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东风日产轩逸轿车不变速?----非常经典的故障诊断案例

东风日产轩逸轿车不变速?----非常经典的故障诊断案例

故障现象:

一辆2007年产东风日产轩逸轿车,搭载2.0 L发动机和RE0F10A型无级变速器,行驶里程11万km。用户反映该车变速器不变速,车速在20 km/h时还有明显的耸车现象。

检查分析:

维修人员检查变速器的油液,发现油质、油量均无异常。检测变速器控制单元,故障码为U1010——变速器控制单元故障;U1000——控制器局域网通信故障;P0868——被动带轮油压偏低。

清除故障码后试车,故障现象与用户所反映的一致。再次检测变速器控制单元,原来的故障码全部重现。比较这些故障码,其中油压问题是较为直观的。于是通过失速试验测量变速器的最大工作油压,测量结果为5.7 MPa,正常。车辆行驶时查看带轮的油压。主动带轮为1.80 MPa,被动带轮为1.90 MPa,这说明2个带轮对传动带施加的张力是正常的。那么,被动带轮油压偏低的故障提示应该如何解释呢?


RE0F10A变速器是通过改变主、被动带轮的有效半径来实现传动比在2.39~0.39内的无级变换。变速器控制单元根据发动机的输出扭矩和负荷率来确定变速器的目标传动比,并通过伺服电机来控制阀体中变速控制阀的位移(图1),从而改变带轮的有效半径。当伺服电机通过传动杆带动变速控制阀向上移动时,带轮油缸中的油压产生变化。主动带轮油缸中的油压增大,油缸除了继续对传动带施加张力外,还要克服回位弹簧的压力,使带轮的活动侧向固定侧靠近,从而增大其有效半径。与此同时,被动带轮油缸中的油压减小,在回位弹簧的推动下,被动带轮的活动侧远离固定侧,从而减小其有效半径。在此过程中,由于是用同一个变速控制阀来控制2个油缸的油压,所以2个带轮对传动带的张力保持不变。需要注意的是,上述传动杆在带动变速控制阀移动的同时,还担任了反馈信号的角色,它与主动带轮的活动侧机械连接,使变速控制阀在目标传动比实现时便停止移动。以上控制过程使得变速器的传动比减小,而与之相反的过程则使传动比增大。


了解变速器的控制原理后,重新考虑故障提示。判定带轮油压偏低的依据是,在已知变速器负荷率的前提下,带轮与传动带之间出现了打滑现象。由于带轮有效半径的改变是被协同控制的,所以单个带轮与传动带之间出现打滑的可能性很小。而且试车时也未曾感受到被动带轮出现过打滑现象。这与故障提示相矛盾。对这一问题的合理解释成了找到故障的突破口。于是维修人员决定在试车中采集更多的数据,以便深入分析问题。


在车辆行驶中采集动态数据流。观察数据发现无论车速是多少,变速器的目标传动比总是在2.34。而且路试感到变速器的实际传动比也与其相符,这进一步表明传动带确实未出现打滑现象。当发动机转速达到2 400 r/min时,主动带轮转速仅为64 r/min,被动带轮转速仅为128 r/min。从直觉上明显感到这些数据都不正常。


在变矩器未锁止时,泵轮转速等于发动机转速,涡轮转速等于主动带轮转速。采集数据时,车辆为行驶状态且并未采取任何制动措施,因此泵轮与涡轮之间的转速差不应如此之大。另外,查阅维修手册得知,被动带轮转速与车速之间的换算系数为45。将被动带轮转速除以45,得到的车速竟为2.8 km/h,这显然与实际情况不符。从数据上看,主、被动带轮的转速传感器都有可能存在问题。


更换被动带轮转速传感器后,清除故障码试车。这时发现变速器可以变速了,但变矩器无法锁止。采集到的动态数据为:发动机转速2 200 r/min ,主动带轮转速1 560 r/min,车速40 km/h,被动带轮转速1 770 r/min。再次检测变速器控制单元,原来的故障码都不见了,取而代之的是P0715——主动带轮转速传感器故障。


更换主动带轮转速传感器后试车,车辆行驶完全正常,所有的故障现象及故障码均消失。为了明确故障原因,将已知失效的被动带轮转速传感器装回后试车。试车发现,变速器不再变速。此时采集到的动态数据为:发动机转速1 350 r/min ,主动带轮转速1 120 r/min ,车速15 km/h,被动带轮转速2 304 r/min。读取故障码,发现P0720——被动带轮转速传感器故障。将车速乘以45得到的被动带轮转速为675 r/min,与2 304 r/min相差甚远。传感器给出的错误信号产生了虚假打滑,显然这正是当初导致变速器控制单元报出被动带轮油压偏低的原因所在。


故障排除:

分别更换2个转速传感器后,反复试车确认故障彻底排除。

回顾总结:

本案例的难点在于2个转速传感器同时失效,也正是因为这个原因变速器控制单元才未能检测出传感器故障。而奇怪的故障码也使得故障原因变得更加扑朔迷离。由于转速传感器的故障,变速器控制单元无法得到有效的转速数据,从而不能向控制器局域网发送这些数据。而控制器局域网在2 s内得不到从变速器控制单元发出的有效数据,便判定网络出现通信故障及变速器控制单元失效。如果当初是从这里入手检查,那么就会误入歧途。由此可见,遵循先易后难的次序在故障诊断中是多么重要。