自動(dòng)變速器的閥體檢測技術(shù)
——ATF流量測試法(三)

◆文/上海 齊明

(接2021年第2期)

大多數(shù)變速器在變扭器鎖止的時(shí)候散熱器流量都會(huì)有明顯的變化，說明鎖止閥被推動(dòng)了，但是4T65E變速器由于采用較高級(jí)的電腦程序來控制鎖止過程，在鎖止過程中散熱器流量變化很小，通用公司將這種鎖止控制模式稱為ECCC(Electronically Controlled Converter Clutch)，變扭器的鎖止離合器長時(shí)間處于半打滑狀態(tài)，電腦根據(jù)打滑量來動(dòng)態(tài)控制鎖止過程，為了使鎖止摩擦片更耐熱，通用公司采用了碳纖維制成的摩擦片，具有很好的導(dǎo)熱性和耐熱性。在觀察4T65E流量變化時(shí)，建議使用示波器來觀察。數(shù)字顯示器無法觀測到這么小的變化量。

圖20所示為一個(gè)正常的4T65E流量曲線，我們可以看到在TCC鎖止和釋放的過程中都會(huì)有一個(gè)很小的流量變化，我們還可以看到在2擋時(shí)流量有一個(gè)顯著的變化，這是因?yàn)閺?擋開始就有2擋油路作用于鎖止閥上了，因此在ECCC控制模式下，鎖止過程很平滑，而且很早就開始作用，這樣做的好處是更好的燃油經(jīng)濟(jì)性和更平滑的鎖止控制。

圖20 GM 4T65-E的正常流量曲線

在福特AXODE，AX4S或AX4N變速器中，經(jīng)常會(huì)遇到有關(guān)鎖止的故障，主要表現(xiàn)為無鎖止或鎖止疲軟，鎖止打滑，628故障碼，或者在松開油門滑行時(shí)鎖止無法釋放等現(xiàn)象。這往往和閥體中的鎖止油路泄漏有關(guān)。為了進(jìn)一步定量化診斷，我們可以在車輛路試時(shí)測一下散熱器流量。圖21顯示的了AX4S/AX4N的整個(gè)鎖止過程，當(dāng)鎖止命令發(fā)出時(shí)，鎖止閥即旁路離合器控制閥，如圖22所示。運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)流量的突變，而且這個(gè)突變的形狀越尖銳就表示鎖止的效果越好。圖中的虛線為典型的故障現(xiàn)象，其流量要比正常值低，泄漏處就在閥體上的旁路離合器控制閥和閥套之間，主要因?yàn)殚y套內(nèi)壁在高里程數(shù)時(shí)容易磨損。這個(gè)問題的解決方案是更換圖22中的旁路離合器閥套即可。為了保證修復(fù)后的效果，最好再進(jìn)行一次流量的檢測，流量正常了才能說明隱患已排除，防止變速器在保質(zhì)期內(nèi)的返工。

圖21 AX4S/AX4N鎖止時(shí)的流量曲線

圖22 引起泄漏的鎖止閥套

八、A604(41TE)變速器中的“死亡循環(huán)”

維修過A604變速器的人都知道這個(gè)變速器很容易燒毀行星輪。有時(shí)車正行駛在半路，卻突然再也無法開動(dòng)，于是就只能叫拖車了。很多人都知道這是由于A604的散熱器容易堵塞，有人甚至?xí)oA604多加一個(gè)額外的外接散熱器。其實(shí)，這也是和變速器和散熱器的油路循環(huán)有關(guān)，就和其他變速器一樣，只是A604的這個(gè)問題更加突出，A604中的這個(gè)油路循環(huán)被叫作“死亡循環(huán)”。

從圖23中我們可以看到，燒行星輪的故障是由于行星輪缺少潤滑造成的，而潤滑油的缺少則來源于散熱器ATF流量受阻，而這又源于來自于變扭器中的雜質(zhì)。在A604和A606中，鎖止摩擦片非常容易被磨損，所產(chǎn)生的磨屑會(huì)隨著ATF的循環(huán)逐漸積累在散熱器內(nèi)，逐漸減少散熱器流量。而變扭器鎖止摩擦片的磨損主要有兩個(gè)原因，一是早期的A604變扭器的鎖止離合器片并不固定在鎖止活塞上，而是懸浮在變扭器前罩殼和鎖止活塞之間的，這種懸浮摩擦片比較容易磨損(以后廠商將摩擦片固定到了變扭器前罩殼上)。二是變扭器內(nèi)的鎖止作用壓力過大，鎖止時(shí)鎖止活塞受到過大壓力，造成鎖止活塞變形，使鎖止摩擦片過早失效。從圖24中的實(shí)線可以看到在鎖止離合器開始作用時(shí)，變扭器內(nèi)的作用壓力有一個(gè)突然增加的峰值，正是這個(gè)過大的壓力峰值導(dǎo)致了鎖止活塞的變形，然后又導(dǎo)致摩擦材料的大量磨損。這里我們就看到所謂的“死亡循環(huán)”是如何形成的了：由于閥體中對(duì)變扭器的鎖止壓力控制有問題，導(dǎo)致變扭器鎖止時(shí)大量摩擦材料解體形成磨屑，這些磨屑隨著變速器內(nèi)的ATF油流入散熱器，使散熱器和散熱油管中流量不暢，然后帶有這些雜質(zhì)的ATF油繼續(xù)從散熱器流回變速器，并回到油底殼。如果流回的流量到了一個(gè)臨界值以下，行星輪就會(huì)被燒壞。在變速器徹底損壞前，這個(gè)循環(huán)還會(huì)繼續(xù)下去，ATF油從油底殼經(jīng)過油泵被吸入閥體，摩擦材料的磨屑夾雜著其他金屬磨屑隨著ATF再次流經(jīng)閥體、變扭器和散熱器，導(dǎo)致閥體中的磨損和卡閥，并加劇變扭器的摩擦材料解體和散熱器堵塞，每一次的循環(huán)都是一個(gè)惡性循環(huán)，將問題不斷惡化，直到變速器不能工作為止。如果我們在修理時(shí)檢測一下散熱器流量，就可以盡早找到隱患，以避免以后不必要的返修。

圖23 A604中的死亡循環(huán)

圖24 A604中的鎖止油壓

為了徹底解決鎖止油壓的這個(gè)問題，需要將圖24中實(shí)線的壓力峰值改為虛線的壓力值，這樣TCC作用壓力被控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)(最大110psi，而不是原來的140psi)。為了達(dá)到這個(gè)目的，我們需要使用圖25中經(jīng)重新設(shè)計(jì)改良的開關(guān)閥和偏流閥，以替換閥體中的2個(gè)原配閥，這樣鎖止效果更好，而變扭器和散熱器的壽命則更長了。

圖25 經(jīng)改進(jìn)設(shè)計(jì)的A604鎖止調(diào)壓閥系列

現(xiàn)在我們來看一個(gè)A604流量檢測的實(shí)例。這個(gè)604變速器反復(fù)出現(xiàn)鎖止開關(guān)故障碼，經(jīng)流量檢測，如圖26中實(shí)線所示。這個(gè)流量值太低，而且鎖止前后流量變化不明顯。經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)油泵已磨損，修復(fù)過程是：徹底清洗散熱器、更換一個(gè)新油泵、原來的鎖止調(diào)壓閥用圖25中的改良閥替換，修復(fù)后散熱器流量變成圖26中的虛線，閥體徹底修復(fù)，而且鎖止性能優(yōu)于原配件。

圖26 A604修復(fù)實(shí)例

九、在變速器總成測試臺(tái)上進(jìn)行流量測試

如果沒有車輛進(jìn)行路試，而只有變速器進(jìn)廠維修，我們?nèi)匀豢梢酝ㄟ^變速器總成測試臺(tái)來對(duì)變扭器/散熱器油路進(jìn)行流量測試，只是需要在總成測試臺(tái)上再外接一個(gè)流量計(jì)即可。一般可以將流量計(jì)探頭接在從散熱器流向變速器的回油管上(圖27)。此外，與在車上路試測量不同，當(dāng)流量計(jì)與測試臺(tái)一起使用時(shí)，必須在流量計(jì)探頭的前面接入一個(gè)濾網(wǎng)，以防止ATF油中的金屬雜質(zhì)污染流量計(jì)探頭，造成探頭永久性損壞。流量計(jì)探頭一旦被污染，就會(huì)影響讀數(shù)精度或無讀數(shù)顯示，需要對(duì)此探頭單獨(dú)進(jìn)行更換(SONNAX零件號(hào)FM-ASSY2)。

圖27 流量計(jì)與總成測試臺(tái)一起使用的示意圖

圖28所示為總成測試臺(tái)上的散熱器油路的測試線路。這部分線路需要自己動(dòng)手搭建到已有的總成測試臺(tái)上。雖然大部分市場上出售的變速器總成測試臺(tái)都有流量測試的功能，但由于其流量測試是通過壓力差來間接計(jì)算出流量的，因此精度不高，在實(shí)際操作中很少被使用。圖28顯示的這部分測試線路很好地補(bǔ)充了現(xiàn)有測試臺(tái)的不足，對(duì)散熱器油路可同時(shí)測量輸入壓力、輸出壓力以及ATF流量，是一個(gè)投入成本低而實(shí)用有效的測試方法。

圖28 總成測試臺(tái)上散熱器流量測試的連接線路

需要提及的是，不同品牌型號(hào)的變速器需要不同的轉(zhuǎn)接頭來接入流量計(jì)探頭，這些各種類型的轉(zhuǎn)接頭在汽保商店可以買到，此外，變速器換油機(jī)上的接頭也可以拿來使用。

十、總結(jié)

散熱器雖然位于變速器的外部，但是我們在診斷變速器故障時(shí)需要把它和變速器作為一個(gè)整體來考察，散熱器的流量檢測不僅能幫助我們檢查變速器的散熱和潤滑情況，防止變速器因過熱而燒毀，而且散熱器的流量信息還隱含著油泵、濾網(wǎng)、閥體、變扭器等變速器重要部件的信息，如果我們能夠善于分析和積累經(jīng)驗(yàn)，就可以通過流量信息來巧妙地診斷故障隱患。

此外，維修人員需要特別注意的是必須改變使用壓縮氣來檢測散熱器是否通暢的錯(cuò)誤方法。必須明確一點(diǎn)的是：行星輪燒毀并非因?yàn)樯崞魍耆氯翢oATF通過，而是由于散熱器流量受阻，低于臨界值引起的。即便嚴(yán)重堵塞的散熱器，如果用壓縮氣來吹，你仍然會(huì)感覺它是通暢的。我們以一個(gè)ZF5HP19的實(shí)例來結(jié)束這章的內(nèi)容：

一輛裝有ZF-5HP19變速器的奧迪A6進(jìn)修理廠的時(shí)候，變速器內(nèi)的行星輪已燒毀，維修人員立刻懷疑其散熱器不通，于是用壓縮氣對(duì)散熱器油道進(jìn)行了吹氣測試，結(jié)果顯示散熱器通暢。但維修人員始終無法確定行星輪燒毀的根本原因，而客戶又不同意更換看似正常的散熱器。為了保證維修質(zhì)量，維修技師想到了在測試臺(tái)上對(duì)散熱器進(jìn)行流量測試，結(jié)果讓人大吃一驚，流量計(jì)讀數(shù)幾乎為零，流量計(jì)探頭內(nèi)的小渦輪幾乎不轉(zhuǎn)，說明此散熱器已嚴(yán)重堵塞。事后表明，僅這一個(gè)簡單的流量測試就為維修廠避免了一次成本高昂的變速器返修。