2000年产日产风度A32轿车换挡严重冲击故障
故障现象:一辆2000年产日产风度A32轿车,行驶里程约23万 km,车主反映该车出现换挡严重冲击现象。
检查分析:接车后首先进行路试,以确认具体故障现象。在D挡行驶,通过观察发动机转速和车速表显示数值以及变速器换挡时发动机转速的波动来判断变速器所处的挡位,看到变速器从1挡起步到达2挡车速时,无法进入2挡。车辆继续以1挡行驶,一直到发动机转速很高并且车速到达3挡的速度时,变速器才猛地一下跳入3挡,这时感觉换挡冲击很大,很明显变速器是直接由1挡进入3挡的。路试中车辆偶尔也可以进入2挡行驶,但很容易发生变速器打滑现象。车速到达100 km/h以上,在各种油门状态变速器都不能进入4挡(正常情况下,高速小油门状态变速器最容易进入高挡位)。通过路试情况来看,此车故障不是简单的换挡冲击,而应理解为2、4两个挡位难以进入。
接上日产专用故障诊断仪CONSULTⅡ读取变速器故障码,仪器显示无故障码。考虑到来自节气门位置传感器信号如果出现异常,比如电压过大时,会引起变速器控制单元误认为发动机处在大负载状态下,为保证发动机正常的输出扭矩而推迟进入高挡,但原则上变速器还是应该顺序换挡的,不应跨越式升挡。不管怎样还是利用先简后难的方法进行相关检测,于是读取节气门位置传感器数据流。节气门位置传感器数据怠速时信号电压为0.5 V,随着油门的加大信号电压变化平顺,相关信号电压均在标准范围内,可以确定节气门位置传感器完全正常。
接下来根据数据流对挡位信号进行检测发现,各挡位信号均能正常进入自动变速器控制单元,而且变化正常。发动机转速和车速信号正常,管路压力控制百分比数值随着油门的加大而变大,变化也正常。
由于该车故障主要是在2挡和4挡时出现,笔者决定在路试中对这两个挡位的换挡情况进行重点检查。风度A32轿车装配的是RE4F04四前进挡前轮驱动自动变速器,其换挡是靠变速器控制单元控制2个换挡电磁阀的通断变化进而控制油路来实现的(见附表)。1挡时A、B 2个电磁阀同时接通,2挡时B电磁阀关断,3挡时A和B两个电磁阀同时关断,4挡时只有B电磁阀通电打开。
挂D挡路试,变速器从1挡起步有力,通过故障诊断仪CONSULTⅡ发现,当变速器控制单元已经断开B电磁阀的通电,并指示自动变速器进入2挡时,发动机转速并没有根据传动比的改变而降下来实现升挡,而是一直以1挡的速比加速到进3挡的车速后,自动变速器才猛地冲击一下后进入3挡。同样,当电磁阀的通电状态从3挡变到4挡时,自动变速器并没有进入4挡,而是一直在3挡的速比上运行。在加速到100 km/h以上时,还是进不了4挡。由以上现象可以看出,自动变速器控制单元已经发出指令指示换挡,并通电至换挡电磁阀,可是变速器并没有换挡。为确信控制单元的指令,我们又通过人为控制换挡电磁阀的方式进行各挡切换的操作,但变速器仍然不能实现2/4挡正常运行,由此可见此车问题应在变速器本身,而非外部系统和控制单元的问题。
检查变速器油,发现油液较黑,并有大量摩擦片的粉未存在,初步怀疑烧片。为了进一步确定原因,笔者决定进行油压测试。在自动变速器壳体上的前进挡油压测试孔上接上油压表,测量怠速和失速两种状态的油压值。怠速时测得油压为460 kPa,和标准值差不多。可是失速时油压只有500 kPa,而标准的失速油压应达到1 000 kPa左右,看来系统油压明显偏低。
在接下来的路试中,试着拔下空气滤清器壳侧面固定在车体上的自动变速器分压电阻(目的是加大系统工作压力)。当分压电阻拔下后,自动变速器控制单元就无法通过它控制管路压力电磁阀的工作,管路油压电磁阀内的阀门在内部弹簧的作用下,使主油压处于最大的状态,这时行驶中发现自动变速器有2、4挡了,只是冲击大些,但每个挡位都有。从以上现象来看,问题极有可能出在油压不足上。
究竟是什么原因引起的系统油压低呢?该车变速器的系统管路压力由变速器控制单元通过控制管路压力电磁阀的电压占空比来调节,如果管路压力电磁阀出现异常,必定会对油压产生影响。此前通过故障诊断仪对管路压力电磁阀的电压占空比进行检测,相关数值随着油门的加大而变大,在正常范围内变化,由此说明管路压力电磁阀本身出故障的可能性较大。比如线圈阻值偏大或弹簧过软,都有可能导致油压偏低。
拆下变速器并进行解体,发现低倒挡离合器鼓(图1)已经被2/4挡制动带磨损严重,成一条槽状痕迹,制动带也已磨得露出铁质部份(图2),其他离合器烧片现象并不严重。烧片现象应与油压偏低有关,具体原因还需要通过进一步检查来确定。
管路压力电磁阀根据自动变速器控制单元传送来的信号调整油泵的输出压力,以适应车辆的行驶工况。管路压力电磁阀内的线圈产生的磁力和电磁阀内阀门上弹簧的弹力相互作用,决定了阀门开度的大小,阀门开度大小控制着管路油压的大小。如果管路压力电磁阀线圈电阻过大或弹簧弹力不足,就会引起管路油压控制不准确(偏低),从而引起各制动带、离合器摩擦片压紧力不足。压力不足的情况下,自动变速器在负荷大时就会打滑,长时间的打滑就导致低倒挡制动鼓、制动带及离合器片等摩擦元件被烧坏。此车变速器升2挡和4挡时正是需要制动带锁住低倒挡制动鼓,而油压不足就会造成制动带无法锁住低倒挡制动鼓,从而引起不升挡或打滑现象,造成难以升入2、4挡以及换挡冲击现象。
该车变速器油底壳的上部是电磁阀总成(图3)。电磁阀总成是由5个电磁阀和线束插头集成为一体的,单独的电磁阀为管路压力电磁阀(图4),其他4个电磁阀从线束端起排列依次为换挡电磁阀B、超越离合器电磁阀、液力变矩器离合器电磁阀和换挡电磁阀A。测量各电磁阀阻值,管路压力电磁阀阻值为3.5Ω,与标准值相符。既然阻值正常,那么很有可能是管路压力电磁阀的弹簧调节异常。
故障排除:该电磁阀的弹性可以进行调节,试着调节管路压力电磁阀后的调整螺钉,沿着顺时针方向拧使管压增大,然后装复变速器。试车发现故障现象有所好转,2、4挡位偶尔能够挂上挡位,但失速油压仍达不到标准。由于电磁阀弹簧不能单独购买,只能更换电磁阀总成。在更换电磁阀总成的同时,更换了低倒挡离合器鼓、制动带及所有离合器片以及密封圈(离合器片、密封圈大修包中都已配好,所以全部更换),清洗阀体(因脏油中的杂质进入阀体会造成阀门发卡)并换油之后装复变速器。
对自动变速器失速油压进行了实测:失速油压值为1 020 kPa,达到了标准值。再进行试车发现,各挡位换挡及时,故障现象全都消失。此车出厂后,经过一年多的使用,客户反映一切正常,故障彻底排除。(叶卿)