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04年产上海通用别克君威2.5轿车单一信号对变速器整体控制影响故障的排除

  • 2015-05-13
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故障描述:

一辆2004年款上海通用别克君威2.5轿车,搭载4T65E型4前速电子控制自动变速器。用户(其他修理厂技术人员)描述说最早该车在市区行车感觉还是很正常的,但在车速达到110~120 km/h加速行驶时,发动机转速会猛然达到 5 000~6 000 r/min。如果稳住加速踏板,车速只能维持在110~120 km/h之间,很难上升。此时发动机转速至少要在3 000 r/min,如果想提升车速继续踩加速踏板,那么故障现象就会立即出现。

故障分析:

该修理厂通过检修和路试,认为故障在于发动机系统,因为发动机电控系统始终记录了一个关于2号氧传感器信号电压过低的故障码。为此,修理厂把全部氧传感器都更换了,但试车故障码依然存在。他们认为点火系统或燃油系统也存在故障,于是又更换了点火系统的相关部件,如火花塞、高压线及点火线圈(图1),并清洗了燃油系统、节气门(图2)及进气道,还查了排气系统,但故障仍未见好转。考虑到用户大部分时间都在上下班使用,而该车在市区行车又基本正常,于是就先交付用户使用了。

图1 点火线圈

图2 节气门体

后来问题越来越严重,变速器在换3挡时发动机有空转现象,同时车速很难上升,只能维持在80~100 km/h,且发动机耗油量极大。很明显,当前的故障现象体现在自动变速器方面,于是修理厂将车送至我厂进行维修。

接车后,维修人员首先利用诊断仪对动力总成系统进行检测,结果只有发动机控制系统记录了一个关于氧传感器信号电压过低的故障码,而实际的故障现象主要还是体现在自动变速器方面。通过路试得到真正的故障症状是,变速器3挡打滑,同时变速器没有实际的4挡动力传递功能。小油门试车时从数据流中看到,变速器控制指令让变速器从3挡换入4挡,但实际上3挡转4挡后车速并没有明显的变化,而发动机转速在换挡的瞬间也没有跌落的波动,因此说明该变速器确实没有4挡。根据该款变速器以往的常见问题(4挡轴花键容易磨光)以及当前实际情况(通过观察变速器油品质,已经说明该变速器摩擦片有烧损迹象),不得不先进行变速器的解体维修。这样笔者与修理厂进行沟通,讲清楚先解决变速器本身问题,然后再解决最早车主所反映的问题,包括发动机系统故障码的问题。

维修人员解体变速器后,发现个别离合器摩擦片的确有烧损迹象,同时4挡轴(图3)的花键确实被磨光了。这样按照变速器的大修要求和标准进行了修理。装复后,试车感觉一切良好(刚开始并没有跑高速)。

图3 损坏的4挡轴

接下来要解决发动机氧传感器故障码的问题,在怠速下并没有发现发动机的进气、加速信息及氧传感器信息等有不良情况。简单进行相关的检查,发现空气流量计的进气格栅(图4)已经被清洗过。看来只能通过行车来确定问题根源。

图4 进气隔栅不脏

在清除原来故障码后进行路试,结果在高速路上试出了用户曾经描述的故障。正常加速超车时发动机转速突然猛增到5 500 r/min左右而车速并没有明显的提升,此时通过观察动态数据,发现此时的现象出现并不是离合器打滑引起的发动机空转,而是在正常加速过程中原来保持的是在4挡,随着节气门开度的加大,变速器降至3挡,在3挡保持一段时间后继续加速变速器会由3挡降至2挡。由于车速较高(110~120 km/h)实际传动比较大,因此难免导致发动机转速上升至5 000~6 000 r/min。如果此时加速踏板不松开,变速器油温上升速度特别快(变矩器TCC处于解锁状态),同时氧传感器的故障码再次出现。反复试车,最终确定该变速器的强迫降挡功能太容易实现了,在不该降挡的时候却降挡了。

通过此次路试,明显说明故障是发动机负荷引起的。在这种情况下,我们不能交车,因为时间稍长可能还会带来烧损变速器的问题。要知道,别克君威4T65E变速器是没有强迫降挡开关的,它的强迫降挡控制功能的实现是靠节气门位置信息、发动机载荷信息以及道路行驶阻力信息共同决定的。那么我们在实际试车过程中节气门位置打开得并不是特别大(没有达到强迫降挡请求),在实际动态数据中观测节气门信号电压和位置变化信号都比较平稳符合使用要求。而道路的行驶阻力信息并不苛刻,因为我们是行驶在路况良好的高速路上,故问题最终还是出现在发动机实际载荷也就是发动机动力方面。

影响发动机动力的因素很多,包括点火、燃油、进气及排放等。利用诊断仪观测该发动机的短期和长期燃油修正都在正常范围内(没有超过5%),而发动机怠速下的空气流量在2.98~3.0g/s也符合要求。无奈,只能再次通过路试来观测发动机各参数信号的变化。

后来在高速路试车时,发生强迫降挡后节气门开度几乎在全开时,空气流量计的负载显示信息在“中负荷”范围。很明显在正常情况下,发动机应该处于大负荷状态,因此说明由于当前发动机的输出扭矩满足不了当前变速器所形成挡位传动比的驱动,动力控制单元只能做出降挡决定,通过加大传动比的方式来满足当前行驶工况。这样,变速器就由4挡降到3挡。继续加速(因为节气门开度继续加大)行驶,动力控制单元认为当前的发动机牵引力还是满足不了当前载荷下的行驶阻力,只好再次做出降挡指令。于是变速器在110~120 km/h下降至到2挡,发动机转速立即急剧上升。此时自动变速器液力变矩器早已解锁,发动机功率损失较大,且变速器油温也随之急剧上升。至此,说明问题出在空气流量计上。

故障解决:

在更换一个全新的空气流量计(图5)后,试车故障彻底排除。

图5 空气流量计

回顾总结:

该案例给我们留下深刻的思考:一是大家再看某些动态数据时总是习惯性的去看发动机的怠速工况,而行车时的数据变化对于经验不足的维修人员来说又无法确定好坏;二是单一信号对变速器整体控制的影响太大了,所以专修有专修的优势但必须要对整车有一定的了解,特别是发动机与自动变速器之间的关系及相互的影响。(薛庆文)

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