自動變速器的閥體檢測技術
——使用液壓測試設備

◆文/上海 齊明

在本刊前幾期內(nèi)容中我們介紹了一些簡單易行且成本低廉的閥體測試方法：濕氣測試、真空測試、垂度測試等。除此之外我們還可以使用油壓檢測設備來對閥體油路進行測試，效果很好，測量很精確。一般來說這些設備是沒有辦法自制的，因此需要修理廠購置相關設備了。這些設備需要通過液體來進行測試，主要分為兩類：第一種是液力測漏儀，就是我們俗稱的打壓機，人們常用它將ATF油主壓后灌入變速器的各種部件進行密封檢測，它的手槍柄上帶有壓力表，可以顯示油壓的大??；第二種是閥體測試設備是專用的閥體測試儀，這類測試設備是閥體測試的終極設備，優(yōu)點是精度高，功能全，缺點是價格昂貴，使用者要具備一定的閥體知識。今天我們就先來介紹第一種液力測漏儀。

一、液力測漏儀

液力測漏儀有很多用途，它可以用在閥體檢測上，帶壓力的油可以被注入閥體油路，幫助維修技師找到泄漏點。而且它的成本不高，只要掌握如何使用，這臺設備可以給你帶來極高的利潤回報。目前此類設備中性能最好是美國ZOOM公司生產(chǎn)的AMI油路分析儀(圖1)，它是美國很多變速器修理廠中的必備檢測設備之一。目前國內(nèi)也有同類產(chǎn)品，價格要低廉很多(圖2)，現(xiàn)在國內(nèi)的變速器修理廠也正開始使用這類測漏儀。

圖1 AMI油路分析儀

圖2 國產(chǎn)的油壓測漏機

對油路進行測試時，使用上述和濕氣測試法相當?shù)姆椒▉矸忾]要測試的油路，很多情況下需要使用濕氣測試板。如果存在磨損點，油會從這些磨損點漏出，用這種測漏儀可以發(fā)現(xiàn)油路中非常小的滲漏，接下來我們舉個例說明。

一輛里程數(shù)較高的福特AXODE/AX4S/CD4E經(jīng)常遇到鎖止打滑或無鎖止的故障，這時檢查散熱器的流量，會發(fā)現(xiàn)流經(jīng)散熱器的ATF流量明顯低于正常值，這時我們需要檢查閥體中的旁路柱塞閥套和整個旁路閥孔(圖3)。如圖4所示，旁路柱塞閥經(jīng)常會磨損閥套內(nèi)壁，經(jīng)過調(diào)制的變扭器/散熱器油路進油孔進入該閥套，然后流向變扭器及散熱器。但閥套內(nèi)的磨損使油大量漏失，導致變扭器內(nèi)鎖止油壓不足，同時也導致流經(jīng)散熱器的ATF流量顯著降低?，F(xiàn)在我們可以用上述測漏儀將ATF油灌入這個旁路閥套的變扭器/散熱器油路進油孔(圖4)，如果閥套已經(jīng)磨損，我們便可很容易地看到油從閥體的泄油孔漏出。圖5所示為對旁路閥油路打入油壓時，利用濕氣測試板對油路進行了封閉。在更換了這套旁路閥和閥套后，同樣的油壓測試幾乎看不見有油漏出。

圖3 AXODE/AX4S的旁路柱塞閥和閥套

圖4 AXODE/AX4S旁路柱塞閥套的磨損處

圖5 對AXODE/AX4S旁路閥油路進行油壓測試

上述使用油壓測漏儀的方法是很靈敏的，能測量出很小量的閥體滲漏，而且可以看到閥體維修前和維修后的測試結果有明顯差別。但是這種方法依然存在無法定量的缺點，我們沒有對測量數(shù)據(jù)來進行定量，因此也無法將數(shù)據(jù)記錄下來。為了克服上述缺陷，接下來我們介紹一種簡單易行的改進方法，該方法成本低，且基本可以利用現(xiàn)有的設備來進行測量功能上的升級。具體操作基本思路：在測漏儀的油管上接入一個索奈流量計的探頭(SonnaFlowTM)，通過測量油的泄漏量來檢查閥體的磨損程度；那么怎么記錄下這些泄漏量的數(shù)據(jù)呢？索奈流量計有一個顯示流量的數(shù)字顯示盒，可以隨著流經(jīng)探頭的油流量變化隨時顯示，該數(shù)字顯示盒實際上從探頭得到的信號是頻率信號，流量越大，探頭內(nèi)部的小飛輪轉(zhuǎn)動的速度也越大，顯示盒得到的頻率信號也越高。為了保存或打印這些流量數(shù)據(jù)，我們可以通過一根流量計的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換線將這頻率信號傳入示波器或帶有示波功能的譯碼器中，這些示波器有存儲功能，而且可以將輸入的頻率信號以實時曲線形式表現(xiàn)出來，于是我們可以將修復前與修復后的數(shù)據(jù)進行保存或打印，進行比較分析，這對客戶來說是非常有說服力的。

圖6所示為連入AMI測漏儀的索奈流量計探頭。索奈流量計的整套工具可以在市場上購買到，此外，還需要從五金店購買T型連接頭以及一些塑料軟管。圖7中所使用的示波器是美國SNAP-ON Vantage譯碼器，它帶有示波功能，使用數(shù)據(jù)連接線(圖8)，就可以在SNAP-ONVantage上顯示出流量變化的數(shù)據(jù)曲線。很多修理廠都有現(xiàn)成的SNAP-ON Vantage譯碼器，不需額外的投資。如果沒有這種譯碼器，我們可以使用任何一種示波器或帶示波功能的譯碼器，市場上有很多類似設備可供選擇。圖8中顯示的是一款可以連接到電腦上的萬用表，它可以將數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X上進行存儲或打印，成本低廉，也是一種很好的選擇。

圖6 將流量計接入AMI測漏儀

圖7 改裝后的AMI測漏儀

圖8 升級測漏儀所需的一些部件

索奈流量計能精確地記錄最小到0.5ml/min的流量，所以示波儀可以設定在50Hz或更低的圖形模式設置上，并且設成1s的間隔，這樣可以得到最好的圖形分辨率。

在所有部件連接好后，就需要設置檢測滲漏的數(shù)據(jù)標準了。每個機器的絕對讀數(shù)可能不一樣，使用者需要根據(jù)自己的設備情況來設定數(shù)據(jù)標準。在圖7中的測漏設備的數(shù)據(jù)標準可以作為一個參考：當塑料軟管中的ATF油自由流動時，流量計顯示器上顯示的流量是2.5Hz。一個良好的油路的讀數(shù)是0.4Hz。任何流量讀數(shù)超過1.0Hz的油路表明油路中的磨損已到了需要修理的程度。在修理閥體過程中，不論是更換一個滑閥和閥套，還是要鉸孔裝入一個加大型的閥，現(xiàn)在利用這種方法都可以在修理前和修理后進行檢測以證實修理是否有效?，F(xiàn)在我們回到前面的AXODE/AX4S旁路柱塞閥和閥套的例子，一臺AXODE變速器在進修理廠時，不但有變扭器顫抖的問題，而且行星輪因過熱而被燒毀。由以上的分析，不難知道這種故障現(xiàn)象很可能與旁路閥油路有關。果然，以上的滲漏檢查顯示這個油路的泄漏量讀數(shù)顯示為1.5Hz，還真是不小的磨損量呢！

通用4L60E變速器鎖止調(diào)壓閥是閥體中的一個經(jīng)常失效點，它由一個隔離閥和一個鎖止調(diào)壓閥組成。套閥和閥孔由于PWM(脈寬調(diào)制信號)的高頻率作用而容易磨損。這兩個閥或閥孔的磨損會導致1870故障碼、變扭器過熱、1-2換擋沖擊、以及4L60E/65E中常見反復燒3-4離合器的故障。如圖9所示，隔離閥的磨損會耗盡AFL PWM增壓，就會導致以上的故障現(xiàn)象。這可以通過用以上的方法輕易地檢查出是否存在磨損。

圖9 4L60E鎖止調(diào)壓閥油路結構

用上述設備，將ATF油從圖9的AFL增壓信號油路孔灌入。在上述具體案例中，該孔顯示了1.85Hz的滲漏，說明其嚴重磨損。

二、液壓測漏與真空測試法的比較

以上介紹的液壓測漏也可以用真空測試法來進行，它們兩者都是行之有效的測量方法，都能夠精確定量油路的磨損程度，它們都比濕氣測試更精確，因為濕氣測試無法定量化測量。液壓測漏法與真空測試法比較起來，成本略高，需要購買液力測漏儀、索奈流量計和示波器等。而真空測試法則只需要購買一個真空泵以及一些相應的小配件，成本更低廉。但是液壓測漏法有一個真空測試法所不具有的優(yōu)點：真空測試法不能測試帶有特氟龍?油封的油路，因為特氟龍?油封的密封效果需要有ATF油的作用才能達到。

液壓測漏法所使用的液壓測漏儀和譯碼器，實際上是專業(yè)變速器修理廠必須具備的常用檢測工具。因此使用液壓測漏法的實際成本并不太高。而ATF流量測量則是診斷散熱器以及變速器故障的一個非常巧妙而成本低廉的診斷方法，但它的威力是和使用者的分析能力成正比的，我們將在以后章節(jié)單獨介紹這種變速器診斷方法。

三、專用閥體測試儀

接下來我們要介紹的是自動變速器閥體的最終檢測手段——專用閥體測試儀。這類設備是目前最高級的閥體測試工具。該儀器測試的油壓會由壓力表讀數(shù)顯示，操作人員可以用眼睛直接查看，或?qū)⑵浣尤霐?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，將數(shù)據(jù)存儲起來。閥體測試儀可以控制電磁閥、滑閥，并且可以封閉每一個油路來進行測試。國外幾乎每個閥體翻新廠商都會把閥體測試儀作為閥體翻新后的最終檢測手段。閥體測試儀價格昂貴，使用復雜，如操作者用閥體測試儀來對閥體進行分析和故障診斷，則需要操作者對閥體很深入的了解和靈活運用的能力。行業(yè)內(nèi)各專修廠使用的閥體測試儀主要有兩個來源，一種是紅色的ANSWERMATIC閥體測試儀(圖10)，它由美國ZOOM公司設計生產(chǎn)；另一種為藍色的AXILINE閥體測試儀(圖11)，它由美國AXILINE公司設計生廠。目前國內(nèi)只有一些較大的專業(yè)變速器修理廠才有閥體測試儀，但從使用效果來看，不但設備的利用率較低，而且很多操作人員普遍反映它在閥體故障診斷方面不盡準確。雖然不能說設備毫無缺陷，但更大的原因在于操作者本身的因素。設備本身只是幫助操作者提供更多診斷信息的一個工具，如何把這個工具用好則主要取決于操作人員的能力。

圖10 ANSWERMATIC閥體測試儀

圖11 AXILINE閥體測試儀

這些閥體測試儀的控制器可以自動變化電磁閥的占空比，以及滑閥在整個換擋過程中的移動情況，這里既會有不正常的泄漏也會有正常的脈沖泄漏，需要我們熟悉油路以作出準確的判斷。圖12顯示的是在AXLINE閥體測試儀中進行測試的大眾01M閥體，圖中顯示這塊閥體的電磁閥調(diào)節(jié)閥油路有嚴重泄漏，這個油路與主油路和電磁閥油路都有關系，這個油路的磨損會使主油路泄壓，從而影響主油壓的增壓。另一方面，通向所有電磁閥的供油都從這里經(jīng)過，此油路的泄漏會影響電磁閥的正常工作，從而引發(fā)各種換擋問題。這個電磁閥調(diào)節(jié)閥不太起眼，很多人會忽略這個油路，但它的作用卻很重要。一般來說，在現(xiàn)在的電控閥體檢測中，我們要特別注意檢查從主油路分出來的次級油路，比如電磁閥調(diào)節(jié)閥油路，AFL閥油路，鎖止調(diào)壓閥油路等等。這些次級調(diào)節(jié)油路中的滑閥運動頻率高，容易引起油路磨損，這些油路的磨損會導致鎖止打滑以及傳動比故障碼等現(xiàn)象。

圖13所示為正在ANWERMATIC閥體測試儀中被檢測的福特5R55E閥體。電磁閥在閥體測試儀的控制下模擬正常工作時的狀態(tài)，這時我們可以看到在圖中所指的2個泄油孔處液體間歇性地噴射出來，這是因為電磁閥油路信號是脈沖信號的緣故。而在圖13中TCC油路泄油孔處的泄漏則屬于非正常情況，液體從這里持續(xù)地噴出，鎖止油壓被嚴重泄漏，在車上引發(fā)的故障現(xiàn)象為各種鎖止問題、很高的鎖止打滑率，從而又引發(fā)變扭器過熱以及ATF油過熱。

圖12 用閥體測試儀檢測大眾01M閥體

圖13 閥體檢測中正常的與非正常的泄漏

圖14顯示的是一塊4L60E閥體在閥體測試儀里的檢測過程。在倒擋保護閥(reverse abuse valve)孔的泄油孔處有大量泄漏噴出。這個閥孔內(nèi)的滑閥排列如圖15所示，其中倒擋保護閥和倒擋保護閥塞的磨損就會引起以上的泄漏，這種泄漏會顯著降低3-2降擋閥處的3-4離合器油路的油壓，從而出現(xiàn)3-4離合器失效、3-2降擋沖擊、2-4制動帶燒毀等故障。將圖16、圖17中的倒擋保護閥和閥塞替換以重新設計的改良替換件即可修復此故障。

圖14 4L60E閥體的倒擋保護閥孔嚴重泄漏

圖15 4L60E的倒擋保護閥孔

圖16 通過調(diào)節(jié)散熱油路流量來測試對閥體的影響

我們現(xiàn)在再來看一個案例，可以明顯看出閥體測試儀的獨特優(yōu)勢。雖然幾乎所有變速器都會出現(xiàn)散熱器受堵的問題，但是在一些變速器比如克萊斯勒RWD后驅(qū)變速器以及JACTO著名的JF506E變速器中，散熱器流量受阻還會反過來影響閥體中鎖止閥的運行，從而由散熱器油路受阻引發(fā)變扭器鎖止的問題。類似這樣的問題比較隱秘，但是在閥體測試儀上，我們就可以通過人為改變散熱器/變扭器油路的ATF流量而深入分析這個問題。我們可以在閥體的變扭器/散熱器油路上接入一個索奈流量計(SonnaFlowTM)的流量探頭，并且在散熱器油路上加入一個可調(diào)的節(jié)流閥(圖16)，這樣我們可以人為地調(diào)節(jié)散熱器流量來觀察鎖止問題發(fā)生的根源。由此可見，閥體測試儀是研究變速器故障的必不可缺的檢測工具，我們可以利用它來分析各種與閥體有關的問題。

總的來說，為了分析某個變速器上發(fā)生的特定問題，一般都需要根據(jù)實際情況來改變標準的閥體測試板。當你購買閥體測試儀的時候，你可以根據(jù)不同的車型選購標準的閥體測試板，標準的閥體測試板對應有標準的閥體測試數(shù)據(jù)，你可以用它來判斷這個閥體總成是否合格。但實際情況是你可能會遇到各種不同的故障，為了分析特定的故障原因，很有可能需要改變標準測試板上的某些設置。以上介紹的加裝流量計探頭和流量調(diào)節(jié)節(jié)流孔只是其中一個例子?，F(xiàn)在我們再來看一下閥體測試儀在大眾01M的油路分析上的應用。圖17顯示的是01M測試板上，我們可以加入#1，#2和#3測量孔，接入閥體測試儀上的油壓表，用來觀測電磁閥調(diào)節(jié)閥油路、EV6電磁閥油路、增壓調(diào)節(jié)閥油路之間的油壓關系。

圖17所示三個測試孔分別對應著圖18中的三個油路：

#1測試孔，測量電磁閥調(diào)節(jié)閥油路，接入0-100PSI量程的油壓表，油壓平均在48-52PSI；

#2測試孔，測量EV6電磁閥到增壓閥頂部的油壓，使用0-100PSI量程的油壓表，電磁閥工作頻率在35-70Hz之間調(diào)節(jié)。油壓在13-55PSI之間運行；

#3測試孔，測量增壓調(diào)節(jié)閥(彈簧一端)到主油壓控制輸出的增壓信號油壓，當#2油壓為13PSI時，增壓信號油壓為55PSI，而當增壓信號為13PSI時，#2油壓為55PSI。

在大眾01M閥體的油壓控制系統(tǒng)中，EV6電磁閥、電磁閥調(diào)節(jié)閥、增壓調(diào)節(jié)閥和主調(diào)壓閥之間關系錯綜復雜，同一故障現(xiàn)象可能來自于所有這些閥的控制，或者只是其中的某個閥，這為判斷閥體故障帶來了困難。但是利用閥體測試儀可以對這些問題進行深入研究。

圖17 大眾01M閥體測試板的改進

圖18 01M油壓控制系統(tǒng)中的幾個關鍵控制閥

四、閥體測試儀的測試液

有很多抱怨閥體測試儀測量不準確的修理廠從沒有注意過他們使用的測試液體。如果用普通的ATF油來作為測試液是不準確的，因為在變速器的工作溫度下，ATF油的黏度(VISCOSITY)要比常溫下低，因此我們在常溫下進行使用閥體測試儀的時候，需要選用一種常溫下黏度可以和工作溫度下的ATF油接近的液體。這里我們推薦使用的測試液是NP371,由法國CONDAT公司制造，它由精煉礦物油和一些特殊添加物組成，它的黏度比ATF油要低。當然，我們也可以自行選用其它替代液體，只要黏度接近工作溫度下的ATF油就行。