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      變速箱的深入剖析—— 在油泵-調壓閥-變扭器-散熱器潤滑回路內油的流動

      文章出處:責任編輯:作者:人氣:-發表時間:2015-03-03 10:55:00【

        在自動波箱修理行業,控制翻修率總是人們最關心的因素之一,因為它直接關系到企業的利潤、公司的品牌以及業務的發展前景。然而這又是最難解決的問題,如果僅限于表面的修理而不找出變速箱內部的故障根源,翻修率是很難控制的,尤其是當變速箱進入正常維修期,內部的故障開始出現的時候。

        要做到正確的故障分析和成功的變速箱翻新,理解變速箱內的一個重要的油路循環是尤其關鍵的:油泵-主調壓閥-變扭器-散熱器潤滑回路。從圖1可以看到,油泵/調壓閥和潤滑油路實際上處于串聯關系,按先后次序聯系在一起的。這其中的任一部分出現變化,都會直接影響到其它的部分。這里我們將要深入探討這些系統是如何相互聯系在一起的,以及如何用流量計來幫助監測它們的運行,同時也更容易理解索奈克斯的閥體零件是如何修復變速箱內的液力回路使其正常工作的。

        調壓閥(以下稱“PR閥”)是這個油路循環中的核心部件。液力泵可以產生非常大的油壓,PR閥能將油壓限制或調節在變速箱中通常的50-250psi(磅/平方英寸,美制壓力單位)的范圍內。受調制的主油路壓力的變化范圍是由分別位于PR閥兩端的彈簧和油路壓力共同決定的。在通常情況下,PR彈簧和增壓閥推動PR閥向一個方向運動,而閥另一端的平衡壓力阻止或方向推動PR閥,從而使PR閥處于一個平衡調節位置。在啟動時,當PR閥平衡端的油壓達到一定值后,PR閥會克服彈簧(以及增壓閥)的壓力,朝它的平衡調節位置移動。一旦油泵產生了足夠大的油路壓力將PR閥推入它的平衡調節位置,PR閥會將多余的油泵容量導入泄油孔,或導回油泵的吸入端。
        受調制的主油壓是可以使PR閥克服阻力將其推入平衡調節位置的、作用在PR閥平衡端的油壓。實際情況始終是這樣的,不論PR閥是一個與彈簧和增壓閥連接的簡單結構,還是一個與閥兩端的多個反應和平衡區域相互作用的更復雜的結構。這里我們將PR閥在足夠的壓力下保持在它的平衡調節位置稱為平衡位置下的PR閥,而將PR閥由于沒有足夠的油壓而無法處于其平衡調節位置稱為非平衡位置下的PR閥。
        在許多變速箱中,PR閥還有一個人們不太熟悉的功能。主油壓調節閥還能控制進入變扭器的油流量:這將直接影響到變扭器的釋放/充油的油壓、冷卻、潤滑以及在某些情況下TCC鎖止的作用油壓。在實現各個功能時,PR閥是分主次的,它首先滿足控制油路壓力的功能,其次再實現控制變扭器/潤滑油路的壓力。雖然有些變速箱在這個方面有例外,但大多數變速箱中的變扭器進油不是由PR閥直接供給的,便是由PR閥控制的油路供給的。

        PR閥分別位于它的2個位置:平衡位置(這時變扭器進油孔打開)和非平衡位置(這時變扭器進油孔被堵上)。不論PR閥的結構如何,這個平衡位置和非平衡位置的概念適用于所有類型的控制變扭器進油的主調壓閥。關鍵要記住PR閥處于平衡位置時(這時變扭器油路打開),PR閥兩端的作用力必須大致相等。如果PR閥長時間處于非平衡位置,變扭器/潤滑油路將會受阻。一旦達到臨界狀態,PR閥的這種非平衡位置將使變速箱嚴重受損停止工作。

        如果你同時觀察主油壓和流經冷卻器的流量,你會發現當主油壓下降時,流經冷卻器的流量也會有一個相應的變化。這是因為主油壓的下降最終會作用在PR閥的平衡油路端,閥的另外一端上的作用力于是克服降低了的平衡油壓,將PR閥推向它的非平衡位置。這將限制變扭器的供給油路以及被重新導回至油泵吸入端的油量。在主油壓回復以前PR閥始終處于這種狀態。當主油壓回復到足夠大時,它會將PR閥推回其原來的平衡調節位置。如果變速箱的所有部件都處于運行良好的狀態,這個PR閥的變化過程是在瞬間完成的,這也是整個系統應該運行的方式。如果PR閥停留在它的非平衡位置,問題就開始出現了。
        PR閥是首先滿足主油壓的,這意味著如果PR閥處于接近非平衡位置的臨界狀態時,變扭器和潤滑油路會被堵上。實際上,它將阻塞油路,最終導致過熱、TCC鎖止打滑、或潤滑失效等嚴重后果。

      1 PR閥上彈簧力過大或增壓閥壓力過大的例子
      a. RWD克萊斯勒/E4OD等,PR彈簧太緊或調整過度。
      b. 4L80-E等,增壓閥磨損導致的交叉滲漏,使倒檔油路壓力過大。
      c. 變速箱處于失效保護中,EPC增壓到達最大值。
      d. 4L80-E,怠速太低,EPC電流太大。
      2平衡壓力過低的例子
      a. 400/200C,PR閥孔磨損。
      b. CD4E,PR閥孔磨損。
      c. 4L80-E,PR端塞漏油。
      d. 任何油泵磨損或太弱的變速箱,或者有嚴重的內部漏油的變速箱。

        大家可能已見過這些結果了:行星輪又燒了,或者變扭器周圍神秘的黑環的出現,或者車輛在啟動前需要等很長時間處于怠速狀態。通常對于油泵來說最受考驗的時候是處于高溫、怠速(當轉速RPM很低時)、或在倒檔位時,在這些時候所需的壓力較高,油泵的承載處于最高點。為了使變扭器內的鎖止活塞保持脫離前罩殼的狀態(即不鎖止狀態),需要有足夠的油流量從變扭器釋放/充油油路流經變扭器。如果由于油泵不能維持足夠的主油壓,PR閥將被推到它的非平衡位置并停留在那里,這意味著變扭器內部只有很少甚至沒有油的流量,使變扭器的TCC鎖止活塞拖住了前罩殼,導致怠速波動、引擎熄火、或TCC摩擦材料被表面磨光。一旦摩擦材料被磨光或過熱,摩擦片將降低或失去TCC鎖止的功能。

        油泵維持所需的油壓和保持PR閥的平衡位置的能力也具有多個可變因素。你可能有一個很好的油泵,但在變速箱內部的其它油路中存在漏油,這會損耗油泵的容量并降低油泵產生壓力的能力。另一方面,如果沒有內部漏油但油泵已經磨損或很低效,也會產生相同的維持油壓的問題。就象你的空氣壓縮機,它的維持壓力的能力是與你同時運行多少空氣工具相關的,如果你同時使用太多的空氣工具,那你的壓縮機就沒有足夠的空氣流量(容量)來維持氣壓,因而氣壓會降到正常的范圍以下。

        主油路-潤滑油路的修改

        主油路-潤滑油路,開孔還是不開孔,那的確是個問題。主油路到潤滑油路的修改在主油壓和變扭器進油回路之間直接增加了一個油道,有點繞開了PR閥,因而PR閥即使處于非平衡位置,油總會通過這個油道直接進入變扭器進油回路。那為什么原廠制造商們不將這種主油路到潤滑油路的修改方案做到變速箱內呢?實際上,許多變速箱生產商的確這樣做!在4L60-E中,PR閥的柱塞上的小平臺就是起到了這個作用。其它變速箱則通過一個內置的節流孔或襯墊上的一個小槽口來實現這個作用。你是否能自己鉆一個主油路到潤滑油路的通道呢?可以的,但結果幾乎都是開的孔太大,以致太多的油進入變扭器,使變扭器內部壓力過大、變扭器油回流以及很多顧客的投訴。圖5中顯示的SONNAX的PR閥有一個內置的主油路到潤滑油路的通道,并且還配有一個防止回流的單向閥,避免了車輛在熄火后變扭器油流回到油底殼。

        變扭器泵輪軸頸/油泵杯士值得特別的注意。過大的變扭器杯士間隙會導致油泵異響、磨損和油泵效率降低。除了能在變扭器的一端支撐它的重量以及幫助油泵內部齒輪定位在中心,這個軸頸/油泵杯士還能幫助避免變扭器油經前油封的回流孔處泄漏。這種泄漏是AXODE,AX4N和克萊斯勒變速箱常見的問題。從這個軸頸/油泵杯士泄漏過多的變扭器油會導致前油封漏油,產生一個變扭器油壓泄漏的直接通道。這會降低變扭器/潤滑油路的油壓,在有些情況下,還會降低TCC鎖止作用的油壓。

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