2015款上汽通用雪佛蘭科魯茲變矩器故障致發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈亮

◆文/遼寧 于麗穎

故障現(xiàn)象

一輛2015款上汽通用雪佛蘭科魯茲(經(jīng)典型)，行駛里程為52 732km，因發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈亮而送修。

故障診斷與排除

接車后，首先連接專用診斷儀進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)到系統(tǒng)中存有故障碼P0741 00，故障碼含義為：變矩器離合器系統(tǒng)(TCC)卡滯在斷開位置，說(shuō)明該車自動(dòng)變速器中的變矩器離合器TCC存在故障。

查看維修手冊(cè)關(guān)于故障碼P0741的說(shuō)明。當(dāng)滿足TCC結(jié)合條件，變速器控制模塊TCM指令變矩器離合器(TCC) 壓力控制電磁閥工作(通過(guò)增加電流來(lái)提高油壓)，接通液壓油路，通過(guò)液壓油路，使其下轄的TCC控制閥(液壓滑)移動(dòng)，打開通往變矩器離合器的油路，使變矩器內(nèi)離合器結(jié)合側(cè)油壓提高，而另一側(cè)油壓被釋放，將離合器壓緊在泵輪上，變矩器離合器結(jié)合。此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器輸入軸直接聯(lián)動(dòng)。TCM根據(jù)來(lái)自輸入軸轉(zhuǎn)速傳感器(ISS) 的轉(zhuǎn)速信號(hào)，以及由發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM)提供的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，來(lái)計(jì)算這兩個(gè)速度之間的差值。這個(gè)數(shù)據(jù)在診斷儀上被稱為“變矩器離合器滑移速度(單位：r/min)”，這個(gè)數(shù)據(jù)是監(jiān)控TCM和評(píng)價(jià)TCC性能最重要的數(shù)據(jù)。另外，設(shè)置故障碼P0741的條件有：

1. 變矩器離合器壓力指令為500kPa或更高，并持續(xù)2s。

2.變速器控制模塊檢測(cè)到變矩器離合器滑秒速度為130r/min或更高，并持續(xù)5s。

3.上述情況必須發(fā)生2次。

對(duì)以上“故障碼設(shè)置條件”的解讀就是：如果TCC被指令結(jié)合后，“變矩器離合器滑移速度”的數(shù)值過(guò)大，則代表TCC出現(xiàn)了打滑。TCM會(huì)通過(guò)增加結(jié)合油壓來(lái)抑制打滑。如果TCM通過(guò)很高的油壓才能抑制打滑，或者打滑數(shù)據(jù)持續(xù)出現(xiàn)時(shí)，TCM就會(huì)認(rèn)為TCC出現(xiàn)了故障，設(shè)置TCC系統(tǒng)卡滯在斷開位置的故障碼P0742。

查看故障凍結(jié)記錄(圖1)，系統(tǒng)設(shè)置了兩次故障碼的凍結(jié)記錄，一次是5擋，一次是6擋，滑移速度都達(dá)到了200r/min以上，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩都在90Nm以上，說(shuō)明故障車在加速時(shí)出現(xiàn)了滑移速度過(guò)大的情況。

圖7 DC-DC轉(zhuǎn)換器局部圖

圖1 兩次設(shè)置故障碼的凍結(jié)記錄

查看穩(wěn)定狀態(tài)適配壓力數(shù)據(jù)(圖2)。穩(wěn)定狀態(tài)適配壓力數(shù)據(jù)是指：TCM在該擋位，維持傳動(dòng)比穩(wěn)定(離合器不打滑)，或滿足TCC滑動(dòng)速度要求，所施加的結(jié)合油壓。當(dāng)所施加的壓力沒有超過(guò)TCM內(nèi)部程序標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力時(shí)，即認(rèn)為正常。對(duì)于GF6一代變速器，該數(shù)據(jù)應(yīng)全部為0。當(dāng)出現(xiàn)打滑時(shí)，TCM會(huì)提高結(jié)合油壓，抑制打滑。如果所施加的壓力超過(guò)了程序標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力，則該數(shù)據(jù)不再為0，而是會(huì)有具體的壓力數(shù)據(jù)，這說(shuō)明TCM在努力增加壓力。

圖2 故障車穩(wěn)定狀態(tài)適配壓力數(shù)據(jù)

從圖2可以看出，在3、4、5、6擋，TCC結(jié)合時(shí)均出現(xiàn)了打滑，TCM也做出了“努力”。例如：“穩(wěn)定狀態(tài)變速器適配壓力3擋變矩器離合器已使用186kPa”。該數(shù)據(jù)代表，在3擋使用TCC時(shí)，TCM在正常的管路壓力基礎(chǔ)上系統(tǒng)又增加了186 kPa，來(lái)達(dá)到維持TCC滑移速度在130r/min以內(nèi)這個(gè)控制目標(biāo)。

接下來(lái)，筆者又對(duì)故障現(xiàn)象進(jìn)行了驗(yàn)證。怠速時(shí)，作動(dòng)TCC，可以看到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速有所下降，說(shuō)明TCC系統(tǒng)是響應(yīng)控制的，但是性能是否正常，需要路試來(lái)確認(rèn)。路試過(guò)程中，TCC結(jié)合后，加速時(shí)，“變矩器離合器滑移速度”會(huì)達(dá)到250r/min以上(圖3)，甚至?xí)_(dá)到450r/min，且這種較高的“滑移速度”會(huì)維持很長(zhǎng)一段時(shí)間，而并非僅是在加速初期時(shí)打滑。但在正常行駛(非加速狀態(tài))時(shí)，滑移速度就會(huì)小很多，基本上在130r/min以內(nèi)。這說(shuō)明TCC性能不良，而不是徹底不工作。

結(jié)合故障現(xiàn)象和TCC系統(tǒng)的組成，分析造成TCC性能不良的原因有：位于TCM上的TCC電磁閥及TCM故障、下閥體上的“變矩器離合器調(diào)節(jié)器接合閥”故障、油泵上的“變矩器離合器控制閥”故障、變矩器油泵驅(qū)動(dòng)軸與油泵導(dǎo)輪支撐軸之間構(gòu)成的油道不暢、輸入軸和油泵之間的釋放油路不暢、變矩器本身故障。

圖3 路試時(shí)TCC數(shù)據(jù)

查閱維修資料，故障車TCC結(jié)合時(shí)的油路如圖4所示。這類高負(fù)荷工況才表現(xiàn)出來(lái)的性能故障，通常是由液壓系統(tǒng)故障引起的。當(dāng)TCC的結(jié)合油壓不足時(shí)，會(huì)造成TCC打滑。而油壓不足，有可能是電磁閥性能不良、滑閥不能運(yùn)動(dòng)到位、結(jié)合油道出現(xiàn)堵塞或泄漏。

接下來(lái)需要檢查和測(cè)試的項(xiàng)目有：TCM電磁閥的性能測(cè)試、下閥體中滑閥動(dòng)作測(cè)試、油泵中滑閥的動(dòng)作測(cè)試以及相關(guān)油路的檢查。如果這些檢查和測(cè)試項(xiàng)目都顯示正常，則說(shuō)明故障點(diǎn)在變矩器上，需要更換變矩器了。

當(dāng)檢查到輸入軸(圖5)和與之配合的油泵上的輸入軸軸套時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)輸入軸在與之配合的油泵上的軸套內(nèi)孔中非常松曠，間隙非常大。

由于油泵內(nèi)孔中的軸套非常深，沒有合適的測(cè)量工具可對(duì)其進(jìn)行測(cè)量，所以筆者只好采用下述辦法測(cè)量間隙，并與新零件進(jìn)行對(duì)比。將輸入軸放置在油泵內(nèi)孔的適當(dāng)位置，晃動(dòng)輸入軸，使用百分表測(cè)量徑向間隙；然后在新的油泵和軸上，也采用同樣的方法，在同樣的位置進(jìn)行測(cè)量，并將獲得的間隙數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)(圖6)。需要特別說(shuō)明的是，用此方法測(cè)得的是松曠數(shù)據(jù)，而非真正的間隙數(shù)據(jù)，但是可以作為間隙大小的參考。通過(guò)實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)，故障車輸入軸與軸套的間隙約為2mm，而新件的間隙約0.60mm(圖7)。

圖5 輸入軸和與之配合的油泵上的輸入軸軸套

圖6 測(cè)量輸入軸與軸套間的間隙

圖7 新舊輸入軸與軸套間的間隙對(duì)比

TCC系統(tǒng)結(jié)合時(shí)，油路的工作狀態(tài)如下：

1.位于TCM上的TCC電磁閥→下閥體上的“變矩器離合器調(diào)節(jié)器接合閥”→油泵上的“變矩器離合器控制閥” →變矩器油泵驅(qū)動(dòng)軸與油泵導(dǎo)輪支撐軸套之間構(gòu)成的油道→變矩器內(nèi)結(jié)合側(cè)。

2.變矩器釋放側(cè)→輸入軸內(nèi)孔→油泵上的“變矩器離合器控制閥”→釋放。

3.結(jié)合油路→變矩器油泵驅(qū)動(dòng)軸與導(dǎo)輪支撐軸之間構(gòu)成的油道→變矩器內(nèi)壓盤結(jié)合側(cè)壓力升高。

4.變矩器壓盤釋放側(cè)→輸入軸內(nèi)孔 →釋放油路。

這時(shí)，在變矩器內(nèi)(圖8)離合器壓盤結(jié)合側(cè)(左側(cè))壓力升高，另外一側(cè)壓力被釋放，變矩器離合器壓盤向右移動(dòng)壓緊，變矩器離合器TCC結(jié)合。泄壓的通路如圖9所示。

圖8 變矩器內(nèi)的TCC離合器結(jié)合油路

圖9 TCC泄壓通路

在本案例中，由于軸套磨損，造成變矩器內(nèi)結(jié)合側(cè)與釋放油路相通，結(jié)合油壓受到影響(降低)，導(dǎo)致TCC存在泄壓情況(圖10)，從而引發(fā)故障。

圖10 軸套磨損導(dǎo)致TCC泄壓

更換油泵及輸入軸后路試，并測(cè)試TCC相關(guān)數(shù)據(jù)(圖11)。除了在加速的初期，TCC滑移速度可能短時(shí)間會(huì)超過(guò)130r/min，其余情況下該數(shù)值均在130r/min以內(nèi)，說(shuō)明TCC打滑是TCM可控的，不會(huì)再設(shè)置故障碼P0741(TCC系統(tǒng)卡滯關(guān)閉)。而且，在穩(wěn)定狀態(tài)適配壓力數(shù)據(jù)中，各擋數(shù)據(jù)均為0，這也說(shuō)明TCC控制正常。至此，該車故障被徹底排除。

圖11 故障排除后的TCC數(shù)據(jù)

維修小結(jié)

通過(guò)本案例，筆者小結(jié)如下：

1. 該故障是TCC性能故障，通過(guò)關(guān)鍵參數(shù)TCC的滑移速度進(jìn)行研判故障是否存在，同時(shí)這也是維修后驗(yàn)證維修效果的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

2. 從故障凍結(jié)記錄入手，可以看到出現(xiàn)故障時(shí)的工況，即“加速工況”，所以，在該工況下路試，才能驗(yàn)證故障是否存在。如果僅是普通的駕駛方式，有可能看不到明顯的異常數(shù)據(jù)，也就無(wú)法再現(xiàn)和確認(rèn)故障。

3. 故障碼“P0741 00 變矩器離合器(TCC)系統(tǒng)卡滯在斷開位置”，指明的是“系統(tǒng)”存在故障，而不一定就是TCC電磁閥或變矩器?？紤]故障原因時(shí)，要從系統(tǒng)的整體出發(fā)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體分析。

4. 客觀診斷手段：該故障診斷過(guò)程中，關(guān)鍵數(shù)據(jù)的捕捉、對(duì)比、分析，輸入軸與泵孔之間間隙的測(cè)量，都屬于客觀診斷手段。如果僅憑主觀感受、想象、猜測(cè)、經(jīng)驗(yàn)來(lái)診斷，就是主觀診斷。

專家點(diǎn)評(píng)羅新聞

該案例是鎖止離合器故障，也是常見故障，為確認(rèn)故障點(diǎn)，需要從系統(tǒng)的整體出發(fā)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體分析，按照科學(xué)規(guī)范的維修流程，通過(guò)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的捕捉、分析、檢測(cè)，是解決問(wèn)題關(guān)鍵。作者在排除此車故障時(shí)，首先是對(duì)GF6變速器的性能及結(jié)構(gòu)十分了解，其次作者在排除此故障時(shí)分析透徹，方法得當(dāng)。特別是通過(guò)分析數(shù)據(jù)流考慮可能的故障原因值得我們維修人員借鑒。正如作者最后總結(jié)所說(shuō)，排除故障時(shí)僅憑主觀診斷只能排除簡(jiǎn)單故障，要想快速診斷疑難故障還是應(yīng)重視客觀診斷手段。