新款自动变速器内的离合器平衡活塞与换挡控制（4）——宝马ZF6HP系列变速器

文：齐 明

新款自动变速器内的离合器平衡活塞与换挡控制（4）
——宝马ZF6HP系列变速器

文：齐 明

各大变速器厂家在6挡自动变速器上都开始采用离合器平衡活塞的设计，尤其在宝马6HP系列的变速器中，几乎每一个离合器都采用了平衡活塞的设计。变速器厂家为何要这样设计呢？如前所述，这主要还是为了提高变速器换挡的速度，以便和双离合变速器进行竞争。

为了提高离合器的作用速度，这些新款变速器不再是当离合器需要作用时才开始充油，而是在其不作用时离合器的主活塞腔内已经充了油压，这样在离合器需要结合的时候，只要再增加油压即可，无需等待供油充满整个离合器活塞腔。但是活塞腔内的油在离合器旋转时会产生额外的离心力，提前推动作用活塞从而引发离合器的提早结合。正因为这种考虑，所以在设计时加入了活塞中的活塞——平衡活塞，让平衡活塞腔里也充入一定的油压，使其平衡主活塞腔里的油压，抵消其额外的离心力。此外，平衡活塞里的油压在离合器作用时还可以起到一个缓冲作用，相当于一个蓄压器，以使换挡过程更平稳。

在宝马6HP系列的变速器中，与此平衡活塞的油压相关的换挡故障很常见。如果我们遇到换挡故障，或者看到某个离合器的摩擦片有损坏，我们先从离合器本身开始查起。图17～图21显示了A、B、C、D和E各离合器的分解图，特别需要注意各离合器的作用活塞、平衡活塞、密封圈及离合器鼓，查看是否有泄漏。

检查各离合器时，除了以上提到的位置外，还要特别注意离合器上的各个铜套（杯士），如图22所示。很多维修经验告诉我们，在维修6HP系列变速器时，往往在更换了磨损的各个铜套后换挡就正常了。其原因就在于此处的铜套不仅用于定位离合器鼓的轴，还起到密封作用。当有些铜套磨损后，作用活塞的油压或者平衡活塞里的油压就会泄漏，于是造成换挡故障。

在检查完后离合器后，接下来要搞清楚油压是从哪里进入各离合器的。离合器油压的控制来自于阀体，但是在阀体与离合器之间还有油路通道，它们是油泵的油路通道和壳体的油路通道，这部分也要进行检查，通常用液体打压机或者压缩空气来测试这些油路通道是否有泄漏点。图23显示了中心支撑鼓的进油孔，其中3号口就是D离合器的平衡活塞油路通道。往上追溯，此油路来自于壳体的油道。从图24中可以看到对应于图7中的4个油路通道在变速器壳体上的来源。而A、E离合器的供油则来自于油泵（图25）和变速器壳体。这些通道都需要分别进行气压或液压的测试。因此要正确诊断故障根源，必须搞清楚各离合器的油路在变速器内的来龙去脉，这样才可以系统地对变速器故障进行根源追踪。

在变速器的壳体上（图26），要注意油泵通道处的桥型油封，在更换此油封时需要注意原厂有好几种不同的版本，要确保使用正确高度的油封，其安装位置也随着版本不同而变化。壳体上对应B、C、D离合器油路的4个管状油封在更换时也要确保使用最新的版本。这些壳体上的油封如出现泄压，会立刻影响到离合器的工作油压。

各离合器油路的最终来源是阀体，如果离合器各油路都工作正常，那么接下来就要检查阀体油路了。首先要知道哪个离合器的油路是从阀体的哪个供油孔流出的。图27显示了ZF6HP阀体上的离合器供油位置。

那么在阀体内，哪些油路是和离合器的平衡油路相关的呢？ZF6HP的设计使用了润滑油路来为离合器的平衡活塞油路供油。从图28中可以看到，阀体内的润滑油路是由润滑控制阀来进行调节的。

润滑调节阀是6HP系列阀体中的常见故障点之一，其阀孔容易被滑阀磨损，使润滑油压从滑阀的两端泄压，从而降低了润滑油压，其产生的后果主要有2类：一类是变速器内的润滑油压不足，导致变速器内的行星轮、铜套由于过热提早失效；另一类是离合器平衡活塞的油压受到影响，破坏了离合器内作用活塞和平衡活塞的正时性，从而在换挡中产生打滑或冲击，这一点很多人并不知晓。因此，在检查离合器时发现铜套由于过热而失效，往往需要对阀体中的润滑控制阀进行检查。

润滑控制阀的位置是图29中的2号阀。除了目测检查外，最可靠的方法还是对其使用真空测试法，在图30中指定的位置进行真空测试，如果真空压力低于54.18 kPa（16英寸汞柱），则需要对此处使用改良阀和铰孔修复，否则就需要更换阀体。

对于润滑油路，除了最重要的润滑控制阀外，还需要追溯其上游的各油路，主要涉及到锁止释放调压阀和主调压阀。特别需要指出的是，电磁阀的供油也会对各油路、包括润滑油路的输出产生影响。因此在检查6HP阀体时，要注意上游的电磁阀调制阀和主调压阀的检查。从图28中可以看到，电磁阀要调制出正常的油压，首先需要得到正常的供油，而这个供油则由电磁阀调制阀来控制。图29中的6号阀就是电磁阀调制阀，它是阀体中最常失效的部位，不仅阀孔和阀芯容易磨损，其后部的端塞也容易被阀芯撞变形而产生看不见的泄压。可以通过图31中的位置来对其进行真空测试，如果真空压力低于47.41 kPa（14英寸汞柱），则需要对此处使用改良阀和铰孔修复，否则就需要更换阀体。

最后，主调压阀是阀体中最重要的控制阀，它的性能直接影响到所有的油路，会产生各种换挡故障，包括入挡延迟、无倒挡、换挡冲击、换挡打滑和主油压不稳定等。可如图32中的位置来对其进行真空测试，如果真空压低于47.41 kPa（14英寸汞柱），则需要对此处使用改良阀和铰孔修复，否则就需要更换阀体。

以上介绍了对于换挡故障的查找思路，根据离合器的油路，从其终点，即离合器开始，顺着油路的来源往上游倒查，经过油泵和壳体，最终查到阀体的油路，然后是电磁阀，最后是变速器控制单元。顺着这个思路进行检查，就一定能找到故障的根源。

（全文完）

齐明，任美国索奈克斯工业有限公司驻中国代表处首席代表，毕业于美国常春藤名校之一的达特茅斯学院（Dartmouth College），获工程科学硕士学位。近年来致力于将国外先进的自动变速器维修技术（尤其是国外变速器原制造厂商不提供技术支持的技术领域）介绍给中国（包括港台地区）同行，推动国内自动变速器维修技术水平深度发展。