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2003年产上海大众帕萨特B5轿车无前进挡故障

  • 2018-11-20
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故障现象:一辆2003年产上海大众帕萨特B5 1.8T轿车,搭载ZF公司生产的01V型手/自一体5前进挡自动变速器,行驶里程约18万 km,用户反映该车突然出现了只有R挡无前进挡的故障。

附表  离合器/制动器工作元件执行表

附表 离合器/制动器工作元件执行表

检查分析:接车后,我们对该车进行路试发现,该车前进挡的确不工作,换挡杆在D、4、3、2位均没反应,但在R挡却工作正常。根据该车的故障症状,我们找来该款变速器的相关资料,仔细分析了自动变速器执行元件作用表(附表)。

图1  制动器D

图1 制动器D

该车变速器换挡杆在D、2位均不能工作,在R位能工作,表明D位1挡和2位1挡存在故障。变速器D位1挡的执行元件是离合器A、制动器G和单向离合器Ff,2位1挡的执行元件是离合器A、制动器G、制动器D(图1)和单向离合器Ff(多了1个制动器D,目的是实现发动机制动功能)。通过对这2组执行元件的分析,我们可以排除单向离合器Ff故障的可能性。因为如果单向离合器Ff存在问题,2位1挡应该工作(制动器D正常)。因为单向离合器和制动器是并联工作的,所以即使制动器D存在问题,2位1挡也会工作,只不过是没有发动机制动功能。

图2  离合器B

图2 离合器B

图3  制动器G

图3 制动器G

在这里我们还要弄清楚另外一个问题,如果制动器D存在问题,其他执行元件一切正常,那么R挡怎么会工作呢?要知道,该故障车变速器R挡工作正常。由执行元件作用表可知,R挡的执行元件为离合器B(图2)、制动器D和制动器G(图3),R挡工作正常,就可以排除制动器D、G存在问题的可能性。由此可以推断,前进挡不工作的问题集中在离合器A上。可是这个车的故障非常有意思,我们在检查故障的时候将自动变速器的线束插头断开(相当于紧急运行故障模式)时,前进挡居然工作了,R挡也依然正常。正常情况下,当01V型自动变速器断开线束插头后,变速器会锁在4挡。由执行元件作用表可知,4挡时工作的执行元件为离合器A、离合器E和离合器F。此时的现象让人有些费解,既然离合器A存在问题,怎么会有4挡呢?01V型自动变速器在锁挡后,变速器控制单元就要对所有的电磁阀进行断电。当主油压电磁阀N215断电后,自动变速器内为最高系统油压;当锁止电磁阀N218断电后,变速器为液压连接;当开关电磁阀N88、N89及N90断电后,它们通过逻辑组合,为离合器E、F供油,而离合器A是由手动阀直接供给的(图4)。

图4 相关油路

图4 相关油路

为什么离合器A在D位1挡和2位1挡不能工作,而在锁挡的4挡正常工作呢?首先,可以判定液压控制阀体出问题的可能性不大,因为离合器A的油压都是手动阀供给的。唯一的区别是,两种工况下离合器A的供油压力不一样,紧急运行故障模式时系统为最高油压,正常模式下A的油压需要由变速器控制单元调控,调节后的油压肯定要低于故障模式时的油压。既然与油压高低有关,那么很有可能是离合器A的油路系统存在轻微泄漏,因为一旦离合器A的油路存在轻微泄漏,便会导致前进挡正常模式下不能运行。此时也许有人会问,那么D位和2位1挡为什么车辆不能行驶呢?这是因为当变速器位于D位1挡和2位1挡时的系统油压相对较低。如果A组离合器油路系统存在泄漏,A组活塞的压力便会降低。

自动变速器的油道设计有一定的规律,离合器的油道一般是通过轴进入活塞的。离合器属于运动部件,所以它的密封环在轴上采用浮动支承;制动器属于静止部件,其进入活塞的油道一般设计在壳体上。既然离合器的密封环为浮动支撑,它就存在一定的泄漏量,如果密封环使用时间过久,就会变薄,密封作用变差,离合器泄漏量必然会增大。另外,密封环与轴一般存在2种工作状态:同步运动与相对运动。当发生相对运动时,密封环就会渐渐地将其所在的沟槽拉宽、拉深,从而造成密封不良。

图5  打压试验

图5 打压试验

分析至此,维修方向已经明确。为此,我们决定将液压控制阀体拆下,利用压缩空气对离合器进行打压试验。当利用约400 kPa的压缩空气对A组离合器油道进行打压时(图5),发现A组离合器活塞工作声音几乎没有,而其他活塞则能发出“砰砰”声;当利用约800 kPa的压缩空气对A组离合器油道进行打压时,却能够听到其工作的声音。上述试验表明,我们之前的判断是完全正确的。随后我们抬下变速器,对A组离合器密封环进行检查,但令我们颇感意外的是,A组离合器的密封环及其沟槽并无明显异常。还会有什么原因能导致离合器泄漏呢?此时只有离合器A的活塞了。01V型自动变速器离合器A活塞的密封环为2个橡胶环,1个大的橡胶环和1个小的橡胶环,分别套在活塞上(图6)。在拆检过程中我们发现,这2个密封环弹性严重下降,密封效果变差。又是什么原因造成该密封环性能下降呢?通过询问用户得知,去年夏天该车散热器的水道与自动变速器的油道相通,导致自动变速器进水,维修时只是更换了散热器和ATF,看来问题就出在这里。当变速器进水后,液力变矩器内油、水及气混合,加之液力变矩器的高速旋转、搅动和加热,使得ATF的作用彻底瓦解,并起到了副作用。受其影响最大的就是橡胶密封环和纸质摩擦片。

图6  离合器A活塞密封环

图6 离合器A活塞密封环

由于该车问题发现较早并及时更换了ATF,避免了变速器进一步损坏。但由于未更换所有橡胶密封环与摩擦片,因此也为该车自动变速器出现此次故障埋下了故障隐患。该车的故障给了我们较深刻的教训,即当自动变速器进水后,一定要做大修,否则就会埋下故障隐患。

故障排除:我们在对该车变速器进行彻底大修并装复后,试车故障彻底排除。(薛庆文、岳海斌)

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