检修大众01M/01N自动变速器电磁阀故障

2019-05-16 15:16:08

检修大众01M/01N自动变速器电磁阀故障

    大众公司生产的AG4系列01M和01N自动变速器的内部结构、控制原理基本类似。01M变速器主要配用在一汽大众的捷达、宝来桥车上,01N变速器主要配用在上汽大众的俊杰、帕萨特桥车上。一汽大众与上汽大众的车型在我国市场上占有相当大的份额。因此维修01M和01N变速器较多,遇到的故障现象也较有特点,比如换档品质不良,没有前进档或倒档,最后更换5个开关电磁阀后,一般故障就会得以排除。但是这样做,有时候势必会“冤枉”一部分电磁阀,这样就使维修成本上升,也给车主增加了经济负担。下面以01M为例,简单介绍一下它们的工作原理。
    大众公司生产的01M变速器为4速变速器,采用拉维娜式行星轮机构,共有三个离合器K1、K2和K3,两个制动器B1、B2以及单向离合器F。表1为不同档位的换档执行元件工作表。动力传递路线如图1所示。


    01M自动变速器共有5个开关电磁阀,分别是N88、N89、N90、N92、N94,同时还有两个线性电磁阀N91、N93,其中N88电磁阀控制离合器K1工作,N89电磁阀控制制动器B2工作,N90电磁阀控制K3离合器工作,N92电磁阀为换档时间控制阀,用来改善换档品质,N94为K1离合器压力保持电磁阀也是用来改善换档品质。N91为变矩器锁止控制电磁阀,N93为主油压调节电磁阀,如图2所示。

    5个开关电磁阀结构原理都一样,都为常开式即断电时泄油孔打开。当电磁阀通电时,内部线圈产生吸力,它会将线圈下部的钢球吸上来,从而堵住电磁阀的泄油孔,这样开关电磁阀就起到泄油和保压的作用。开关电磁阀的小钢球外部镀一层铜,其目的是使密封性能更好。可不要小瞧这个小钢球,由于它的变形会使电磁阀发卡,由于它的镀铜层磨损会造成电磁阀密封不严,这样给变速器造成各种各样的故障,小钢球的损坏程度与电磁阀的工作频率有关。表2是在实车中采集的数据,通过此表会很清楚地看到5个开关电磁阀的工作状态。

    由于由P/N位入D位或R位电磁阀的工作频率由人为决定,所以先考虑变速器在D位时,由D1档升入D4档,再从D4档降到D1档时,这一个工作循环中各个开关电磁阀的工作频率。其中N88为2次由1到0或0到1的转换,N89为6次,N90为2次,N92为13次,N94为8次。由于N92电磁阀为换档时间控制阀,N94为离合器K1压力保持电磁阀,它们都是用来改善换档品质的,所以它们的工作频率最高,分别为13次和8次,而电磁阀N88、N90为换档电磁阀,都是不通电时所控制的执行元件工作,所以它们的工作频率最低,均为2次。但是这样的数据统计还是不很完整,因为P位、R位或N位也有电磁阀工作,那么数据如何接近完整呢?以上统计的是D位,而每次入D位时,都是由P位或N位进入D位,停车时都要从D位再进入N位或P位,且N位或P位电磁阀的工作状态是一样的。而变速器位于R位是没有规律的,所以暂且忽略R位的电磁阀工作状态。那么由电磁阀的工作状态表可知,N88和N90电磁阀在P/N位时为1, N88电磁阀在由P/N位向D位转换时状态发生变化,那么在变速器运行的工作循环中(指汽车在P/N位起动,在D位从D1档升入D4档再降入Dl档,最后回到P/N位灭车),N88电磁阀多了4次,N90电磁阀多了2次,即N88为6次,N90为4尖。由以上的数据可以得出这样的一个结论,最容易损坏的电磁阀是N92和N94,所以每次检测电磁阀时,一定要用电磁阀检测仪检测这两个电磁阀,而N90的寿命可能是它们的3倍多,所以发现N90电磁阀出现问题后,千万不要忘记检查N92和N94电磁阀。
    下面结合油路图,举几个01M和OIN常见的故障案例,具体分析一下由于开关电磁阀损坏引发的自动变速器各种故障。
    实例1车辆信息及故障现象:一辆2003年宝来1. 8T轿车,配用01M自动变速器,行驶里程约14万kM,该车由于前进档延迟、倒档冲击,来厂维修。接车后进行试车,确实如车主所述的一样。
    初步分析:该车入倒档冲击,原因可能是主油压高。因为当主油压较高时,由于倒档传递转矩较大,所以需要油压较高,这时冲击主要表现在倒档上,而前进档不明显,但至少不会延迟,这样分析显然与故障车不符。那么暂不考虑主油压的问题,通过01M的倒档油路图,先简单分析一下倒档冲击的可能原因,然后再试图找出前进档延迟的原因。
    01M自动变速器倒档的工作元件是K2离合器和B1制动器,输入轴通过K2离合器将动力传递到前排大太阳轮,B1制动器将行星架制动,这样齿圈将会形成减速反向输出即倒档。
    先看一下离合器K2的油压是如何建立的,来自油泵的油压经主油压调节阀调节后送往手动阀,然后从手动阀出来后往上走,该油路经过一个单向阀(导通)和单向阀旁通道进入离合器K2。在这条油路中,有一点值得注意,那就是由手动阀到离合器K2的油经过一个单向阀和一个单向阀旁通道,且该单向阀在离合器K2进油时是打开的,那么离合器K2必然充油时间很短。这是不是倒档冲击的原因呢?很显然不是,因为当初厂家是这样设计的,倒档工作时,需要的工作元件是离合器K2和制动器B1,如果制动器B1油压建立缓慢,而离合器K2油压建立再快,也不会冲击。因为在行星排中,只有一个工作元件作为动力输入,而其他工作元件没有动力输入或制动时,动力是无法传递的。再看这个单向阀,当离合器K2释放时,这个单向阀便截止,使离合器K2的释放速度变慢。那为什么要这样做呢?因为当变速杆进入R位倒车后,很可能进入D位前行,当进入D位时,由于离合器K1工作,而K2没有完全释放,在这个瞬间形成3档,然后变成1档,很显然这样提高了起步时的舒适性与平稳性。从离合器K2的进油油路中看不出问题,那么,再分析一下制动器B1的进油油路。来自油泵的油经过主油压调节后送往手动阀,然后从手动阀出来后往下走,再经过一个有钢球的三通阀(此时钢球将左边的油道堵死),油从三通阀的上端走,再通过K1换档阀,油通过B1供给阀旁边的阻尼孔进入制动器B1。那么变速杆由P/N位进入R位,除了离合器B1的缓冲装置外,这个阻尼孔也起到了很大的作用。如果再有一条和这个阻尼孔并联的油道打开,那么这个阻尼孔的作用就没有了,这样便会形成倒档冲击。通过油路图发现,当B1供给阀位置在中间时,它会打开一条去往制动器B1的油道,从而短接了这个阻尼孔。那么,先假设B1供给阀位置在中间。其所对应的R位油路图,如图3所示。

    再分析一下D1档,当变速杆位于D位时,汽车从D1档起步,D1档的工作元件是K1离合器和单向离合器F。输入轴将动力通过离合器K1传递到后排小太阳轮,单向离合器制止行星架逆时针旋转,外齿圈减速同向输出形成Dl档。下面来看一下K1离合器是如何进油的。当变速杆位于D位并踩住制动踏板时,这时电磁阀N88断电,N92电磁阀通电,由于N88电磁阀断电泄压,K1换档阀位于下侧,N92电磁阀通电不泄压,从而在BI供给阀下部形成压力推动其上行到最上端。来自油泵的油经主油压调节阀调节后到手动阀,手动阀右端出来的油经过K1换档阀到K1供油泄油转换阀,再到K1协调阀右边的单向阀(此时打开),最终进入离合器K1。为什么此条油路未经K1协调阀呢?再看N92电磁阀控制的B1供给阀,来自油泵的油依然经过调压后到手动阀,从手动阀的下端出来后到B1供给阀的右上端,此时B1供给阀位于上端,所以该油从B1供给阀的右上端进入,再从B1供给阀的左上端出来,进入K1协调阀的左端,使K1协调阀右移,从而切断由K1协调阀到离合器K1的油路,当松开制动踏板时,N92电磁阀断电,从而切断去往K1协调阀左端的油路,使到K1离合器的油路还通过K1协调阀,因此增加了K1离合器的供油量。原来假设BI供给阀位置在中间,那么它势必会引起K1协调阀右移,由此影响到K1离合器的进油量,由于离合器的密封环存在一定的泄漏量,如果只通过那个单向阀供油给K1离合器,肯定会造成K1离合器压力下降。为验证此结论,再仔细看一下该车的爬行情况,依据经验判断,发现此车爬行确实无力。
    而该车还有一个更重要的故障,就是入前进档延迟,那是否由于N88电磁阀钢球发卡,造成N88电磁阀泄油量小,使K1换档阀位置偏上,从而影响了去往离合器K1的进油压力,造成入D位延迟。分析到此,拆下电磁阀N88, N92,发现这两个电磁阀的钢球严重失圆,在电磁阀内运动也不灵活。由此得出以下结论:由于N88和N92电磁阀钢球在电磁阀内发卡,造成其泄油量下降,从而引起K1换档阀和B1供给阀位置靠中间,造成该车的故障。更换电磁阀后,路试该车一切正常。图4是根据故障画出的油路图。

    实例2车辆信息及故障现象:一辆桑塔纳俊杰轿车,配用OIN自动变速器,该车行驶里程12万多kM,由于只有手动1档,而没有R位和D位,于是进厂维修。
    故障分析:接车后,对该车进行路试,发现该车故障确实如车主所述,只有手动1档,其他档位无任何反应,且无故障码。依据此车的传动路线,不好怀疑各个执行元件,因为D位无反应,手动1档走车,可能时单向离合器打滑。在手动1档时,制动器B1替代单向离合器工作,而在R位时,制动器BI也工作,但是R位不走车,看来不像是单向离合器损坏,故障可能还是在油路方面。是不是手动阀位置不对呢?检查后也没有发现任何异常。由于D位不走车,那么K1肯定不工作。因为当N88断电后,离合器K1工作。此前分析过,如果N88电磁阀卡死,造成K1换档阀上移,从而使K1离合器无法进油,而没有D位的前进档。看来这条思路有可能正确,那么在N88电磁阀卡死不泄油的情况下分析一下R位和手动1档。

    此前,已经分析过R位油路图,到B1制动器的油要经过K1换档阀(此时K1换档阀在下部),如果当K1换档阀卡在上部时,从手动阀下部出来的油就无法通过K1换档阀,从而造成B1制动器没有油压建立,因此不会形成R位。如图5所示。

             
当变速杆位于手动.1档时,来自油泵的油经主油压调节阀调节后进入手动阀,一条支路从手动阀的右上端出来后经K1换档阀(此阀位于上端),到K1供油泄油转换阀的左端,使K1供油泄油转换阀右移。另外一条来自手动阀最右端的油经手动1档锁定阀到K1供油泄油阀的右端,由于该阀左右两端截面积不等,且右边有弹簧,所以该阀还得左移回到原始位置。来自手动阀右端的油还有两条通道:一条经K1换档阀去往离合器K1;另一条经含有钢球的三通阀出来后被K1换档阀截止。从而形成手动1档,其实是D位1档,最后拆下电磁阀N88后,发现其泄油孔无法泄油,钢球完全被卡死,更换N88电磁阀后,该车恢复正常。图6是根据故障画出的手动1档的油路图。

                         
    实例3车辆信息及故障现象:一辆帕萨特1.8轿车,配用OIN自动变速器,该车行驶里程15万多kM。由于前进档打滑,于是来厂维修。
    检修过程:试车发现该车严重打滑。回厂后,将该车变速器从车上拆下来,发现K3摩擦片严重烧蚀,K1摩擦片也烧蚀比较严重。是什么原因造成这两组摩擦片烧蚀呢?检查了K1与K3的活塞,没发现异常,密封环也没有问题,用加压机测漏看不出丝毫问题。看来问题出在阀体上,可能是从阀体上供给K1与K3活塞的油压不足,引起的打滑烧摩擦片现象。那么,就从阀体上最容易出现问题的开关电磁阀上入手,先检查一下开关电磁阀。N88控制K1换档阀,N90控制K3换档阀,N88与N90电磁阀的阻值没有问题,N90电磁阀钢球的镀铜层被磨掉许多,看来故障与此有关。大家知道K3离合器只在3档和4档工作,而在低速档不工作。由油路图可知,当N90电磁阀通电时,关闭电磁阀的泄油孔,使K3换档阀下部的油压上升,从而推动K3换档阀上移,切断由手动阀至K3离合器的油压。而该车由于N90电磁阀密封不严,造成K3换档阀下部的油压较正常的偏低,从而在上部弹簧弹力的作用下,使该换档阀下移到中间位置,由此微开一条去往K3离合器的油道,这样,造成K3离合器处于半结合状态,使K3离合器摩擦片烧蚀。
    顺着这条思路检查一下N88电磁阀,又发现其内的小钢球失圆严重,并且在电磁阀中运动极不灵活,可能是由于N88内的电磁阀严重发卡,造成其泄油缓慢,使K1换档阀下部存在一定的油压,使K1换档阀位于中间位置,造成K1离合器压力不足,所以摩擦片打滑烧片,K1离合器具体如何工作的,前面已叙述过,这里就不再赘述了。
    最后,对该车变速器进行大修,更换电磁阀N88与N90后,装车后路试,该车一切恢复正常。通过这么多年来对01M和01N变速器的维修,发现最容易烧掉的就是K3摩擦片。许多人发现烧K3摩擦片后马上更换,但装车后又烧掉了,但更换阀体后就没有问题了,其实烧K3摩擦片最常见的原因就是N90电磁阀密封不严,好多人只检查其阻值,认为其阻值正常就没问题了,其实这是一个很片面的理解。
    实例4车辆信息及故障现象:一辆宝来1. 8T轿车,该车配用01M自动变速器,行驶里程15万多kM。车主反映该车1档升2档较慢,而且发动机在3000r/Min时,车速还不到100kM/h。接车后进行路试,发现该车并非1档升2档慢,而是没有2档和4档,所以车主感觉1档升2档慢,其实该车只在1档与3档之间转换,用仪器读码也显示系统正常。读取数据流4组三区,见表3。

    既然ECU控制执行器的指令没有错误,那为什么没有2档和4档呢?通过01M的传递图知道,2/4档共用的执行元件是B2制动器,如果B2制动器存在泄漏,那肯定如该车故障。随后,将阀体拆下,用加压机对制动器B2进行测压,但是B2没有问题,看来是阀体送不过油来。那么通过2档的油路图来看一下B2制动器是如何工作的,如图7所示。

    当开关电磁阀N89通电时,此时N89电磁阀泄油孔关闭,这样在B2换档阀下部形成较高的压力,使B2换档阀上移,来自油泵的主油压经调压阀调节后到手动阀,再从手动阀的右下端出来,进入高1档供油阀,高1档供油阀出来后往右走,通过B2换档阀,从B2换档阀出来的红色主油压分两路:一条进入2/3档定时阀的下部推动其上移,另一条正好穿过该阀,而进入B2制动器,这中间的油路还并连着B2协调阀。假设N89电磁阀卡死在下部,即永远是泄油状态,那么B2制动器也永远不会工作的,电磁阀的工作状态永远是0。
    很显然,该车在D1档和D2档时都是按照D1档位的传动比行驶的,没有D4档只有D3档。由图可知,该车进入D4档后会空转,而与试车不符。笔者认为,该车进入3档,由于车速不能继续上升,所以加速踏板踩得更深,这样就要求有更高的车速,但是该车很难突破100kM/h,所以不会升入4档,而从1档升3档,对车速要求没有4档高(都是较大负荷),因此该车可以从1档升人3档。最后更换N89电磁阀,故障顺利排除。

    从以上的案例可以看出,01M/01N自动变速器的开关电磁阀故障是较为常见的,如果遇到烧摩擦片或换档质量不佳的,一定不要放过检查这5个开关电磁阀内钢球的运动灵活性和密封性。

来源:网络

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