02E DSG自动变速器换挡冲击故障分析与排除

故障现象一辆2009 年产迈腾1.8T 轿车， 搭载02EDSG 自动变速器，行驶里程约为7.8 万km 。该车因自动变速器存在换挡冲击的故障而进厂维修。据驾驶人反映，该车在热机行驶过程中由3 挡升至4 挡时存在换挡冲击现象，由5挡降至4 挡时也存在顿挫感。此外，在行驶过程中还能听到自动变速器内有“咔咔”的响声。

原理分析为了弄明白故障产生的原因并排除故障就必须了解该自动变速器的工作原理。查阅相关资料可知，02E DSG 自动变速器内GI93部的油路循环如图1所示，其工作过程如下。止回阀当离合器KL 接合时，可将动力传递给1挡、3 挡、5 挡和倒挡; 当离合器K2 接合时，可将动力传递给2 挡、4 挡和6 挡。KI 和K2 由自动变速器控制单元控制，且只能有一个接合传递动力，另一个必须断开。以3 挡换4 挡的过程为例，参照图1 可知，自动变速器处在3 挡时， K1由离合器调节阀N215 控制而处于接合状态，发动机的转矩通过3 挡齿轮传递给主减速器。当需要升至4挡时，换挡阀N90 通电打开，油压到这多路转换器的4 挡和R 挡所对应的油道口，此时多路转换阀N92 也通电打开，主油路的油压经过多路转换阀到达多路转换器的右端，并克服多路转换器弹簧的预紧力，使多路转换器的活塞向左移动，此时通过换挡阀N90 将作用在多路转换器4 挡上的油路通道接通，4 挡调节器在油压作用下推动4 挡拨叉移动，从而带动4 挡同步棒的滑套，使4 挡齿轮和输出轴2 接合，实现挡位的变换，但此时K2 还没有接合，动力仍未实现4 挡传递。自动变速器控制单元控制离合器调节阀N216 逐渐打开，同时控制离合器调节阀N215 逐渐关闭，最终使离合器K2的压力逐渐增大到完全接合，而离合器K1的压力则逐渐减小到完全断开，从而在不中断动力传递的情况下实现挡位变换(图2) 。

那么换挡冲击是如何产生的呢?笔者认为换挡冲击产生的原因可从以下2 个方面分析。

(1 )离合器交替接合的定时问题。如图2 所示，如果K1释放过慢，或K2 接合过快，都有可能导致2个离合器的重叠时间过长， 形成干涉和冲击; 而如果重叠时间太短或Kl和K2 力矩增减不匹配，则会造成转矩波动或动力传递中断， 这同样会在车辆换挡时形成冲击和振动。

(2) 离合器摩擦力的问题。离合器是通过摩擦力矩来传递动力的，而离合器摩擦力矩的大小与摩擦片的静摩擦系数及离合器油缸工作压力有关。随着摩擦片使用磨损后的间隙增大和静摩擦系数的变化，离合器的接合力矩也会变化，再加上油液粘度、油道密封性等因素的影响，造成油压波动，使离合器接合的平顺性受到干扰，便可能产生换挡冲击。

根据换挡冲击产生的原因分析可知，自动变速器工作过程中影响K1和K2 接合或释放定时、导致油缸压力变化和离合器接合摩擦力矩变化的原因或部位，就是换挡冲击的主要原因。因此，对于换挡冲击这类故障， 其故障原因可系统归纳为以下3 个方面。

(1) 电控系统故障，包括传感器信号失真、执行器工作不灵敏或失效、电控单元及线路故障等。考虑到故障主要出现在3 挡升4 挡时，因此应重点检查与3 挡、4 挡工作相关的传感器和执行器，如换挡电磁阀N88 、挡住调节位移传感器G487 和G488 等，此外还有可能是电控单元故障。

(2) 换挡油路压力异常， 主要涉及到相关的油路、滑阀，包括多路转换器、挡位调节器、K1和K2 离合器等，可能存在泄漏、堵塞及卡滞等现象。

(3) 机械传动零件磨损，如K1和K2 离合器工作间隙太大和换挡拨叉位移不准确等。

故障诊断故障诊断应遵循囱外到肉，由简到繁的原则。首先检测自动变速器是否存在电控系统故障，再检查油路控制阀体的油路控制( 包括油路的清洁性和密封性)及滑阀、挡位调节器等是否灵活、到位等， 最后再拆卸自动变速器进行离合器间隙和自动变速器内部齿轮瞄合情况的检查。连接VAS6150 ，进入自动变速器控制单元读取故障代码，没有故障代码存储。为了排除自动变速器控制单元数据错乱或不匹配的影响，维修人员按照相关技术要求对自动变速器控制单元软件进行了升级。升级完成后试车，发现故障症状无明显改善。这时将挡位换至N 挡，进入“引导性功能读取车辆自动变速器控制单元的数据流，初步观察发现相关传感器数据并无明显异常。考虑到离合器和清阀箱的系统油压和控制油压对换挡情况的影响比较大，选取相关压力控制等主要参数进行动态观察， 并和正常车辆进行比较。

在对正常车辆进行检测时，车内人数为2人，负荷保持在15%～25%，让车辆在平直路面上行驶，观察车辆自1挡逐步向5 挡变换时各主要参数的变化情况。对于正常车辆，主压力阀N2 17 的电流基本稳定在0.816A～0.835A ， KI和K2的离合器调节阀N215 和N216的工作电流一般在0.45 A～0.56 A 变动，当换挡时， N215 电流;成小， N216 电流增加，两者增减变化都比较平滑。经过多次试验，偶尔才会在K1 和K2 离合器交替切换重叠时， K2 的离合器调节阀N216 控制电流会升高到0.85 A 。在上述条件行驶时， K1或K2 的压力大多在0bar～3.81bar (1bar=100kPa ) 变动。如果路面不平整，车辆负荷或节气门开度变大，均会造成Kl 或K2的压力值升高。注意到各个换挡执行器的数据普遍高于规定值.这并非故障现象，如不进行对比试验，则容易造成误判。

对比进行故障车辆的检测， 在车辆自3 挡'换至4 挡'时，可观察到N217的控制电流波动范围较大，说明控制单元在较大范围内调整系统油压; N2 1 6 的控制电流也经常在0.35A-0.85A 变动，偶尔会达到1.236 A ， 说明电控单元在不断调节K2 离合器的实际压力，使其值尽量维持在正常值范围内。据此分析在3 挡向4 挡变换时，系统油路压力可能存在泄漏的情况(热机情况下油液变稀则更为明显) ，压力不足造成4 挡的换挡执行器未能正常工作， 换挡拨叉位移不能到达预期的位置或到达的时间滞后，自动变速器控制单元通过G488 的信号确认拨叉位移不足，于是通过闭环控制功能增大主油路压力，以便挡位拨叉能动作到位。但由于主油路压力增大，而且时间滞后，会影响到K1 和K2 的滑差控制与动力切换控制，从而产生换挡动力传输的干涉，造成换挡冲击，同时过大的油压造成4 挡拨叉工作时产生异响。另外，K2 接合时，由于切换时间滞后产生干涉，也在离合器部位产生“咔咔”声。再查询系统油路图(图1) ，造成4 挡换挡执行器油路压力下降的原因除滑阀箱内部油路泄漏、堵塞或部件卡滞等故障外，还可能是换挡执行器( 换挡拨叉油缸) 活塞磨损等，但由于换挡执行器的拆卸工序较复杂， 于是决定先更换滑阀箱。

故障排除更换滑阀箱后试车，故障排除， 说明故障确实是由于滑阀箱内部油路泄漏、堵塞或部件卡滞等引起的。