豐田紅杉維修變速器后發動機故障燈時常亮起

www.sail-shipping.com 來源：互聯網作者：俠名類別：汽車構造維修時間：2014年05月30

一輛該車搭載了5.7 L V8發動機，同時匹配日本愛信公司早期生產的型號為A340F （30-40LE）四輪驅動型4擋變速器的2002年進口美規版豐田紅杉運動型多功能車。據用戶描述：該車近期耗油量劇增，且明顯感覺發動機噪聲大，要達到較高車速必須依靠高發動機轉速才能實現。
檢查分析：首先連接故障診斷儀進行電控系統檢測：結果發動機與自動變速器電控系統故障存儲器中均沒有故障碼記錄。通過實際道路試驗發現，該變速器在升擋期間僅完成2次升擋過程。也就是說，沒有升到超速4擋，變速器根本就沒有4擋的動力傳遞過程。雖然在試車時，通過數據流確實檢測到變速器控制單元已經發出了4擋指令（A和B2個換擋電磁閥的狀態），且故障診斷儀也已經顯示換到了4擋，但實際上變速器并沒有真正執行4擋（發動機轉速與實際車速嚴重不成比例）。
該變速器換擋桿在轉向柱上，有P、R、 N、D、2和L共6個擋位。其中，換擋桿“2”位置應該是1、2兩個低速擋和3擋直接擋。因此在試車時，當通過提高發動機轉速將車速提升至80～100 km/h時，恒定加速踏板位置，將換擋桿由“D”擋位換至“2”擋位，此時觀察發動機轉速是否有上升變化，以及車輛是否有發動機制動效果（如有變化，說明變速器完成的是4-3擋的降擋過程）。隨后，再將換擋桿由“2”擋位推至“D”擋位，觀察發動機轉速是否有跌落現象（有跌落現象說明有4擋）。
如此反復拉推換擋桿，發動機轉速及車速并沒有明顯變化，說明故障就是自動變速器沒有超速4擋。由于變速器控制單元發出了4擋指令，那么故障一定來自變速器內部的執行部分。
由于1、2和3擋都正常存在，說明問題不在換擋電磁閥身上，因為一個換擋電磁閥故障會影響到2個擋位，所以不必考慮電磁閥。因此對于傳統辛普森式4擋變速器來說，造成變速器沒有超速4擋的原因有：3-4擋換擋閥被關閉（卡滯）、4擋油路堵塞以及4擋元件不參與或超速行星排不能分離等。不管問題出現在哪兒，大體上就應該存在2種可能：閥體或變速器內部故障。
按照先簡后難的檢修步驟，先檢查閥體中的3-4擋換擋閥是否存在卡滯。當拆下油底殼后發現，其內部的磁鐵上吸附大量的鐵屑（圖1）。看來簡單地拆解檢查閥體是不夠了，只能解體變速器。

解體變速器后很快就發現了問題所在，原來是超速行星排整個卡死不能分離。從損壞程度上看，并不是因潤滑不良燒損的，而是先有一個平面滾針軸承的滾針掉下來，使行星排損壞并卡死（圖2），太陽輪、齒圈及行星齒輪都有掉齒損壞現象。也就是說，這個超速行星排在所有擋位始終傳遞的是1:1的傳動比。

正常情況1、 2、 3和R擋時，超速行星排確實是1:1傳動狀態（靠C0離合器將太陽輪和行星架連在一起），變速器傳動比的變化是靠后面的辛普森行星排來實現的。而進入超速4擋后，超速行星排是分開的，即太陽輪被超速擋制動器B0鎖死，行星架輸入齒圈則超速輸出（行星齒輪傳遞原理），后面的辛普森行星排則保持1:1傳動狀態（圖3）。由于超速行星排不能分離，因此不會影響1、2、3和R擋，只會影響到超速4擋。
由此看來，該變速器的故障就是由于超速行星排卡死不能分離而導致超速4擋失效的，超速擋制動器B0由于不能有效抱死太陽輪也燒損了。維修人員更換所有損壞部件并清洗冷卻控制系統及液壓系統，同時維修變矩器裝車后試車，超速4擋一切正常，故障得以排除。
交車后沒幾天，用戶反映變速器運行很正常，但發動機故障指示燈會時不時點亮。故障燈點亮后，并不影響變速器和發動機的正常工作。
該車再次返廠，維修人員利用故障診斷儀進行檢測，在變速器控制單元讀出一個“P0770----換擋電磁閥E線路不良”的故障代碼（圖4）。維修人員以為是變速器插接器接觸不良導致，但通過檢查和測量，線路及電磁閥一切正常。查找相關資料發現，該變速器并沒有“E”電磁閥，只有2個換擋電磁閥A和B、1個變矩器鎖止離合器控制電磁閥（TCC）電磁閥和1個主油壓電磁閥（EPC）。與同行交流，有人判斷該故障碼應該是一個假碼，無需理會；有人說可能閥體存在故障。但后來替換閥體后，發動機故障燈還時不時點亮，同時該故障碼再次出現，這說明故障不在閥體方面。

該車能夠正常使用并且跑過一次長途，說明變速器本身應該沒有問題，那么為什么發動機故障燈會時不時點亮呢？而且沒有維修變速器之前，是沒有這個問題的，顯然這個故障代碼是“修”出來的。發動機故障燈點亮原因很好理解，變速器控制單元記錄P0770故障代碼后，要求發動機點亮故障燈（發動機與變速器共用一個故障燈）。
查詢豐田系統車型維修資料，對豐田P0770原始故障的解釋并非“換擋電磁閥E線路故障”，而是提供了“TCC變矩器鎖止離合器控制電磁閥線路不良”的信息。
得知P0770故障代碼確切的解釋含義后，故障范圍一下縮小許多，檢測目標也隨之清晰。如果變速器控制單元在超速4擋時發出相應的閉鎖指令，那么問題則有可能在TCC電磁閥、相關線路或油路以及變矩器閉鎖裝置本身等。由于這款傳統型4擋變速器的數據流無法直接從故障診斷儀中讀出，因此維修人員在TCC電磁閥線路中串聯一個試燈，從而證明變速器控制單元輸出是有效可靠的。
排除變速器控制單元的控制問題后，維修人員解體變矩器，檢查TCC電磁閥是否存在閉鎖不良現象。檢查發現，鎖止摩擦片與變矩器前蓋（鎖止盤）之間僅在外部邊緣形成有效接觸，且鎖止盤已經形成很深的溝槽（圖5）。

接觸面積那么小，閉鎖控制肯定存在摩擦不足而打滑的現象，難怪會被控制單元記錄P0770的故障代碼。但是變矩器鎖止離合器為什么會出現這種情況？變矩器本身并沒有變形，那么大的接觸面積，為何只有那么一小塊在接觸摩擦？
維修人員通過仔細分析認為，鎖止摩擦片與鎖止盤外部邊緣的局部接觸摩擦，應該是變矩器自身旋轉形成了過大的離心力（外部邊緣液體的離心力最大），從而迫使鎖止盤前移（其實也就僅僅是外部邊緣在離心力的作用下移動接觸）。所以，一定是閉鎖油路出現了問題。因為自動變速器控制單元對TCC電磁閥發出相應指令，但TCC鎖止閥切換的油路并未發生改變（注意：并不是TCC電磁閥沒有動作，前面的檢查和更換閥體足以證明這一點）。也就是說，變矩器內的液壓油路依然還是出現在變扭器閉鎖離合器活塞的前端，即閉鎖釋放腔，而真正的閉鎖腔沒有閉鎖油壓。看來要重新解體變速器，重點查找變矩器的供油油路和閉鎖油路。
故障排除：通過檢查發現，這是一起嚴重的人為故障。在之前的維修中，維修人員在解決沒有超速4擋故障時更換的輸入軸（超速擋行星排），與原車的相比短了一大截（見圖6）。這說明在之前的維修中，維修人員不夠細心。他們只關注了齒輪齒數、輸入軸齒數等信息，而忽略了軸的長短尺寸。最后，維修人員重新更換一根輸入軸后，故障徹底排除。