6HP系列變速器的鎖止及相關(guān)換擋故障的診斷思路

文：齊明

6HP系列變速器的鎖止及相關(guān)換擋故障的診斷思路

文：齊明

ZF6HP系列自動(dòng)變速器（6HP19/21/26/28/32/34）被廣泛用于各款寶馬、奧迪、路虎和福特車型中（福特稱為6R60/80變速器）。維修中大多遇到的是換擋打滑或換擋沖擊的現(xiàn)象，因?yàn)檫@是大多數(shù)駕駛?cè)藛T首先感覺到的故障。這其中很多與它的鎖止故障有關(guān)，本文介紹如何利用變速器殼體上的WK壓力接口（圖1）入手來(lái)診斷分析故障根源，此方法實(shí)用且具有普遍意義，對(duì)變速器維修人員來(lái)說(shuō)很有借鑒作用。

圖1右側(cè)顯示的ZF6HP變速器殼體上的AUF-WK壓力接口，圖1左側(cè)是福特的6R60變速器殼體，這個(gè)接口沒有任何標(biāo)識(shí)。這是廠家用來(lái)監(jiān)測(cè)變速器油路壓力的唯一接口。這個(gè)接口檢測(cè)的是WK油路壓力。WK在德語(yǔ)中指的是”Wandleruberbruckungskupplung”，意思是動(dòng)態(tài)液力變矩器，也就是我們俗稱的變扭器。這個(gè)油路的壓力負(fù)責(zé)將液力變矩器中的鎖止活塞從液力變矩器前蓋上脫開，因此這個(gè)油路也叫鎖止釋放油路，也就是釋放鎖止離合器的油路。

為了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)這個(gè)WK油壓，我們需要一個(gè)壓力表插入這個(gè)接口，然后再結(jié)合常用的故障診斷儀就可以診斷出很多故障信息。但要注意壓力表的量程，由于WK油壓不超過約550 kPa（80 psi），而我們需要監(jiān)測(cè)WK一直變化到0，因此需要選用量程為690 kPa（100 psi）的壓力表。如果選用3450 kPa（500 psi）量程的壓力表，它的指針是從82.74 kPa（12 psi）開始的，那我們將失去很多關(guān)鍵的信息。同時(shí)，壓力表可能還需要一個(gè)轉(zhuǎn)換接頭才能順利接入變速器殼體上的壓力接口（殼體上的是10x1.00 mm螺紋）。

1.正常的WK數(shù)據(jù)

車輛啟動(dòng)時(shí)WK壓力應(yīng)該立刻出現(xiàn)并且保持穩(wěn)定。因?yàn)閃K油壓，也就是鎖止釋放油壓在車輛起動(dòng)時(shí)必須能將液力變矩器中的鎖止離合器推離液力變矩器前蓋，此時(shí)正確的WK油壓將保證汽車在怠速時(shí)保持平穩(wěn)。典型的WK油壓此時(shí)（冷車）應(yīng)在480～520 kPa（70～75 psi），當(dāng)變速器油溫逐漸升高，WK將降至450～470 kPa（65～68 psi）。切換入倒擋時(shí)，WK值將立刻跌到340 kPa（50 psi），然后再回到448～517 kPa（65～75 psi），這意味著主調(diào)壓閥開始起作用，將部分油從液力變矩器油路中分出供給了離合器，隨機(jī)主調(diào)壓閥又將系統(tǒng)油壓調(diào)節(jié)回了正常范圍。主調(diào)壓閥首先滿足調(diào)節(jié)系統(tǒng)油壓的要求，然后才滿足液力變矩器油壓的供給。

現(xiàn)在將換擋桿切換至前進(jìn)擋（D擋）并且開始路試，我們需要監(jiān)測(cè)WK的數(shù)值變化。液力變矩器不會(huì)運(yùn)行直到其溫度達(dá)到一定的數(shù)值。那如何監(jiān)測(cè)變速器溫度和TCC鎖止電磁閥的運(yùn)行呢？這就需要結(jié)合使用WK壓力表和故障診斷儀了，這樣就可以監(jiān)測(cè)變速器控制單元的指令了。為了在故障診斷儀中找到所需的信息，首先需要找出在具體車型中鎖止電磁閥的位置（圖2）。在奧迪車型中，鎖止電磁閥為N371，而在寶馬車型中為EDS6，福特車型中為VFS6，捷豹車型中為EDS6。

當(dāng)解碼器指示變速器要求的工作溫度已達(dá)到，變速器電腦開始控制鎖止電磁閥了，此時(shí)WK數(shù)值應(yīng)該降到0～13.79 kPa（0～2 psi）。0 psi意味著液力變矩器進(jìn)入完全鎖止?fàn)顟B(tài)，而10.34～13.79 kPa（1.5～2 psi）的WK油壓則意味著變速器控制單元允許鎖止離合器有一定程度的輕微滑差。這樣可以降低異響、振動(dòng)和離合器接合的沖擊。

值得注意的是，ZF6HP并沒有使用如通用4T65E變速器所采用的那種連續(xù)滑差的控制策略。為了降低油耗，ZF6HP系列在設(shè)計(jì)上盡可能的提早使液力變矩器進(jìn)入完全鎖止的狀態(tài)，往往在2-3換擋后馬上進(jìn)行全鎖止，在很多情況下甚至在1-2換擋完成就進(jìn)行完全鎖止。相比之下，通用系列變速器即便在進(jìn)入鎖止?fàn)顟B(tài)后依然允許相當(dāng)程度的鎖止滑差，其半聯(lián)動(dòng)的鎖止滑差貫穿所有的擋位，連續(xù)的滑差產(chǎn)生大量熱量，造成較差的燃油經(jīng)濟(jì)性。由此可見，ZF6HP的鎖止控制策略大幅改善了燃油經(jīng)濟(jì)性，但也使鎖止離合器的控制必須更加精確。鎖止離合器略微的遲緩動(dòng)作會(huì)顯著影響到換擋品質(zhì)。

那如何判別液力變矩器是否處于半滑動(dòng)狀態(tài)還是完全鎖止?fàn)顟B(tài)？這需要監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和變速器輸入軸（渦輪）的轉(zhuǎn)速，它們會(huì)在故障診斷儀上顯示出來(lái)的。還需要知道鎖止電磁閥的電流和WK油壓之間的關(guān)系。鎖止電磁閥是一個(gè)常開型電磁閥，當(dāng)電磁閥電流升高時(shí)，WK油壓降低，鎖止作用力增加，鎖止滑差就會(huì)降低。鎖止電磁閥工作不正常將導(dǎo)致WK值異常。如果WK油壓值為0，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)該和輸入軸轉(zhuǎn)速相同，這時(shí)液力變矩器即處于完全鎖止?fàn)顟B(tài)，電磁閥電流應(yīng)該處于最大值，如果此時(shí)兩個(gè)速度不同，則說(shuō)明液力變矩器處于不正常的滑差。

2.不正常的WK數(shù)據(jù)

WK壓力值如果異常，將產(chǎn)生6種常見的故障現(xiàn)象，這些對(duì)于維修ZF6HP變速器的人來(lái)說(shuō)都是經(jīng)常遇到的。這6種故障現(xiàn)象如下。

（1）鎖止打滑。

（2）鎖止離合器不能完全釋放。

（3）TCC故障碼/電磁閥故障碼/傳動(dòng)比故障碼。

（4）換擋沖擊。

（5）換擋打滑，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)出現(xiàn)暫時(shí)的空轉(zhuǎn)。

（6）倒擋怠速不穩(wěn)。

前3種故障現(xiàn)象很容易理解，因?yàn)閃K油壓值就是鎖止釋放油壓，當(dāng)然與鎖止故障直接相關(guān)。后3種故障現(xiàn)象對(duì)有些維修人員來(lái)說(shuō)可能有點(diǎn)不好理解，鎖止油路怎么和換擋品質(zhì)相關(guān)呢?這里就稍微介紹一下。

換擋沖擊：在變速器處于滑行2-1降擋以及一些猛踩油門3-2強(qiáng)制降擋的情況下，液力變矩器的鎖止離合器是需要完全釋放的。當(dāng)鎖止離合器釋放時(shí)，解碼器上的WK數(shù)值和鎖止電磁閥信息將會(huì)顯示出來(lái)。如果WK在變速器2-1降擋或者3-2強(qiáng)制降擋時(shí)沒有超出13.79～34.47 kPa（2～5 psi），降擋時(shí)液力變矩器處于鎖止?fàn)顟B(tài)，就會(huì)出現(xiàn)降擋沖擊。

換擋打滑/空擋：大多數(shù)情況下，ZF6HP液力變矩器在2-3換擋后就進(jìn)入完全鎖止?fàn)顟B(tài)，沒有TCC滑差。觀察解碼器上的電磁閥信號(hào)并監(jiān)測(cè)WK油壓值，如果WK在應(yīng)該為零時(shí)卻高于零，換擋時(shí)由于液力變矩器的滑差而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速突然飆升，感覺就好像暫時(shí)進(jìn)入空擋一樣。

倒擋怠速不穩(wěn)：首先要弄清是否只有在倒擋時(shí)才出現(xiàn)怠速不穩(wěn)。如果怠速不穩(wěn)僅僅出現(xiàn)在倒擋，查看WK是否偏低，比如僅在344.73～413.68 kPa（50～60 psi）。如果WK偏低，液力變矩器的鎖止離合器沒法完全釋放，這可能是由于上游的油路在某個(gè)地方出現(xiàn)泄壓而導(dǎo)致WK偏低。如果WK值正常而引擎怠速不穩(wěn)，則往往是液力變矩器出了問題，尤其是鎖止摩擦片。

3.故障根源

如果發(fā)現(xiàn)WK值完全超出了正常范圍或者散熱器的流量不對(duì)，可以按以下的思路來(lái)診斷故障。

如前文所述，主調(diào)壓閥（圖3）在工作時(shí)首先滿足對(duì)系統(tǒng)油壓的調(diào)節(jié)，其次才照顧到液力變矩器的供油。因此主調(diào)壓閥出現(xiàn)閥孔磨損而導(dǎo)致泄壓將會(huì)首先影響液力變矩器的供油，從而影響到WK值。注意ZF6HP的主調(diào)壓閥根據(jù)版本不同分為3種尺寸，在修復(fù)時(shí)首先需要確定正確的閥芯版本。

而當(dāng)WK油回到閥體時(shí)，閥體內(nèi)部控制液力變矩器內(nèi)部油壓的是2個(gè)閥：鎖止釋放調(diào)壓閥和旁路離合器控制閥（也叫鎖止控制閥），這2個(gè)閥的狀態(tài)也影響WK。

自動(dòng)變速器油流出液力變矩器后由潤(rùn)滑控制閥來(lái)控制，潤(rùn)滑控制閥的泄壓也會(huì)改變WK的值。潤(rùn)滑控制閥不僅控制潤(rùn)滑油壓，也負(fù)責(zé)各離合器平衡活塞中的平衡油壓，潤(rùn)滑控制閥由于閥孔磨損而導(dǎo)致的泄漏，會(huì)造成各離合器平衡活塞中的壓力失常，造成各種離合器問題。

電磁閥調(diào)制閥控制所有電磁閥的供油，當(dāng)然也包括鎖止電磁閥。當(dāng)電磁閥調(diào)制閥孔出現(xiàn)磨損泄壓，會(huì)使電磁閥的輸出油壓過高或過低，這也會(huì)改變WK的值，因?yàn)殒i止電磁閥控制著鎖止油路中的油壓。

因此對(duì)于上述的這些控制閥，都必須要使用真空測(cè)試法來(lái)檢查閥體的這些部位。檢查中經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)這些閥的閥孔已經(jīng)磨損，需要及時(shí)修復(fù)閥孔或者直接更換閥體。

鎖止電磁閥通過上述的鎖止閥來(lái)控制著WK，這個(gè)電磁閥經(jīng)常由于污染或者磨損導(dǎo)致失效。實(shí)際上在這款閥體中所有的調(diào)壓電磁閥都容易出現(xiàn)故障，其中的機(jī)械問題要遠(yuǎn)超過線圈的電路問題。這些電磁閥的機(jī)械故障可以很輕松地使用真空測(cè)試法來(lái)進(jìn)行判斷。

閥體上的端塞需要確保密封良好，尤其是位于電磁閥和換擋閥之間的端塞。雖然它們是靜止的，但實(shí)際往往容易松動(dòng)而產(chǎn)生泄壓，因?yàn)椴粩嗟厥艿介y芯和油壓的脈沖作用力。端塞的泄壓雖然看似微不足道，但會(huì)極大地影響換擋閥的工作，降低電磁閥的調(diào)壓作用。

此外，E離合器上的銅套（也叫輸入/輸出軸銅套，圖4），以及油泵定子軸上的銅套（圖5），都對(duì)液力變矩器的控制和換擋品質(zhì)有非常關(guān)鍵的影響。這2個(gè)部位的銅套非常容易磨損，并經(jīng)常導(dǎo)致鎖止和換擋故障，也會(huì)產(chǎn)生傳動(dòng)比錯(cuò)誤。

齊明，任美國(guó)索奈克斯工業(yè)有限公司駐中國(guó)代表處首席代表，畢業(yè)于美國(guó)常春藤名校之一的達(dá)特茅斯學(xué)院（Dartmouth College），獲工程科學(xué)碩士學(xué)位。近年來(lái)致力于將國(guó)外先進(jìn)的自動(dòng)變速器維修技術(shù)（尤其是國(guó)外變速器原制造廠商不提供技術(shù)支持的技術(shù)領(lǐng)域）介紹給中國(guó)（包括港臺(tái)地區(qū)）同行，推動(dòng)國(guó)內(nèi)自動(dòng)變速器維修技術(shù)水平深度發(fā)展。