自动变速器的阀体检测技术——使用液压测试设备

◆文/上海 齐明

在本刊前几期内容中我们介绍了一些简单易行且成本低廉的阀体测试方法：湿气测试、真空测试、垂度测试等。除此之外我们还可以使用油压检测设备来对阀体油路进行测试，效果很好，测量很精确。一般来说这些设备是没有办法自制的，因此需要修理厂购置相关设备了。这些设备需要通过液体来进行测试，主要分为两类：第一种是液力测漏仪，就是我们俗称的打压机，人们常用它将ATF油主压后灌入变速器的各种部件进行密封检测，它的手枪柄上带有压力表，可以显示油压的大小；第二种是阀体测试设备是专用的阀体测试仪，这类测试设备是阀体测试的终极设备，优点是精度高，功能全，缺点是价格昂贵，使用者要具备一定的阀体知识。今天我们就先来介绍第一种液力测漏仪。

一、液力测漏仪

液力测漏仪有很多用途，它可以用在阀体检测上，带压力的油可以被注入阀体油路，帮助维修技师找到泄漏点。而且它的成本不高，只要掌握如何使用，这台设备可以给你带来极高的利润回报。目前此类设备中性能最好是美国ZOOM公司生产的AMI油路分析仪(图1)，它是美国很多变速器修理厂中的必备检测设备之一。目前国内也有同类产品，价格要低廉很多(图2)，现在国内的变速器修理厂也正开始使用这类测漏仪。

图1 AMI油路分析仪

图2 国产的油压测漏机

对油路进行测试时，使用上述和湿气测试法相当的方法来封闭要测试的油路，很多情况下需要使用湿气测试板。如果存在磨损点，油会从这些磨损点漏出，用这种测漏仪可以发现油路中非常小的渗漏，接下来我们举个例说明。

一辆里程数较高的福特AXODE/AX4S/CD4E经常遇到锁止打滑或无锁止的故障，这时检查散热器的流量，会发现流经散热器的ATF流量明显低于正常值，这时我们需要检查阀体中的旁路柱塞阀套和整个旁路阀孔(图3)。如图4所示，旁路柱塞阀经常会磨损阀套内壁，经过调制的变扭器/散热器油路进油孔进入该阀套，然后流向变扭器及散热器。但阀套内的磨损使油大量漏失，导致变扭器内锁止油压不足，同时也导致流经散热器的ATF流量显著降低。现在我们可以用上述测漏仪将ATF油灌入这个旁路阀套的变扭器/散热器油路进油孔(图4)，如果阀套已经磨损，我们便可很容易地看到油从阀体的泄油孔漏出。图5所示为对旁路阀油路打入油压时，利用湿气测试板对油路进行了封闭。在更换了这套旁路阀和阀套后，同样的油压测试几乎看不见有油漏出。

图3 AXODE/AX4S的旁路柱塞阀和阀套

图4 AXODE/AX4S旁路柱塞阀套的磨损处

图5 对AXODE/AX4S旁路阀油路进行油压测试

上述使用油压测漏仪的方法是很灵敏的，能测量出很小量的阀体渗漏，而且可以看到阀体维修前和维修后的测试结果有明显差别。但是这种方法依然存在无法定量的缺点，我们没有对测量数据来进行定量，因此也无法将数据记录下来。为了克服上述缺陷，接下来我们介绍一种简单易行的改进方法，该方法成本低，且基本可以利用现有的设备来进行测量功能上的升级。具体操作基本思路：在测漏仪的油管上接入一个索奈流量计的探头(SonnaFlowTM)，通过测量油的泄漏量来检查阀体的磨损程度；那么怎么记录下这些泄漏量的数据呢？索奈流量计有一个显示流量的数字显示盒，可以随着流经探头的油流量变化随时显示，该数字显示盒实际上从探头得到的信号是频率信号，流量越大，探头内部的小飞轮转动的速度也越大，显示盒得到的频率信号也越高。为了保存或打印这些流量数据，我们可以通过一根流量计的数据转换线将这频率信号传入示波器或带有示波功能的译码器中，这些示波器有存储功能，而且可以将输入的频率信号以实时曲线形式表现出来，于是我们可以将修复前与修复后的数据进行保存或打印，进行比较分析，这对客户来说是非常有说服力的。

图6所示为连入AMI测漏仪的索奈流量计探头。索奈流量计的整套工具可以在市场上购买到，此外，还需要从五金店购买T型连接头以及一些塑料软管。图7中所使用的示波器是美国SNAP-ON Vantage译码器，它带有示波功能，使用数据连接线(图8)，就可以在SNAP-ONVantage上显示出流量变化的数据曲线。很多修理厂都有现成的SNAP-ON Vantage译码器，不需额外的投资。如果没有这种译码器，我们可以使用任何一种示波器或带示波功能的译码器，市场上有很多类似设备可供选择。图8中显示的是一款可以连接到电脑上的万用表，它可以将数据传输到电脑上进行存储或打印，成本低廉，也是一种很好的选择。

图6 将流量计接入AMI测漏仪

图7 改装后的AMI测漏仪

图8 升级测漏仪所需的一些部件

索奈流量计能精确地记录最小到0.5ml/min的流量，所以示波仪可以设定在50Hz或更低的图形模式设置上，并且设成1s的间隔，这样可以得到最好的图形分辨率。

在所有部件连接好后，就需要设置检测渗漏的数据标准了。每个机器的绝对读数可能不一样，使用者需要根据自己的设备情况来设定数据标准。在图7中的测漏设备的数据标准可以作为一个参考：当塑料软管中的ATF油自由流动时，流量计显示器上显示的流量是2.5Hz。一个良好的油路的读数是0.4Hz。任何流量读数超过1.0Hz的油路表明油路中的磨损已到了需要修理的程度。在修理阀体过程中，不论是更换一个滑阀和阀套，还是要铰孔装入一个加大型的阀，现在利用这种方法都可以在修理前和修理后进行检测以证实修理是否有效。现在我们回到前面的AXODE/AX4S旁路柱塞阀和阀套的例子，一台AXODE变速器在进修理厂时，不但有变扭器颤抖的问题，而且行星轮因过热而被烧毁。由以上的分析，不难知道这种故障现象很可能与旁路阀油路有关。果然，以上的渗漏检查显示这个油路的泄漏量读数显示为1.5Hz，还真是不小的磨损量呢！

通用4L60E变速器锁止调压阀是阀体中的一个经常失效点，它由一个隔离阀和一个锁止调压阀组成。套阀和阀孔由于PWM(脉宽调制信号)的高频率作用而容易磨损。这两个阀或阀孔的磨损会导致1870故障码、变扭器过热、1-2换挡冲击、以及4L60E/65E中常见反复烧3-4离合器的故障。如图9所示，隔离阀的磨损会耗尽AFL PWM增压，就会导致以上的故障现象。这可以通过用以上的方法轻易地检查出是否存在磨损。

图9 4L60E锁止调压阀油路结构

用上述设备，将ATF油从图9的AFL增压信号油路孔灌入。在上述具体案例中，该孔显示了1.85Hz的渗漏，说明其严重磨损。

二、液压测漏与真空测试法的比较

以上介绍的液压测漏也可以用真空测试法来进行，它们两者都是行之有效的测量方法，都能够精确定量油路的磨损程度，它们都比湿气测试更精确，因为湿气测试无法定量化测量。液压测漏法与真空测试法比较起来，成本略高，需要购买液力测漏仪、索奈流量计和示波器等。而真空测试法则只需要购买一个真空泵以及一些相应的小配件，成本更低廉。但是液压测漏法有一个真空测试法所不具有的优点：真空测试法不能测试带有特氟龙®油封的油路，因为特氟龙®油封的密封效果需要有ATF油的作用才能达到。

液压测漏法所使用的液压测漏仪和译码器，实际上是专业变速器修理厂必须具备的常用检测工具。因此使用液压测漏法的实际成本并不太高。而ATF流量测量则是诊断散热器以及变速器故障的一个非常巧妙而成本低廉的诊断方法，但它的威力是和使用者的分析能力成正比的，我们将在以后章节单独介绍这种变速器诊断方法。

三、专用阀体测试仪

接下来我们要介绍的是自动变速器阀体的最终检测手段——专用阀体测试仪。这类设备是目前最高级的阀体测试工具。该仪器测试的油压会由压力表读数显示，操作人员可以用眼睛直接查看，或将其接入数据转换器，将数据存储起来。阀体测试仪可以控制电磁阀、滑阀，并且可以封闭每一个油路来进行测试。国外几乎每个阀体翻新厂商都会把阀体测试仪作为阀体翻新后的最终检测手段。阀体测试仪价格昂贵，使用复杂，如操作者用阀体测试仪来对阀体进行分析和故障诊断，则需要操作者对阀体很深入的了解和灵活运用的能力。行业内各专修厂使用的阀体测试仪主要有两个来源，一种是红色的ANSWERMATIC阀体测试仪(图10)，它由美国ZOOM公司设计生产；另一种为蓝色的AXILINE阀体测试仪(图11)，它由美国AXILINE公司设计生厂。目前国内只有一些较大的专业变速器修理厂才有阀体测试仪，但从使用效果来看，不但设备的利用率较低，而且很多操作人员普遍反映它在阀体故障诊断方面不尽准确。虽然不能说设备毫无缺陷，但更大的原因在于操作者本身的因素。设备本身只是帮助操作者提供更多诊断信息的一个工具，如何把这个工具用好则主要取决于操作人员的能力。

图10 ANSWERMATIC阀体测试仪

图11 AXILINE阀体测试仪

这些阀体测试仪的控制器可以自动变化电磁阀的占空比，以及滑阀在整个换挡过程中的移动情况，这里既会有不正常的泄漏也会有正常的脉冲泄漏，需要我们熟悉油路以作出准确的判断。图12显示的是在AXLINE阀体测试仪中进行测试的大众01M阀体，图中显示这块阀体的电磁阀调节阀油路有严重泄漏，这个油路与主油路和电磁阀油路都有关系，这个油路的磨损会使主油路泄压，从而影响主油压的增压。另一方面，通向所有电磁阀的供油都从这里经过，此油路的泄漏会影响电磁阀的正常工作，从而引发各种换挡问题。这个电磁阀调节阀不太起眼，很多人会忽略这个油路，但它的作用却很重要。一般来说，在现在的电控阀体检测中，我们要特别注意检查从主油路分出来的次级油路，比如电磁阀调节阀油路，AFL阀油路，锁止调压阀油路等等。这些次级调节油路中的滑阀运动频率高，容易引起油路磨损，这些油路的磨损会导致锁止打滑以及传动比故障码等现象。

图13所示为正在ANWERMATIC阀体测试仪中被检测的福特5R55E阀体。电磁阀在阀体测试仪的控制下模拟正常工作时的状态，这时我们可以看到在图中所指的2个泄油孔处液体间歇性地喷射出来，这是因为电磁阀油路信号是脉冲信号的缘故。而在图13中TCC油路泄油孔处的泄漏则属于非正常情况，液体从这里持续地喷出，锁止油压被严重泄漏，在车上引发的故障现象为各种锁止问题、很高的锁止打滑率，从而又引发变扭器过热以及ATF油过热。

图12 用阀体测试仪检测大众01M阀体

图13 阀体检测中正常的与非正常的泄漏

图14显示的是一块4L60E阀体在阀体测试仪里的检测过程。在倒挡保护阀(reverse abuse valve)孔的泄油孔处有大量泄漏喷出。这个阀孔内的滑阀排列如图15所示，其中倒挡保护阀和倒挡保护阀塞的磨损就会引起以上的泄漏，这种泄漏会显著降低3-2降挡阀处的3-4离合器油路的油压，从而出现3-4离合器失效、3-2降挡冲击、2-4制动带烧毁等故障。将图16、图17中的倒挡保护阀和阀塞替换以重新设计的改良替换件即可修复此故障。

图14 4L60E阀体的倒挡保护阀孔严重泄漏

图15 4L60E的倒挡保护阀孔

图16 通过调节散热油路流量来测试对阀体的影响

我们现在再来看一个案例，可以明显看出阀体测试仪的独特优势。虽然几乎所有变速器都会出现散热器受堵的问题，但是在一些变速器比如克莱斯勒RWD后驱变速器以及JACTO著名的JF506E变速器中，散热器流量受阻还会反过来影响阀体中锁止阀的运行，从而由散热器油路受阻引发变扭器锁止的问题。类似这样的问题比较隐秘，但是在阀体测试仪上，我们就可以通过人为改变散热器/变扭器油路的ATF流量而深入分析这个问题。我们可以在阀体的变扭器/散热器油路上接入一个索奈流量计(SonnaFlowTM)的流量探头，并且在散热器油路上加入一个可调的节流阀(图16)，这样我们可以人为地调节散热器流量来观察锁止问题发生的根源。由此可见，阀体测试仪是研究变速器故障的必不可缺的检测工具，我们可以利用它来分析各种与阀体有关的问题。

总的来说，为了分析某个变速器上发生的特定问题，一般都需要根据实际情况来改变标准的阀体测试板。当你购买阀体测试仪的时候，你可以根据不同的车型选购标准的阀体测试板，标准的阀体测试板对应有标准的阀体测试数据，你可以用它来判断这个阀体总成是否合格。但实际情况是你可能会遇到各种不同的故障，为了分析特定的故障原因，很有可能需要改变标准测试板上的某些设置。以上介绍的加装流量计探头和流量调节节流孔只是其中一个例子。现在我们再来看一下阀体测试仪在大众01M的油路分析上的应用。图17显示的是01M测试板上，我们可以加入#1，#2和#3测量孔，接入阀体测试仪上的油压表，用来观测电磁阀调节阀油路、EV6电磁阀油路、增压调节阀油路之间的油压关系。

图17所示三个测试孔分别对应着图18中的三个油路：

#1测试孔，测量电磁阀调节阀油路，接入0-100PSI量程的油压表，油压平均在48-52PSI；

#2测试孔，测量EV6电磁阀到增压阀顶部的油压，使用0-100PSI量程的油压表，电磁阀工作频率在35-70Hz之间调节。油压在13-55PSI之间运行；

#3测试孔，测量增压调节阀(弹簧一端)到主油压控制输出的增压信号油压，当#2油压为13PSI时，增压信号油压为55PSI，而当增压信号为13PSI时，#2油压为55PSI。

在大众01M阀体的油压控制系统中，EV6电磁阀、电磁阀调节阀、增压调节阀和主调压阀之间关系错综复杂，同一故障现象可能来自于所有这些阀的控制，或者只是其中的某个阀，这为判断阀体故障带来了困难。但是利用阀体测试仪可以对这些问题进行深入研究。

图17 大众01M阀体测试板的改进

图18 01M油压控制系统中的几个关键控制阀

四、阀体测试仪的测试液

有很多抱怨阀体测试仪测量不准确的修理厂从没有注意过他们使用的测试液体。如果用普通的ATF油来作为测试液是不准确的，因为在变速器的工作温度下，ATF油的黏度(VISCOSITY)要比常温下低，因此我们在常温下进行使用阀体测试仪的时候，需要选用一种常温下黏度可以和工作温度下的ATF油接近的液体。这里我们推荐使用的测试液是NP371,由法国CONDAT公司制造，它由精炼矿物油和一些特殊添加物组成，它的黏度比ATF油要低。当然，我们也可以自行选用其它替代液体，只要黏度接近工作温度下的ATF油就行。