上海大眾帕薩特B5 1.8T、2-8L和一汽奧迪A6 1. 8T、2. 4L、2. 8L轎車裝配的01V (5HP-19)自動變速器換檔沖擊(原地掛檔沖擊、升降檔沖擊、閉鎖控制沖擊等)的故障已經被分析很深入了,并且已有許多維修成功案例進行了相關報道,通過對更多案例的對比分析,大部分故障往往都是由控制系統(tǒng)(其中包括電子控制、電磁閥或閥體本身)造成的,有部分車型的沖擊故障是因使用假的ATF、錯用部件、人為裝配導致元件工作間隙偏移以及變速器本身部件磨損等造成的。綜合分析,對于自動變速器換檔品質問.題,它涉及范圍較廣:自動變速器自身控制(機械結構控制、液壓控制以及電子控制等)、發(fā)動機的綜合控制以及車身網絡控制等。因此,深入解析自動變速器換檔品質問題,必須從變速器整個結構控制原理、電子控制策略的方面等進行全方面的分析。
背景介紹:近些年,一些自動變速器生產廠家為了簡化自動變速器機械結構、減輕質量和減小拖滯損耗,一些新型的自動變速器往往盡量少使用單向離合器甚至不使用單向離合器。當然,由于不同廠家的產品控制策略及品牌觀念等不同,導致自動變速器機械結構變化速度有快有慢。眾所周知,自動變速器巨頭日本愛信公司總是舍不得放棄使用單向離合器,其A76。產品居然還使用4個單向離合器,而新式09G和09D 6速產品仍然還保留著1個單向離合器。ZF系列的5HP-19變速器只使用了1個單向離合器,它只是在1檔時鎖止,其他檔位滑轉不參與傳動控制;還有新奧迪A6L的09L、A8的09E和寶馬的6HP-19、6HP-26自動變速器以及別克凱越1. 8L和別克景程2. 0L的4 HP-16自動變速器等,已經完全放棄使用單向離合器,當然這也是ZF產品的特點。在這些自動變速器中,如果當前工作檔位的執(zhí)行元件沒有使用單向離合器,則待嚙合檔位執(zhí)行元件在參與工作(接合)的同時,當前檔位的執(zhí)行元件要分離(釋放),一個接合一個釋放,兩者之間在時間上會有重疊,這就是所謂的“重疊換檔”。因此控制精度要求較高,同時,還需要發(fā)動機輸出轉矩相協(xié)調,否則就會容易出現(xiàn)拖滯、沖擊的故障。
這類具有重疊換檔功能的自動變速器在換檔過程中,如果當前檔位工作元件還沒有徹底分離,而下一檔位的工作元件已接合,就會出現(xiàn)換檔元件的干涉,也就相當于變速器同時掛入兩個檔位,此時車速和發(fā)動機轉速會急劇下降(就像制動一樣),這種現(xiàn)象俗稱“挫車”或“頓車”。相反,如果當前檔位工作元件已經分離,而下一檔位的工作元件還沒有接合,中間出現(xiàn)分離與接合的時間差,此時就會出現(xiàn)動力傳遞中斷,當下一檔位的執(zhí)行元件接合時,就會產生打滑加沖擊。那么怎樣避免因重疊而出現(xiàn)干涉又因動力傳遞中斷而打滑加沖擊呢?目前一些新式變速器均采用重疊換檔原理來避免因動力傳遞中斷而出現(xiàn)的打滑和沖擊。這是因為如果變速器經常出現(xiàn)打滑,則容易燒損變速器,避免元件出現(xiàn)重疊時干涉后的“挫車”或“頓車”現(xiàn)象。ECU是通過改變發(fā)動機輸出轉矩來維持換檔平順性能的,在變速器升檔期間瞬間,降低發(fā)動機輸出轉矩;而在降檔期間瞬間,加大發(fā)動機輸出轉矩來維持換檔感覺。
對于重疊換檔功能最關健的部件是變速器加檔或減檔的釋放元件。ECU通過控制換檔線性電磁閥并配合機械保持閥,使當前檔位的其中一個執(zhí)行元件(釋放元件)在轉換下一個檔位前先保持一段時間,一直到下一個檔位的元件完全接合后再完全釋放,這樣就避免了因元件的切換不同步而形成的沖擊或打滑。發(fā)動機轉矩的改變使“挫車”或“頓車”現(xiàn)象隨之消失。
就5HP-19這款變速器而言,從其控制油路上看,只有換檔執(zhí)行元件制動器C和制動器G具有重疊換檔功能,而其他執(zhí)行元件無此功能。再從換檔執(zhí)行元件在各檔編排上看,制動器C尤為重要,工作頻率最高,它在整個一套換檔循環(huán)里一共變化6次(升檔時:1-2檔接合,3-4檔釋放,4-5檔接合;降檔時:5-4檔釋放,4-3檔接合,2-1檔釋放),因此就制動器C而言,只有3-4檔、5-4檔和2-1檔有重疊換檔功能。對于制動器G而言,相比之下工作頻率較低,它在整個一套換檔循環(huán)里只變化2次(升檔時:2-3檔釋放,3-2檔接合),因此,就制動器G而言,只有2-3檔具有重疊換檔功能。這樣就不難看出,在5HP-19變速器的8個換檔點里((4個升檔點和4個降檔點)并不是都具有重疊換檔功能,只有2-3檔、3-4檔、5-4檔和2-1檔4個點具有此功能。因此,當維修該款變速器“2-3檔、3-4檔、5-4檔和2-1檔”“挫車”或“沖擊”的故障時,難免考慮與重疊換檔有關的問題。
現(xiàn)象評估:對于“挫車”或“沖擊”故障,除了跟重疊換檔控制策略有關以外,更重要的還有換檔點的油壓調節(jié)。對于換檔點的油壓調節(jié)主要跟電控和液控緊密相連,而且這一控制至關重要。它涉及ECU輸入信息的準確性、ECU自身調節(jié)功能的可信度以及執(zhí)行器電磁閥的工作效能等。ECU根據(jù)各種輸入信息得知變速器下一個檔位的切換是高檔還是低檔,那么,ECU就會在最佳的時間內,相應地控制執(zhí)行器電磁閥得到最理想的換檔點油壓,以達到最佳舒適感覺。較重要的輸入信息有反應發(fā)動機負荷的節(jié)氣門位置、開度、加速度變化、空氣進氣量、進氣壓力、進氣溫度、發(fā)動機轉速以及發(fā)動機真實動力信息,跟變速器有關的輸入軸、輸出軸速度信,息、油溫信息、檔位信息、道路狀況信息等。對于液壓方面主要涉及液壓控制系統(tǒng)的密封性能,較重要的機械閥門有主油路油壓調節(jié)閥、主油路增壓閥以及為電磁閥服務的減壓閥等。在這里主要說一下減壓閥的作用:其實它是一個穩(wěn)壓閥門,它所調節(jié)出的壓力是恒定不變的壓力并提供給各電磁閥。目前,在大多數(shù)自動變速器液壓控制閥體中,都會有一個或兩個減壓閥。那是因為所有的電磁閥工作都需要一個非常穩(wěn)定的大概400kPa的工作油壓,就像大部分發(fā)動機ECU、變速器ECU都需要一個5V的穩(wěn)壓電源一樣。減壓閥的工作油壓是由主油壓提供的,就像5V穩(wěn)壓電源是由12V的蓄電池電壓產生的一樣.因此在這里主油壓也非常重要。如果主油壓不穩(wěn)定,勢必導致減壓閥工作不穩(wěn)定;同樣,如果減壓閥出現(xiàn)問題,也會導致提供給電磁閥的恒壓出現(xiàn)偏移,壓力偏高、偏低都會造成換檔沖擊。在5 HP=19變速器液壓控制系統(tǒng)中有2個減壓閥:減壓閥1主要為3個開關式電磁閥(N88、N89、N90)服務;減壓閥2為4個線性電磁閥(N215、N216、N217、N218)服務。當其中一個減壓閥存在問題時,變速器就會出現(xiàn)換檔品質問題。