汽車自動變速器維修技術講座（一五五）

王鐘原

汽車自動變速器維修技術講座（一五五）

王鐘原

液力變矩器增大扭矩的能力的關鍵在于導輪。在簡單液力偶合器設計（不帶導輪）中，較高滑轉階段造成液體從渦輪流回泵輪，使泵輪旋轉方向逆向，進而導致重大的效率損失并生成相當可觀的余熱。在液力變矩器的相同條件下，泵輪使回流液體改變方向，以協助泵輪旋轉，而不是阻礙其旋轉。

結果是回流液體內的大量能量得以回收。此操作使直接流向渦輪的液體流量顯著增大，進而使輸出扭矩增大。由于回流液體最初沿泵輪旋轉的相反方向流動，導輪在強制使液體改變方向的同時嘗試逆向旋轉，產生由單向導輪離合器進行阻止的效應。

液力變矩器的渦輪和導輪使用傾斜和彎曲葉片。導輪的葉片形狀是改變液體流動路徑的決定因素，強制使其與泵輪旋轉一致。渦輪葉片的配合弧線將回流液體正確地導向至導輪，以使后者執行其工作。葉片的形狀和角度是液力變矩器設計的關鍵。

在產生扭矩增大比的怠速和加速階段中，由于導輪單向離合器的作用，導輪保持靜止。然而，由于液力變矩器逐漸趨近巡航階段，從渦輪回流的液體量逐漸減少，導致施加在導輪上的壓力同樣減小。一旦進入巡航階段，回流液體逆向流動，此時沿泵輪和渦輪的旋轉方向而轉動，產生嘗試使導輪正向旋轉的效應。這個點稱為“偶合點”，導輪離合器分離，泵輪、渦輪和導輪將作為一個組件共同（或多或少）旋轉。

鎖止離合器:液力變矩器鎖止離合器是一個液壓機械裝置，啟動時可消除液力變矩器滑轉。其受到一個由TCM通過PWM控制的電磁閥進行液壓驅動。這就實現了液力變矩器的如下四個階段:

◆打開（液力變矩器完全運行）

◆受控（允許15r/min的滑轉）

◆受控關閉（允許5r/min的滑轉）

◆關閉（無滑轉）

接合和分離由TCM控制，允許一定程度的受控滑轉。這允許泵輪和渦輪的轉速存在細微的差別，有助于改善換擋質量。受控、受控關閉和關閉階段要求800r/min的最小渦輪轉速。行駛期間，液力變矩器離合器盡可能快地關閉，以改善燃油經濟性并減少由施加在油液上的剪力而生成的熱量。

機電閥體:

機電閥體如圖1088所示。

機械電子閥組位于變速器底部并覆蓋在變速器油底殼下方。其設計為一個不可維修總成。機電閥體包括變速器控制模塊（TCM）、電動執行器、速度傳感器和為所有變速器功能提供全部電液控制的控制閥。

機械電子閥組包括以下部件:

◆TCM

◆7 個壓力調節電磁閥，由PWM信號進行電流控制

◆1 個駐車互鎖電磁閥（開/關型）

◆1 個駐車鎖止缸位置傳感器

◆1 個阻尼器

◆1 個系統限壓電磁閥

◆21 個液壓滑柱閥

◆1 個油底殼油溫傳感器

◆1 個霍爾效應渦輪轉速傳感器

◆1 個霍爾效應輸出軸速度傳感器

TCM（變速器控制模塊）

變速器控制模塊為機械電子單元的一個組成部分，此單元位于變速器底部，變速器油底殼內。TCM為變速器的主要控制部件。它連接至CAN-C總線，與其他車輛系統進行通信，還連接至CANPT總線，與電子換擋桿模塊（ESM）進行交互。TCM處理來自變速器轉速和溫度傳感器的信號、來自ECM 的發動機參數（如發動機轉速和扭矩）、來自ESM 和安裝在轉向柱上的換擋撥片的輸入信號。通過接收到的信號輸入和預編程路線圖，TCM計算出正確擋位和最佳壓力設置，用于換擋接合及鎖止離合器控制。

TCM可在9～16V 的蓄電池電壓范圍內運行，其休眠電流消耗小于1mA。TCM 的診斷讀取通過高速CAN-C 總線實現。

變速器冷卻:

變速器冷卻系統如圖1089所示。

圖1088 機電閥體

圖1089 變速器冷卻系統

變速器冷卻系統可快速對變速器液進行加熱，并使其穩定在最佳的80℃運行溫度水平。變速器液冷卻器出于該目的安裝在變速器殼體的右側，設計作用為一個油水熱交換器。新特性在于變速器冷卻器不是繼承在發動機冷卻液回路中，而是利用獨立的次級冷卻回路，它還冷卻動力轉向系統。由于次級回路冷卻液的溫度較低，這種解決方案具有更高的冷卻效率。至油液冷卻器的短管進一步提高系統效率，此外還降低了發生碰撞時導致昂貴的損壞維修成本的風險。冷卻液在次級冷卻器回路中的循環通過電動輔助水泵（AUWP）強制進行，水泵由發動機ECU（ECM）啟動。一個專用散熱器安置在主散熱器前面。使用的冷卻液與發動機冷卻液相同（水50%和乙二醇基冷卻液50% 混合液）。

TCM通過集成在機電單元內的NTC傳感器測量變速器油底殼溫度，并將溫度值通過CAN-C總線發送。如果溫度超過目標值，ECM會通過LIN線以PWM方式激活電動水泵。如果溫度仍然過高，同時還會啟用冷卻風扇。

變速器液冷卻器安裝在變速器殼體的右側（如圖 1090所示）。次級冷卻管路的膨脹水壺與主發動機冷卻液膨脹水壺一體（如圖1091所示），但兩者相互獨立。

圖1090 變速器冷卻器安裝位置

圖1091 兩個膨脹水壺位置

變速器冷卻液，油液容量2.7L，油液按水和冷卻劑溶液比例50%:50%配置，冷卻液為保護性乙二醇基防凍液，推薦油液為Paraflu up FO2 Petronas或殼牌長效OAT。

變速器潤滑:

油底殼由強化塑料構成，以減輕重量，如圖1092所示。拆除油底殼后可看到Mechatronic閥組。油底殼在放油塞附近帶有一塊磁鐵，可收集變速器油內的金屬微粒。變速器油過濾器位于油底殼內。如果變速器油受污染或在進行任何維修作業后，必須更換帶集成式過濾器的油底殼。

圖1092 油底殼

變速器油，油液容量7.6L，油液為殼牌ATF L-12108。

加注的變速器油液用于變速器的整個使用壽命，未設計進行定期更換。對變速器進行維修作業后，或如果油液受污染，則必須更換油液。

油位檢查條件:

◆車輛水平放置

◆發動機怠速運行并處于工作溫度下

◆變速器位于Park（駐車擋）位置

◆變速器油底殼油溫介于50～60℃（理想值55℃）

最為重要的是油位檢查和加注（如有必要）須在正確條件下并按照正確程序進行。遵照維修手冊中有關液位檢查和加注的程序。

電子換擋模塊:

相對于前一代6HP26變速器的另外一個重大區別在于目前采用了全電子式換擋桿，即換擋桿和變速器之間不再有任何機械鏈接，如圖1093所示。ESM取代傳統的機械式換擋桿，呈現出純粹的用戶界面。擋位通過換擋桿本體內的電磁閥進行模擬，這些電磁閥由電腦控制，可啟用或禁用部分換擋桿狀態。換擋桿內的電磁線圈可防止換擋桿向無效位置移動。

圖1093 新一代電子換擋模塊

駕駛員可在按下換擋桿背面解鎖按鈕的同時前后推拉換擋桿，以在換擋桿頂部指示的“P”、“R”、 “N”、 “D” 位置間進行選擇。選擇的擋位將亮起琥珀色燈光。對于大多數選擋，需要同時踩下制動踏板。操縱期間，D-R 和R-D 選擋的速度限制為5km/h。

在“前進（Drive）（自動）”或手動模式下，可將換擋桿在前（-）后（+）短距離推動進行連續換擋。

ESM 連接至高速CAN-C 總線，用于與TCM通信，將選擇的擋位狀態通知組合儀表，此外還用于診斷。另外一條專用CAN 總線，CAN-PT（動力傳動系）將ESM 連接至TCM。CAN-PT 是一條冗余總線，在其上重復相同信息并用作備份。

駐車鎖止:

駐車鎖止裝置設計用于在車輛上坡或下坡駐車時使車輛始終保持安全制動狀態。在8HP70變速器上，駐車鎖止裝置僅通過電子液壓方式驅動。機電閥體內的專用電磁閥可激活駐車鎖止裝置。必須踩下制動踏板，然后ESM 才可切換至“P” 擋，駐車鎖止裝置接合的最大行駛速度為3km/h。

如果蓄電池電量耗盡或系統出現故障，可通過拉動拉索手動釋放變速器的“駐車”擋。通過拆下駕駛員座椅前面地毯上的蓋，可夠到釋放拉索，如圖1094和圖1095所示。

圖1094 找到釋放拉索

圖1095 釋放拉索與內部組件連接示意圖

本車具有要求在發動機熄火前將換擋桿置于“駐車擋（P）”的功能。這個功能防止駕駛員在疏忽的情況下未選擇駐車擋而離開車輛。這個系統還能在點火開關位于OFF位置時始終鎖止換擋桿。

換擋撥片:

Ghibli車型可選配安裝在轉向柱上的主動式換擋撥片，如圖1096所示。通過換擋撥片，駕駛員在雙手不離開方向盤的情況下即可手動換擋，增添了駕駛樂趣并提高了安全性。撥片（左側用于降擋，右側用于升擋）由拋光鋁制成，為駕駛員提供良好質感。在電氣方面，撥片直接通過線束連接至TCM。

圖1096 換擋撥片

變速器控制邏輯:

多位降擋:強制降擋期間，變速器可降擋至多個擋位，最多可達5個擋位，而只需一次換擋動作。在選擇I.C.E.模式時，該功能被停用。在此情況下，變速器將按照擋位順序逐一降擋。

倒車:出于變速器保護和駕駛安全性，在倒車時前300m，發動機扭矩限制在550N·m，發動機轉速限制在3500r/min，此后，發動機轉速限制在2500 r/min。

過熱保護策略:一旦變速器冷卻系統出現故障，TCM可啟用不同的恢復模式，以防變速器由于過熱而損壞。

溫度范圍恢復模式:-30～110℃正常運行；≥ 110℃高溫模式；≥ 130℃保護模式1；≥ 135℃保護模式2；≥ 145℃機械保護模式。

正常運行:-30～110℃是變速器的正常溫度范圍，變速器全功能運行。最大效率下的理想變速器油溫度為80℃。在無故障的情況下，變速器的最低設計運行油溫可低至-40℃。

高溫模式:從110℃的油溫開始，變速器進入高溫模式運行。變速箱保持全功能，駕駛員不會注意到干預，但系統會采取特定措施來降低油溫（縮短換擋時間、優化鎖止離合器激活策略和使用最大冷卻能力）。

保護模式1:從130℃開始，TCM向ECM發送發動機扭矩降低請求。

保護模式2:除了保護模式1的條件以外，儀表板多功能顯示器上的一個變速箱警告燈也被激活。

機械保護模式:在溫度為145℃時，到達最極端的保護狀態。在此情況下，TCM會自動關閉，以進行自我保護。變速器會喪失所有功能，并無法換擋。

變速器保持在哪個狀態取決于TCM關閉瞬間的位置:

◆“D” = 六擋和鎖止離合器開啟；

◆“N” = 空擋；

◆“R” = 倒擋；

◆“P” = 駐車擋；

失速保護:變速器還具有失速保護功能，來防止變速器過熱。在5s后，發動機扭矩受限。

變速器運行模式:取決于駕駛員選擇的駕駛模式，變速器具有五種不同運行模式:

正常+ 自動；

正常+ 手動；

運動+ 自動；

運動+ 手動；

I.C.E.。

ESC-關閉對變速器運行無影響，硬減震器設置對變速器運行無影響。

正常+自動:在點火開關旋至ON位置后，該模式默認為啟用。變速器無須駕駛員的任何輸入。換擋平順，且發動機以適中速度運行，保證駕駛舒適性及提高燃油經濟性。采用正常的強制降擋策略，允許在突然踩下油門踏板時進行多位降擋。

在“自動”模式下駕駛時，可通過在不按下換擋桿上的解鎖按鈕的情況下前后移動換擋桿，或通過拉動方向盤后面的其中一個換擋撥片，手動進行換擋。這將使系統進入臨時功能并啟用手動換擋模式。此擋位通過信息顯示屏擋位區域的字母“D”上面和下面的符號“+/-”指示。然后，系統將在固定時間內保持手動模式，之后返回自動模式。

正常+ 手動:變速器自動運行而無須任何駕駛員輸入，但著重點此時在于性能。換擋在更高的發動機轉速下進行，增強車輛的運動性和響應。換擋速度更快，當車輛減速時，系統將更加快速地降擋。采用強勁的強制降擋策略，可進行一次最多5個擋位的多位降擋，允許手動換擋。

在正常+自動和正常+手動模式下，TCM通過持續監測如節氣門位置和移動、轉向輸入、道路坡度、發動機轉速和扭矩等車輛參數來識別駕駛風格和條件，以確定已選模式下的最佳換擋設置。

運動+自動:駕駛員控制變速器和換擋時的發動機轉速。系統在發動機轉速過低時干預，以防發動機失速停轉，或在到達轉速極限時（自動升擋）時干預。駕駛員執行換擋命令時，換擋快速進行且無延遲。當油門被突然踩下時，只有在位于超速擋（7擋和8擋）時才可激活強制降擋功能。

運動+手動:與“運動+手動”模式相比，換擋更快且更加動感；此程序使得駕駛員可完全控制變速器和發動機轉速，并提供純粹的運動駕駛體驗。即便發動機位于轉速計的紅色區域內（無自動升擋）且換擋時間縮短，系統也不會干預。系統只有在發動機轉速過低時才進行干預，以防發動機失速停轉。強制降擋與“運動+自動”模式（僅限超速擋）一樣，但運行更加強勁。

I.C.E.:除上述模式外，當選擇I.C.E.模式時變速器會激活專用策略。換擋自動進行。I.C.E.模式與手動駕駛模式或運動模式不兼容。如果這些模式的其中一個或兩個啟用，選擇I.C.E.模式會將其關閉。在此模式下，焦點是最大控制和平穩反應。變速器在上下加減擋時盡可能軟地換擋，并選擇合適換擋點，以使燃油經濟性最佳化。“軟”強制降擋功能可用。這意味著突然踩下加速踏板時，變速器隨后在不同擋位逐一降擋。多位降擋禁用。正如在“正常+自動”和“正常+手動”模式下，駕駛員可進行手動換擋。

與M139 Quattroporte的6HP26變速器不同，靜態起步擋位為1擋。

（待續）