2015款Jeep牧馬人車無法升至4擋

余姚東江名車專修廠 葉正祥

故障現象一輛2015款Jeep牧馬人車，搭載3.6 L發動機（型號為G）和W5A580型自動變速器（與奔馳722.6自動變速器為同款），累計行駛里程約為11.4萬km。車主反映，該車行駛中，自動變速器無法升至4擋。

故障診斷接車后進行路試，將換擋桿置于D擋，自動變速器1擋升2擋、2擋升3擋均正常，但無法由3擋升至4擋，接著擋位鎖定在3擋。另外，該車R擋（倒擋）工作正常。用故障檢測儀檢測，在自動變速器控制模塊（TCM）中讀得故障代碼“P1731 不正確擋位嚙合”和故障代碼“P0730 傳動比不正確”。進行路試，同時用故障檢測儀的圖形顯示功能觀察升擋過程中相關數據的變化（圖1），發現自動變速器1擋升2擋、2擋升3擋均很順利，但在3擋升4擋時出現多次升擋的現象，且最終升擋失敗，“當前擋位”顯示為“服務未定義”。重新起動發動機，繼續路試，同時讀取TCM數據流（圖2），計算出4擋的傳動比為1 610÷1 145≈1.41，按照此方法計算出2擋的傳動比為1 221÷555=2.2，3擋的傳動比為1 613÷1 145≈1.41。該車自動變速器各前進擋位的傳動比見表1所列，分析可知，該車1擋、2擋、3擋的傳動比正常，4擋的傳動比與3擋的傳動比一樣，異常，這說明自動變速器實際擋位仍為3擋，并未升至4擋。

圖1 故障車升擋過程中相關數據的變化（截屏）

圖2 故障車4擋時的相關數據流（截屏）

由表1可知，自動變速器3擋工作的換擋元件為B2、K1和K2，4擋工作的換擋元件為K1、K2和K3，這說明自動變速器由3擋升4擋時，B2退出工作，K3進入工作。進一步查看維修資料得知，自動變速器由3擋升4擋時參與工作的換擋元件還有3-4擋命令閥、3-4擋保持油壓轉換閥、3-4擋換擋油壓轉換閥、3-4擋重疊油壓控制閥及3-4擋換擋電磁閥。自動變速器由3擋升4擋的工作過程如下。

表1 換擋元件工作表

（1）如圖3所示，3擋穩定狀態時，3-4擋換擋電磁閥不工作，沒有油壓作用于3-4擋命令閥末端，管路油壓（紅色部分）經3-4擋保持油壓轉換閥、3-4擋命令閥作用于B2，使B2工作；同時管路油壓作用于3-4擋保持油壓轉換閥末端，使其處于穩定狀態。

圖3 3擋穩定狀態時的油路情況（截屏）

（2）如圖4所示，在3擋升4擋的過程中，3-4擋換擋電磁閥工作，換擋電磁閥油壓（黃色部分）作用于3-4擋命令閥末端；3-4擋命令閥左移，使換擋油壓（藍色部分）作用于K3，同時打開B2的泄壓油路，油壓通過3-4擋重疊油壓控制閥泄壓，由3-4擋重疊油壓控制閥控制B2和K3的同步作用（即控制釋放B2的油壓減小量和施加K3的換擋油壓增加量）；3-4擋保持油壓轉換閥回到右側位置，打開通向3-4擋命令閥的管路油壓。

圖4 在3擋升4擋的過程中的油路情況（截屏）

（3）如圖5所示，4擋穩定狀態時，3-4擋換擋電磁閥停止工作，3-4擋命令閥復位，管路油壓經3-4擋保持油壓轉換閥、3-4擋保持油壓轉換閥作用于K3，完成3擋升4擋。

圖5 4擋穩定狀態時的油路情況（截屏）

總結上述換擋過程可知，3-4擋換擋電磁閥工作時換擋過程開始，換擋過程中換擋油壓作用于K3；3-4擋換擋電磁閥停止工作時換擋過程結束，此時管路油壓作用于K3；無論是3擋還是4擋，最終管路油壓均要通過3-4擋保持油壓轉換閥和3-4擋命令閥才能作用于B2或K3，只是3-4擋保持油壓轉換閥和3-4擋命令閥所處位置有所不同。分析至此，推斷導致自動變速器無法升至4擋的原因有：K3損壞；3-4擋換擋電磁閥及其線路故障；閥體故障（如3-4擋保持油壓轉換閥、3-4擋命令閥等閥芯卡滯）。

由于R擋工作正常，且R擋時K3也參與工作，因此排除K3存在故障的可能。進行路試，同時用pico示波器和電流鉗測量3-4擋換擋電磁閥控制線（如圖6所示，TCM導線連接器端子15對應的導線）上的電壓和電流波形（圖7），發現在3擋升4擋時，TCM向3-4擋換擋電磁閥發送了控制指令（用脈寬調制信號控制電磁閥的搭鐵），持續時間約為741 ms；通過放大電流波形可以發現，3-4擋換擋電磁閥閥芯能夠正常打開，由此推斷3-4擋換擋電磁閥、TCM及相關線路均正常，將故障點鎖定在閥體上，且3-4擋保持油壓轉換閥和3-4擋命令閥為檢查的重點對象。

圖6 電子液壓控制單元控制電路

圖7 3-4擋換擋電磁閥控制線上的電壓和電流波形（截屏）

由圖8可知，3-4擋保持油壓轉換閥和3-4擋命令閥均在上部閥體上。拆下上部閥體，翻轉上部閥體使其傾斜，發現3-4擋命令閥的閥芯能夠輕松滑出，而3-4擋保持油壓轉換閥不會滑出（圖9），由此推斷3-4擋保持油壓轉換閥閥芯卡滯。回頭再來分析圖1，可知在換擋瞬間，“渦輪（輸入）速度”（粉色線）快速下降，直至與“輸出速度”（紫色線）重合，對應的傳動比為1，這與4擋的傳動比一致，說明此時擋位已升至4擋。在3-4擋換擋電磁閥工作時（工作約740 ms），換擋油壓繞過3-4擋保持油壓轉換閥，經過3-4擋命令閥作用于K3，所以K3在換擋過程中是能夠工作的，而當3-4擋換擋電磁閥停止工作后，由于3-4擋保持油壓轉換閥出現卡滯，無法打開通往3-4擋命令閥的管路油壓，以致管路油壓無法作用于K3，自動變速器無法穩定在4擋。

圖8 上部閥體結構示意

圖9 3-4擋保持油壓轉換閥閥芯卡滯

故障排除用砂紙打磨3-4擋保持油壓轉換閥的閥芯和閥孔后再次翻轉上部閥體，3-4擋保持油壓轉換閥能夠輕松滑出，裝復后路試，自動變速器3擋升4擋、4擋升5擋均正常，故障排除。用故障檢測儀讀得4擋時的相關數據流如圖10所示，升擋過程中相關數據的變化如圖11所示。

圖10 正常車4擋時的相關數據流（截屏）

圖11 正常車升擋過程中相關數據的變化（截屏）