從汽車后市場(chǎng)反觀自動(dòng)變速器設(shè)計(jì)要求（上）

◆文/北京　薛慶文

從汽車后市場(chǎng)反觀自動(dòng)變速器設(shè)計(jì)要求（上）

◆文/北京薛慶文

隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，汽車新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，諸如新能源技術(shù)、混動(dòng)技術(shù)、純電動(dòng)技術(shù)等，其實(shí)最為重要的是汽車動(dòng)力總成的重新匹配，原來(lái)是內(nèi)燃機(jī)加變速器，現(xiàn)在是混動(dòng)加變速器或電動(dòng)機(jī)加變速器等。而變速器技術(shù)一直以來(lái)屬于汽車系統(tǒng)中最前沿、最高端最復(fù)雜的技術(shù)，因此我們?cè)诮陙?lái)發(fā)現(xiàn)汽車自動(dòng)變速器技術(shù)的發(fā)展也是突飛猛進(jìn)，它不再僅僅局限于液力傳動(dòng)的多擋位AT技術(shù)、智能CVT、多擋DCT以及AMT等，在智能化及控制策略方面都有了很大幅度的提升。

目前就AT技術(shù)而言，傳動(dòng)比范圍越來(lái)越寬且擋位數(shù)越來(lái)越多。德國(guó)ZF公司及奔馳公司均已突破9速自動(dòng)變速器；CVT也不再是小排量的標(biāo)配，承載扭矩方面也越來(lái)越高；而DCT的發(fā)展速度是最快的。2008年國(guó)產(chǎn)一汽邁騰第一個(gè)使用美國(guó)博格華納6速DCT（DQ250），如今奔馳、寶馬、保時(shí)捷、福特、沃爾沃、奧迪、本田、通用、比亞迪等均在使用6速或7速DCT變速器（包括干式和濕式）；而相對(duì)低端車型則重點(diǎn)選擇AMT，原來(lái)的馬瑞利系統(tǒng)加機(jī)械手動(dòng)變速器逐漸被電機(jī)加機(jī)械手動(dòng)變速器所取代。

無(wú)論是多擋位AT、CVT、還是DCT從原始設(shè)計(jì)研發(fā)到生產(chǎn)加工，再到標(biāo)定應(yīng)用，總會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題。這說(shuō)明任何一個(gè)小的單元或零部件生產(chǎn)出來(lái)后在精度上都可能存在一定的公差，不會(huì)達(dá)到百分之百的設(shè)計(jì)要求，同時(shí)即便達(dá)到設(shè)計(jì)要求，也有可能達(dá)不到應(yīng)用要求，這就是我們經(jīng)常所說(shuō)的缺陷。出現(xiàn)缺陷問(wèn)題并不可怕，它屬于正常情況，但需要后續(xù)的升級(jí)改進(jìn)。公差也好，缺陷也罷，經(jīng)過(guò)市場(chǎng)的考驗(yàn)才逐漸暴露出具體問(wèn)題。因此，從汽車后市場(chǎng)反觀自動(dòng)變速器設(shè)計(jì)要求，我們從當(dāng)前國(guó)內(nèi)一些主流車型的自動(dòng)變速器，具有一定普遍性的案例進(jìn)行分享，當(dāng)然涉及軟件缺陷部分的問(wèn)題我們?cè)谶@里不做探討，只與硬件相關(guān)的問(wèn)題進(jìn)行分析，其中涉及AT、CVT和DCT三種類型的變速器。

一、AT變速器常見問(wèn)題分析及解決方案

1.馬自達(dá)系列4擋變速器鎖擋問(wèn)題

早在2003年左右搭載4AT的馬自達(dá)系列車型經(jīng)常出現(xiàn)打滑、鎖擋的故障。經(jīng)過(guò)拆解發(fā)現(xiàn)后尾蓋3/4擋離合器供油密封環(huán)槽處有嚴(yán)重的磨損（圖1），導(dǎo)致該油路存在泄漏并最終使3/4擋離合器燒損?？墒歉鼡Q了新的后尾蓋及其他部件后，僅僅使用了約3個(gè)月同樣的問(wèn)題還會(huì)重現(xiàn)。

故障現(xiàn)象：2-3擋打滑、鎖擋（P0730）。實(shí)際試車時(shí)發(fā)現(xiàn)2-3擋打滑，隨即變速器故障指示燈點(diǎn)亮，同時(shí)變速器鎖在3擋上。讀取故障碼是P0730-擋位傳動(dòng)比錯(cuò)誤；

涉及車型：馬自達(dá)6（M6）、福美來(lái)、普力馬等；

涉及箱型：F N 4 A-E L系列（維修中慣稱4F27E）；

解決方案：更換改進(jìn)型后端蓋，同時(shí)注意散熱器流量；

總結(jié)分析：為什么新的后尾蓋壽命那么短？有人認(rèn)為強(qiáng)度不夠，有人認(rèn)為是密封環(huán)材質(zhì)問(wèn)題。其實(shí)真正的原因與材料本身關(guān)系不大，主要與該變速器的冷卻潤(rùn)滑油路走向有直接關(guān)系。為什么同款的變速器裝在福特?？怂管囕v上沒(méi)有問(wèn)題？原來(lái)在馬自達(dá)系列車型上變速器的散熱回油管路從發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻器出來(lái)后直接與變速器中間殼體的潤(rùn)滑管路進(jìn)行連接，經(jīng)過(guò)中間殼體后尾部與后尾蓋潤(rùn)滑油道孔（該潤(rùn)滑油路主要為后尾蓋密封環(huán)及環(huán)槽進(jìn)行潤(rùn)滑）進(jìn)行對(duì)接，然后通過(guò)后尾蓋中心油道孔直接傳遞至需要潤(rùn)滑的密封環(huán)及環(huán)槽處。而?？怂沟挠吐纷呦蚴菑陌l(fā)動(dòng)機(jī)冷卻器過(guò)來(lái)的冷卻回油管路直接連接到后尾蓋上，這樣省去兩個(gè)彎路讓潤(rùn)滑更直接，從而解決了這一問(wèn)題（圖2、圖3）。

2.大眾09G6擋變速器打滑鎖擋問(wèn)題

日本愛信公司生產(chǎn)的型號(hào)為TF-60SN（大眾命名09G）型6速自動(dòng)變速器在2006年國(guó)內(nèi)裝車以來(lái)，問(wèn)題確實(shí)也不少。其中在機(jī)械傳遞方面經(jīng)常出現(xiàn)3-4擋打滑以及鎖3擋故障，檢測(cè)中電控系統(tǒng)也是經(jīng)常設(shè)置P0730或P0734擋位傳動(dòng)比或4擋傳動(dòng)比錯(cuò)誤的故障碼。經(jīng)檢修發(fā)現(xiàn)4/5/6擋離合器-K2離合器活塞損壞（一體式活塞的外側(cè)橡膠唇面受傷），可是在實(shí)際維修中更換了全新的活塞后，使用一段時(shí)間同樣的問(wèn)題還會(huì)再現(xiàn)。

故障現(xiàn)象：熱車后3-4擋打滑，打滑嚴(yán)重時(shí)變速器會(huì)設(shè)置故障碼并啟動(dòng)應(yīng)急模式（鎖擋）；

故障碼：傳動(dòng)比偶發(fā)性故障碼；

解決方案：更換改良活塞（見圖4右側(cè)帶外齒的活塞）；

總結(jié)分析：因離心力過(guò)大導(dǎo)致唇形活塞損壞。在09G變速器中僅有K2離合器直接與輸入軸相連，而其他兩個(gè)離合器（K1和K3）則是經(jīng)過(guò)行星齒輪的減速過(guò)程連接相關(guān)元件的（始終低于輸入軸轉(zhuǎn)速），因此當(dāng)輸入轉(zhuǎn)速過(guò)高時(shí)離合器活塞本身會(huì)形成過(guò)大的離心力，而活塞在工作驅(qū)動(dòng)油壓作用時(shí)是沿軸向移動(dòng)的，如果自動(dòng)變速器油液中有細(xì)微的顆?；钊谥本€移動(dòng)中且有離心力的旋轉(zhuǎn)趨勢(shì)時(shí)，二力合一就會(huì)容易導(dǎo)致唇形活塞的唇面受傷而損壞并造成油路密封性能下降，導(dǎo)致該離合器工作時(shí)打滑。因此更換改良型活塞后就解決了這一問(wèn)題，增加了活塞的使用壽命。原因是在活塞的外圍增加使用外齒不允許活塞旋轉(zhuǎn)只能沿軸心線直線移動(dòng)（工作油壓驅(qū)動(dòng)），即便再大的離心力活塞也不能旋轉(zhuǎn)，這樣就保護(hù)了活塞的唇面不至于受傷。

3.寶馬、捷豹、路虎等車型的打滑鎖擋問(wèn)題

在部分寶馬、捷豹、路虎等車型所搭載使用ZF公司生產(chǎn)的6HP系列6擋自動(dòng)變速器當(dāng)中，使用一段里程或一段時(shí)間后經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)熱車后變速器3-4擋打滑且有鎖擋現(xiàn)象的故障。經(jīng)拆解發(fā)現(xiàn)4/5/6擋離合器-E組離合器工作不正常，有時(shí)有燒片情況，即E離合器供油油路中有泄漏情況，經(jīng)仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)E離合器的密封（圖5）：一側(cè)是靠密封環(huán)密封，一側(cè)是靠軸套來(lái)密封，正是軸套密封處嚴(yán)重泄漏，原因是軸套存在嚴(yán)重磨損。在早期的維修中大家直接更換帶軸套的定子軸總成，在當(dāng)前維修中直接更換可靠的軸套即可。

故障現(xiàn)象：熱車后3-4擋打滑或4-5擋打滑，嚴(yán)重打滑時(shí)變速器會(huì)記錄傳動(dòng)比錯(cuò)誤的故障碼，并啟動(dòng)應(yīng)急模式（鎖擋）；

涉及箱型：6HP全系列；

故障碼：4F85（E離合器）-E離合器打滑傳動(dòng)比監(jiān)控錯(cuò)誤；

故障原因：E離合器密封軸套磨損；

解決方案：更換軸套；

總結(jié)分析：因油路密封（材料）設(shè)計(jì)導(dǎo)致機(jī)械元件的磨損，大多數(shù)故障是因潤(rùn)滑不良導(dǎo)致的。

因此，更換材質(zhì)過(guò)關(guān)的軸套且保證自動(dòng)變速器油達(dá)到潤(rùn)滑要求，以延長(zhǎng)該軸套的使用壽命。

4.奔馳7擋變速器的換擋品質(zhì)問(wèn)題

早期裝有型號(hào)為722.9型的奔馳系列車型，變速器在使用一段時(shí)間后經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)低擋范圍內(nèi)換擋質(zhì)量不良的故障現(xiàn)象。后來(lái)奔馳廠家向經(jīng)銷商發(fā)出技術(shù)公告。

（1）奔馳技術(shù)公告

通告主旨：722.9 變速器1-2擋、3-2擋和2-1擋的換擋品質(zhì)不良；

涉及車型：使用 722.9 變速器的全系列車型；

故障現(xiàn)象：車輛在正常的行駛情況下，一擋升二擋時(shí)會(huì)有換擋不順的現(xiàn)象；當(dāng)變速器降擋時(shí)，會(huì)有明顯換擋（3-2擋和2-1擋）不順的感覺(jué)；

故障原因：變速器的換擋學(xué)習(xí)不正確或機(jī)械元件故障。

（2）檢查、操作步驟

具體檢查操作步驟如下：①了解客戶抱怨的現(xiàn)象，再使用診斷儀器（DAS）確認(rèn)換擋不順的擋位；②列印換擋學(xué)習(xí)值；③使用診斷儀器（DAS）重新執(zhí)行相關(guān)擋位的換擋學(xué)習(xí)；④比較執(zhí)行擋學(xué)習(xí)前及換擋學(xué)習(xí)后的相關(guān)學(xué)習(xí)值；⑤分解多片式制動(dòng)器B1，更換改良型卡簧（元件16s）和圓盤狀彈簧（元件16t）；⑥將所有換擋學(xué)習(xí)值歸零重新完成自適應(yīng)過(guò)程。

（3）注意事項(xiàng)

只有換擋的注油時(shí)間接近-20的負(fù)極限時(shí)，原因才有可能是制動(dòng)器B1回位彈簧安裝不夠良好。

（4）總結(jié)

變速器殼體本身卡簧槽設(shè)計(jì)較淺（B1制動(dòng)器緩沖盤卡簧槽），再加上卡簧本身的硬度以及緩沖盤的彈性等問(wèn)題（圖6），最終導(dǎo)致系統(tǒng)油壓過(guò)高時(shí)該卡簧被彈出來(lái)。

廠家不大可能重新改變殼體卡簧槽的深度。因此，更換加強(qiáng)型卡簧及緩沖盤會(huì)順利解決這一缺陷問(wèn)題。

5.路虎9擋自動(dòng)變速器的運(yùn)動(dòng)干涉問(wèn)題

ZF公司生產(chǎn)的9擋變速器在2013年部分路虎車型裝車以來(lái)也出現(xiàn)了一些問(wèn)題。除了軟件問(wèn)題外，該變速器的硬件問(wèn)題也不容忽視。

涉及車型：路虎極光；

涉及箱型：9HP-48；

故障現(xiàn)象：行駛中突然出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)干涉，駕駛員抱怨像踩制動(dòng)踏板那樣，車速突然降下來(lái)，同時(shí)起步加速行駛中感覺(jué)特別費(fèi)力；

解決方案：目前只能臨時(shí)更換原來(lái)的卡簧，同時(shí)更新軟件，以確保系統(tǒng)油壓不至于過(guò)高；

總結(jié)分析：軟件帶來(lái)的應(yīng)急保護(hù)，從而使系統(tǒng)油壓升高，最終因油壓過(guò)高、卡簧彈出（圖7）并形成運(yùn)動(dòng)干涉現(xiàn)象。更新軟件系統(tǒng)防止變速器過(guò)早進(jìn)入應(yīng)急模式，從而保護(hù)了卡簧不再因油壓過(guò)高而彈出。

二、奧迪CVT變速器故障特點(diǎn)

1.機(jī)械方面

機(jī)械方面主要是離合器、變速器（鏈傳動(dòng)部分）等問(wèn)題。自從2002年奧迪CVT（圖8）裝車以來(lái)，問(wèn)題始終就沒(méi)有停止過(guò)，不過(guò)在某一階段廠家在軟件和硬件方面都做了優(yōu)化，使得問(wèn)題確實(shí)少了許多。但在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中機(jī)械離合器的故障以及鏈傳動(dòng)的磨損等故障還是時(shí)有發(fā)生。

2.液壓方面

液壓方面主要是滑閥箱（圖9）、前進(jìn)擋離合器油路及外濾等問(wèn)題。2005年以后廠家對(duì)奧迪CVT的核心部件-滑閥箱（閥體）進(jìn)行了更多的優(yōu)化，但依然存在一些普遍問(wèn)題。

3.電子方面

電子方面主要是電腦（圖10）、傳感器等問(wèn)題。

優(yōu)化后的控制單元雖然沒(méi)有大量地出現(xiàn)故障，但是從整體上來(lái)看該款變速器在使用一段時(shí)間后依然會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，只是比過(guò)去少了許多。（未完待續(xù)）