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大众01V自动变速器换档冲击故障分析
2014-02-05 15:32:09 来源: 作者: 【 】 浏览:1340次 评论:0
上海大众帕萨特B5 1.8T、2-8L和一汽奥迪A6 1. 8T、2. 4L、2. 8L轿车装配的01V (5HP-19)自动变速器换档冲击(原地挂档冲击、升降档冲击、闭锁控制冲击等)的故障已经被分析很深入了,并且已有许多维修成功案例进行了相关报道,通过对更多案例的对比分析,大部分故障往往都是由控制系统(其中包括电子控制、电磁阀或阀体本身)造成的,有部分车型的冲击故障是因使用假的ATF、错用部件、人为装配导致元件工作间隙偏移以及变速器本身部件磨损等造成的。综合分析,对于自动变速器换档品质问.题,它涉及范围较广:自动变速器自身控制(机械结构控制、液压控制以及电子控制等)、发动机的综合控制以及车身网络控制等。因此,深入解析自动变速器换档品质问题,必须从变速器整个结构控制原理、电子控制策略的方面等进行全方面的分析。
    背景介绍:近些年,一些自动变速器生产厂家为了简化自动变速器机械结构、减轻质量和减小拖滞损耗,一些新型的自动变速器往往尽量少使用单向离合器甚至不使用单向离合器。当然,由于不同厂家的产品控制策略及品牌观念等不同,导致自动变速器机械结构变化速度有快有慢。众所周知,自动变速器巨头日本爱信公司总是舍不得放弃使用单向离合器,其A76。产品居然还使用4个单向离合器,而新式09G和09D 6速产品仍然还保留着1个单向离合器。ZF系列的5HP-19变速器只使用了1个单向离合器,它只是在1档时锁止,其他档位滑转不参与传动控制;还有新奥迪A6L的09L、A8的09E和宝马的6HP-19、6HP-26自动变速器以及别克凯越1. 8L和别克景程2. 0L的4 HP-16自动变速器等,已经完全放弃使用单向离合器,当然这也是ZF产品的特点。在这些自动变速器中,如果当前工作档位的执行元件没有使用单向离合器,则待啮合档位执行元件在参与工作(接合)的同时,当前档位的执行元件要分离(释放),一个接合一个释放,两者之间在时间上会有重叠,这就是所谓的“重叠换档”。因此控制精度要求较高,同时,还需要发动机输出转矩相协调,否则就会容易出现拖滞、冲击的故障。

    这类具有重叠换档功能的自动变速器在换档过程中,如果当前档位工作元件还没有彻底分离,而下一档位的工作元件已接合,就会出现换档元件的干涉,也就相当于变速器同时挂入两个档位,此时车速和发动机转速会急剧下降(就像制动一样),这种现象俗称“挫车”或“顿车”。相反,如果当前档位工作元件已经分离,而下一档位的工作元件还没有接合,中间出现分离与接合的时间差,此时就会出现动力传递中断,当下一档位的执行元件接合时,就会产生打滑加冲击。那么怎样避免因重叠而出现干涉又因动力传递中断而打滑加冲击呢?目前一些新式变速器均采用重叠换档原理来避免因动力传递中断而出现的打滑和冲击。这是因为如果变速器经常出现打滑,则容易烧损变速器,避免元件出现重叠时干涉后的“挫车”或“顿车”现象。ECU是通过改变发动机输出转矩来维持换档平顺性能的,在变速器升档期间瞬间,降低发动机输出转矩;而在降档期间瞬间,加大发动机输出转矩来维持换档感觉。
    对于重叠换档功能最关健的部件是变速器加档或减档的释放元件。ECU通过控制换档线性电磁阀并配合机械保持阀,使当前档位的其中一个执行元件(释放元件)在转换下一个档位前先保持一段时间,一直到下一个档位的元件完全接合后再完全释放,这样就避免了因元件的切换不同步而形成的冲击或打滑。发动机转矩的改变使“挫车”或“顿车”现象随之消失。
    就5HP-19这款变速器而言,从其控制油路上看,只有换档执行元件制动器C和制动器G具有重叠换档功能,而其他执行元件无此功能。再从换档执行元件在各档编排上看,制动器C尤为重要,工作频率最高,它在整个一套换档循环里一共变化6次(升档时:1-2档接合,3-4档释放,4-5档接合;降档时:5-4档释放,4-3档接合,2-1档释放),因此就制动器C而言,只有3-4档、5-4档和2-1档有重叠换档功能。对于制动器G而言,相比之下工作频率较低,它在整个一套换档循环里只变化2次(升档时:2-3档释放,3-2档接合),因此,就制动器G而言,只有2-3档具有重叠换档功能。这样就不难看出,在5HP-19变速器的8个换档点里((4个升档点和4个降档点)并不是都具有重叠换档功能,只有2-3档、3-4档、5-4档和2-1档4个点具有此功能。因此,当维修该款变速器“2-3档、3-4档、5-4档和2-1档”“挫车”或“冲击”的故障时,难免考虑与重叠换档有关的问题。

    现象评估:对于“挫车”或“冲击”故障,除了跟重叠换档控制策略有关以外,更重要的还有换档点的油压调节。对于换档点的油压调节主要跟电控和液控紧密相连,而且这一控制至关重要。它涉及ECU输入信息的准确性、ECU自身调节功能的可信度以及执行器电磁阀的工作效能等。ECU根据各种输入信息得知变速器下一个档位的切换是高档还是低档,那么,ECU就会在最佳的时间内,相应地控制执行器电磁阀得到最理想的换档点油压,以达到最佳舒适感觉。较重要的输入信息有反应发动机负荷的节气门位置、开度、加速度变化、空气进气量、进气压力、进气温度、发动机转速以及发动机真实动力信息,跟变速器有关的输入轴、输出轴速度信,息、油温信息、档位信息、道路状况信息等。对于液压方面主要涉及液压控制系统的密封性能,较重要的机械阀门有主油路油压调节阀、主油路增压阀以及为电磁阀服务的减压阀等。在这里主要说一下减压阀的作用:其实它是一个稳压阀门,它所调节出的压力是恒定不变的压力并提供给各电磁阀。目前,在大多数自动变速器液压控制阀体中,都会有一个或两个减压阀。那是因为所有的电磁阀工作都需要一个非常稳定的大概400kPa的工作油压,就像大部分发动机ECU、变速器ECU都需要一个5V的稳压电源一样。减压阀的工作油压是由主油压提供的,就像5V稳压电源是由12V的蓄电池电压产生的一样.因此在这里主油压也非常重要。如果主油压不稳定,势必导致减压阀工作不稳定;同样,如果减压阀出现问题,也会导致提供给电磁阀的恒压出现偏移,压力偏高、偏低都会造成换档冲击。在5 HP=19变速器液压控制系统中有2个减压阀:减压阀1主要为3个开关式电磁阀(N88、N89、N90)服务;减压阀2为4个线性电磁阀(N215、N216、N217、N218)服务。当其中一个减压阀存在问题时,变速器就会出现换档品质问题。
换档点的油压调节除了与电、液控制有关外,与机械换档元件(离合器或制动器)也有一定的关系。对于一些具有闭环控制功能的新式电子控制自动变速器,一旦机械元件因磨损形成工作间隙过大而导致充油时问过长或因密封元件泄漏导致油压不足时,ECU为了保证换档时间维持系统压力,要对电磁阀进行不断的修正进行油压调控。此时,变速器电控系统为了;け渌倨,在未达到启动安全;つJ剑ㄋ担┨跫,就不必优先考虑换档舒适性能,只能以牺牲“舒适性”(冲击)为代价来完成其换档控制。
    另外,自动变速器的各换档点必须是“液压点”(软点)而不能以“机械点”(硬点)或“半机械半液压点”出现。如果变速器的换档点(速比的变化)发生在发动机与变速器之间机械连接时,势必形成冲击感觉。因此,自动变速器电控系统在控制变矩器锁止离合器接合时,一定要错开换档点。也就是说,在变速器全部换档点上,变矩器锁止离合器都处于分离状态。目前5HP-19变速器的这类故障也不在少数,有些时候是因变矩器本身(锁止离合器活塞偏磨或回位迟缓)引起,有些时候却是液压控制油路中TCC油路与其他油路交叉渗漏导致的。诊断此类故障时有一定的难度,必须通过对动态数据的采集加以分析来确定故障部位。



    特别注意:变速器换档品质控制除了与自动变速器自身控制有关外,与发动机输出转矩之间的协调也相当重要,也就是经常所提到的“发动机减小转矩控制”。这种控制的信息取决于发动机ECU与自动变速器ECU间的通信功能。自动变速器ECU必须把变速器何时升高档何时降低档的信息准确无误地告知发动机ECU,此时发动机ECU为了协助自动变速器的换档过程,必须实现减小转矩控制。一般情况下,通过在换档点上瞬间推迟点火控制或瞬间减少喷油脉宽控制来实现换档舒适性。5 HP-19变速器就具备此功能。
    分析总结:最后,再分析一下维修自动变速器或相关系统以及更换一些重要部件后换档品质的变化。随着车辆长时间的运行,自动变速器及其相关系统的状态就会发生变化,比如在变速器系统中,变速器内部摩擦片磨损变薄,导致活塞室充油时间过长,各轴上密封环及活塞上的密封圈老化后导致泄漏量增大,液压滑阀及电磁阀磨损而造成调节压力发生偏离等;褂,发动机长时间未经养护,节气门就会变脏,要维持同样的发动机怠速,就要增加节气门开度等,电控系统能够识别这些变化并采取相应措施来适应这些变化。如果对自动变速器换档控制相关的部件进行了维修和调整,而电子控制单元内部还记忆着原来的匹配值,以原来的数据控制状态来控制着维修后的变速器,当然就会存在换档品质的变化,那是因为ECU并不知道改变了一些换档控制部件的相关数据,比如说更换了离合器的摩擦片,改变了其工作间隙或更换了电磁阀等,因此仍然还按照原始记忆值进行控制,也因此导致出较差的换档品质。
    根据以上的分析可知,对新型自动变速器进行维修时,如果更换发动机ECU,更换自动变速器ECU,断开蓄电池连线,更换或清洗节气门体等都必须要进行“设定”或“匹配”,以清除原始的学习值。不同的车型会具有不同的匹配步骤,有些日本车型仍然可以手动操作完成,有些车型必须要借助专用诊断仪来完成,有些新款车型要求更加苛刻,必须通过网络在线匹配学习才达到匹配目的。就5 HP-19而言,维修后或更换重要部件后,只需清除原始自学习匹配值即可,同时,可以对发动机系统的节气门进行匹配。 
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Tags:大众 01V 自动 变速器 冲击 故障 分析 责任编辑:rong
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