车型:
2005款上海别克GL8,行驶12万km,3.0LLW9(发动机)
自动变速器型号:
4T65-E
故障现象:
发动机故障灯亮,X431读码为:P1887。将代码清除后,大概行驶6~8天,故障灯又亮起,仍然是相同代码;再清除后6~8天故障又重现。
经过:
①该车在2010年因事故,更换过AT外壳,使用了一年多并无上述的故障灯亮。
②在2012年年中时开始就有了(灯亮)。
③已有两家自动变速器专修厂要求大修才能解决这个问题。
灯亮后驾驶人开车没有感觉到有什么现象,行驶时感觉动力、换档还是正常的。
检查:
以上是二类修理厂电话咨询所介绍,要求上门服务。我带学员到该厂时,由于清除了代码,没有带故障运行试车,路试各种数据流都正常,只好等待故障产生时再试车。
故障码P1887含义是:变速器离合器(TCC)释放开关电路(3.0L)。它内置在变速器液压(TFP)手动阀位置开关里面。
一周后,厂方又打电话来,问题出现了,要求修理,到该厂读码依然是那个代码,试车也没有发现什么不正常(含数据流)。经两次检查TFP线路、插头,并没有发现问题。按经验大家都认为更换变速器离合器(TCC)释放开关,也就是变速器液压(TFP)手动阀位置开关,如图2-62所示。
图2-62 变速器液压(TFP)手动阀位置开关
1—四针端口 2—D2档压力开关 3—D4档压力开关 4—R档压力开关 5—LO低速档压力开关 6—D3档压力开关 7—TCC压力开关
该厂老板也很烦,才一周就出现故障灯亮,无法确定故障根源,他们自己的修理工搞了无数次,又不想大修,故强烈建议更换TFP。
采购了一个良好的二手TFP回来,到该厂更换,试车没有出现灯亮,交车后大约12天,该车老板电话打过来,故障灯又亮了!
以前是6~8天出现灯亮,更换TFP后只比以前多好了4天,大家是不是觉得很奇怪?
这次要求将车开到我的厂里,客户给一周左右的时间,要求彻底细致检查,时间足够了。
首先我们更换了阀体总成(电磁阀未换),带TFP开关,装车正常,反复试车,结果灯在三天后亮起,清除之后又正常。大家都认为阀体有问题,换后还是不见好,那么就要好好分析问题所在了。
回顾过程:
一年多前更换壳体,组装过自动变速器,已使用一年多,没有问题,那么说明装配中没有问题。
现在又换了TFP开关,以及阀体,这些应该是排除在故障之外了。
那么问题到底出在哪里呢?
好在车已经在自己的手上,方便检查,那么还是从试车、数据流方面入手。我坐在副驾驶座位上,专门看数据流,当试车时间过长时,发现TCC阀止差滑数据不正常,有时候没有锁止,出现时间短,可以说是“偶现”。就凭这个症状,判别为TCC锁止系统问题。
从变矩器的原理产生的故障码分析,4T65E自动变速器变矩器有可能出现问题。但是从实际现象中,变矩器本身的轴套、锁止片是没有坏的,如果坏,势必出现打滑、抖动、振动等故障现象,但是该车没有此现象,说明变矩器是好的。
第二个是油路,锁止油路出了问题,是泄压?还在滑阀卡滞?重点检查换下来的阀体TCC滑阀部分,并无问题。那么换上的二手阀体也是没有问题的。
第三个是TCC锁止电磁阀了,难道是它坏了?有的人提出大修,有的人提出动力控制模块重新编程,倒底如何进行才能判断到故障,从而提高自己的水平呢?下面我们将进一步学习,分别有初、中、高级阶梯式讲授,大家依据自己的知识和水平选择参阅。讲解之前我先将结果告知大家:
我们更换TCC锁止电磁阀后试车就没有出现灯亮,锁止TCC数据流也没有出现异常交车后两次回访客户(分别是一周后、半月后),该厂老板又打电话问他的客户的情况故障灯没有亮了,现在开起来好像舒服些了,也省油了。
问题至此解决。
(1)线路图分析
图2-63为4T65-E自动变速器(TFP)手动阀位置开关线路图
图2-63 变速器液压(TFP)手动阀位置开关线路图
1)初级:作为一个入门者,看到线路图,首先理解图中的一些提示(如符号、文字),然后确认图中的元件在车上的哪个地方。
PCM P=power(功率、动力),在国内的汽车学习都是以ECU入门的。ECU为日系车电脑缩写,全称:Electronic Control Unit电子控制单元,我们修车人常指“发动机电脑”;PCM是欧美一些车系的缩写,全称是Power Control Module。
C1/C2 指PCM的两个端口插件(头)。提示了C1是蓝色的插座、C2是白色。用虚线来代表C2在这里用到三个脚号(港台称为“针”),即63#、17#、57#。 NRPU 指自动变速器外部的电气端口。
EDCB 指自动变速器内部的TFP电气端口。这些在端口上有文字,也可以通过线色去判别。从虚线框得知TFP是装在自动变速器的内部,阀体的后部,拆开后壳就可以看到。
常闭开关三个TCC、D2、D3,其中的D2与D3是串联电路,因为D档内的3、4档首先经2档上升换档的,故串联。
常开开关三个D4、R、LO(低速),其中的LO与R是并联电路。这些开关都是经壳体搭铁。
2)中级:线路图中,看得出PCM到TFP,共有三个插头,这要检查这些地方的针脚是否接触不良、进水、氧化,线路中是否破皮、损坏等。
知道如何拆除附件,然后拆开自动变速器大端的阀体盖,ATF油的品质检查等。
知道如何清洗TFP开关。
了解线路图中的控制原理。还有常闭常开六个开关控制方式,想到是怎样传送信号的。
我们在修理中,检查了ATF油质,非常的红色清透,没有杂质,没有烧焦味。由此可以判定此自动变速器的内部状况,对于要不要大修,心中有数了。这个是接车后首先要做的步骤。
3)高级:分析线路图时,要知道PCM中电阻下面的几个箭头的作用,它们采用电压降/升的方式给PCM传输信号。这个降/升对应了TFP的几个开关断开与接通。由图2-63可知PCM送到TFP开关都是控负的12V电压,当TFP开关闭合时,12V电压就消失,PCM内的箭头点就是0V。这个就是信号,就是与PCM信息交流的语言。相反,TFP断开,12V电压没有消失,那么PCM就收到了这个12V的信号。PCM就知道了(实际上就是监控了)TFP工作状态。
懂得在线路中用万用表结合解码器的数据流,准确地判断元件、线路的好坏,完成诊断工作。
懂得结合故障现象、所换元件、万用表及解码器的数据等进行综合分析。只有这样才能提高自己,也不会让别人的观点左右了自己。
请将你的油箱加满,现在开始我们的学习之旅。
(2)变速器液压(TFP)手动阀位置开关
液压、油压的概念是有压力到达TFP开关,使六个开关要么断开要么接通,有相应的油道通向这里。大家或许是修理工,对发动机的机油压力感应塞是很熟悉的了,实际上道理是一样的,当点火钥匙打开(不发动)时,机油报警指示灯亮,起动之后就自动熄灭了。这个“亮”只是驾驶人看到的表象。后台的线路是:点火钥匙打开——供12V电压到仪表熔丝——至仪表内机油压力指示灯灯泡——电流流过灯丝至机油压力感应塞——感应塞内部有一个常闭触点,电流经此触点后在壳体处搭铁,就形成了一个回路,灯泡故此被点亮。如果这个时候用万用表在机油压力感应塞插头上测到电压值是0V的,而一旦发动机起动,产生了(油泵)机油压力将感应塞内部常闭触点断开,就切断了指示灯灯泡搭铁,灯自动熄灭了。那么,这个时候用万用表在机油压力感应塞插头上可以测到12V的电压值。这就与我们案例中的TCC释放开关相似了,PCM内的电阻就像灯丝。
1)TFP——常闭触点。图2-64为变速器液压(TFP)手动阀位置开关——常闭型的示意图。
图2-64 变速器液压(TFP)手动阀位置开关—常闭型
1—线端 2—壳体 3—油道孔 4—O形圈 5—膜片 6—弧形板 7—触点
从图中可知:
触点7与弧形板6是闭合状态,当油压加在油道孔3时,推动膜片5产生变形而使触点断开。
点火钥匙打开,PCM C2插座的63针脚向开关线端1供电压12V,大家要知道这个12V是控负端性质的,直接搭铁不会引起烧线。在此开关上经触点7导通而搭铁,那么在PCM内箭头上的“TCC释放开关输入”是0V。
就这个TCC开关而言,车速起来后达到3档、4档时才能(锁止)工作,故首先做成常闭型,这个点火钥匙接通但发动机不起动阶段PCM收到的信号是0V,当在其他档位时,或者3档、4档未达到锁止条件时,都要释放,都是12V。
与这个开关相同的还有D2、D3开关,也是到了一定的车速后才工作,所以也布置成常闭型的,串联就可以实现PCM检测信号。
2)TFP——常开触点。图2-65为变速器液压(TFP)手动阀位置开关——常开型的示意图。
图2-65 变速器液压(TFP)手动阀位置开关—常开型
1—线端 2—壳体 3—油道孔 4—O形圈 5—膜片 6—弧形板 7—触点
从图中可知:
触点7与弧形板6是分开状态,当油压加在油道孔3时,推动膜片5产生变形而使触点闭合。
点火钥匙接通,PCM C1插座的22针脚向开关线端1供电压12V,在此开关上触点7断开搭铁,那么在PCM内箭头上的“TFP开关信号A”是12V。
就这个TFP开关信号A而言,低速时工作,故首先做成常开型,当变速杆推到D位时油压加到油道孔3使触点7与弧形板6闭合,PCM收到的信号由12V转变成0V
与这个开关相同的还有R、D4开关,也布置成常闭型的。
(3)PCM与TFP对话设计
前面讲到有两个信号,一个是12V,另一个是0V。PCM处理器CPU接收信号是数字信号,就好像我们手机号码一样,每个人可以有不同的号码,通信端识别到某人。动力模块就是用数字与各种传感器、开关等进行会话(通信)的。
12V、0V各对应了开关的一个动作(状态)。在本例中的TFP开关,有常闭、常开两种,当点火钥匙接通,发动机不起动时,PCM收到常闭开关的电压是0V,常开开关的电压是12V,这就执行了自检工作。当然,如果收到的信号不是这样,那就设立了一个故障码,且将发动机的故障指示灯点亮。
CPU收到处理好的信号,以0或者1进入的。0和1各对应着开或关。这就好办了,在不同的条件下就出现不同数字排列组合。称为逻辑切换开关。变速器液压(TFP)阀逻辑切换内在关系见图2-66。
图2-66 变速器液压(TFP)阀逻辑切换内在关系
PCM指令相关的换档电磁阀工作,自动变速器进行自动换档。TFP六个油压开关,以不同的数字信号进入CPU,恰似一组组数字的排列组合,PCM识别了开关的信号也就知道了自动变速器内的工作油压情况,那么PCM就知道了自动变速器的好坏。所以说油压开关是重要的信号,与变速杆位置、车速等信号进行对比而设立故障码。
TFP六个油压开关,都是与各档位油道相通,变速杆切换到不同的档位,或者自动变速到不同的档位时数字信号进入CPU。表2-2是档位、TFP开关、电路输入关系表。
表2-2 油压的建立与电路对应的逻辑关系表
R位时,逻辑数字开关信号关系说明如下。发动机起动,变速杆位置在P位,只有D3、D2开关导通为“1”,LO、R、D4没有油压加压,断开为“0”,得到0 1 0信号数字。当踩住制动踏板时,变速杆从P位拉到R位,油压加在R位开关上,促使开关由常开(12V)到闭合(0V),则将0信号数字切换为1,即得到1 1 0信号数字。见图2-67。
所以,验证了上面的关系:常开—12V—0(信号数字);常闭—0V—1(信号数字)。这些组合的信号数字输入到CPU就知道了自动变速器工作情况,倘若变速杆从P位拉到R位,油压没有加在R位开关上,则这个开关还是处于常开状态,则还是这组0 1 0信号数字输入CPU,那么就出现了变速杆位置与自动变速器内油压没有建立关系情况,就将设定一个故障码。这就是PCM与TFP对话的关系,也就是PCM监管了自动变速器的工作情况。这是非常重要的。
图2-67 R位时的逻辑关系(发动机运转)
又如,我们要起步了,变速杆经R位拉到N位。这时自动变速器内的R位油压被切换,R位开关处泄压,又恢复到0 1 0信号数字组合。当持续将变速杆拉到D位时,油压加在D4开关上,得到0 1 1信号数字。对应的开关状态与电压关系是:开—闭—闭(12V 0V 0V),见图2-68。
再如,车辆在D位行驶中,当车速、转矩、制动灯开关等满足TCC锁止离合器工作条件时,则锁止系统工作(3、4档),PCM控制TCC锁止电磁阀动作完成锁止离合器的接合,直接传递发动机的动力,减少油耗。这时自动变速器内的TCC释放开关被加压,由原来的0 1 1 1信号数字组合转变为0 1 1 0。对应的开关状态与电压关系是:开—闭—闭—开(12V 0V 0V 12V)。见图2-69。
那么,我得到的结论是:TCC开关为12V电压时不进行释放(0信号数字—锁止),0V时进行释放(1信号数字—未锁止)。则TCC锁止电磁阀PCM指令通电和断电。
图2-68 D档时的逻辑关系(发动机运转)
图2-69 D档时TCC锁止的逻辑关系(发动机运转)
(4)TFP开关与对应的油路 通过上面的学习,大家提高了兴趣,学习起来并不感觉难度大,只要去接触自动变速器就有更好的收获。接下来想必大家想知道它们之间的油路关系和油路走向,大家跟我来。
1)TFP之REV(倒)档开关油路。
如图2-70所示。变速杆在R位,由管线(LINE)压力在手动阀切换到REV油路,使油压加压TFP开关板上的R位开关上。(www.xing528.com)
图2-70 REV(倒)档开关油路
看图思考问题:
①如果管线压力不足、泄压、缺油(1处),将产生什么现象
② 如果手动阀至TFP倒档开关油路(2~3处)之间泄压,又会产生什么现象?
③ 如果通向倒档离合器的油路(4处)泄压,会产生什么现象?
④ 如果TFP倒档开关不良,又会产生什么现象?
这些问题与变速杆位置(5处)输入到PCM的信号是息息相关的。变速杆R信号已经在PCM里了,如果TFP倒档开关反馈给PCM信号(1数字信号)是正常的,则不会设立故障码,否则就产生故障码了。
如果设立了故障码,读取TFP开关故障码,但是车辆倒车正常、不冲击、不停顿、油压正常,就说明了自动变速器油路部分、机械部分是没有问题的,问题可能在开关上(触点、脏污、膜片)和线路、插件上。这就是分析问题、判断问题。
2)TFP之TCC释放开关油路。
如图2-71所示。变速杆在D位,由管线(LINE)压力在手动阀切换到D4油路,使油压加压到TFP开关板上的D4开关上。TCC释放开关油路与变矩器、TCC锁止阀、TCC锁止电磁阀相关。我们将学习这些元件的工作原理和工作过程。
看到图2-71中有两条油路进入液力变矩器内部,油道中黑色的三角形表示油液进入的油路,另一条是回油油路,TCC释放开关就布置在这条回油路上。
左侧有两个阀,一个是TCC控制阀(TCC CONTROL VALVE)、一个是TCC调节阀(TCC REG APPLY),还有一个TCC锁止控制电磁阀(TCC PWM SOLENOID VALVE ASSEMBLY),这些我们还是比较熟悉的,还要进一步了解它们的工作过程。
图2-71 TCC释放油路开关
(5)TCC控制电磁阀(Torque Converter Clutch Control PWM Solenoid Valve)
重点
1)此TCC控制电磁阀是常闭型,脉冲宽度调制(PWM)的电磁阀,用于控制转换器离合器施加和释放。即弹簧9使球阀4关闭(常闭);当线圈II通电开启(图2-72)。
2)将此TCC控制电磁阀看成是三通油路,进油孔8至油压孔(出)7和EX=EXHAUST(泄压孔/回油孔)。
3)PCM工作向线圈供电频率为32Hz、占空比形式对TCC进行施加/释放。电磁阀OFF时:未工作;电磁阀ON时:工作。任何时候的制动(制动信号),PCM指令TCC释放。
4)电磁阀电阻:20℃时,10.4~10.8Ω;150℃时,约16Ω。
5)相关故障码:DTC P1860变矩器离合器脉冲宽度调制(TCC PWM)电磁阀电气电路。
图2-72 TCC控制电磁阀
1—中心柱 2—外壳 3—密封圈子 4—球阀 5—O形密封圈 6—滤网 7—油压孔(出) 8—进油孔 9—弹簧 10—插脚本 11—线圈 EX=EXHAUST(泄压孔/回油孔)
(6)TCC控制阀(TCC CONTROL VALVE)和调节阀(TCC REG APPLY)
1)TCC控制阀(TCC CONTROL VALVE)。阀杆有四节不同长度的圆柱体,管控c、d、e、f、g、h、i、j油孔(切换)。未工作时,右侧弹簧将阀杆保持在如图2-73(上)所示的位置。
2)调节阀(TCC REG APPLY)。阀杆有两节不同长度的圆柱体,管控l、k、m、n油孔(切换)。未工作时,右侧弹簧将阀杆保持在如图2-73(下)所示的位置。
3)未工作时:
TCC控制阀(TCC CONTROL VALVE)c与i通,油路通向散热器;e与f通,由管线压力电磁阀通向TCC油道。
TCC电磁阀:2nd油压加在a口处,由于OFF作用,故无油通向b口,也无油压到达调节阀的o口处。
调节阀(TCC REG APPLY)
k与n通:回油(泄掉阀体中的管线压力油)
l管口:是管线压力油在此处待命,等待阀杆向左动作而向k口油道供油。
4)工作时:
TCC电磁阀:2nd油压加在a口处,由于ON作用,推动阀杆克服弹簧力而右移。油通向b口,经管道油压到达调节阀的o口处,也推动阀杆克服弹簧力而右移(图2-74)。
TCC控制阀(TCC CONTROL VALVE)阀口状态:j通向c管线油至TCC内;d通向i油至散热器;f通向h回油。
调节阀(TCC REG APPLY)阀口状态:l通向k管线压力送到j/m。
5)相关的两个故障码:
DTC P0741变矩器离合器系统卡滞关闭。
DTC P0742变矩器离合器系统卡滞接通。
要点:
这里的“关闭”和“接通”指TCC油压开关的动作信号输入到PCM。
“卡滞”常指这两个阀杆在阀体中活动不良、磨损、拉伤、油液脏、粉屑等引起卡滞。
图2-73 TCC阀未动作时
图2-74 TCC阀动作时
(7)TCC锁止系统——进行锁止状态
1)第一阶段:PCM脉冲TCC控制(PWM)电磁约22%占空比从S点到A点。
2档液流加在TCC控制(PWM)电磁阀的端口,这个压力足以推动TCC控制阀克服弹簧力而向右侧移动,并且向TCC调节阀(信号阀)的管路(18#)供压,见图2-75。
这个阶段旨在将TCC控制阀从静止推到工作位置;没有压力油供应到TCC。
2)第二阶段:TCC控制(PWM)电磁阀的占空比是从A点到B点,约98%(图2-76)。
PCM进而增大TCC电磁阀的电流,控制2nd的回油量(即关闭泄压),较大的液流压力通过孔口18#,现在的压力足以将TCC调节阀之弹簧力克服,阀杆右移。管线压力(LINE)进入TCC调节阀中向TCC控制阀供送油压,流体穿过TCC控制阀,并通向变矩器管路。现在有足够压力作用在TCC压盘上,而压力(值)大小在受管路的中压力来调节(32#油路)。滑差的转速应为正确的值(接近“0”)。
在配有电控离合器容量(ECCC)系统的车辆中,压力板不完全锁定到液力变矩器盖没有完全锁止控制,以保持一个小的发动机和涡轮之间的滑移量,降低传动系的扭转干扰。而不是精确地控制,以保持一个小的发动机和涡轮之间的滑移量,降低传动系的扭转干扰。
图2-75 锁止状态第一阶段
图2-76 锁止状态第二阶段
3)第三阶段:这个阶段是稳压(增加)施加压力。
这是由TCC控制(PWM)电磁占空比的控制增加从B点到C点,约98%(图2-77)。
这种额外的压力,确保施加压力对TCC压板是在滑动的阈值内,以保护TCC摩擦片不打滑,导致损坏。
(8)TCC锁止系统——进行释放状态
1)第一阶段:在这个阶段,施加压力来自TCC控制阀处TCC电磁阀的占空比下降从D点到E点,约减少到60%(图2-78)。也就是PCM控制TCC电磁阀泄压,使得18#油路压力降低,则32#压力(弹簧侧)推动阀杆左移,并关闭了管线油路供应。这减少了施加在TCC压盘的油压力,滑动阈值也在改变。
这一步为TCC压盘的平稳释放做好准备
图2-77 锁止状态第三阶段
图2-78 释放状态第一阶段
2)第二阶段:TCC控制(PWM)电磁阀的占空比进一步减少,一阶段从E点到F点(图2-79)。
这个动作可以让TCC电磁阀调节施加压力开始滑动阈值,并在很短的时间,F点下降到接近0压力的调节施加压力值,在这个占空比TCC调节阀(F点)应该是完全充分释放的TCC压盘。滑差速度应为最大值。
图2-79中,TCC电磁阀大量泄压,控制阀左移,各阀口油路切换。19#油路将被截止,TCC释放开关开始注入油压。
图2-79 释放状态第二阶段
3)第三阶段:该PCM脉冲的TCC控制到0的值(PWM)螺线管。现在TCC控制阀返回到释放位置(距离弹簧)。释放流体直接返回到液力变矩器。这一阶段的目的是TCC控制阀移动到释放的位置。
图2-80中,TCC电磁阀大量泄压,控制阀左移,各阀口油路已经切换。19#油路已被截止,CONV FD供向变矩器之释放油道,TCC释放开关因受油压由常闭到断开(0~12V)。
图2-80 释放状态三第阶段
(9)本案例小结
常说理论归理论,实做起来就不同。我们进一步了解判断故障所需要的步骤和理论带来的分析。
1)数据流。表2-3为实测数据流。
表2-3 实测数据流
2)万用表监控TCC油压开关与数据流是否符合
这是判定所更换的油压开关和线路的好坏,区分部件是好是坏。万用表红表笔接在如图2-63、图2-64所示的线路图中的黄色线上,电压档测量。
依据理论:TCC油压开关是常闭的,当点火锁打开(不发动)电压为0V;当起动后产生油压至开关断开常闭触点,电压为12V(数据流显示为:是),即释放。
路试监控法*:万用表监控12V/0V
结果:在3档时,行驶中满足TCC锁止条件下有时偶尔锁定一次,即跳开(是变为否约1秒,又变为是,万用表电压也由12V变为0V,又变为12V)。
在4档时,稍微好一点,但是也经常出现不锁止情况。
本步骤结论:故障不在PCM、外部线路和插座,开关也是良好的;故障范围在阀体方面(TCC电磁阀、TCC油路、阀杆)。
3)我们通过案例学习大量的相关油路和设计控制原理。是否可以举一返三去查阅资料学习其他自动变速器的油压开关呢?如AL4、本田BAYA、大众DSG等。
4)作业中我们经常对TFP开关内的几个油压开关进行清洗,用手反复去按动它,用万用表去测量导通和断开情况。
5)TCC压力是138~827kPa,TCC滑动速度-20~+40r/min。
6)变矩器离合器释放开关是常闭开关,当变矩器离合器释放时(TCC未工作),变矩器离合器释放油液压力将释放开关打开,PCM收到一个高电压(12V)。
*:路试监控法,常用万用表在行车中实时抓取数据,发动机、底盘等都可以在线路上将测试连线于车内进行观察。
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