原装奥迪 A4 无级变速器疑难故障 1 例
一 辆 2003 年 产 原 装 奥 迪 A4 轿 车 ，搭 载 1.8T 涡 轮 增 压 发 动 机 ，同 时 装 备 了 奥 迪 公 司 生 产 的 01J 型 无 级 变 速 器 。 车 进 厂 时 的 实 际 故 障 现 象 是 换 挡 杆 由 P/N 入 R 该 挡冲击严重，有时发动机会熄火。
通 过 仔 细 试 验 ，我 们 总 结 出 一 个 规 律 ：① 每 次 重 新 起 动 发 动 机 后 第 一 次 挂 R 挡 接 合 非 常 平 顺 ，第 二 次 再 挂 便 开 始 冲 击 ，同 时 如 果 反 复 操 作 冲 击 力 就 会 越 来 越 大，有时会使发动机立即熄火。②让变速器在前进挡上运行一会儿再挂 R 挡， 第 一 次 还 是 非 常 柔 和 ，接 下 来 再 操 作 又 开 始 冲 击 。③ 起 动 发 动 机 第 一 次 换 挡 杆 由 P/N 入 R 挡 时 接 合 平 顺 ， 此 时 如 果 将 换 挡 杆 拉 入 N 位 或 P 位 ， 停 留 1 min 后 再 次挂入 R 挡，则冲击力消失。
根 据 实 际 故 障 现 象 ，我 们 应 该 把 故 障 定 义 为 “R 挡 压 力 控 制 问 题 ”。因 为 如 果 R 挡 压 力 过 高 或 调 节 不 正 常 都 会 导 致 R 挡 接 合 粗 暴 。对 于 奥 迪 01J 无 级 变 速 器 ， 发动机与变速器之间不像自动变速器 通过液力变矩器来传递动力， 是通过 而 两组用油元件即前进挡离合器和倒挡制动器，通过机械方式来传递发动机动力， 因 此 车 辆 在 静 止 时 踩 制 动 踏 板 入 动 力 挡 (R、D)的 控 制 是 ：① 离 合 器 或 制 动 器 压 力 低 。② 发 动 机 输 出 扭 矩 小 (即 链 条 与 链 轮 之 间 的 夹 紧 力 小 )。因 此 无 论 是 前 进 挡 离 合器压力还是倒挡制动器压力在车辆静止接合、 驶中及在发动机各种工况下的 行 输 出 扭 矩 下 都 必 须 保 持 合 适 的 工 作 压 力 。如 果 倒 挡 压 力 不 正 常 ，既 涉 及 到 控 制 单 元 的 指 令 ，又 涉 及 到 液 压 的 控 制 ，同 时 还 涉 及 到 倒 挡 机 械 执 行 元 件 本 身 。在 奥 迪 01J 无 级 变 速 器 上 ，前 进 挡 离 合 器 和 倒 挡 制 动 器 的 压 力 电 子 调 节 控 制 ，主 要 是 控 制 单 元 通 过 接 收 “发 动 机 转 速 ”(通 过 CAN 与 发 动 机 控 制 单 元 通 讯 )、 “变 速 器 输 入 转 速 ”(主 动 传 动 链 轮 转 速 由 G182 传 感 器 提 供 )、 “加 速 踏 板 位 置 ”(通 过 CAN 与 发 动 机 控 制 单 元 通 讯 得 知 油 门 踏 板 所 处 的 位 置 )、 “发 动 机 输 出 扭 矩 ”(通 过 监 测 链 轮 与 传 动 链 条 之 间 接 触 压 力 计 算 出 由 压 力 传 感 器 G194 提 供 )、 “制 动 力 ”(通 过 CAN 由 ABS 控 制 单 元 提 供 )及 “变 速 器 油 温 ”(通 过 G93 油 温 度 传 感 器 计 算 出 )等 参 数 逻
辑 分 析 后 ，计 算 出 前 进 挡 离 合 器 或 倒 挡 制 动 器 的 额 定 压 力 ，并 且 由 此 确 定 出 压 力 调 节 电 磁 阀 N215 的 控 制 电 流 。这 样 不 同 的 控 制 电 流 便 产 生 不 同 的 离 合 器 或 制 动 器的控制压力， 此离合器或制动器传递发动机的扭矩也相应地随控制电流的变 因 化 而 变 化 。 压 力 传 感 器 G193 监 测 液 压 控 制 系 统 中 离 合 器 或 制 动 器 的 实 际 压 力 ， 实 际 离 合 器 压 力 与 变 速 器 控 制 单 元 计 算 出 的 额 定 压 力 不 断 进 行 比 较 (实 际 压 力 与 额 定 压 力 通 过 模 糊 理 论 被 持 续 监 控 )，若 两 者 差 值 超 过 一 定 范 围 ，便 会 进 行 修 正 ， 这 样 便 形 成 前 进 挡 离 合 器 和 倒 挡 制 动 器 压 力 控 制 原 理 图 (图 1)。
离 合 器 或 制 动 器 压 力 与 发 动 机 扭 矩 成 正 比 ，与 系 统 压 力 无 关 。通 过 离 合 器 压 力 控 制 油 路 图 ， 液 压 控 制 阀 体 中 的 输 导 压 力 阀 (VSTV)始 终 为 压 力 调 节 电 磁 阀 N215 提 供 一 个 500kPa 的 常 压 ， 根 据 变 速 器 控 制 单 元 J217 计 算 的 控 制 电 流 值 ， 压 力 调 节 电 磁 阀 N215 就 会 调 节 出 一 个 控 制 压 力 ，该 压 力 的 大 小 就 会 决 定 离 合 器 控 制 阀 (KSV)的 位 置 。 离 合 器 控 制 阀 KSV 根 据 N215 的 触 发 信 号 (电 流 的 大 小 )产 生 离 合 器 或 制 动 器 的 控 制 压 力 ，高 控 制 压 力 产 生 高 离 合 器 压 力 ，离 合 器 压 力 通 过 安 全 阀 SIV 传 递 到 手 动 阀 HS，手 动 阀 的 位 置 改 变 就 会 将 扭 矩 传 递 到 前 进 挡 离 合 器 (D 位 置 )或 倒 挡 制 动 器 (R 位 置 )， 如 图 2 所 示 。 当 换 挡 杆 位 于 P、 N 位 置 时 ， 手 动 换 挡 阀 切 断 供 油 ，前 进 挡 离 合 器 和 倒 挡 制 动 器 的 油 路 都 与 油 底 壳 相 通 ，离 合 器 的 压 力 也 会 随 车 速 的 变 化 而 变 化 。 G193 压 力 传 感 器 是 监 测 前 进 挡 离 合 器 和 倒 挡 制 动 器 真 实 压 力 的 ，并 把 真 实 信 息 再 反 馈 给 控 制 单 元 J217，并 再 次 修 正 N215 电 磁 阀 的 工 作 电 流 ，以 便 实 现 合 适 的 离 合 器 或 制 动 器 压 力 ，同 时 输 出 扭 矩 的 变 化 由 压 力 传 感 器 G194 实 时 监 控 。
通 过 对 奥 迪 01J 无 级 变 速 器 离 合 器 及 制 动 器 压 力 控 制 的 了 解 ， 同 时 结 合 该 车 的 实 际 故 障 现 象 (R 挡 冲 击 )， 故 障 诊 断 思 路 比 较 明 确 ： 各 重 要 输 入 信 息 、 控 制 单 元 J217 对 N215 电 磁 阀 的 指 令 、N215 电 磁 阀 本 身 性 能 、阀 体 中 离 合 器 控 制 阀 的 磨 损 程 度 及 倒 挡 制 动 器 本 身 工 作 性 能 等 。因 此 ，我 们 首 先 对 该 车 的 发 动 机 电 子 控 制 系 统 以 及 变 速 器 的 电 子 控 制 系 统 进 行 检 测 。检 测 发 动 机 电 控 系 统 时 ，未 发 现 各 数 据 异 常 。 但 在 变 速 器 电 子 控 制 系 统 的 故 障 存 储 器 中 却 发 现 了 18206 号 故 障 码 ，该 故 障 代 码 含 义 为 变 速 器 输 出 转 速 传 感 器 2(G196)不 可 靠 信 息 。由 于 是 偶 发 故 障 ，因 此 清 除 故 障 存 储 之 后 再 没 有 重 新 出 现 暂 且 不 作 考 虑 。接 下 来 我 们 必 须 详 细了 速器在执行 R 挡时的动态数据，以便分析故障部位。
利 用 X-431 进 入 变 速 器 02-01 读 出 该 变 速 器 控 制 单 元 数 据 ，控 制 单 元 ：01J 927 156 CP 组 件 编 码 ： V30 01J 1.815VT RdW 2011， 控 制 单 元 编 码 ： 00001 服 务 站 代 码 ：WSC 63351。针 对 该 车 倒 挡 故 障 重 点 观 察 数 据 流 第 11 组 数 据 和 第 18 组 数 据 ，主 要 对 比 正 常 状 态 下 和 非 正 常 状 态 下 数 据 值 的 变 化 。进 入 02-08-011 组 ， 换 挡 杆 置 于 R 位 置 制 动 未 行 驶 时 ， 1 项 数 据 是 0.295A(N215 工 作 电 流 )， 在 第
第 2 项 数 据 是 “自 适 应 运 行 中 ”(制 动 器 适 应 状 态 )， 第 3 项 是 83 ℃ (变 速 器 温 度 )， 第 4 项 是 15 N·m(输 出 扭 矩 )；进 入 02-08-018 组 数 据 ，第 1 项 数 值 是 430 kPa～ 520 kPa(制 动 器 压 力 值 G193 提 供 )， 第 2 项 数 值 是 15～ 18 N·m(输 出 扭 矩 )， 第 3 项 数 值 是 180 kPa(链 轮 与 链 条 之 间 接 触 压 力 G194 提 供 )， 第 4 项 数 值 是 0.230～ 0.325 A(N215 电 磁 阀 工 作 电 流 )。
通 过 对 两 组 数 据 的 分 析 ， 011 里 第 2 项 数 据 制 动 器 适 应 状 态 在 “自 适 应 运 行 中 ”是 不 正 常 的 ， 同 时 在 018 组 数 据 里 制 动 器 压 力 似 乎 有 些 偏 高 ， 且 N215 电 磁 阀 工 作 电 流 相 对 也 很 不 稳 定 。无 论 怎 样 ，我 们 首 先 都 必 须 要 匹 配 倒 挡 制 动 器 的 适 应 压 力 。通 过 反 复 倒 车 、制 动 02-08-011 组 的 第 2 项 数 值 由 原 来 的 “自 适 应 运 行 中 ”变 为 “自 适 应 成 功 ”，但 故 障 现 象 依 然 存 在 。反 复 观 察 各 动 态 数 据 ，我 们 认 为 控 制单元指令几乎都很正常， 此在操作简单的情况下我们决定更换液压控制阀体 因 试一下。
由 于 不 敢 100%判 断 更 换 阀 体 即 可 解 决 问 题 ， 找 了 1 个 旧 的 阀 体 装 车 试 验 ， 先 结果故障没有丝毫改变。 通过对数据进行分析， 制单元的可能性还是比较小， 但 控 因 为 我 们 反 复 捕 捉 R 挡 冲 击 时 的 动 态 数 据 发 现 ， R 挡 冲 击 非 常 严 重 时 ， 018 当 在 组 里 第 1 项 数 据 有 时 达 到 1 170 kPa～ 1 200 kPa， 但 N215 电 磁 阀 工 作 电 流 变 化 并 不 大 ，它 在 0.225～ 0.305 A 之 间 变 化 ，而 N215 在 0.305A 的 电 流 驱 动 下 不 可 能 实 现 1 200 kPa 的 压 力 ； 当 R 挡 冲 击 不 严 重 时 ， 在 018 组 里 第 1 项 数 据 在 520 kPa 左 右 ， 同 时 N215 电 磁 阀 工 作 电 流 也 在 0.235 A 左 右 ， 此 时 我 们 还 记 录 了 P 挡 位 和 D 挡 位 的 018 组 数 据 ： 挡 位 第 1 项 为 380 kPa， 2 项 为 15.0 N·m， P 第 第 3 项 为 270 kPa， 第 4 项 为 0.295 A。 D 位 第 1 项 为 230 kPa， 第 2 项 为 18.0 N·m， 第 3 项 为 270 kPa， 第 4 项 为 0.295 A。 此 时 大 家 觉 得 问 题 应 该 还 是 在 液 压 控 制 方 面 ，这 样 又 继 续 更 换 两 块 阀 体 ，但 问 题 仍 然 没 有 得 到 改 善 。在 这 种 情 况 下 ，我 们 认 为 不 可 能 所 有 更 换 过 的 阀 体 都 有 同 样 的 问 题 ，因 此 又 费 尽 周 折 找 到 一 块 型 号 为 01J 927 156 CP 的 控 制 单 元 ， 结 果 装 车 后 故 障 依 旧 。 此 时 有 人 说 既 然
阀 体 和 控 制 单 元 都 换 过 了 ，应 该 是 控 制 单 元 软 件 匹 配 升 级 的 问 题 ，为 此 我 们 又 到 奥 迪 4S 店 利 用 VAS5051 对 电 子 控 制 单 元 进 行 软 件 升 级 处 理 ，但 没 有 任 何 效 果 。
静下心来仔细对故障现象再重新进行详细分析， 什么让变速器在前进挡上 为 运行一会再挂 R 挡，第 1 次还是非常柔和的，同时起动发动机第 1 次换挡杆由 P/N 入 R 挡 时 接 合 平 顺 ， 此 时 如 果 将 换 挡 杆 拉 入 N 位 或 P 位 ， 停 留 1 min 后 再 次 挂 入 R 挡 ， 击 力 也 会 消 失 。 不 就 是 R 挡 压 力 油 的 回 油 速 度 问 题 吗 ?R-N-R-N 冲 这 或 R-P 的 切 换 完 全 就 是 靠 手 动 阀 切 换 的 ， 因 此 问 题 一 定 来 源 于 阀 体 和 R 挡 制 动 器本身。既然阀体更换多个，因此早已排除，剩下就是 R 挡制动器。万般无奈 之 下 ， 从 车 上 将 变 速 器 抬 下 ， 更 换 前 进 挡 离 合 器 和 倒 挡 制 动 器 总 成 (带 输 入 轴 、 输 入 齿 轮 位 43 齿 ， 图 3)， 此 时 故 障 彻 底 排 除 。
图 3 前进 合器、倒挡制动器总成
之 后 ，我 们 又 把 竣 工 后 的 各 挡 正 常 数 据 采 集 下 来 。02-08-018 组 P 挡 位 ：① 3～ 4 kPa。 ② 15.0 N·m。 ③ 200 kPa。 ④ 0.290→0.295→0.300 A。 R 挡 位 ： ① 3→1→4→5→6→7 kPa。② 15→6→0→3→5→9→12→15→18 N·m。③ 200 kPa。 ④ 0.290→0.245→0.260→0.270→0.285→0.29 5 A。 D 挡 位 ： ① 3→2→3→400
kPa。 ② 15→24→18 N·m。 ③ 300 kPa。 ④ 0.295→0.340→0.300→0.305 A。 02→08→011 组 R 挡 位 ： ① 0.295 A。 ② 自 适 应 成 功 。 ③ 83 ℃ 。 ④ 15→0→3→9→12→18 N·m。
总 结 ： 对 于 01J 无 级 变 速 器 故 障 的 分 析 必 须 以 数 据 为 根 据 ， 由 简 到 难 逐 一 将 电 、液 及 机 械 分 开 ，最 终 找 到 故 障 点 。找 到 故 障 点 后 ，无 非 就 是 更 换 部 件 的 问 题 ， 但 必 须 要 熟 练 掌 握 并 了 解 01J CVT 相 关 知 识 。 就 此 故 障 而 言 ， 我 们 不 可 能 接 车 后 就 马 上 更 换 前 进 挡 离 合 器 和 倒 挡 制 动 器 总 成 ，因 为 那 是 没 有 道 理 的 ，但 更 换控制单元似乎是一个额外的小插曲。