新款自動(dòng)變速器內(nèi)的離合器平衡活塞與換擋控制（3）
——通用6擋變速器的分析

文：齊 明

新款自動(dòng)變速器內(nèi)的離合器平衡活塞與換擋控制（3）
——通用6擋變速器的分析

文：齊 明

上文我們介紹了大眾6擋09G變速器中的離合器平衡活塞及其油路控制，而在我們比較熟悉的通用系列6擋變速器中（比如別克的6T40、6T70以及寶馬和通用使用的后驅(qū)變速器6L45、6L50、6L80、6L90），也使用了類似的平衡活塞的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了類似的功能（通用把離合器的平衡活塞叫做“補(bǔ)償活塞”）。但是其平衡油路的控制采用了不同的方式，本文將介紹通用系列的設(shè)計(jì)思路以及常見故障點(diǎn)和解決方案。

對(duì)于很多經(jīng)驗(yàn)豐富的變速器修理人員來說，離合器的平衡活塞設(shè)計(jì)還是一個(gè)相對(duì)比較新的東西，很多人可能覺得原廠這種平衡活塞的設(shè)計(jì)是為了協(xié)助離合器的回位彈簧更快速地釋放離合器片。這是對(duì)的，但并非它的全部功能，維修人員大多對(duì)這種平衡油路的其他功能，以及如何實(shí)現(xiàn)這些功能的運(yùn)行細(xì)節(jié)都不甚了解，因此這需要更詳細(xì)的研究。作為一個(gè)開始維修6擋自動(dòng)變速器的專業(yè)維修人員，如果還遇到?jīng)]有過與此平衡油路控制相關(guān)的故障，那遇上這些將只是一個(gè)遲早的時(shí)間問題。

圖10所示的是通用系列6擋變速器中的4-5-6離合器及其部分控制油路。離合器中綠色的空腔就是平衡活塞（補(bǔ)償活塞）的油壓腔，藍(lán)色部分是推動(dòng)離合器主活塞的離合器作用油壓。這種2個(gè)活塞相互平衡的設(shè)計(jì)，它的作用包括：①抵消離合器作用活塞上的離心力；②更快速的離合器控制，更短的換擋時(shí)間；③在離合器釋放的過程中，協(xié)助離合器回位彈簧更快速地釋放離合器；④增加換擋過程中的油壓緩沖（蓄壓功能）。

我們先來說一下離合器作用活塞上的離心力問題。當(dāng)離合器鼓在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，如果此時(shí)離合器片處于釋放狀態(tài)，殘留在離合器作用活塞腔內(nèi)的油會(huì)在離心力的作用下對(duì)作用活塞產(chǎn)生一個(gè)作用力，使活塞提早被推動(dòng)，從而使離合器片提早接合，這就會(huì)產(chǎn)生換擋故障。這在2-6離合器和低速/倒擋離合器中不是一個(gè)問題，因?yàn)檫@些鼓并不轉(zhuǎn)動(dòng)，但是在旋轉(zhuǎn)著的1-2-3-4離合器、3-5-R離合器以及4-5-6離合器中就會(huì)產(chǎn)生問題，平衡活塞的設(shè)計(jì)就是為了抵消作用活塞上的離心力而產(chǎn)生的。

所有這些功能是如何通過離合器的平衡油路來完成的呢？我們?cè)賮砜磮D10，圖中的紅色線路是主油路，主油壓通過一個(gè)單獨(dú)設(shè)計(jì)的控制閥—補(bǔ)償供給調(diào)壓閥的調(diào)節(jié)，被調(diào)節(jié)成較低的油壓，通向旋轉(zhuǎn)中的離合器平衡活塞腔（圖10中的綠色部分）。這個(gè)平衡油壓（補(bǔ)償油壓）大約在68.95 kPa（10 psi）左右，油壓不高，但可以協(xié)助回位彈簧來推動(dòng)離合器作用活塞到釋放位置，抵消不需要的離心力。4-5-6離合器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖11～14所示，作用活塞、回位彈簧和補(bǔ)償活塞都位于離合器鼓和離合器摩擦片之間，回位彈簧和補(bǔ)償活塞的油壓用來和作用活塞上的油壓相互平衡和抵消。

補(bǔ)償活塞的這個(gè)供給油路又分出2部分：一部分流向4-5-6離合器的補(bǔ)償活塞腔；另一部分則流向回流油路，此回流油路經(jīng)過離合器控制閥的調(diào)節(jié)，最終給離合器的作用活塞提供作用油壓（圖10中的藍(lán)色部分）。回流油路是從補(bǔ)償供給油路中分出的，流經(jīng)一個(gè)節(jié)流孔后形成。當(dāng)離合器在處于釋放狀態(tài)時(shí)，離合器作用活塞腔里并非是空的，它通過回流油路進(jìn)行油壓的預(yù)充。它的設(shè)計(jì)目的是為了在離合器接到作用命令后，離合器摩擦片能更快速地結(jié)合，也就是為了提高換擋速度，以和雙離合變速器競爭（雙離合變速器由于使用2個(gè)離合器分別控制1、3、5奇數(shù)擋和2、4、6偶數(shù)擋，當(dāng)變速器位于一個(gè)擋位時(shí)，它的下一擋位已經(jīng)準(zhǔn)備好了，因此它的換擋速度很快）。

圖10中綠色的補(bǔ)償供給油路在進(jìn)入離合器的補(bǔ)償活塞腔中，能和回位彈簧一起來推動(dòng)離合器的作用活塞，因此補(bǔ)償供給油路的設(shè)計(jì)能比單獨(dú)的回位彈簧更快地使離合器釋放。而從補(bǔ)償供給油路分流出來的回流油路（通過離合器預(yù)充油壓），則能使離合器的結(jié)合更快。因此變速器控制單元可以對(duì)離合器的動(dòng)作進(jìn)行更快和更精確的控制，從而產(chǎn)生更平穩(wěn)的重疊換擋控制。

現(xiàn)在再來看一下這個(gè)補(bǔ)償油路是如何實(shí)現(xiàn)上述第4個(gè)功能的（蓄壓功能）。從圖10可以看到，4-5-6離合器調(diào)壓閥將油壓調(diào)節(jié)后輸向離合器的作用活塞（圖中藍(lán)色部分），但是它同時(shí)還控制著一個(gè)泄壓孔，這個(gè)泄壓孔調(diào)節(jié)著回流油路的泄壓大小。因此當(dāng)離合器開始作用時(shí)，離合器調(diào)壓閥同時(shí)控制著離合器的作用油路和平衡活塞上的補(bǔ)償油路，當(dāng)作用油壓增加時(shí)，補(bǔ)償油路也會(huì)相應(yīng)地增加。這樣設(shè)計(jì)的一個(gè)功效是增加換擋過程中離合器結(jié)合的緩沖性能，相當(dāng)于一個(gè)額外的蓄壓器，以增加換擋的平穩(wěn)性。

通過以上的分析可以看到，如果補(bǔ)償供給油路工作不正常，就會(huì)導(dǎo)致變速器的換擋故障，包括以下這些故障現(xiàn)象：換擋沖擊；兩擋同時(shí)作用（運(yùn)動(dòng)干涉），聳車；換擋時(shí)出現(xiàn)空擋，發(fā)動(dòng)機(jī)瞬時(shí)空轉(zhuǎn)；降擋沖擊；離合器片燒毀；變速器過熱。

與此補(bǔ)償油路相關(guān)的故障是常見的問題，因此在故障診斷和分析故障根源的過程中，需要有一個(gè)整體的思路。首先要檢查圖11～15中的離合器各部件，尤其是補(bǔ)償活塞的狀態(tài)，這也是最容易檢查的部分。但即便看到燒毀的離合器片，也不能止步于此，因?yàn)殡x合器燒毀往往是故障的表現(xiàn)而非根本原因，這就需要繼續(xù)檢查離合器補(bǔ)償油路在輸入軸上的供給通道。如圖15所示，4-5-6離合器的補(bǔ)償供給油壓是從輸入軸傳來的，輸入軸上的密封圈如果損壞，會(huì)使補(bǔ)償供給油壓從這里泄漏，從而使離合器片在半打滑狀態(tài)中燒毀。最后才涉及對(duì)閥體中油路的檢查。

補(bǔ)償供給油壓還通過一個(gè)節(jié)流孔對(duì)變速器后殼上的杯士進(jìn)行潤滑。如果發(fā)現(xiàn)任何關(guān)于潤滑失效或變速器過熱的現(xiàn)象，也需要對(duì)上述的補(bǔ)償供給油路進(jìn)行檢查。

在維修新款的6擋或以上變速器時(shí)，對(duì)離合器故障的分析需要有一種更新的思路。普通的思路往往是檢查離合器作用油路的方面，比如離合器鼓是否開裂，作用活塞是否正常，閥體中的離合器調(diào)壓閥或閥孔及相干油路是否磨損等。但是在6擋或以上的新款變速器中，我們還需要檢查平衡/補(bǔ)償油路的相關(guān)油路，因?yàn)槠胶?補(bǔ)償油路的工作正常與否直接與換擋品質(zhì)相關(guān)。

在通用6擋的變速器上沒有油壓的測量口可供油壓的分析診斷，因此特別需要檢查閥體中的補(bǔ)償供給調(diào)壓閥（圖10和圖16）。此閥的設(shè)計(jì)是專門用來調(diào)節(jié)活塞的補(bǔ)償供給油壓的，它的運(yùn)動(dòng)頻繁程度很高，始終處于不停的往復(fù)振動(dòng)中，而且來回運(yùn)動(dòng)的行程很小，因此經(jīng)?？梢钥吹竭@個(gè)閥以及閥孔被磨損。在很多情況下，如果用真空測試法，可以發(fā)現(xiàn)此處的閥孔磨損很普遍，這個(gè)調(diào)壓閥的工作狀態(tài)往往已在臨界點(diǎn)附近或以下，如要保證對(duì)此變速器的維修達(dá)到一定的使用壽命，對(duì)此閥孔的修復(fù)幾乎對(duì)每一塊閥體都是必須的。

圖16中的改良閥是專用于克服原配閥的設(shè)計(jì)缺陷的，原配閥容易使閥孔出現(xiàn)過早磨損，因此改良閥采用了精密的閥套設(shè)計(jì)，原來閥孔和閥芯的直接接觸現(xiàn)在改為閥套和閥芯之間的接觸，這種設(shè)計(jì)使閥體在報(bào)廢前將不會(huì)在此處因磨損而失效。此處的修復(fù)只要直接進(jìn)行改良閥的更換即可，無需進(jìn)行鉸孔等機(jī)械加工。

在維修通用系列的6擋或更新款的變速器時(shí)，需要關(guān)注對(duì)補(bǔ)償供給油路的檢查，這樣會(huì)使返修率降低，并且變速器維修的質(zhì)量也更好了。

（待續(xù)）

齊明，任美國索奈克斯工業(yè)有限公司駐中國代表處首席代表，畢業(yè)于美國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。近年來致力于將國外先進(jìn)的自動(dòng)變速器維修技術(shù)（尤其是國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（包括港臺(tái)地區(qū)）同行，推動(dòng)國內(nèi)自動(dòng)變速器維修技術(shù)水平深度發(fā)展。