程砚石
摘 要:文章主要针对上汽通用雪佛兰新赛欧EMT变速器车型汽车在行驶过程中偶发跳空档现象,主要是检查液压换挡操作机构中可能出现的故障原因,并且通过不断的分析、诊断和维修,最后排除这一故障的过程。由于此故障现象也可能会出现在液压执行机构的AMT变速器车型中,所以该故障分析也适用于使用这类变速器车型的分析。希望可以通过这次分析和维修,给处理这类车型的维修人员给予一定的帮助,提供此类故障维修的参考依据。
关键词:液压控制 电磁阀 油泵电机 数据分析
1 上汽通用雪佛兰新赛欧行驶过程中偶发跳空档故障分析
1.1 新赛欧EMT变速器结构原理
新赛欧使用的是EMT电子式手动变速器(电子式手动变速器是指配备有电子液压控制单元的机械变速箱)就是在我们经常提到的AMT变速器,唯一不同的是增加了可以使车辆在前进档位置或倒档位置时不用踩油门踏板,汽车就能缓慢行驶的功能[2]。机械变速箱的自动控制系统的设计目的是为了改进手动机械传动部件的性能。此系统设计是通过电子液压动力辅助来自动控制传统手动机械变速箱的离合器和换档。也就是说EMT变速器是在传统的手动档变速器的基础上增加了一套液压自动换挡操作机构的机械变速器,这里说的换挡操作机构也就是变速器的执行器,这类变速器内部有两种油液,一种是变速驱动桥传动机构中的齿轮油,另一种是液压换挡操纵机构中的液压油[3],一个负责润滑,一个负责液压传递能量。其中液压自动换挡操作机构有油泵电机(电泵总成)、蓄能器、液压控制电磁阀(包括离合器控制电磁阀、挂档控制电磁阀、选档控制电磁阀)、液压控制单元、高低压管、换挡机构、传感器(挂档位置传感器、选档位置传感器、压力传感器、离合器位置传感器)等组成,其所在位置如下图1:EMT液压自动换挡操作机构组成。
1.2 新赛欧行使过程中跳空档的原因分析
在手动挡变速器里,如果行驶中跳空档其原因,就是变速器内部的传动机构出现了问题,由于EMT的传动机构手动变速器基本一致,所以EMT变速器内部齿轮传动机构出现机械损坏也会出现这个故障。我们这里排除变速器传动机构的机械部分,只研究变速器上面的换挡操作机构出现问题导致跳空档的情况。
1.2.1 新赛欧EMT变速器油泵电机
EMT变速器换挡操作机构中的液压动力是由一个油泵电机和一個蓄能器所提供的,其中油泵电机是整个液压控制单元高压油的动力来源,当汽车解锁打开车门、点火开关起动或者在“ON”档位置时,变速器控制单元通过压力传感器传来的信号,检测高压管内的压力,当高压油管内部压力低于3.6MPA时,变速器控制单元就会给油泵电机提供电信号使其工作,让高压管内的压力提升到4.5MPA,为了使整个高压系统内部压力一直保持标准规定压力值(>3.6MPA)[1]所以电机会每隔一段时间就会工作一次,这个次数就会决定油泵电机使用寿命如果过高就会导致油泵电机高温损坏。
1.2.2 新赛欧EMT变速器液压控制电磁阀
EMT变速器液压控制电磁阀是保证换挡操作机构能够动作,当驾驶员切换档位时,信号传给变速器控制单元,变速器控制单元给相应的档位电磁阀供电,使电磁阀打开,这时内部的高压油液经过打开的电磁阀到达相对应的换挡液压缸,高压的油液推动液压缸,液压缸再推动相应档位的拨叉或者离合器,让变速器选档、挂档工作。在这个液压控制系统中液压控制电磁阀包含有离合器电磁阀、换挡电磁阀以及选档电磁阀[2],执行器包含离合器、挂档杆、选档杆,如图2。
1.2.3 新赛欧EMT变速器线路
EMT变速器线路是整个传感器和执行器电路信号的传递部分,当变速器控制单元需要接收信号和传递执行命令时,都是通过这些线束传递的,如果有线短路或者断路,就会影响换挡操作机构的正常工作。
1.2.4 新赛欧EMT变速器蓄能器
EMT变速器中的蓄能器是液压控制系统中的稳压装置,它具有吸收液压冲击和保压稳压的作用,当蓄能器损坏时,内部压力得不到稳定,这个时候油泵电机就会经常工作来保证高压油管内的油压压力,时间一长电机过热,就会导致电机停机内部压力达不到要求,换挡杆就不能工作,跳回到空档。
2 上汽通用雪佛兰新赛欧行驶过程中跳空档维修实例
故障车型为上海通用雪佛兰新赛欧汽车,它搭载了一台1.2LMU型号发动机,匹配的是一台EMT变速器。该车行驶公里数为97883km,停放在地下停车场超过两年,路上行驶短时间没有什么故障,但当行驶时间长或者走走停停路况多时,就会出现车辆从前进档跳到空档的故障。接上故障诊断仪,读取变速器故障码,并没有故障码显示,后又路试车辆5次,也才出现过1次跳空档情况,故障现象是变速器档位显示“N”,且一直闪烁,蜂鸣器也一直在响,挂回空档再挂入前进档故障依旧,停车8分钟左右再启动车辆挂档,又一切正常。回来读取故障码也是未出现故障提示码。
由于该车型匹配的是一个EMT变速器,排除了变速器传动机构故障后,读取相关油压数据时发现当变速器液压油油温在25℃时,液压油压力在发动机启动时的4.5MPA掉到了3.6MPA,这个过程只花了40秒时间,然后油泵电机又开始工作,压力又回到4.5MPA,如此往复;如果将点火开关拧到“ON”档位置时,同样的油温液压油压力却能保持10多分钟不掉。由此首先分析是由于油泵电机在长时间反复工作保持油压过热导致了变速器执行器进入保护模式,其次是找到执行器内部压力下降的原因。
其中第一个原因在维修手册里也证实了:
①压力一级报警: 当压力低于最小换档压力,变速器控制模块禁止除空档外所有换档请求[1]。
②压力二级报警: 当压力低于离合器分离所需最小压力,变速器控制模块立即挂空档[1]。
③温度一级报警:当油液泵温度高于130℃:电磁阀关闭域值降低;电磁阀抖动降低;在65秒后,变速器控制模块指令挂空档并且离合器接合[1]。
④温度二级报警:当油液泵温度高于150℃:电磁阀关闭域值降低;电磁阀抖动降低;在10秒后,变速器控制模块指令挂空档并且离合器接合;变速器控制模块限制换档(在手动模式时,修改换档上下限转速值,减少换档次数。在自动模式下,系统自动降低换档次数。)[1]
⑤温度三级报警:当油液泵温度高于170℃:一、二级报警操作;在温度恢复正常之前,泵始终关闭[1]。
这一故障解释与该车故障现象相吻合,由此证实是由于电机工作频率高,导致油泵电机温度过高出现的保护过程。
接下来就要检查什么原因导致的高压管路压力过低的,根据故障现象及维修手册和培训资料中油路示意图[2]分析,如图3:启动发动机时只有离合器电磁阀是工作的,当离合器电磁阀工作时,电磁阀门高压管路打开,低压管路关闭,蓄能器中的高压油通过一根高压油管注入离合器活塞,推动活塞使其动作来操作离合器,使离合器分离。当发动机熄火时电磁阀不工作时,高压管路关闭,低压管路打开,离合器活塞以及高压管路中的高压油卸压,并通过低压油管回流进入储油罐。此时离合器活塞失去压力自动回复到平衡位置,离合器处于接合位置[1]。将离合器电磁阀插头断开数据就恢复正常了。如图3:上汽通用雪佛兰新赛欧EMT变速器油路示意图。这里说明一下原厂的维修手册离合器电磁阀原始位置是电磁阀接通时,也就是发动机起动时的状态,我们分析时反向思考就行。
综合分析是由于离合器电磁阀内部高低压相互泄露导致油压过低,油压过低导致油泵的工作次数增加致使油泵过热,此时变速器开始进入保护模式且檔位压力过低不能继续推动换挡机构,最终导致变速器跳回空档;当油泵电机温度下来后又能继续工作,再次起动,故障现象消失。排除其他可能引起的故障后更换一个新的离合器电磁阀,停车启动发动机再次读取相关数据流[4],换挡操作机构液压油油温同样是在25℃,油泵工作时间由原来的40秒到现在的2分钟左右一次。路试车辆多次,油泵电机工作次数也没有像之前的一样频繁,故障没有再出现,故障排除。
3 总结
此次故障是由于换挡操作机构中液压控制内部零件密封不严导致的压力不足引起电机过热跳空档,维修过程中我们需要了解相关零部件的工作原理和内部构造,认真分析并根据故障现象一一列举会出现的故障,并逐一排除,并要多参考相关数据,只有逻辑清晰、熟悉工作原理才能找出最根本的故障点。
参考文献:
[1] 2010年款雪佛兰赛欧维修手册[M].
[2] 2010雪佛兰新赛欧新车变速器培训资料[M].
[3]上海通用雪佛兰赛欧实用保养手册[J].刘璇.当代汽车报2006,(15).
[4]汽车机械维护保养中的常用技巧研究[J].石国珍.时代汽车2022,(4).