故障现象
一辆2002年生产的德国大众甲壳虫，车身代码为WVWZZZ9CZYM642983，搭载2.0L发动机，变速器为AG4系列01M型4挡电控液压自动变速器，累计行驶96 000km。据客户反映，该车在高速行驶过程中出现离合器打滑现象，且无法切换至高速挡，如继续行驶，车速将逐渐下降。停车熄火后再次启动，故障消失，但高速行驶后，故障现象将再现。如此反复循环。
故障诊断与排除
接车后，首先使用金奔腾解码器进行检测，进入发动机系统，没有记载故障码，读取数据流显示正常范围。进入变速器系统时，读取到一个故障码P00652，含义是挡位传感器信号不明确，为偶发性故障，可以清除。此故障码实际意义是挡位速比错误，产生的可能原因有：电气系统故障；液压系统故障；离合器损坏；阀体损坏或控制单元故障。
操作解码器进入通道号004，原地挂P、R、N、3、2、1各挡位，同时观察数据流，显示均无异常。路试过程中，自动变速器自动升挡，从1H至4H换挡正常，80km/h以上可以切换至4M挡。常规检测证明，此车短距离行驶一切正常。遂进行长距离试车，同时携带解码器，实时读取数据流。
为了再现故障现象，笔者又进行了长达26km的路试。试车过程中，遇到堵车，经过反复起停，故障现象开始出现，高速挡空转打滑无法正常行驶，数据流挡位显示是4H，采用手动3挡模式时可以继续行驶，此时变速器油温超过130℃。由此产生一个疑问，是否因为油温过高，变速器控制单元采取了应急保护模式。
根据路试情况，首先需要解决变速器油温偏高的问题。自动变速器油温传感器G9 3是一个负温度系数的热敏电阻，用来检测变速器的温度。随着变速器油温度的升高, G93阻值会降低，其传递至自动变阻器控制单元的信号相应变大。
当油温达到148℃，自动变速器内锁止离合器接合，液力变矩器卸载，自动变速器油开始冷却。如果油温还降不下来，自动变速器控制单元将强制挡位降至1挡。笔者决定先检测油温传感器G93的工作状况，关闭点火开关，拔掉电磁阀线束的12孔圆插头，用万用表电阻挡测量阀体方向的12号针脚和1号针脚间的电阻(图1)。油温约20℃时，电阻值为247kΩ；油温约60℃时，电阻值为48.8kΩ；油温约120℃时，电阻值为7.4Ω，均在正常范围之内。
图1 01M自动变速器阀体线束及插孔定义
导致系统显示油温异常的原因除了油温传感器故障外，还有可能是车辆负荷过大、油位或油质异常、自动变速器冷却器故障等。
检查自动变速器油的液面高度、颜色、有无焦糊味。启动发动机怠速运转，试挂各挡，然后将变速杆置于P挡，举升车辆，拧掉变速器油底螺丝但不拆溢流管， 观察数据流， 变速器油温为35～40℃时，有油滴出说明油位正常；油液颜色为红色，没有杂质及金属粉末；油液没有焦糊味。经检查，该车自动变速器油液基本正常。
拆掉自动变速器冷却器(图2)的进水胶管和出水胶管， 用压缩空气给冷却系统一侧的铝管加压，结果从另一侧吹出大量黄色颗粒，这说明冷却系统高温， 造成缸体水套侧面的水垢大量脱落，循环到比较狭窄的冷却器水管中逐渐沉积。
图2 01M自动变速器冷却器
添加水箱清洗剂反复清洗冷却系统，彻底除去内部水垢和杂质，使用高压气体清理发动机散热器和空调冷凝器的外部，又使用高压水枪冲洗散热器和冷凝器的散热片，最后更换变速器冷却器，以便彻底解决冷却系统的散热问题。
工作完成之后再次试车，当油温升到120℃时，故障现象再次出现，变速器高速挡开始空转，此时发动机冷却液温度为98℃，属于合理范围，且冷却风扇运转正常。但冷却液温度与变速器油温的温差相差20℃以上，这属于非正常现象，变速器内部打滑导致变速器油温过高，而过高的油温又会加剧变速器打滑。
整理思路，自动变速器高速挡空转或打滑的原因有：自动变速器控制单元故障；自动变速器油位过低；离合器或制动器摩擦片过度磨损；活塞密封圈损坏；油泵磨损；主油路油压泄漏使得系统油压过低；液力变矩器导轮的单向离合器故障。查找故障遵循由简入繁，由表及里，由外而内的原则，又根据车辆短途行驶及油温较低时车辆状态正常、长途行驶和油温较高时故障重现的故障特点，排除了油泵及主油路油压泄漏而导致系统油压过低的可能。
结合表1、图3、图4所示01M自动变速器各挡位对应元件工作状态表、油路图和油路走向图，分析01M自动变速器的工作原理。当变速杆置于D挡位置，变速器电控单元根据挡位信号、车速信号、曲轴转速信号以及节气门位置信号确认变速器应升入D4挡时，便控制N88电磁阀、N89电磁阀、N94电磁阀得电关闭，而N94电磁阀、N92电磁阀则失电打开，又因手动阀在D位，所以离合器K3与制动器B2工作，自动变速器升入D4挡。其中K3是3/4挡的离合器，驱动行星齿轮系统的行星架；B2是2/4挡的制动器，制动行星齿轮系统的大太阳轮。油路走向大致是：换挡电磁阀-液压阀体-液压油路-执行元件K3离合器、B2制动器。
图3 01M自动变速器D4挡油路走向示意图
图4 01M自动变速器D4挡油路图
正好当时库房内有一个工作正常的0 1M自动变速器阀体的拆车件(图5)，于是拿过来进行换件比对实验。更换上拆车件的阀体之后试车， 出现了3挡锁止的故障现象， 并且报出故障码P00264，含义是电磁阀N91断路。拆开变速器油底壳仔细检查，发现电磁阀线束被折断(图6)，这是一起人为故障，是维修工在拆装时，由于不操作不当折断了电磁阀线束。
更换电磁阀线束之后，系统存储了偶发性故障码。再次路试，故障现象依旧。于是决定进行失速试验。失速是指在前进挡或倒挡中，踩下制动踏板并完全踩下加速踏板时，发动机处于最大转矩工况，此时变速器的输出轴和输入轴均静止不动，变矩器的涡轮不动，此时发动机的转速称为失速转速。
图5 01M自动变速器阀体
图6 折断的电磁阀线束
做失速试验要求： 发动机及变速器均达到正常工作温度，大约80℃左右；变速器油位正常；车辆停放在平坦路面上，车轮用楔块塞住；启动驻车制动。具体操作是：左脚踩住制动踏板、启动发动机、挂入D挡、右脚将加速踏板踩到底，在发动机转速不再升高时，迅速读取此时发动机的转速，该车的失速转速为1 6 0 0 r / m in。需要特别注意的是，做失速试验时，持续时间不能超过5s。
根据失速试验测得的失速转速明显低于标准值(2 3 0 0 r / m i n )，说明该车的液力变矩器存在故障。当液力变矩器中的导轮单向离合器打滑时， 液力变矩器在液力偶合工况下， 变矩比下降， 增大发动机负荷， 导致转速下降。由此， 故障原因聚焦在液力变矩器上， 而且基本可以判定液力变矩器导轮的单向离合器打滑是该车变速器故障的根源。
液力变矩器由泵轮、涡轮、导轮、带扭转减振器的锁止离合器及导轮的单向离合器组成。其作用有： 传递或切断发动机与自动变速器传动机构之间的动力； 在一定的范围内能无级变速、变矩， 可将发动机的转矩放大两倍后输出； 起到飞轮的作用， 使发动机运转更平稳； 驱动液压控制系统的油泵运转。
单向离合器用“ F ” 来表示， 用于连接几个行星排中的某些太阳轮、行星架、齿圈。单向离合器无需控制机构， 它是依靠其单向锁止原理来发挥固定或连接作用的， 力矩的传递是单方向的， 其连接和固定完全由与之相连接元件的受力方向所决定。当与之相连接元件的受力方向与锁止方向相同时， 该元件即被固定或连接； 当受力方向与锁止方向相反时， 该元件即被释放或脱离连接。即在驱动轴与从动轴之间， 只能使从动轴向某一个方向旋转， 反方向则空转。如果单向离合器在锁止方向上可以转动， 则会引起自动变速器打滑、无前进挡、无超速挡、异响等故障。
拆下变速器，更换液力变矩器，安装完毕后，重新置换变速器油，更换变速器滤芯。最后经过路试一切正常，高速挡不再出现空转打滑现象，数据流显示4H变换到4M一直稳定，变速器工作良好。
维修小结
此车变速器液力变矩器的损坏，主要原因是由于长期高温散热不良造成的，机械损伤不可逆转，恶性循环引发连锁反应。这是否是厂家设计的自动变速器冷却器容量过小，并且与发动机冷却系统相连通，造成水垢长期堆积，影响了散热效果。而其他车型自动变速器冷却器的散热系统面积较大，而且相对独立，01M自动变速器的冷却器是否存在设计缺陷？这一思考尚待研究。
另外，维修工的人为过失造成零件损坏犹如火上浇油，应当反省与检讨，避免以后发生类似低级错误。该车故障排除的方法依据变速器构造及设计原理，着重理论分析，逻辑推导，剥丝抽茧，厘清原委。没有盲目拆解行星齿轮变速系统，避免了重大损失，可见汽车维修的方法论实质是正确把握维修思路。
专家点评
AT自动变速器利用自动变速器油(ATF)来传递动力(变矩器)，并且依靠液压来实现部件由摩擦建立的连接或约束，这样势必会造成能量损失，这部分损失的能量就转变成了热量。特别是在利用液体将发动机输出的动力传递至变速器时的能量损失，它是由液体的动能转换成热能并实现机械传递。而ATF会随自动变速器的高温而变质，降低摩擦元件的摩擦系数，导致摩擦元件打滑，摩擦元件打滑又继续加剧变速器油温的升高，形成恶性循环使变速器损坏。因此在ATF循环过程中必须进行冷却控制，保证变速器在任何时候必须有一个正常的工作温度。
ATF冷却器安装在发动机冷却水道中，使ATF的温度略高于发动机冷却液温度5~10℃。但是，一再强调ECU数据流中显示的ATF温度必须与用测温仪检测的变速器温度基本一致，以保证故障诊断的准确性。
本文的故障诊断和排除的特点，就是能坚持试车，直至故障出现，然后根据故障码和故障数据流，分析故障原因，介绍工作原理。对于自动变速器故障的基本检测，如道路试验，手动换挡，失速试验都做到了，只是没有做故障发生时的油压试验，因为变速器的工作油压能反映摩擦元件的打滑和磨损。另外，换挡时滞试验，可以确定摩擦元件磨损后间隙变大的程度。这些基本检查都是变速器故障就车诊断的有效手段。
另外文章最后看到了作者针对产生故障的原因，从设计的角度提出了该车自动变速器冷却装置是否存在缺陷的思考，这表现出了维修技师更高的技术境界，值得我们学习。
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