自动变速器的阀体检测技术——ATF流量测试法(三)

◆文/上海 齐明

(接2021年第2期)

大多数变速器在变扭器锁止的时候散热器流量都会有明显的变化，说明锁止阀被推动了，但是4T65E变速器由于采用较高级的电脑程序来控制锁止过程，在锁止过程中散热器流量变化很小，通用公司将这种锁止控制模式称为ECCC(Electronically Controlled Converter Clutch)，变扭器的锁止离合器长时间处于半打滑状态，电脑根据打滑量来动态控制锁止过程，为了使锁止摩擦片更耐热，通用公司采用了碳纤维制成的摩擦片，具有很好的导热性和耐热性。在观察4T65E流量变化时，建议使用示波器来观察。数字显示器无法观测到这么小的变化量。

图20所示为一个正常的4T65E流量曲线，我们可以看到在TCC锁止和释放的过程中都会有一个很小的流量变化，我们还可以看到在2挡时流量有一个显著的变化，这是因为从2挡开始就有2挡油路作用于锁止阀上了，因此在ECCC控制模式下，锁止过程很平滑，而且很早就开始作用，这样做的好处是更好的燃油经济性和更平滑的锁止控制。

图20 GM 4T65-E的正常流量曲线

在福特AXODE，AX4S或AX4N变速器中，经常会遇到有关锁止的故障，主要表现为无锁止或锁止疲软，锁止打滑，628故障码，或者在松开油门滑行时锁止无法释放等现象。这往往和阀体中的锁止油路泄漏有关。为了进一步定量化诊断，我们可以在车辆路试时测一下散热器流量。图21显示的了AX4S/AX4N的整个锁止过程，当锁止命令发出时，锁止阀即旁路离合器控制阀，如图22所示。运动会产生一个流量的突变，而且这个突变的形状越尖锐就表示锁止的效果越好。图中的虚线为典型的故障现象，其流量要比正常值低，泄漏处就在阀体上的旁路离合器控制阀和阀套之间，主要因为阀套内壁在高里程数时容易磨损。这个问题的解决方案是更换图22中的旁路离合器阀套即可。为了保证修复后的效果，最好再进行一次流量的检测，流量正常了才能说明隐患已排除，防止变速器在保质期内的返工。

图21 AX4S/AX4N锁止时的流量曲线

图22 引起泄漏的锁止阀套

八、A604(41TE)变速器中的“死亡循环”

维修过A604变速器的人都知道这个变速器很容易烧毁行星轮。有时车正行驶在半路，却突然再也无法开动，于是就只能叫拖车了。很多人都知道这是由于A604的散热器容易堵塞，有人甚至会给A604多加一个额外的外接散热器。其实，这也是和变速器和散热器的油路循环有关，就和其他变速器一样，只是A604的这个问题更加突出，A604中的这个油路循环被叫作“死亡循环”。

从图23中我们可以看到，烧行星轮的故障是由于行星轮缺少润滑造成的，而润滑油的缺少则来源于散热器ATF流量受阻，而这又源于来自于变扭器中的杂质。在A604和A606中，锁止摩擦片非常容易被磨损，所产生的磨屑会随着ATF的循环逐渐积累在散热器内，逐渐减少散热器流量。而变扭器锁止摩擦片的磨损主要有两个原因，一是早期的A604变扭器的锁止离合器片并不固定在锁止活塞上，而是悬浮在变扭器前罩壳和锁止活塞之间的，这种悬浮摩擦片比较容易磨损(以后厂商将摩擦片固定到了变扭器前罩壳上)。二是变扭器内的锁止作用压力过大，锁止时锁止活塞受到过大压力，造成锁止活塞变形，使锁止摩擦片过早失效。从图24中的实线可以看到在锁止离合器开始作用时，变扭器内的作用压力有一个突然增加的峰值，正是这个过大的压力峰值导致了锁止活塞的变形，然后又导致摩擦材料的大量磨损。这里我们就看到所谓的“死亡循环”是如何形成的了：由于阀体中对变扭器的锁止压力控制有问题，导致变扭器锁止时大量摩擦材料解体形成磨屑，这些磨屑随着变速器内的ATF油流入散热器，使散热器和散热油管中流量不畅，然后带有这些杂质的ATF油继续从散热器流回变速器，并回到油底壳。如果流回的流量到了一个临界值以下，行星轮就会被烧坏。在变速器彻底损坏前，这个循环还会继续下去，ATF油从油底壳经过油泵被吸入阀体，摩擦材料的磨屑夹杂着其他金属磨屑随着ATF再次流经阀体、变扭器和散热器，导致阀体中的磨损和卡阀，并加剧变扭器的摩擦材料解体和散热器堵塞，每一次的循环都是一个恶性循环，将问题不断恶化，直到变速器不能工作为止。如果我们在修理时检测一下散热器流量，就可以尽早找到隐患，以避免以后不必要的返修。

图23 A604中的死亡循环

图24 A604中的锁止油压

为了彻底解决锁止油压的这个问题，需要将图24中实线的压力峰值改为虚线的压力值，这样TCC作用压力被控制在一个合理的范围内(最大110psi，而不是原来的140psi)。为了达到这个目的，我们需要使用图25中经重新设计改良的开关阀和偏流阀，以替换阀体中的2个原配阀，这样锁止效果更好，而变扭器和散热器的寿命则更长了。

图25 经改进设计的A604锁止调压阀系列

现在我们来看一个A604流量检测的实例。这个604变速器反复出现锁止开关故障码，经流量检测，如图26中实线所示。这个流量值太低，而且锁止前后流量变化不明显。经检查，发现油泵已磨损，修复过程是：彻底清洗散热器、更换一个新油泵、原来的锁止调压阀用图25中的改良阀替换，修复后散热器流量变成图26中的虚线，阀体彻底修复，而且锁止性能优于原配件。

图26 A604修复实例

九、在变速器总成测试台上进行流量测试

如果没有车辆进行路试，而只有变速器进厂维修，我们仍然可以通过变速器总成测试台来对变扭器/散热器油路进行流量测试，只是需要在总成测试台上再外接一个流量计即可。一般可以将流量计探头接在从散热器流向变速器的回油管上(图27)。此外，与在车上路试测量不同，当流量计与测试台一起使用时，必须在流量计探头的前面接入一个滤网，以防止ATF油中的金属杂质污染流量计探头，造成探头永久性损坏。流量计探头一旦被污染，就会影响读数精度或无读数显示，需要对此探头单独进行更换(SONNAX零件号FM-ASSY2)。

图27 流量计与总成测试台一起使用的示意图

图28所示为总成测试台上的散热器油路的测试线路。这部分线路需要自己动手搭建到已有的总成测试台上。虽然大部分市场上出售的变速器总成测试台都有流量测试的功能，但由于其流量测试是通过压力差来间接计算出流量的，因此精度不高，在实际操作中很少被使用。图28显示的这部分测试线路很好地补充了现有测试台的不足，对散热器油路可同时测量输入压力、输出压力以及ATF流量，是一个投入成本低而实用有效的测试方法。

图28 总成测试台上散热器流量测试的连接线路

需要提及的是，不同品牌型号的变速器需要不同的转接头来接入流量计探头，这些各种类型的转接头在汽保商店可以买到，此外，变速器换油机上的接头也可以拿来使用。

十、总结

散热器虽然位于变速器的外部，但是我们在诊断变速器故障时需要把它和变速器作为一个整体来考察，散热器的流量检测不仅能帮助我们检查变速器的散热和润滑情况，防止变速器因过热而烧毁，而且散热器的流量信息还隐含着油泵、滤网、阀体、变扭器等变速器重要部件的信息，如果我们能够善于分析和积累经验，就可以通过流量信息来巧妙地诊断故障隐患。

此外，维修人员需要特别注意的是必须改变使用压缩气来检测散热器是否通畅的错误方法。必须明确一点的是：行星轮烧毁并非因为散热器完全堵塞而毫无ATF通过，而是由于散热器流量受阻，低于临界值引起的。即便严重堵塞的散热器，如果用压缩气来吹，你仍然会感觉它是通畅的。我们以一个ZF5HP19的实例来结束这章的内容：

一辆装有ZF-5HP19变速器的奥迪A6进修理厂的时候，变速器内的行星轮已烧毁，维修人员立刻怀疑其散热器不通，于是用压缩气对散热器油道进行了吹气测试，结果显示散热器通畅。但维修人员始终无法确定行星轮烧毁的根本原因，而客户又不同意更换看似正常的散热器。为了保证维修质量，维修技师想到了在测试台上对散热器进行流量测试，结果让人大吃一惊，流量计读数几乎为零，流量计探头内的小涡轮几乎不转，说明此散热器已严重堵塞。事后表明，仅这一个简单的流量测试就为维修厂避免了一次成本高昂的变速器返修。