2015款Jeep牧马人车无法升至4挡

余姚东江名车专修厂 叶正祥

故障现象一辆2015款Jeep牧马人车，搭载3.6 L发动机（型号为G）和W5A580型自动变速器（与奔驰722.6自动变速器为同款），累计行驶里程约为11.4万km。车主反映，该车行驶中，自动变速器无法升至4挡。

故障诊断接车后进行路试，将换挡杆置于D挡，自动变速器1挡升2挡、2挡升3挡均正常，但无法由3挡升至4挡，接着挡位锁定在3挡。另外，该车R挡（倒挡）工作正常。用故障检测仪检测，在自动变速器控制模块（TCM）中读得故障代码“P1731 不正确挡位啮合”和故障代码“P0730 传动比不正确”。进行路试，同时用故障检测仪的图形显示功能观察升挡过程中相关数据的变化（图1），发现自动变速器1挡升2挡、2挡升3挡均很顺利，但在3挡升4挡时出现多次升挡的现象，且最终升挡失败，“当前挡位”显示为“服务未定义”。重新起动发动机，继续路试，同时读取TCM数据流（图2），计算出4挡的传动比为1 610÷1 145≈1.41，按照此方法计算出2挡的传动比为1 221÷555=2.2，3挡的传动比为1 613÷1 145≈1.41。该车自动变速器各前进挡位的传动比见表1所列，分析可知，该车1挡、2挡、3挡的传动比正常，4挡的传动比与3挡的传动比一样，异常，这说明自动变速器实际挡位仍为3挡，并未升至4挡。

图1 故障车升挡过程中相关数据的变化（截屏）

图2 故障车4挡时的相关数据流（截屏）

由表1可知，自动变速器3挡工作的换挡元件为B2、K1和K2，4挡工作的换挡元件为K1、K2和K3，这说明自动变速器由3挡升4挡时，B2退出工作，K3进入工作。进一步查看维修资料得知，自动变速器由3挡升4挡时参与工作的换挡元件还有3-4挡命令阀、3-4挡保持油压转换阀、3-4挡换挡油压转换阀、3-4挡重叠油压控制阀及3-4挡换挡电磁阀。自动变速器由3挡升4挡的工作过程如下。

表1 换挡元件工作表

（1）如图3所示，3挡稳定状态时，3-4挡换挡电磁阀不工作，没有油压作用于3-4挡命令阀末端，管路油压（红色部分）经3-4挡保持油压转换阀、3-4挡命令阀作用于B2，使B2工作；同时管路油压作用于3-4挡保持油压转换阀末端，使其处于稳定状态。

图3 3挡稳定状态时的油路情况（截屏）

（2）如图4所示，在3挡升4挡的过程中，3-4挡换挡电磁阀工作，换挡电磁阀油压（黄色部分）作用于3-4挡命令阀末端；3-4挡命令阀左移，使换挡油压（蓝色部分）作用于K3，同时打开B2的泄压油路，油压通过3-4挡重叠油压控制阀泄压，由3-4挡重叠油压控制阀控制B2和K3的同步作用（即控制释放B2的油压减小量和施加K3的换挡油压增加量）；3-4挡保持油压转换阀回到右侧位置，打开通向3-4挡命令阀的管路油压。

图4 在3挡升4挡的过程中的油路情况（截屏）

（3）如图5所示，4挡稳定状态时，3-4挡换挡电磁阀停止工作，3-4挡命令阀复位，管路油压经3-4挡保持油压转换阀、3-4挡保持油压转换阀作用于K3，完成3挡升4挡。

图5 4挡稳定状态时的油路情况（截屏）

总结上述换挡过程可知，3-4挡换挡电磁阀工作时换挡过程开始，换挡过程中换挡油压作用于K3；3-4挡换挡电磁阀停止工作时换挡过程结束，此时管路油压作用于K3；无论是3挡还是4挡，最终管路油压均要通过3-4挡保持油压转换阀和3-4挡命令阀才能作用于B2或K3，只是3-4挡保持油压转换阀和3-4挡命令阀所处位置有所不同。分析至此，推断导致自动变速器无法升至4挡的原因有：K3损坏；3-4挡换挡电磁阀及其线路故障；阀体故障（如3-4挡保持油压转换阀、3-4挡命令阀等阀芯卡滞）。

由于R挡工作正常，且R挡时K3也参与工作，因此排除K3存在故障的可能。进行路试，同时用pico示波器和电流钳测量3-4挡换挡电磁阀控制线（如图6所示，TCM导线连接器端子15对应的导线）上的电压和电流波形（图7），发现在3挡升4挡时，TCM向3-4挡换挡电磁阀发送了控制指令（用脉宽调制信号控制电磁阀的搭铁），持续时间约为741 ms；通过放大电流波形可以发现，3-4挡换挡电磁阀阀芯能够正常打开，由此推断3-4挡换挡电磁阀、TCM及相关线路均正常，将故障点锁定在阀体上，且3-4挡保持油压转换阀和3-4挡命令阀为检查的重点对象。

图6 电子液压控制单元控制电路

图7 3-4挡换挡电磁阀控制线上的电压和电流波形（截屏）

由图8可知，3-4挡保持油压转换阀和3-4挡命令阀均在上部阀体上。拆下上部阀体，翻转上部阀体使其倾斜，发现3-4挡命令阀的阀芯能够轻松滑出，而3-4挡保持油压转换阀不会滑出（图9），由此推断3-4挡保持油压转换阀阀芯卡滞。回头再来分析图1，可知在换挡瞬间，“涡轮（输入）速度”（粉色线）快速下降，直至与“输出速度”（紫色线）重合，对应的传动比为1，这与4挡的传动比一致，说明此时挡位已升至4挡。在3-4挡换挡电磁阀工作时（工作约740 ms），换挡油压绕过3-4挡保持油压转换阀，经过3-4挡命令阀作用于K3，所以K3在换挡过程中是能够工作的，而当3-4挡换挡电磁阀停止工作后，由于3-4挡保持油压转换阀出现卡滞，无法打开通往3-4挡命令阀的管路油压，以致管路油压无法作用于K3，自动变速器无法稳定在4挡。

图8 上部阀体结构示意

图9 3-4挡保持油压转换阀阀芯卡滞

故障排除用砂纸打磨3-4挡保持油压转换阀的阀芯和阀孔后再次翻转上部阀体，3-4挡保持油压转换阀能够轻松滑出，装复后路试，自动变速器3挡升4挡、4挡升5挡均正常，故障排除。用故障检测仪读得4挡时的相关数据流如图10所示，升挡过程中相关数据的变化如图11所示。

图10 正常车4挡时的相关数据流（截屏）

图11 正常车升挡过程中相关数据的变化（截屏）