背景
车型:2010年款东南亚版(右侧方向)进口奔驰B200,该车搭载724.002型7挡湿式双离合器直接式换挡变速器。
现象
据用户介绍,该车变速器从来没有保养和修理记录。最近有一天正常开车行驶中突然听到变速器有“咔嚓”一声响,然后变速器故障灯点亮。之后就发现该车的倒挡功能失效,换D挡有冲击感,并且行驶中换挡延迟而且伴随冲击。另外,行驶中明显感觉发动机动力不足(加速迟缓)。
车主将车开到奔驰4S店,维修人员对车辆进行检测,发现变速器控制单元有“5挡不能挂接”的故障码存储。维修人员初步判断可能是机电控制单元总成故障(图1),但删除故障码后变速器又恢复正常状态。
由于车辆能够正常行驶,所以车主暂时也没有进行修理。可是,过几天后该故障再次出现,依然是同样的故障码,而且删除后变速器就恢复正常。最近该故障出现的频率越来越高,同时路试中发现,故障是出现在4挡后还没换5挡时。由于奔驰4S店不能给出确定的维修方案,因此车主将车开到变速器专修厂进行检修。
方案
变速器专修厂接车后,维修人员首先连接奔驰专用故障诊断仪检测,发现变速器控制单元有关于机械部分的“5挡不能挂接”的故障码。删除故障码后试车发现,变速器在4挡正常运转,当即将换5挡时就听见变速器内发出“咔嚓”一声响,随即变速器故障指示灯点亮,且有蜂鸣器发出警告声,同时变速器奇数挡失效(1、3、5、7挡)包括倒挡功能也随之失效。再次删除故障码后重新试车,发现如果在轻踩加速踏板缓慢加速行驶时,偶尔能换到5挡,而且一旦进入5挡后其他挡位就都正常了。一旦猛踩加速踏板急加速时,只要即将换5挡时故障就会出现。
该变速器与其他DCT变速器一样,也是通过2个离合器来管理相应的挡位,即奇数挡离合器管理1、3、5、7挡,偶数挡离合器则管理2、4、6、倒挡。变速器在P/N挡位起动发动机后,1挡和倒挡都以预选挡出现(2个同步器要切换到1挡位置和倒挡位置,其他2个同步器则处于中间的空挡位置)。但车辆行驶后的预选挡挡位决策,依然是通过变速器控制单元对驾驶员给出加速还是制动的信息,以及车速信息(包括发动机扭矩信息)来决定的。而且是先有同步器的动作,然后才是2个离合器的交换工作。
由于1挡到4挡的换挡均没有任何问题,因此基本可以排除双离合器的故障,那为什么偏偏在即将要换5挡时故障现象才会出来呢?从724.002变速器机械结构来看,4个齿轮同步器的分配与其他DCT变速器还不一样,它的组合是这样的:1/5挡同步器、3/7挡同步器、2/4挡同步器和6/R挡同步器。因此说明当变速器从起步1挡换到2挡后,1/5挡同步器便被变速器控制单元驱动在中间位置,只有变速器换到4挡后,变速器控制单元才会考虑将1/5挡同步器在何时切换到5挡侧。当然,变速器控制单元并不是在换入4挡后立即考虑5挡,还要考虑车速及加速信息在满足换5挡前的最佳时刻时,才会驱动1/5挡同步器到5挡一侧。此时2个离合器会在闪电般完成相互交替切换,然后变速器才真正进入5挡。
如果说变速器控制单元在4挡上已经做好预选挡5挡的准备时,它便通过电磁阀以油压的形式来驱动1/5挡同步器从中间的空挡位置移动到5挡一侧位置。那么假如1/5挡同步器没有到达5挡侧或其信息不明确的话,变速器控制单元就会立即启动应急模式。通过以上分析可以明确,变速器控制单元开始以正常油压(电流)驱动1/5挡同步器时,由于在规定的时间内变速器控制单元没有通过1/5挡同步器位移传感器得到5挡位置信息,因此就会提高系统主油压,从而造成1/5挡同步器二次移动时发出“咔嚓”的响声。这样一来故障的可能原因就在于:机械同步器本身、传感器信号、变速器控制单元本身以及系统油压等问题。
那么为什么又会没有倒挡呢?后来经查询该变速器资料才知道,该变速器的倒挡传动路径比较特别,它是借助1/5挡同步器在1挡侧的啮合来实现动力传递及换向工作的。因此,当变速器启动应急模式时,不论是奇数挡故障还是偶数挡出现故障,倒挡均是失效的(图2)。
根据故障现象分析出了可能的故障所在,那么接下来的维修方案如何确定,是先更换机电控制单元总成还是解体变速器检查修理呢?维修人员考虑到这款奔驰的DCT变速器是首次修理,同时也避免多次拆装,因此征得用户同意,还是先做解体检查修理。一旦内部机械元件检查不出任何问题的话,维修人员再更换机电控制单元也不迟。
维修人员将变速器彻底解体后(图3),很容易就发现了故障所在:原来是1/5挡同步器总成中,5挡侧的同步齿环有严重磨损情况,转向间隙过于太大,导致换5挡时有卡滞情况,甚至有根本换不进挡位的现象(图4)。
维修人员决定更换1/5挡同步器总成。在通过配件渠道购买了一个二手同步器总成并将其更换之后,装车后试车,故障不再出现。交车后一段时间回访客户,该车变速器故障彻底排除。
备注
目前在国内遇到双离合器变速器内部出现机械磨损故障的还不多,一般来说都是由于缺少润滑油而导致齿轮机构异常磨损而进行维修的,所以维修人员并没有太多的经验参考。不过维修人员充分掌握了此类变速器的工作原理和控制策略,因此在确定故障现象、进行故障分析到轻松解决故障,整个故障排除的过程都没有走弯路。 随着国内双离合器车辆使用年限的增加,类似故障肯定也会不断出现,所以希望本案例能给国内同行们未来遇到此类问题提供参考。同时也想提醒国内同行,对变速器的结构原理的理解及相应控制策略的掌握非常重要,这能为维修诊断思路的确立提供理论依据,否则只能依靠盲目地换件不断尝试。例如之前奔驰4S店的维修人员,直接就想通过更换机电控制单元总成来验证故障所在,其方案被车主所否定。所以,正确的维修诊断分析才是当今汽车故障维修中最重要的环节。