◆文/上海 齊明
在自動(dòng)變速器的閥體檢測(cè)技術(shù)——目測(cè)法(本刊2020年3~4期“AT維修站”欄目刊登)中筆者已介紹過(guò)搖擺測(cè)試法,但是搖擺量究竟達(dá)到多大數(shù)值時(shí)才會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題?一般來(lái)說(shuō),大多數(shù)閥體中的滑閥與閥孔之間的配合間隙(單側(cè))應(yīng)該小于0.038mm,才能保證滑閥的正常運(yùn)行。當(dāng)數(shù)值大于此配合間隙時(shí),滑閥的整體密封性能下降,這時(shí)閥體應(yīng)更換或者對(duì)閥孔進(jìn)行修復(fù)。目測(cè)法無(wú)法給我們提供定量的數(shù)據(jù),因此本期我們將專門介紹可以定量測(cè)試擺動(dòng)量的垂度測(cè)試法。垂度測(cè)試法應(yīng)用時(shí)只需一些常用的簡(jiǎn)單工具,如游標(biāo)卡尺、百分表,或是一些標(biāo)準(zhǔn)的針規(guī)都可以。通過(guò)進(jìn)行簡(jiǎn)單的測(cè)量和一些計(jì)算便可實(shí)際測(cè)得滑閥與閥孔之間的配合間隙了。我們將以典型例子4T60E閥體中的鎖止作用閥為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明,掌握了解其實(shí)質(zhì)后,我們還可以將此方法用于其他閥體上。
如圖1所示為4T60E閥體中的TCC鎖止作用閥孔。閥孔在CW附近經(jīng)常被鎖止閥上最大的控制圓磨損,為了測(cè)量該處的閥孔磨損程度,我們可以將鎖止閥取出,然后倒插入閥孔內(nèi),將滑閥上的最大控制圓置于閥孔經(jīng)常磨損的部位,也就是控制圓的工作位置。此時(shí)滑閥會(huì)下垂偏離閥孔的中心線,在CW處的滑閥與閥孔的磨損量越大,其配合間隙越大,在滑閥另一頭的下垂量或擺動(dòng)量就越大。于是我們通過(guò)測(cè)量CM處的下垂量或擺動(dòng)量來(lái)推算出CW位置的閥孔與滑閥的配合間隙。圖1中CP為接觸點(diǎn),CW為接觸厚度,CM為測(cè)量點(diǎn)。
圖1 垂度測(cè)試示意圖
圖2 計(jì)算方法示意圖
其計(jì)算的原理來(lái)自于圖2中所示的2個(gè)相似三角形。BC是我們需要計(jì)算出的配合間隙,而B’C’則是我們測(cè)量的下垂量,它的位置位于圖1中的CM處,根據(jù)幾何的相似原理,從圖2我們可以得到:AB/BC=A’B’/B’C’。于是可知公式(1),
AB就是CW的長(zhǎng)度,可以直接測(cè)量。A’B’可以通過(guò)測(cè)量然后計(jì)算出來(lái)。舉例說(shuō)明,顯示4T60E鎖止閥孔的配合間隙的計(jì)算過(guò)程。
第一步,測(cè)量A B的大小。它就是接觸厚度CW=4.4577mm。
第二步,測(cè)量B’C’的大小。它是CM處滑閥的下垂量(偏離中心線的最大距離)。這里我們測(cè)得其上下擺動(dòng)的最大量為0.7620mm,因此我們需要將它除以2,B’C’=0.7620 / 2 =0.3810mm。
第三步,計(jì)算有效長(zhǎng)度A’B’的大小。
首先,測(cè)量CM到CP的距離,這里我們測(cè)得28.5242mm。
然后,計(jì)算AB的一半:4.4577/2= 2.2289mm。
最后,將以上2個(gè)數(shù)字相減,得到26.2953mm。
因此,有效長(zhǎng)度A’B’= 26.2953mm。
第四步,計(jì)算配合間隙,使用公式(1)并利用以上數(shù)值,可以計(jì)算出CW處的配合間隙為:
BC= 4.4577 / 26.2953×0.381 = 0.0646mm
正常的間隙應(yīng)該在0.038mm以內(nèi),因此該計(jì)算數(shù)據(jù)表明此閥孔已超出正常磨損的范圍,需要進(jìn)行修復(fù)。
上述方法需要用游標(biāo)卡尺或者百分表在CM處進(jìn)行垂度的測(cè)量,圖3所示為使用游標(biāo)卡尺來(lái)測(cè)量CM處的擺動(dòng)量(CD4E閥體的旁路鎖止閥)。此時(shí)需注意圖3中游標(biāo)卡尺測(cè)量的位置,它必須與有效長(zhǎng)度A’B’的計(jì)算位置相一致。除了游標(biāo)卡尺,我們還可以使用百分表來(lái)進(jìn)行測(cè)量。百分表需要用定位架來(lái)固定,但其測(cè)量的可靠性要比卡尺好(圖4)。
另一種垂度測(cè)量的方法,測(cè)量時(shí)更簡(jiǎn)單,這種方法不需要卡尺或百分表,只需借用現(xiàn)成的一套標(biāo)準(zhǔn)針規(guī)即可。針規(guī)為一些直徑已被標(biāo)定的細(xì)針,它是主要用于測(cè)量孔的尺寸、距離和孔深的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量工具(圖5)。
圖3 使用游標(biāo)卡尺來(lái)測(cè)量擺動(dòng)量(CD4E閥體的旁路鎖止閥)
圖4 使用百分表來(lái)測(cè)量擺動(dòng)量(CD4E閥體的旁路鎖止閥)
圖5 整套的標(biāo)準(zhǔn)針規(guī)(英制)
用針規(guī)來(lái)測(cè)量滑閥的下垂量是將針規(guī)插入下垂的滑閥與閥孔之間(圖6),閥孔磨損量越大,滑閥下垂量就越大,規(guī)定尺寸的針規(guī)插入就會(huì)覺(jué)得太松,我們據(jù)此就可以判別閥孔的磨損量已經(jīng)超標(biāo)。
在此我們舉例來(lái)說(shuō)明如何使用針規(guī)來(lái)進(jìn)行測(cè)量。圖6中顯示的是一塊CD4E閥體,鎖止旁路閥已被倒插入閥孔,滑閥的大圓處于其通常的工作位置上。我們現(xiàn)在插入一個(gè)已標(biāo)定好的直徑0.110inch(1inch=25.4mm)的針規(guī)時(shí),感覺(jué)有些稍緊,于是我們?cè)贀Q一個(gè)直徑為0.106inch的針規(guī)試試,這次感覺(jué)又太松,因此我們就可以判斷這里正確的垂度大概在0.109inch左右。
此時(shí)需要注意的是在插入針規(guī)時(shí),插入的深度只需0.13~0.25mm之間即可,不要插入過(guò)深。此外,插入針規(guī)時(shí)要小心,不要用力插入或硬將針規(guī)擠進(jìn)去。
圖6 用針規(guī)來(lái)進(jìn)行垂度測(cè)試(CD4E閥體的旁路鎖止閥)
那么如何通過(guò)這個(gè)測(cè)量到的下垂量來(lái)推算出滑閥與閥孔的配合間隙呢?
圖7中的PD指的是輕松插入到閥孔與下垂的滑閥之間的最大針規(guī)直徑,SD指的是針規(guī)測(cè)量處的滑閥控制圓直徑,而BD指的是針規(guī)測(cè)量處的閥孔直徑。要通過(guò)PD的大小來(lái)計(jì)算出滑閥大圓與閥孔接觸區(qū)域(CW)的配合間隙,我們還是需要利用上文提及的圖2中的2個(gè)相似三角形和計(jì)算公式(1)。只是公式(1)中的B’C’需要通過(guò)公式(2)來(lái)計(jì)算:
公式(2) B’C’= PD–( BD-SD)/2
我們現(xiàn)在再以4T60E中鎖止閥為例來(lái)介紹一下實(shí)際計(jì)算過(guò)程。
第一步,測(cè)量A B的大小。它就是接觸厚度CW=4.4577mm。
第二步,找到最大的PD數(shù)值。這里我們找到的針規(guī)直徑為0.205in,相當(dāng)于5.2070mm。
第三步,測(cè)量孔徑BD和滑閥控制圓直徑SD。這里我們測(cè)得:BD=18.6182mm,SD=8.9916mm。
圖7 針規(guī)測(cè)量的示意圖
第四步,利用公式(2),計(jì)算垂度B’C’=0.3937mm。
第五步:計(jì)算有效長(zhǎng)度A’B’。這里有效長(zhǎng)度A’B’的計(jì)算與上例中相同,A’B’= CM到CP的距離–CW/2 =26.2953mm。
第六步,計(jì)算配合間隙,使用公式(1)并利用以上數(shù)值,可以計(jì)算出CW處的配合間隙為:
這個(gè)間隙值已經(jīng)超過(guò)0.038mm的正常配合范圍。
垂度測(cè)試法并非100%精確的,但是只要我們的測(cè)量工具和測(cè)量方法正確,它的精度對(duì)于我們所需要知道的閥孔配合間隙是否已超過(guò)臨界值的問(wèn)題來(lái)說(shuō)已經(jīng)是足夠了。
另外,很多情況下,滑閥在閥孔中單側(cè)受力,使滑閥或閥孔在某一側(cè)的磨損超過(guò)周邊其余部位,通??梢杂檬蛛娡策M(jìn)行光照法來(lái)發(fā)現(xiàn)。因此在這種偏磨的情況下進(jìn)行垂度測(cè)量時(shí),滑閥擺動(dòng)的方向應(yīng)該是其擺動(dòng)量最大的方向,也就是測(cè)量其磨損最大部位的配合間隙。
垂度測(cè)試法只是很多測(cè)量方法中的一種,它的最大優(yōu)點(diǎn)是成本低,尤其是當(dāng)你已經(jīng)擁有了一些很好的測(cè)量工具。該測(cè)試法比較適用于測(cè)量那些總體長(zhǎng)度較大,而閥上的控制圓的厚度較小的滑閥,而且利用百分表或電子卡尺計(jì)算出來(lái)的間隙值要比針規(guī)方法更精確。
在高里程數(shù)的CD4E閥體中,旁路鎖止控制閥是更常見(jiàn)的磨損點(diǎn),我們可以跳過(guò)繁瑣的計(jì)算,直接使用以下計(jì)算好的數(shù)據(jù)來(lái)操作。如圖8所示,我們可以將針規(guī)或者鉆頭柄插入該倒插著的閥的下端,閥體在正常情況下,這個(gè)間隙應(yīng)該在1.778mm以上,閥體磨損越大,閥下垂量就越大,這里針規(guī)可以插入的間隙就越小,此時(shí)所能允許的最小間隙不能低于1.473mm。如果低于這個(gè)數(shù),就必須更換閥體或?qū)@個(gè)閥孔進(jìn)行鉸孔修復(fù)了。
圖8 CD4E旁路鎖止控制閥的垂度測(cè)試