2019-10-25 16:07:07
详解大众09G变速器故障检修
一汽大众和上海大众在自动变速器(AT)选配上多年来一直在持续使用大众AG4(OIM/01N)4挡变速器和AG5 (01 V、 ZF命名5HP-19FL)5挡变速器。2006年一汽大众速腾轿车和上海大众波罗轿车率先使用日本爱信公司生产的型号为TF-60SN(大众命名09G)6速自动变速器,后来陆续在大众其他车型上大量使用此款变速器,其中包括一汽轿车奔腾B50。从2006年到现在,09G变速器已经在市场中使用了六七年,因此随着使用时间的变化,变速器一些故障逐渐显现出来。通过近几年市场维修中的统计以及国外故障维修信息的参考,我们不难总结出该款变速器的基本故障特点。
故障特点:
(1)首先,09G变速器很少有烧片情况(但在特殊情况下也有烧片情况,如变速器进水后的使用以及因事故导致变速器漏油后的润滑不良),大多情况下都是换挡品质故障且大部分都先反映在降挡方面,特别是3-2挡尤为明显。
(2)主要故障根源在阀体或电磁阀,阀体方面主要是因大部分用户在使用中对变速器保养不及时导致ATF润滑油提前变质,影响到变速器的润滑要求从而使工作频率较高的阀门对本体(阀孔)形成磨损并带来泄漏,因此既会导致液压系统压力不稳定,又会形成换挡品质不良的故障现象。由于新型自动变速器大部分使用EDS高频率线性电磁阀,因此在润滑油变质后或其工作条件原因提前导致电磁阀本身的密封性变差,并影响其控制油压,最终带来换挡品质故障的发生。
(3)由于保养不当导致部分车型在低里程数故障有所增加。当前新型车辆变速器的保养极其重要,而大部分用户在正常使用过程中如果感觉不到任何非正常现象的出现,往往不会主动进行变速器养护,所以当感觉到变速器出现故障现象时再去进行保养作业已经迟了。对于09G来说,维修手册严格指出要在6万千米左右进行变速器养护,如果使用条件较差建议提前进行养护作业,但没有多少用户是完全按照这一要求进行的,因此就出现了部分车型在低里程数下变速器故障就暴露出来了。
(4)线性电磁阀不可互换,调整时要谨慎。在09G变速器中,各个线性电磁阀在出厂时已经对其控制的终端标定好了,而且换挡控制的电磁阀采用的是一对一的控制形式,即一个电磁阀控制一个终端离合器或制动器,因此不能轻易进行互换。但在实际维修中是允许对电磁阀进行微调的,但在调整前一定做好标记,否则问题会越来越糟糕,当我们质疑变速器液压系统存在问题时,该变速器给我们预留多个压力测试孔,这样可根据实际压力的变化来确定故障根源。
(5)TCC闭锁控制与换挡品质关系较大,因此在维修中不能忽略对TCC闭锁离合器控制的检查。这是因为09G变速器安装在轿车中所编排的TCC控制程序是在2挡时实施控制的(越野车及运动型跑车如奥迪TT跑车TCC控制是在3挡后开始实施的),这样就出现了闭锁离合器的不断接合与分离过程(这个过程主要反映在换挡点上),时间久了TCC闭锁控制阀门与其阀孔间的密封性能就会变差。当变速器出现在换挡点时,如果TCC释放腔内的油压不能及时增压,那么发动机大部分机械引擎力矩便直接传递至变速器内(相当于变扭器解锁不良仍保持刚性连接),从而影响换挡品质,所以在维修检测中不仅可以通过动态数据信息来分析,也可以连接压力表进行闭锁释放压力的测试来判定故障部位。
(6)随着使用时间的增加变速器其他机械、液压或电子故障还会增多,在以后的维修中我们会持续关注。
在实际维修中我们对09G阀体(如图1所示)故障进行了大量的汇总和总结,并最终找出阀体故障规律。
(1)09G阀体中TCC闭锁控制阀的阀孔是最早容易出现问题的地方之一,这主要是因为该闭锁控制阀门的工作频率太高且已经高出主油压调节阀的工作频率。当这个阀孔出现故障时首先影响的就是闭锁释放过程,特别是在变速器换挡点上(升降挡点)由于TCC闭锁释放不良而导致换挡冲击,因此当我们在维修中一旦遇到换挡冲击故障时,首先就是对TCC阀孔的检查并做出修理或更换意见。
(2)容易出现故障的就是减压阀孔(如图2所示),在09G变速器液压系统中仅有一个“减压阀”,它的作用是为全部电磁阀自始至终提供非常稳定的400-500kPa的恒压且工作频率较高,因此非常容易形成磨损并出现泄漏,从而使其输出恒压偏离标准(或高或低)。当这个标准稳定油压出现问题时控制单元是不知晓的,因此控制单元仍旧按照固有驱动程序来驱动并控制电磁阀,由于电磁阀本身输入恒压有变,因此就会导致电磁阀输出信号油压不准确,最终影响到终端油压的不准确而使换挡质量变得非常糟糕(不是打滑就是冲击)。
(3)K3换挡阀孔,K3换挡阀主要用来控制3挡、5挡、R挡离合器的接合与分离过程,当该阀孔出现严重磨损后首先影响3挡、5挡、R挡,带来的故障现象是2-3挡和4-5挡打滑加冲击,包括6-5挡和4-3挡的冲击以及R挡的接合质量。此时大家可能会想为什么其他换挡阀门的阀孔就不容易出现问题呢?这主要还是由于阀门的工作频率,通过分析我们就不难发现在所有换挡阀门中K3换挡阀的工作频率是最高的,难免最早出现问题,当然在将来的维修中其他换挡阀门的故障也会根据使用时间的变化逐渐暴露出来。大众09G变速器各换挡阀如图3所示。
(4)主油压及次级压力调节阀孔,如图4所示。在过去传统自动变速器液压系统中往往最早容易出现故障的都是主油压及次级压力调节阀孔,这是因为主油压调节阀门的工作频率是最高的,而在09G变速器却不是这样。当然主油压调节是基础,当其出现问题时肯定会影响系统油压,严重故障会导致车辆的动力中断,包括变速器的换挡打滑及冲击故障。次级压力调节阀孔其实就是变扭器压力调节阀孔,当这个阀孔出现磨损后会导致变扭器供油不足,而使变速器处于高温状态且影响到润滑油压,严重时会导致变速器机械元件因润滑不良而烧损。
(5)蓄压器及孔壁容易形成磨损,如图5所示。大家都知道在自动变速器液压系统中蓄压器往往是被并联在终端换挡执行元件(离合器或制动器)油路中,主要起到用油元件在接合过程中的缓冲功能以改善换挡品质,但蓄压器及孔壁形成磨损后不但不能改善换挡质量同时还可能带来其他故障现象,如前进各挡有可能会形成打滑,踩住制动挂挡有滞后现象以及离合器和制动器容易烧损等,因此在维修中对蓄压器的检查不容忽视。
(6)随着里程数的增多,其他换挡阀也不容忽视。在09G自动变速器液压控制系统中除了以上部件,随着使用时间的递增其他换挡阀等也不排除出现故障的可能。
另外就是除了液压系统故障外,我们在实际维修中还经常遇到一些人为因素的故障及特定故障。
案例一
故障现象:在前几年09G变速器在国内刚刚问世后,一些事故车把变速器壳体撞坏了,需要重新更换和修理,结果在维修后经常会出现没有R挡的故障现象。当前这种现象明显少多了,因为此前故障多是人为问题导致的。
故障诊断:通过故障分析我们发现该变速器的R挡是由K3 (3挡、5挡、R挡离合器)+B2(低倒挡制动器)共同来完成动力传递功能的,同时K3离合器的充油是由N90电磁阀来提供并控制的,而B2制动器又是直接由手动阀来切换的,因此故障的可能性应该在K3离合器的控制上。不过在检修过程中如果将电磁阀线束插头拔下来,R挡却是正常的,这基本说明变速器机械和液压控制部分是好的,通过这一点说明还是跟电控有关,但电控系统怎么会有问题呢?仅仅是变速器的一拆一装,所以最终查到的是电磁阀线束错插导致故障。
故障排除:重新恢复电磁阀正确插接位置,故障得以排除。
故障总结:由于该变速器电磁阀线束有两根且是一起走的,其中输入及输出速度传感器G182和G195、压力传感器(早期进口车型才有压力传感器)、油温传感器线束是从手动阀下面走的,而全部电磁阀的2根线束是从阀体的另一边走的,所以一不小心极其容易错插,正常的线路走向如图6所示。
从图7中不难看出电磁阀线束错插的是N282和N90两个电磁阀,而中间的N283是不会错插的,在09G变速器中换挡电磁阀N282控制的是K2离合器(4挡、5挡、6挡离合器),而N90则控制的是K3离合器(3挡、5挡、R挡离合器),因此错插后当驾驶员挂入R挡后控制单元本来是对N282实施通电指令,而对N90实施断点指令结果正好相反,也难免变速器不会有R挡。
案例二
故障现象:除了人为故障以外,还有就是早期进口车型如奥迪TT、宝马迷你、大众甲壳虫等车型经常会出现4挡、5挡、6挡打滑严重,并有时锁挡的故障现象,这种故障现象特别是在热车情况下比较明显。
故障诊断:在检修过程中如果出现锁挡,那么变速器电控系统中一定会记录关于4挡或5挡传动比错误的故障码,很显然故障码的生成跟4挡、5挡的执行能力有关,也就是说,4挡或5挡的打滑量超出了极限值,所以控制单元才会记录该故障码。既然4挡或5挡存在打滑迹象,如果在拆检过程中并未直接发现4挡和5挡的公用元件存在问题(包括其密封性),在这种情况下往往会考虑到压力的供油源头(阀体)是不是存在问题,所以基本确定机械中端离合器没有问题的情况下就直接更换阀体了。但结果更换阀体后故障现象依然存在,而机械离合器在压力试验中并未发现明显泄漏,无论怎样通过分析和检修我们均可以排除压力源头(阀体)的油路启动和终端执行元件(离合器)没有问题,只能考虑中间环节了,最终在再次仔细检查中发现了问题,那就是4挡、5挡、6挡离合器(K2)在壳体上的支撑出现了松旷(主要原因是因变速器高温引起的),如图8所示,导致离合器在旋转工作中出现了泄漏,出现离合器短暂的打滑,并最终在严重情况下出现锁挡及故障码。
故障排除:处理K2离合器支撑或直接更换变速器中壳。
案例三
故障现象:依然还是跟4挡有关的故障,那就是目前部分09G变速器在热车后容易出现3-4挡打滑的现象。
故障诊断:在故障检修中有时出现“传动比错误”的偶发性故障码,而在接下来的检修中故障码是可以删除的,在检查ATF质量时并没有发现烧片迹象,拆下液压控制阀体后直接利用压缩空气对所有终端元件进行加压试验,如图9所示,结果工作效果都非常好且重点对4挡、5挡、6挡离合器K2进行测试时也未发现严重泄压情况。在这种情况下大部分维修人员认为故障出现在液压控制阀体上。因为大家感觉油品很好且元件又不泄压理所应当就是阀体的问题了,但结果又是失败的,更换阀体后故障现象依然一模一样。看来问题又出现在终端或中间环节方面了。其实在检修过程中我们的检测手段还是存在问题的,压缩空气试验的可靠性还不足以说明问题的真正原因。到专业维修厂进行液压测试时(利用打压设备直接为终端元件进行加压试验,如图10所示)发现元件的保压时间还不够,这充分说明该油路的密封性还有待于考证。当我们分解变速器后直接查找每一个终端元件时却发现4挡、5挡、6挡离合器K2的活塞橡胶唇边坏了(如图11所示),难怪出现3-4挡时变速器打滑。
故障排除:更换改良型活塞,如图12所示,故障彻底排除。
故障总结:在大众09G变速器及其他类似变速器均存在同样的问题,那就是部分离合器的活塞在设计制造中是存在技术缺陷的。大家都知道自动变速器中离合器是旋转部件,当其工作时离合器活塞本来是以轴向移动完成摩擦组件的接合过程,但在沿轴向移动过程中难免会出现旋转的可能(因离合器旋转导致),这样由于这种离合器活塞的结构(密封圈与活塞为一体形成唇形密封)原因就会导致活塞在沿轴向移动时如果再有旋转力矩的出现,极有可能会导致活塞的橡胶面在两个力的作用下而受伤并形成泄漏,最终导致故障现象的出现,因此改良型活塞恰恰解决了活塞只能沿轴向移动而不再出现旋转情况,也因此降低了活塞再次损坏的可能。
另外在维修中依然还有人为因素的存在,一般形成的故障现象是这样的:大修后挂D挡偶尔有冲击、5-4挡也偶尔有冲击。当然这种情况的出现是有前提的,在维修中一定是由于低速挡离合器K1 (1/4挡离合器)严重烧损而进行了相关部件(离合器主副活塞)的更换。为什么只有维修后有这种后遗症呢?而且为了解决这一问题,全新的液压控制阀体也更换了,现象也不见好转,更有甚者居然认为机械和液压控制方面不会存在问题(机械方面是大修,液压方面是更换阀体),于是更换了电控单元,但依然未能排除故障。最后经仔细分析我们不难得到一个规律,无论是挂前进挡冲击还是5-4挡冲击均是K1离合器的每一次重新启动。既然电控输出指令是正确的,而如果液压控制系统也是良好的,那么问题还是集中在K1离合器本身。最后不得已再次把变速器进行解体检查,并且目标之一就是K1离合器。当分解K1离合器后,故障点马上暴露出来了,新更换的K1离合器总成或新换的K1离合器活塞中的副活塞外侧唇形橡胶密封已经损坏(如图13和图14所示),本来更换的均是新件且是优质原厂配件,那么又是什么原因导致损坏的呢?不管怎样我们先暂且不做分析,以解决问题为目的,重新更换该活塞,故障得以彻底排除。
故障原因分析:离合器新结构的工作原理大家都知道的,新增加的副活塞是用来实现离合器在接合过程中快速充油时的缓冲,以及离合器主活塞在压力释放过程中的快速回位,因此当该活塞外部边缘密封不良时这两项作用就都失效了,所以就出现了每一次离合器在启动时的冲击现象。那么损坏原因不难分析,是维修作业人员利用压缩空气进行离合器液压密封性能试验时,由于气压过高再加之润滑油量较少导致唇形活塞缘损坏(注意:如果利用加压机直接加压几乎不会出现这种可能)。因此也告诫我们在维修中使用压缩空气时不要把气压调节得过高以免损坏密封元件。
在机械或液压方面,除了我们分析前面的故障以外还有一种问题值得注意,那就是一些事故车带来的故障现象:事故车仅仅是更换油底壳及溢流管后,冷车不加油门不行驶或热车后从通气孔漏油的现象。通过分析事故车,变速器并没有损坏严重也并未伤及液压控制阀体,只不过是更换了全新的油底壳和油底壳上的溢流管。通过故障现象分析,大家很快就会联想到ATF标准量是否正确。因为如果ATF油量不足即会导致冷车时影响到车辆的起步,热车后由于油液随温度的变化而膨胀,继而不会出现故障现象。相反,如果油量过多就会导致从通气孔溢出。如果大家在维修作业过程中是按照标准规范步骤进行相关液位加注和检查的,那么问题就出现在更换的溢流管身上了(如图15所示)。因为在更换油底壳时是不带溢流管的,需要单独购买,因此一不小心所购买的溢流管的长度与原车长度不一致(由于原车溢流管损坏其长度究竟是多少根本就不知晓),最终导致故障现象的出现。在购买溢流管时一定按照车型信息(匹配不同排量发动机,溢流管长度是不一样的,例如1.6L和2.0L的长度就区别很大,如图16所示)来确定。
解决方案:注意溢流管长短。
09G变速器与电控有关的故障—锁挡故障。对于大众09G变速器锁挡故障,在检修过程中电控系统一定会记录相应的故障码,而在一汽大众迈腾、速腾轿车中比较容易出现的问题是电控系统往往会记录“某电磁阀故障”,如图17所示,在实际检修中测量电磁阀、线路等均处于良好状态,有时更换控制单元后也不能解决。最后发现问题出现在电磁阀插头线束上(如图18所示),原因是该线束长度有点短,特别是在北方的冬天,在原地挂挡时变速器及发动机在车身上摆动量较大,最终导致某一条线接触不良。还有线束插头的针脚也容易出现问题,经处理故障就会排除。当然个别情况确实也存在,那就是电磁阀本身的故障以及控制单元本身的故障,例如2008-2009年迈腾1.8T经常报N88电磁阀故障,经检查就是电磁阀本身的问题。还有部分早期车型电控系统经常记录G195输出速度传感器信息故障码,经检查确实是传感器本身故障引起,直接更换即可解决。
最后就是跟匹配自适应有关的问题了,对于大众09G变速器来说,当我们进行变速器的大修、更换重要部件(例如阀体或控制单元)后必须要进行匹配和自适应,否则就会出现挂挡快速冲击以及升降挡冲击的故障现象,那么大家在维修中就要按照维修手册要求来进行“打滑自适应”和“换挡自适应”等内容进行维修。
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