從汽車后市場反觀自動變速器設計要求（上）

◆文/北京　薛慶文

從汽車后市場反觀自動變速器設計要求（上）

◆文/北京薛慶文

隨著汽車工業的飛速發展，汽車新技術不斷涌現，諸如新能源技術、混動技術、純電動技術等，其實最為重要的是汽車動力總成的重新匹配，原來是內燃機加變速器，現在是混動加變速器或電動機加變速器等。而變速器技術一直以來屬于汽車系統中最前沿、最高端最復雜的技術，因此我們在近年來發現汽車自動變速器技術的發展也是突飛猛進，它不再僅僅局限于液力傳動的多擋位AT技術、智能CVT、多擋DCT以及AMT等，在智能化及控制策略方面都有了很大幅度的提升。

目前就AT技術而言，傳動比范圍越來越寬且擋位數越來越多。德國ZF公司及奔馳公司均已突破9速自動變速器；CVT也不再是小排量的標配，承載扭矩方面也越來越高；而DCT的發展速度是最快的。2008年國產一汽邁騰第一個使用美國博格華納6速DCT（DQ250），如今奔馳、寶馬、保時捷、福特、沃爾沃、奧迪、本田、通用、比亞迪等均在使用6速或7速DCT變速器（包括干式和濕式）；而相對低端車型則重點選擇AMT，原來的馬瑞利系統加機械手動變速器逐漸被電機加機械手動變速器所取代。

無論是多擋位AT、CVT、還是DCT從原始設計研發到生產加工，再到標定應用，總會出現各種問題。這說明任何一個小的單元或零部件生產出來后在精度上都可能存在一定的公差，不會達到百分之百的設計要求，同時即便達到設計要求，也有可能達不到應用要求，這就是我們經常所說的缺陷。出現缺陷問題并不可怕，它屬于正常情況，但需要后續的升級改進。公差也好，缺陷也罷，經過市場的考驗才逐漸暴露出具體問題。因此，從汽車后市場反觀自動變速器設計要求，我們從當前國內一些主流車型的自動變速器，具有一定普遍性的案例進行分享，當然涉及軟件缺陷部分的問題我們在這里不做探討，只與硬件相關的問題進行分析，其中涉及AT、CVT和DCT三種類型的變速器。

一、AT變速器常見問題分析及解決方案

1.馬自達系列4擋變速器鎖擋問題

早在2003年左右搭載4AT的馬自達系列車型經常出現打滑、鎖擋的故障。經過拆解發現后尾蓋3/4擋離合器供油密封環槽處有嚴重的磨損（圖1），導致該油路存在泄漏并最終使3/4擋離合器燒損。可是更換了新的后尾蓋及其他部件后，僅僅使用了約3個月同樣的問題還會重現。

故障現象：2-3擋打滑、鎖擋（P0730）。實際試車時發現2-3擋打滑，隨即變速器故障指示燈點亮，同時變速器鎖在3擋上。讀取故障碼是P0730-擋位傳動比錯誤；

涉及車型：馬自達6（M6）、福美來、普力馬等；

涉及箱型：F N 4 A-E L系列（維修中慣稱4F27E）；

解決方案：更換改進型后端蓋，同時注意散熱器流量；

總結分析：為什么新的后尾蓋壽命那么短？有人認為強度不夠，有人認為是密封環材質問題。其實真正的原因與材料本身關系不大，主要與該變速器的冷卻潤滑油路走向有直接關系。為什么同款的變速器裝在福特福克斯車輛上沒有問題？原來在馬自達系列車型上變速器的散熱回油管路從發動機冷卻器出來后直接與變速器中間殼體的潤滑管路進行連接，經過中間殼體后尾部與后尾蓋潤滑油道孔（該潤滑油路主要為后尾蓋密封環及環槽進行潤滑）進行對接，然后通過后尾蓋中心油道孔直接傳遞至需要潤滑的密封環及環槽處。而福克斯的油路走向是從發動機冷卻器過來的冷卻回油管路直接連接到后尾蓋上，這樣省去兩個彎路讓潤滑更直接，從而解決了這一問題（圖2、圖3）。

2.大眾09G6擋變速器打滑鎖擋問題

日本愛信公司生產的型號為TF-60SN（大眾命名09G）型6速自動變速器在2006年國內裝車以來，問題確實也不少。其中在機械傳遞方面經常出現3-4擋打滑以及鎖3擋故障，檢測中電控系統也是經常設置P0730或P0734擋位傳動比或4擋傳動比錯誤的故障碼。經檢修發現4/5/6擋離合器-K2離合器活塞損壞（一體式活塞的外側橡膠唇面受傷），可是在實際維修中更換了全新的活塞后，使用一段時間同樣的問題還會再現。

故障現象：熱車后3-4擋打滑，打滑嚴重時變速器會設置故障碼并啟動應急模式（鎖擋）；

故障碼：傳動比偶發性故障碼；

解決方案：更換改良活塞（見圖4右側帶外齒的活塞）；

總結分析：因離心力過大導致唇形活塞損壞。在09G變速器中僅有K2離合器直接與輸入軸相連，而其他兩個離合器（K1和K3）則是經過行星齒輪的減速過程連接相關元件的（始終低于輸入軸轉速），因此當輸入轉速過高時離合器活塞本身會形成過大的離心力，而活塞在工作驅動油壓作用時是沿軸向移動的，如果自動變速器油液中有細微的顆粒活塞在直線移動中且有離心力的旋轉趨勢時，二力合一就會容易導致唇形活塞的唇面受傷而損壞并造成油路密封性能下降，導致該離合器工作時打滑。因此更換改良型活塞后就解決了這一問題，增加了活塞的使用壽命。原因是在活塞的外圍增加使用外齒不允許活塞旋轉只能沿軸心線直線移動（工作油壓驅動），即便再大的離心力活塞也不能旋轉，這樣就保護了活塞的唇面不至于受傷。

3.寶馬、捷豹、路虎等車型的打滑鎖擋問題

在部分寶馬、捷豹、路虎等車型所搭載使用ZF公司生產的6HP系列6擋自動變速器當中，使用一段里程或一段時間后經常會出現熱車后變速器3-4擋打滑且有鎖擋現象的故障。經拆解發現4/5/6擋離合器-E組離合器工作不正常，有時有燒片情況，即E離合器供油油路中有泄漏情況，經仔細檢查發現E離合器的密封（圖5）：一側是靠密封環密封，一側是靠軸套來密封，正是軸套密封處嚴重泄漏，原因是軸套存在嚴重磨損。在早期的維修中大家直接更換帶軸套的定子軸總成，在當前維修中直接更換可靠的軸套即可。

故障現象：熱車后3-4擋打滑或4-5擋打滑，嚴重打滑時變速器會記錄傳動比錯誤的故障碼，并啟動應急模式（鎖擋）；

涉及箱型：6HP全系列；

故障碼：4F85（E離合器）-E離合器打滑傳動比監控錯誤；

故障原因：E離合器密封軸套磨損；

解決方案：更換軸套；

總結分析：因油路密封（材料）設計導致機械元件的磨損，大多數故障是因潤滑不良導致的。

因此，更換材質過關的軸套且保證自動變速器油達到潤滑要求，以延長該軸套的使用壽命。

4.奔馳7擋變速器的換擋品質問題

早期裝有型號為722.9型的奔馳系列車型，變速器在使用一段時間后經常會出現低擋范圍內換擋質量不良的故障現象。后來奔馳廠家向經銷商發出技術公告。

（1）奔馳技術公告

通告主旨：722.9 變速器1-2擋、3-2擋和2-1擋的換擋品質不良；

涉及車型：使用 722.9 變速器的全系列車型；

故障現象：車輛在正常的行駛情況下，一擋升二擋時會有換擋不順的現象；當變速器降擋時，會有明顯換擋（3-2擋和2-1擋）不順的感覺；

故障原因：變速器的換擋學習不正確或機械元件故障。

（2）檢查、操作步驟

具體檢查操作步驟如下：①了解客戶抱怨的現象，再使用診斷儀器（DAS）確認換擋不順的擋位；②列印換擋學習值；③使用診斷儀器（DAS）重新執行相關擋位的換擋學習；④比較執行擋學習前及換擋學習后的相關學習值；⑤分解多片式制動器B1，更換改良型卡簧（元件16s）和圓盤狀彈簧（元件16t）；⑥將所有換擋學習值歸零重新完成自適應過程。

（3）注意事項

只有換擋的注油時間接近-20的負極限時，原因才有可能是制動器B1回位彈簧安裝不夠良好。

（4）總結

變速器殼體本身卡簧槽設計較淺（B1制動器緩沖盤卡簧槽），再加上卡簧本身的硬度以及緩沖盤的彈性等問題（圖6），最終導致系統油壓過高時該卡簧被彈出來。

廠家不大可能重新改變殼體卡簧槽的深度。因此，更換加強型卡簧及緩沖盤會順利解決這一缺陷問題。

5.路虎9擋自動變速器的運動干涉問題

ZF公司生產的9擋變速器在2013年部分路虎車型裝車以來也出現了一些問題。除了軟件問題外，該變速器的硬件問題也不容忽視。

涉及車型：路虎極光；

涉及箱型：9HP-48；

故障現象：行駛中突然出現運動干涉，駕駛員抱怨像踩制動踏板那樣，車速突然降下來，同時起步加速行駛中感覺特別費力；

解決方案：目前只能臨時更換原來的卡簧，同時更新軟件，以確保系統油壓不至于過高；

總結分析：軟件帶來的應急保護，從而使系統油壓升高，最終因油壓過高、卡簧彈出（圖7）并形成運動干涉現象。更新軟件系統防止變速器過早進入應急模式，從而保護了卡簧不再因油壓過高而彈出。

二、奧迪CVT變速器故障特點

1.機械方面

機械方面主要是離合器、變速器（鏈傳動部分）等問題。自從2002年奧迪CVT（圖8）裝車以來，問題始終就沒有停止過，不過在某一階段廠家在軟件和硬件方面都做了優化，使得問題確實少了許多。但在實際應用當中機械離合器的故障以及鏈傳動的磨損等故障還是時有發生。

2.液壓方面

液壓方面主要是滑閥箱（圖9）、前進擋離合器油路及外濾等問題。2005年以后廠家對奧迪CVT的核心部件-滑閥箱（閥體）進行了更多的優化，但依然存在一些普遍問題。

3.電子方面

電子方面主要是電腦（圖10）、傳感器等問題。

優化后的控制單元雖然沒有大量地出現故障，但是從整體上來看該款變速器在使用一段時間后依然會出現問題，只是比過去少了許多。（未完待續）