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搭载无级变速器的轩逸轿车为何如此异常

  • 2013-06-09
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故障描述:

一辆2010年产东风日产轩逸2.0轿车,搭载RE0F10A型无级变速器,行驶里程2万km。用户反映该车时速无法超过50 km/h。因故障涉及新款变速器问题,所以4S店将该车推荐到本公司进行维修。

故障分析:

维修人员接车后进行路试,发现该车明显加速无力,无法正常行驶。检测发动机及变速器控制单元,均未见故障码。检查变速器油量,油量正常且色泽清澈透亮。考虑到车辆的行驶里程,推测变速器出现机械故障的可能性较小。

由于对该款变速器的维修经验较少,因此维修人员在制定维修方案前,先仔细查阅了相关资料。该款变速器与大众的无级变速器相比,多出了一个带有锁止离合器的液力变矩器。通过失速试验,确认该车发动机扭矩输出正常,变矩器和前进挡离合器也工作正常。

图1转速比的改变方式

在正常情况下,变速器控制单元是根据发动机转速及负荷率的变化情况,自动连续地改变变速器的转速比,从而使发动机的负荷率始终保持在较低的水平。转速比的改变由主、被动带轮有效直径的变化来实现(图1)。带轮有效直径的改变又是通过液压系统来实现的(图2),其中主动带轮的有效直径决定了变速器的转速比,而被动带轮有效直径保证了传动钢带的张紧力。

图2变速器液压控制系统

由于主动带轮有效直径的改变决定着变速器的转速比,因此对该轮的控制必须满足一定的控制精度。为此,液压系统由步进电机、换挡控制阀和主动带轮构成了一个闭环控制系统(图3)。

图3闭环液压控制系统

当步进电机的控制杆伸出时,电机带动换挡控制阀的阀孔向下移动,使主动带轮油缸与工作油压接通充油。膨胀的油缸使主动带轮的有效直径增大,同时由阀芯控制杆带动换挡控制阀的柱塞下移。当换挡控制阀柱塞的位移量与在此之前阀孔的位移量相等时,主动带轮油缸的油道关闭,油缸容积保持不变。反之,当步进电机的控制杆缩回时,电机带动换挡控制阀的阀孔向上移动,使主动带轮油缸与泄压油道接通泄压。收缩的油缸使主动带轮的有效直径减小,同时阀芯控制杆带动换挡控制阀的柱塞上移。当换挡控制阀柱塞的位移量与在此之前阀孔的位移量相等时,主动带轮油缸的油道关闭,油缸体积保持不变。由此可见,正是由于柱塞控制杆的存在,才使得主动带轮的位移量反馈给了换挡控制阀。这使得主动带轮的移动量能够精确地与步进电机的移动量按比例随动。

通过对该车变速器工作原理的了解,明确了一点,这就是转速比是可以通过观察步进电机的步进数来掌握的。于是再次试车,同时注意观察步进电机的数据变化。发现步进电机的步进数刚开始变化,很快就复位了。这说明变速器的控制系统是工作正常的,只不过是变速器控制单元停止了变速指令的输出。再观察发动机转速,发现尽管加速踏板已经踩到底,但发动机转速并未明显升高。变速器始终维持在低挡,发动机转速又无法升高。这种现象令维修人员想到了动态稳定控制系统对车辆牵引力的限制,这在车辆行驶状态出现异常时并不鲜见。

图4轮速传感器波形

动态稳定控制系统是根据轮速、加速度、横摆率和转向角度等传感器信号来判断车辆是否处于不稳定的行驶状态。首先检查轮速传感器信号。打开点火开关,然后将车辆举升。转动车轮,用示波器观察轮速传感器的信号波形。观察发现左后轮的信号波形有缺损现象(图4),这会使由此得到的轮速数据出现偏低错差。

车速是由4个车轮的轮速平均值得到的,由于左后轮速传感器的信号将车速数据拉低,所以其他车轮的轮速数据有高于车速数据的趋势。该车为前轮驱动车型,当前轮的轮速高于车速时,动态稳定控制系统判断前轮出现了驱动打滑现象,于是控制系统限制车辆的牵引力和车速,以防止这种情况的继续恶化。这便是产生上述奇怪故障的真正原因。

故障解决:

图5带有信号发生器的轮轴

由于左后轮轮速传感器的信号波形缺陷是有规律的,所以可以判断是信号发生器出了问题。更换左后轮轮轴总成(图5),故障排除。

回顾总结:

当前,车辆的各个控制系统已经进入了互联网时代,数据具有高度的共享性。也正因为如此,某个控制单元的传感器出现故障,有可能会影响到多个系统的正常工作。在故障排除过程中要了解各系统之间的相互关系,这样才能避免诊断思路过于狭窄。

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