倒推至鏈輪缸內(nèi)，此時控制單元通過G194的測量誤認為鏈條接觸壓力過高，于是立即執(zhí)行閉環(huán)修正過程，即將N215的自適應匹配電流值調(diào)低。反之同理，如若冷卻循環(huán)管路或液壓系統(tǒng)存在泄漏情況，控制單元則認為油壓有缺失，需通過大電流來進行補償，于是立即將N215的自適應匹配電流值調(diào)高。

所以，通過上述數(shù)值分析，可確定變速器內(nèi)部油壓，尤其是與G194監(jiān)控有關的油壓可能出現(xiàn)嚴重泄漏情況。

在掛入前進擋時讀取第1 8 組數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)鏈條接觸壓力(夾緊力油壓)僅為60kPa(0.60bar)如圖74所示，正常應在250kPa(2.5bar)以上。同時發(fā)現(xiàn)離合器油壓也僅為110kPa(1.10bar)(圖75)，正常應在200kPa(2.0bar)以上。而離合器額定扭矩值和電磁閥N215驅動電流值基本正常。通過此系列數(shù)據(jù)分析說明變速器內(nèi)部壓力存在問題。

圖74 第18組數(shù)據(jù)流

為了驗證離合器是否正常，可查看第12組數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)該組數(shù)據(jù)中前兩項的差值未小于65mA或為負值，說明離合器狀態(tài)良好。但電磁閥N215自適應匹配電流不正常，其值高達0.39A。

在之前的維修工作中，維修技師已更換過兩塊閥體，并且已確認閥體至離合器之間的油路密封正常。反復思考，再結合故障現(xiàn)象，決定將變速器進行解體檢查。分解之后發(fā)現(xiàn)新?lián)Q的鏈條及鏈輪缸均已再次磨損、拉傷(圖76、圖77)。離合器間隙及供油油路的密封均正常。繼續(xù)以數(shù)據(jù)流分析結果為線索對整體冷卻循環(huán)管路仔細進行檢查，發(fā)現(xiàn)變速器殼體上一限壓閥出現(xiàn)異常，其應非常平整地被安裝在殼體中，并由一個螺絲進行固定。而此時卻稍微凸起(圖78)。將其拆下后發(fā)現(xiàn)上端塑料邊緣破損導致金屬蓋一側翹起，正常應為平整狀態(tài)。

圖77 磨損的鏈輪缸

鏈輪缸內(nèi)需散熱的無級變速器油(CVTF)從主動鏈輪軸前端流出后經(jīng)過此限壓閥(圖79)，而后再至冷卻系統(tǒng)進行散熱。當油壓過高時，此閥可進行泄壓以確保冷卻器不受損壞。但由于閥的壓蓋未壓緊，就相當于彈簧的硬度被降低，導致在低壓狀態(tài)下閥球即被打開而過早泄壓。此時多數(shù)液壓油并未流入冷卻系統(tǒng)，致使變速器出現(xiàn)高溫并降低鏈傳動潤滑，同時G194監(jiān)測到夾緊壓力過低，致使控制單元設定一較高的離合器自適應匹配電流。分析至此認為，鏈傳動的磨損、拉傷原因即為此限壓閥問題(圖80)。

圖78 限壓閥安裝位置

圖80 損壞的限壓閥

在之前的維修工作中，外部濾清器中的濾芯和差壓閥被人為清除，這也是導致離合器自適應匹配電流值過高的原因之一。

將上述所有損壞部件重新更換后試車，發(fā)現(xiàn)掛D擋或R擋之后需等5s以上才能行駛，之后還會出現(xiàn)很強烈的“運動干涉”，車速超過50km/h即正常。此時不敢再繼續(xù)強行試車，立即停車查看第18組數(shù)據(jù)中第2和第4項，在未掛動力擋位時，此兩項數(shù)據(jù)幾乎為0(圖81)。第2項數(shù)值為離合器額定計算扭矩，正常應為15N·m左右；第4項數(shù)值為離合器電磁閥N215驅動電流，在怠速時應為0.285～0.350A。此時掛擋后電磁閥N215的驅動電流首先發(fā)生變化，由0.005A至0.280A后，車輛才開始行駛，同時第2項的額定扭矩也達到15N·m(圖82和圖83)。如將換擋桿置回P/N位置則數(shù)值又歸為0，另外在第6組和14組數(shù)據(jù)中也看到N215的錯誤驅動指令。

圖81 掛擋桿置于P/N位置時的故障數(shù)據(jù)

圖82 掛擋桿掛入動力擋后開始變化時的數(shù)據(jù)

之后查看第10組數(shù)據(jù)中的第1項離合器自適應匹配電流值，發(fā)現(xiàn)當掛擋桿在P/N位置時該值高達0.410A(圖84)，而第4 項離合器扭矩值也為0N·m。自適應匹配電流值如此之大卻仍未能使控制單元設定故障碼P1741(05953)。而當換擋桿置于前進擋后該自適應匹配電流值卻降到正常值0.320A，同時離合器計算扭矩也為標準值15N·m(圖85)。通常情況下，此兩項數(shù)值無論在哪個擋位(除倒擋)都不會發(fā)生明顯變化。

圖83 達到接近正常時的數(shù)據(jù)

圖84 檢測到的第10組錯誤數(shù)據(jù)信息

圖85 掛擋后的正常數(shù)據(jù)

(未完待續(xù))