新款自动变速器中蓄压器的演进

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  从自动变速器开始出现时,蓄压器便被用来缓冲离合器和制动带的作用力,使换挡更舒适。不论是早期使用节气门调节阀和调速器的纯液压控制自动变速器,还是20世纪80年代开始的使用EPC和开关电磁阀来控制换挡的电控变速器,它们在这方面基本都遵从一个设计思路:主油压被导向到一个切换阀,而这个阀将油压同时传给一个离合器以及一个蓄压器活塞。
  這种传统的蓄压器体积一般都比较大,有25~50 mm左右的直径,同时也需要配有一个较大而硬的弹簧作为阻抗,通常它们都会位于变速器壳体上或者阀体上。丰田、爱信一直到6挡变速器一直使用这种传统的设计(图1)。以爱信的09G变速器为例,在图2右上方,主油压从手动阀流入,经过4-5正时阀的导向后,油压同时流向前进挡蓄压器和离合器控制阀,经过离合器控制阀的调节(在线性电磁阀的控制下),最终流向离合器。
  在检查旧阀体或者旧壳体时,基本都会看到蓄压器孔或者蓄压器活塞表面有不同程度的磨损。当这种磨损达到一定程度时,主油压就会有相当多的流失,从而影响到离合器/制动带的作用力,导致各种换挡故障。图3显示了一个严重磨损的丰田U660蓄压器,这种情况在很多变速器上都是常见的。很多维修人员在维修变速器时并不处理这些磨损的蓄压器,这会使维修结果取决于运气。因为当主油压从磨损的部位漏失过多,就会导致各种换挡问题,同时也取决于变速器内其他部位的泄压情况。
  由于新款的自动变速器挡位越来越多,离合器和离合器之间的换挡切换更频繁,换挡时间更短了,这就使换挡平稳性显得尤为关键。有些变速器开始改变设计,传统的蓄压器开始消失了。比如在通用6L80变速器中,离合器中接合油压的缓冲由电磁阀对离合器控制阀的精确控制取代,电磁阀的供油由变速器控制单元根据输入/输出速度传感器信号、节气门位置传感器信号以及其他输入信号的综合分析来随时调节。此外,离合器中加入了波形离合器钢片,油路控制中加入了离合器补偿供给和泄压反流的油路设计,这些综合起来就取代了传统意义上的蓄压器活塞,控制单元更进一步地加强了对换挡品质的控制。在维修中,这些涉及到离合器油压缓冲的零件和油路都需要进行检查。
  在通用6T70变速器中,对缓冲的设计比6L80更进了一步,除了以上提及的离合器波形片、离合器调压阀和电磁阀、新的离合器补偿供给和泄压反流的油路外,还在阀体上新增了3个体积很小的蓄压器活塞(图4),它们位于电磁阀的供给油路上,因此被称为电磁阀蓄压器。
  如图5所示,电磁阀供油被输送到每个电磁阀的同时,它们流经各蓄压器得到缓冲。这些电磁阀供油在经过电磁阀后转化为EPC主油压和控制各个离合器控制阀(以及相应增压阀)的调制油压,从而控制最终进入每个离合器的作用油压。这些小蓄压器对于缓冲掉电磁阀供给油路中任何的异常油压有着关键的作用。这种设计更精细,也能达到更平顺的换挡。但是对于图4中所示的安装蓄压器活塞的阀孔,在实际维修中,经常会看此处被活塞频繁的运动所磨损,这将导致电磁阀供油的流失,影响到主油压和各个换挡的效果。这些磨损部位现在可以通过专用的工具和零件进行修复(SONNAX 124740-40K和工具124740-TL40)。
  除了上述的通用系列新款变速器,这种电磁阀蓄压器也出现在福特6F35(二代)的设计上(图6)。它们的作用和在通用6T70中是相同的。
  宝马使用的ZF6挡变速器也采用了类似的电磁阀蓄压器的设计,但不同的是它们被放在电磁阀的输出油路上,而不像在通用6T70中被放在电磁阀供给油路(AFL)上。如图7所示,电磁阀的输出油压在推动离合器控制阀和离合器定位阀的同时,油压通过蓄压器得到缓冲。这个油压是否得到正常的缓冲,直接影响着流入离合器的控制油压。
  ZF6挡变速器在此处的设计上没有使用缓冲弹簧,而是使用了橡胶垫(图8)。这种设计降低了成本,但是不耐用,橡胶长期在热油的浸泡下会失去弹性。图8下半部分所示的是一种典型的失效模式,橡胶垫被完全压平,蓄压器彻底失去了缓冲功能,这会造成一系列的换挡故障。图9所示的是一种改良设计的ZF6HP电磁阀蓄压器(SONNAX95740-15K),蓄压器活塞用弹簧来缓冲,极大地延长了阀体的使用寿命。
  自动变速器正在继续飞快地演进,及时了解新出现的零件,对于维修人员来说是非常重要的,需要理解它们的作用,以及当它们的功能失效时会出现何种后果。在这些新款变速器中,需要关注这些小蓄压器活塞,它们的磨损会影响到正常的换挡。
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