11.菲亞特1.5L轎車4HP-14自動變速器奇怪的故障

車輛信息：一輛2004年南京菲亞特1.5L轎車，配用德國ZF公司生產的4HP-14型4前速全液壓控制式自動變速器。該車VIN：UNPGPGBC1485×××××。

故障現象：此車原來在其他修理廠進行維修。當初電話溝通時也未真正了解到該車的相關信息（不清楚該車配用什么形式的變速器），只是聽取對方修理廠所描述的故障現象：變速桿在D、3位起步時，經常以3檔起步，同時明顯感覺有嚴重的脫檔感覺；有時踩制動踏板，掛入D、3位時，發動機熄火，而2、1位沒有問題。

由于考慮是新款車型，一定配用電子控制變速器，所以說當初根據故障現象可以初步定為TCC鎖止離合器控制問題，ECU錯誤指令自動變速器提前進入3檔。因此，需要使用專用故障診斷儀進行電控檢測。當對方反饋該車自動變速器電子控系統不能檢測時，才得知該變速器是一個全液壓控制式變速器。對方修理廠又經過反復路試并確認該自動變速器起步時就是以3檔起步的，對于全液壓控制自動變速器前進檔起動低檔油路是通過手動閥開啟的，而且原則上3檔元件油路必須通過2-3檔換檔閥提供，因此從液壓方面入手。該修理廠首先清洗液壓控制閥體未果后，又分解變速器機械部分，也未找到故障原因。在沒有辦法的情況下，該修理廠將車開至筆者這里進行維修。

當接手此車仔細進行路試時，發現該車故障現象的確特別：①入D位有時發動機會立即熄火；②在D位1檔起步后，很快直接換入3檔（車速不超過10km/h）；③正常行駛后自動變速器保持在3檔上而不容易降下來，特別是快停車時，由于3檔降不下來，致使車身發生嚴重的共振，而此時將變速桿趕緊拉至2位或1位，變速器馬上由3檔降至1檔，同時共振現象消失。

故障分析：①入D檔發動機會熄火，如果發動機沒有問題應該是變矩器自動離合器功能失效，即沒有軟連接而直接實現剛性連接，也就是變矩器鎖止離合器提前工作所致。對于全液壓控制自動變速器的鎖止離合器控制接合所需要的條件是，規定的節氣門開度、規定車速，最重要的是自動變速器必須達到高檔位（3檔或4檔）。而該車變速器在沒有符合閉鎖離合器接合條件時卻提前接合，因此只能粗略地認為液壓方面和變矩器本身有問題。②液壓控制變速器提前換入3檔和3檔延遲降檔問題，主要跟兩個液壓信號有關，即節氣門液壓信號和車速液壓信號，因此考慮來考慮去還是離不開液壓方面的診斷。

圖2-18 4HP-14變速器3檔動力傳遞簡圖

由于缺少這款自動變速器方面的資料，為了更詳細地了解該自動變速器液壓和機械傳動上的關系，決定利用最原始的方法查找故障原因所在。將自動變速器分解后，按照機械實物將該變速器動力流程圖粗略地畫出來（圖2-18），以便分析各檔動力傳遞特別是3檔傳動。當把該變速器動力傳遞圖完整地畫完之后，發現該變速器齒輪結構為拉維娜式，而且像大眾097系列變速器動力傳遞一樣，有兩條動力輸入路線：一條通過輸入軸（渦輪軸）輸入到1/3檔離合器和R位離合器上，當1/3檔離合器工作時，便將發動機動力通過輸入軸并以液壓的方式傳遞至行星排中的后太陽輪上；當R位離合器工作時，便將發動機輸出動力通過輸入軸也是以液壓的方式傳遞至行星排中的前太陽輪上。另一條則是直接把發動機輸出動力經泵輪軸輸入到3/4檔離合器上，當3/4檔離合器工作時，便將發動機輸出動力直接以機械方式傳遞至行星排的行星架上（這種形式很少見）。因此，該變速器的變矩器內部無鎖止離合器摩擦片裝置，而是通過3/4檔離合器的工作來實現發動機與自動變速器的機械連接功能。繼而得知該變速器1-2檔為液壓檔，而3-4檔為機械檔，這樣原來第一種推測和第二種推測應該綜合理解為一個問題：3/4檔離合器為什么提前工作？當原地掛D位或3位時，如果3/4檔離合器參與工作，發動機一定會熄火的（發動機-泵輪-3/4檔離合器-行星排-車輪）；如果在D位變速器以1檔起步后，在很短時間便直接跨過2檔換入3檔，以及運行后快停車時3檔降不下來，都會使汽車形成脫檔感覺，并使整個車身產生共振（發動機輸出轉矩和行車阻力以及傳動比的分配不協調導致）。

圖2-19 調速器密封環

這樣，故障范圍便縮小在3/4檔離合器供油油路上。作一個假設判斷：一個是液壓控制油路提前打開3/4檔離合器的供油，另一個是機械元件的磨損導致用油元件之間的油路交叉串通，也就是只有這兩種可能性。通過對該變速器的油路控制進行分析：3/4檔離合器只有在2/3檔換檔閥動作改變位置時才能工作，而2/3檔換檔閥必須在其沒有彈簧側的一端建立相應的速控油壓才能動作。汽車沒有行駛或行駛速度較慢怎么會形成足夠的速控信號油壓來推動2/3檔換檔閥的動作？原則上只有汽車在達到3檔車速時速控閥產生的速控信號液壓才能改變2/3檔換檔閥的位置，因此應重點檢查2/3檔換檔閥和速控閥。由于閥體已經仔細清洗多遍，而且2/3檔換檔閥本身并沒有磨損及卡滯現象，故閥體故障基本排除。當將速控閥從變速器拆下才知道該閥為3個階段離心式控制閥，在這里其工作原理不作敘述，但明顯看出問題：在速控閥上有三道密封環，最下部為一個鋼環，剩下兩個為特氟隆密封環，其中中間密封環已經斷裂（圖2-19）。經分析認為，在三道密封環中，中間密封環尤為重要，它擔負著兩條油路的密封：一條為主油路進油油路；另一條為速控閥在離心力的作用下產生的速控壓力油路。如果中間密封環斷裂后會使兩條油路交叉滲漏，那就是汽車在沒有行駛時卻出現了速控壓力并作用在2/3檔換檔閥上，使其動作而打開3/4離合器的工作油路。此時大家都覺得問題已經找到了，其實不完全這樣。接下來又仔細檢查一下機械元件，經過對比和仔細觀察發現，1/3檔離合器鼓輕微磨損（圖2-20），用直尺和深度尺測量其磨損超過0.5mm左右。1/3檔離合器和3/4檔離合器是套裝在一起的，而3/4檔離合器的進油油道是由油泵通過1/3檔離合器提供的，如果1/3檔離合器磨損會使變速器的軸向間隙變大，而當1/3檔離合器進油時會滲漏到3/4檔離合器中，從而使其也參與工作提前進入3檔。

故障排除：更換磨損的1/3檔離合器鼓和損壞的速控閥密封圈，故障徹底排除。

總結：大家對于電控自動變速器的換檔控制比較清楚，特別是當變速器出現故障后的安全保護控制也就是鎖檔（大部分4檔自動變速器鎖3檔），或由于信號問題導致自動變速器跨越式換檔（1檔直接換入3檔）都不難理解。但對于本案例一個全液壓控制式自動變速器怎么能夠直接以3檔起步或直接從1檔換入3檔，還真是比較奇怪。如果仔細去分析并掌握變速器的液壓控制和機械傳動控制對應關系，任何稀奇故障都會得以解決。

圖2-20 新舊離合器鼓對比