背景
车型:2010年产上汽通用别克新君威,搭载型号为LE5的2.4L双顶置凸轮轴、直列四缸多点燃油喷射发动机,匹配型号为6T45E的6挡自动变速器。行驶里程:13万kmkm。
现象
用户报修车辆故障现象为:将挡位换到前进挡后有时不走车,要踩下加速踏板车辆才能起步,且有时起步冲击很大,会突然向前冲一下。 维修人员首先验证车辆故障现象,起动车辆后将选挡杆分别从P挡移向R挡及D挡,进行测试并观察驾驶状况。当换入R挡时,释放制动踏板车辆就可移动,可正常行驶;但换到D挡时,释放制动踏板车辆不能起步,要踩下加速踏板才能行车。有时踩下加速踏板后,车辆回馈很慢,而且突然往前冲一下。该故障在热车时更明显。
方案
维修人员使用专用故障诊断仪GDS2进行检测,并没有发现相关的诊断故障码。进一步查看变速器控制单元内部数据流,发现在“稳定状态适配压力数据”中的“1、2、3挡变速器适配压力稳定状态”不正常,分别为:120kPa、104kPa、108kPa(图1),而其他挡位(包括倒挡)都是正常的0kPa。这说明变速器的挡位控制或挡位执行可能存在异常,且重点是起步时低挡位1、2、3挡。
于是维修人员一边进行故障重现测试,一边用GDS2进行数据捕捉,然后进行数据的分析。查看1、2、3挡特别是起步时的1挡,对比车辆怠速与踩下加速踏板时1挡的变化,异常主要有2点:一是怠速时,虽然挡位已经是1挡,但没有动力输出(仍是空挡传动比8.0:1);二是踩下加速踏板,车辆有动力后,一释放加速踏板回到怠速,动力马上消失。
详情如图2所示,主要观察蓝色的传动比与绿色的发动机转速曲线。起初发动机转速是怠速,挡位在空挡,传动比也是空挡的8.0:1。而当挡位挂在前进挡时,挡位指令已是1挡,但此时传动比仍然是空挡的8.0:1。只要踩下加速踏板使发动机转速提高,传动比就可以恢复到1挡的4.57:1,车辆也有动力可移动。如果此时马上释放加速踏板,发动机回到怠速,传动比就会又回到空挡的8.0:1,车辆失去前进的动力,这是很不正常的。保持踩下加速踏板的状态,车辆行驶起来后其他挡位也可以进行切换,但不是很平稳,有冲击感(请见图2中曲线尾端),这从各挡位切换时传动比曲线平顺度可以看出。
以同样的方式对比分析正常车辆(图3),将正常车辆挡位挂在前进挡上,只要释放制动踏板,车辆就能够以1挡传动比4.56:1怠速行驶。然后对车辆进行踩下和释放加速踏板的操作,车辆可以正常转换挡位,各挡位切换时传动比曲线也更加平顺。
从以上数据对比可以发现,车辆最主要的故障是不能有效执行从空挡到1挡的切换,而当发动机转速提高时,能促使1挡有效执行,且传动比也正常。查看挡位参考表(图4),同时结合故障现象及以上各数据分析,1、2、3挡都有些异常,而故障最明显的1挡是离合器C1234及低速挡离合器OWL(单向)参与工作。此外电气方面没有相关故障,变速器控制单元TCM挡位指令也无异常(图2中指令已是1挡,但实际1挡不能执行),因此初步判断离合器C1234液压控制有问题。行星齿轮组等机械是不存在故障的,因为当1挡及其他挡位有效接合时,传动比是正常的。
于是,维修人员针对离合器C1234的液压控制油路进行检查。首先拆开变速器侧盖,拆检控制阀体及变速器控制单元TCM相关的滑柱、密封件等,但并没有发现异常。进一步拆检变速器内部,当然是边拆边检查,重点还是离合器C1234的控制油路及C1234离合器组件。用气枪进行气压测试时,发现离合器C1234确实不能有效的接合,也没有作动声音(图5)。
继续拆下C1234离合器活塞及低一倒挡离合器活塞总成分别进行测试(图6),这两组离合器的活塞分别在总成的上下两面,旁边有2个进油孔,刚好从这2个孔用气枪加气施压测试C1234离合器活塞及低一倒挡离合器活塞。
测试结果:低一倒挡离合器活塞很正常,活塞在气压及回位弹簧的作用下可以自由上下活动,而C1234离合器活塞却存在泄漏现象,不能很有效地进行密封。最后将C1234离合器活塞拆出检查,发现其密封的橡胶有破损(图6中右图)。此异常点已非常明显且与之前的分析及假设非常吻合,故障可基本锁定。
最后更换C1234离合器活塞及其他易损密封件后装车试车,确认故障彻底排除。
备注
此故障一重要现象是踩加速踏板才能有效执行1挡,其实就是加油门才能使C1234离合器接合,因为C1234离合器活塞破损导致接合压力不足,而提高发动机转速可提高相应油压。这是由于提供变速器工作油压的油泵是由变矩器壳体的凹键来驱动(图7和图8),而变矩器壳体是与发动机飞轮通过螺栓硬连接的。因此当发动机转速越高,变矩器壳体转速也就越高,变速器油泵转速也就越高,输出的油压也就越高。当然,最终也还需要压力调节阀及管路过压阀来控制压力。
另外,针对自动变速器的维修,在拆检变速器之前一定要先结合故障现象分析故障数据流,大致锁定故障范围后再决定拆检。拆检时可重点查看与检测,千万不能一下全拆散,否则有时会破坏第一故障点,影响故障的判断效率及准确率。