汽车变速箱维修典型案例分析及其启示

姚丽英,李 强

（1.山西大同大学煤炭工程学院，山西 大同 037003；2.上海汽车工业大同销售有限责任公司，山西 大同 037004）

由于我国现行的《报废汽车回收管理办法》规定,“汽车‘五大总成’,即发动机、方向机、变速器、前后桥、车架只能作为废金属卖给钢铁企业做冶炼原料”而不能进行拆解再利用和通过再制造技术延长产品的使用寿命。这样的规定现在看来很不适应循环经济的要求,与国外报废汽车再制造带来可观的经济效益、社会效益、环境效益形成强烈的对比[1-2]。笔者无法从国内汽车报废拆解企业了解变速箱的拆解情况,通过走访汽车维修网点,从维修的角度研究了汽车变速箱拆卸回收所面临的问题。在调研的过程中,一个较为典型的维修案例给了我们很大的启示。

1 维修案例

1.1 车型

帕萨特领驭1.8T轿车,装备01V型5档自动变速箱

1.2 故障现象

该车行驶里程为17万km,行驶中驾驶员突然发现变速箱出现了故障。维修人员使用VAS5052A测试仪进行查询,故障码为“17105 P0721035-输出转速传感器电路 范围/性能 间隙式”。大部分时间无法清除,有时可以清除但是车辆运行后又立即出现。

1.3 排除经过

维修人员用测试仪检查,初步分析是变速箱的电控部分出现了故障。根据测试仪提供的线索，首先检查了输出转速传感器G38的线路,没有发现断路或短路的地方,于是更换了转速传感器G38,但是上路试车,仍然发现上述故障码。考虑到输出转速传感器G38是该型变速箱的一个主要输入信号,如果变速箱的控制电脑对该信号处理有误,也会出现上述故障码,于是更换该型号的控制电脑,但是更换完毕上路试车仍然无效，上述故障码依然出现。

考虑到该车的变速箱已经行驶了约18万km,内部的摩擦片已经磨损到一定的程度,按照司机的要求该变速箱也准备进行大修,于是我们对该变速箱进行了大修,大修后变速箱内部的故障隐患全部排除了。但是上路试车后发现原来出现过的故障码仍然间歇性出现。

接着对变速箱的动态数据进行观察和分析,车辆进行一段时间的行驶后发现:发动机ECU的01-08-05的第三区域显示的是车速,此时车上仪表的车速为30 km/h左右,测试电脑却显示130 km/h,很明显的错误。

随后进入仪表ECU观察车速，进入舒适系统ECU观察车速数据显示均为正常。

难道是发动机ECU的车速数据处理有问题,但是更换了一套仪表和发动机ECU,故障一样。

最后更换了G22车速里程传感器后,发动机ECU中的01-08-05的第三区域中的车速里程显示正常了。再试车,变速箱也正常了。

到此,维修人员认为故障原因找到了,认为变速箱修好了。

但是大约行驶了约2周后,司机再次说变速箱又出现了故障,和原来的一样。维修人员用测试仪检测变速箱控制单元,又发现了原来的故障码“17105 P0721035-输出转速传感器电路 范围/性能 间隙式”。经过上述的维修和一系列可能故障原因的排除,这次检查重点应该是车速信号。

将该车上装备的所有控制单元一一断开进行检查和试车,没有发现异常,但是在检查到大灯控制单元的时候发现后备箱左侧有一滩隐蔽的积水,大灯控制单元湿漉漉的,将控制单元的插头拔下以后发现插头被绿色残渍玷污。断开大灯控制单元插头后进行试车再也没有出现上述故障,就这样断开插头试车进行了2周也没有发现上述故障出现。通过后期对问题的进一步追踪调查,车主反馈变速箱没有再次出现原来的故障,说明问题就出现在了大灯控制单元进入环节上。

2 自动变速箱的工作原理和故障原因分析

上海大众系列乘用车自动变速箱常见的有三种型式:液力自动变速箱 (简称AT)；机械无级自动变速箱 (简称CVT)；电控机械自动变速箱 (简称AMT)。目前普遍使用的是AT。AT主要由液力变扭器、行星齿轮变速机构、液压阀体、电控系统等几部分组成。其中自动变速箱的电控系统包含三大部分：传感器、控制单元和执行机构。传感器包括:变速箱输入转速传感器G182、变速箱转速传感器G38、超速开关F8、刹车灯开关、变速箱油温传感器G93、多功能开关F125、ABS/ASR控制单元。执行元件包括:电磁阀、发动机控制单元的干预信号和换/低档信号、档位手柄定位电磁阀N110、仪表板上的档位显示、巡航控制开关H、自动变速箱继电器J60、倒车灯M16/17等。

图1 自动变速箱电控系统组成简图

变速箱的控制单元从安装在变速箱上和车辆上的诸多传感器如:车速传感器、变速箱输入转速传感器、变速箱输出转速传感器、发动机转速传感器、油门踏板位置传感器等等采集信号,经过数据处理后发送指令给执行机构如:电磁阀N88-N94,从而控制相应的换挡离合器或制动带工作使变速箱换入相应的档位[3]。

本案例的故障出现在电控系统部分,产生故障码“17105 P0721035-输出转速传感器电路 范围/性能 间隙式”的原因分析如下:

（1）按照正常的信号处理顺序:车速信号首先进入到仪表,经过仪表控制单元进行处理后通过CAN数据总线送给各个ECU。变速箱的ECU从CAN数据总线上取得车速信号进行换挡控制。

（2）G38是输出转速传感器,它和输入转速传感器G192配合计算现在的档位,为下次换挡做准备。发动机转速和车速是变速箱进行换挡控制的两个主要数据,当变速箱的ECU无法识别车速时,换挡也就无从操控,变速箱将进入到紧急运行功能中。

（3）变速箱根据发动机转速信号、变速箱输入转速G182的信号和输出转速G38的信号,结合车速传感器G22的信号决定换挡。但是此时车速信号变换不定:从0-255-154-80公里 /小时等乱变,因此在换挡程序设定的范围内ECU无法判断清楚,故给出了上述故障码。

（4）由于大灯控制单元浸泡在水中,导致CAN数据总线工作失常,进而影响到车速信号的正确发送,当车速信号发送正确时,变速箱工作正常；当车速信号发送不正确时,变速箱工作不正常。因而会有变速箱间歇性的故障。经过观察分析,我们发现车辆的后风挡玻璃在贴太阳膜时喷的水最后都流进了大灯控制单元里,导致了变速箱的工作不正常。

在此故障案例中可以看出:车速传感器工作状态失准和彻底损坏是有本质的区别的。工作失准报的故障码“17105 P0721035-输出转速传感器电路范围/性能 间隙式”。如果断路或短路则报的故障码为:线路短路或断路。由此反思在维修自动变速箱时首要的问题是先弄清楚相关传感器的逻辑关系,初步判断是机械故障、液压故障还是电控系统的故障。再用较多的时间进行试车、记录数据、逻辑关系分析。根据自动变速箱各子系统的工作原理,理清思路,确定故障可能发生的原因。这样在维修时才能避免走弯路,为客户节省维修费用和维修时间,提高客户对产品的信誉度。

3 启示

（1）一般来讲,自动变速箱的结构比较复杂,维修时需要很强的专业知识。但是,在实际维修中遇到的故障现象可能更为复杂,因而维修起来不仅需要较强的理论知识,更需要较强的实践经验。如果能够利用仪器读出控制单元的故障码与故障现象进行对比,深入分析故障码的含义与产生故障现象的逻辑关系,就能有效确定产生故障的原因。

（2）企业需要搜集很多来自维修一线真实的案例,丰富企业的维修培训实例,也可作为激励员工的手段,供内部维修技术人员互相学习、借鉴,不断提高维修技术人员的专业水平和分析问题解决问题的能力。

（3）产品按拆解的程度分为完全拆解、部分拆解和目标拆解。按拆解的手段分为破坏性拆解和非破坏性拆解[4]。维修是目标拆解或部分拆解,而报废产品为了达到最大的利用需要完全拆解,手段应以非破坏性拆解为主。由于达到报废时的车辆因为变形、锈蚀、焊接铆接等原因也可能使用破坏性拆解。因此,面向产品拆卸回收设计的结构模型要比面向维修设计的结构模型更为复杂。

（4）从维修的过程可以看出,一一排除故障原因的过程,说明变速箱的拆卸,需要有生产厂家的拆解手册为指导,对常见故障和原因进行分析。从产品的拆卸回收来看,拆解企业需要生产厂家的拆解指导,并负责培训相关的从业人员。报废拆解企业也应加强分类指导,建立与机动车类别相适应的汽车产品拆卸中心,提高拆解企业的拆解能力和拆解水平。

（5）由于生产厂家已在全国建立较为完善的售后服务体系,生产厂家拥有一支技术过硬的维修队伍。要想实现产品的再制造,达到报废产品的循环再利用,国家必须制定汽车材料循环利用率指标,迫使企业考虑产品报废以后的再利用问题。企业可以利用这支维修队伍,对自己生产的产品进行拆卸回收,不必专门培训一批拆卸回收技术人员,从而节约人力成本。

（6）目前我国从事报废汽车拆解的专业技术人员数量少、技术水平低,即使以生产厂家的拆解手册为指导,也很难对不同生产厂家不同型号产品的“剩余寿命”进行预评估,必须依赖更科学更有效的无损检测技术和产品全寿命周期理论做支撑[5-6]。因此,企业和科研院所联合组成的高新技术研发团队才是攻克汽车再制造关键技术的有生力量。

[1]何伊丽.卡特彼勒再制造技术的发展状况[J].建筑机械技术与管理,2010(10):61-63.

[2]贺群.美国报废汽车回收启示录[J].汽车与安全,2006(8)：64－65.

[3]李东江,张大成.国内轿车自动变速器检修手册[M].北京：机械工业出版社.2003.

[4]刘光复,刘志峰,李钢.绿色设计与绿色制造[M].北京:机械工业出版社,1999.

[5]徐滨士,刘世参,王海斗.大力发展再制造产业[J].求是,2005(12):46-47.

[6]徐滨士.再制造工程及其关键技术[J].内燃机配件,2009(4):3-8.