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2003年款沃尔沃XC90自动变速器电磁阀故障码的解决

  • 2018-11-20
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故障现象:一辆2003年款VOLVO XC90越野车,搭配T6型发动机及GM公司生产的4T65E型4前进挡手/自一体式电控自动变速器,用户反映该车在正常行驶时明显感觉发动机噪声较大,车速与发动机转速不一致,同时发动机故障警告灯点亮,手动模式位置总是显示3挡位置。于是将车开至专修站进行维修,维修站更换ATF并清除了故障码,之后试车凉车时能勉强行驶,热车后发动机故障警告灯再次点亮,且变速器被锁定在3挡。

图1  电磁阀S1

图1 电磁阀S1

检查分析:接车后,我们首先确定变速器的确处于保护状态。连接故障诊断仪对自动变速器控制系统进行检测,设备显示2个故障含义为“TCM-008换挡电磁阀S2(图1)信号丢失,ECM-6100发动机散热风扇(PC)控制(P)”的故障码。清除故障码后重新起动发动机,故障警告灯又会点亮,且第1个故障码又会重现。为了确定该故障码的成立条件,我们发现,在打开点火开关不起动发动机,变速器内没有建立油压的情况下,若将该故障码清除,关闭点火开关后再重新打开时该故障码就不会出现。只要起动发动机,故障码马上就会出现。看来该故障码的出现与油压有关,因为发动机是否运转只是区别于自动变速器油泵是否建立系统油压。虽然在1挡时2个换挡电磁阀S1、S2(图1、图2)都处于通电状态,但点火开关打开和起动发动机对于电磁阀的工作状态还是有区别的。通过对ATF的观察,说明变速器内部元件已经有烧损情况(焦糊味很浓),所以只能分解变速器进行大修。

图2  电磁阀S2

图2 电磁阀S2

在将变速器解体后发现,只有2/4挡离合器摩擦片有烧损痕迹(图3)且不是很严重,其他元件完好无损。由于只是简单的2/4挡离合器烧片问题(轻微烧损),还不至于使控制单元在起动发动机后就马上设置换挡电磁阀S2的故障码,因此我们还是应该重点围绕电磁阀S2外围线路及所控制区域内的油路进行检查。

图3  烧损的2挡离合器摩擦片

图3 烧损的2挡离合器摩擦片

我们首先对电磁阀S2本身进行了功能测试。在确定电磁阀线圈电阻值没有问题的情况下,我们按照下面的步骤对其进行了密封性能试验(图4)。

图4  电磁阀密封性能试验

图4 电磁阀密封性能试验

①在电磁阀的入口处夹紧一段内径为1/2 英寸的橡胶软管。

②从电磁阀的一个端子连接一条导线到蓄电池负极端子。

③在橡胶软管中加入一定压力的压缩空气。

④从电磁阀另一端子到蓄电池的正极端子连接1条导线。

⑤观察电磁阀空气流,当电磁阀加电时如果有空气泄漏,则应更换电磁阀。经测试,电磁阀本身没有问题。

接下来我们又对电磁阀的线路进行了测量,均没有发现问题。难道是控制单元或其他方面的问题?为什么起动发动机后该故障码就会出现,而点火开关打开不起动发动机的情况下故障码不出现呢?其实分析起来还是比较容易理解的。点火开关打开时PCM虽然向S2电磁阀发出驱动指令,但电磁阀所控制的油路并没有发生改变,所以至于电磁阀阀芯处在(比如说卡滞)什么位置(通断电的2个位置),控制单元并不知晓。这样当电磁阀线圈在没有问题的情况下,控制单元是不会记录相应故障码的。起动发动机后,自动变速器内部形成系统工作压力,当PCM向换挡电磁阀S2发出控制指令时,该电磁阀所控制着的换挡阀门就会发生位移,相应的换挡油路就会得以切换。因此,当电磁阀阀芯卡滞、换挡阀门卡滞及换挡油路或用油元件本身存在堵塞或泄漏时,控制单元通过监测传动比或反馈油压信息都会设置换挡电磁阀的故障码。但在检查各换挡阀门时并未发现任何问题,因此在没有找到故障原因前,保险起见,我们按照维修标准还是更换了全部电磁阀(因阀体各阀门并没有磨损迹象没有更换)以及其他部件。后来,通过其他同行我们得到了一个重要信息,他们也曾经遇到此类故障,当时是通过更换2挡离合器和输入离合器总成解决的。于是我们又连同这2个元件一起换掉,经试车变速器工作良好,故障码消失。

本以为该故障已经彻底解决,但用户只用了1天车便因相同故障返厂。可开到修理厂后试车正常,经连接故障仪检测,控制单元故障存储器中仍然记录了S2电磁阀故障。根据该车的故障症状,我们判定为一个比较麻烦的偶发性故障。考虑到内部机械和液压元件出问题的可能性非常小,所以还得重新理清头绪,不要犯了简单问题复杂化的错误。

在确定电磁阀没有问题的情况下,我们索性将控制单元到电磁阀间的线路直接进行跨接,结果出现了意想不到的效果。经过长时间路试,该车的故障始终没有出现。因为这样的跨线并不规范,所以我们又将线束破开重新布线。
最后,上述工作完成后交车,经与回访用户,目前该车使用近2个多月,车辆运行良好。

回顾总结:现在的新款车型,特别是带有闭环控制功能的自动变速器,当以故障码形式出现故障时,其控制单元控制范围比较宽,且设定的范围也比较宽。所以,在分析一个故障码的含义及设置成立条件时,我们的分析思路及诊断范围就必须随之拓展。从理论意义上讲,当变速器电控系统设置电磁阀相关故障时,一般无外乎就是在于电磁阀本身、控制线路及控制单元3方面(当然,信号干扰所导致的故障有时也要想到),但往往按照这些思路进行排查时却又不能轻而易举的找到故障点。因为自动变速器控制单元虽然设置了电磁阀的故障码,但并不一定是电磁阀引起,它很可能是因这个电磁阀所控制着的整个油路的某一点出现了问题,比如离合器泄漏导致摩擦片烧损后该换挡油路泄漏,而控制单元误认为控制该油路的换挡电磁阀出现问题,从而设置了电磁阀的故障码。就该车的故障而言,起动发动机后自动变速器系统便会建立工作油压,同时PCM会直接驱动2个换挡电磁阀S1、S2工作,2个电磁阀共同控制着3个换挡阀门的位置,继而决定了当前挡位的油路。所以,当某一电磁阀控制着的油路出现故障时(因线路问题导致),控制单元通过输入及输出速度传感器计算出当前挡位的传动比,并与其CPU内部的传动比信息进行比较,来确认该油路的正确与否,也因此出现了故障码的成立的条件,并启动安全保护模式进行控制。(薛庆文)

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