自动变速器油(Automatic Transmission Fluid)简称ATF,在电子液压控制自动变速器中承担着动力传递、机械润滑、部件冷却及部件清洁等作用。ATF油液在自动变速器传动系统中起着极为重要的地位,因此可以将其比喻为自动变速器液压系统中的血液,是液力变矩器传输功率的必要介质(见图1-11)。变速器ATF油液把传动件在运转中因摩擦而产生的大量热量带走防止温度过高;在液压系统中传输液油压力,使各换挡执行机构在液压下正确地动作;变速器油还对各传动件进行良好的润滑。
图1-11 ATF的重要性
1. ATF的使用性能
通过近几年对我国自动变速器维修市场的了解,一般维修人员对ATF相关知识的了解可以说是微不足道的。因此我们完全有必要对ATF基本知识有一个详尽的了解以避免在维修过程当中出现不必要的错误。通常自动变速器ATF的基础油是从石蜡基原油中提炼出来,简称矿物油(约占90%)。但由于基础油固有的特性(局限性),必须添加各种类型的添加剂以适应各种工况的要求(约占10%), 才能满足自动变速器正常的使用,因此又衍生出各种合成油的ATF。合成ATF具有温度适应性更广、抗氧化能力强、使用寿命长、综合性能好等特点,它将是未来ATF发展的主流方向。 因此汽车自动变速器ATF主要应具有以下使用性能:
①适当的黏度和良好的黏温性。如黏度过小不易形成油膜,会加剧零件磨损,并使换挡执行机构的油压降低,从而出现换挡不正常等故障。如低温下自动变速器油的黏度过大,流动性差使发动机启动后,油液供至各控制阀,换挡执行机构的时间延迟,造成换挡滞后时间增加,严重时可能引起离合器打滑或烧结。为了使自动变速器油具有良好的黏温性,在油中加入了一定量的黏度指数改进剂。
②具有良好的摩擦特性。所谓摩擦特性就是自动变速器油对两接触表面静摩擦因数和动摩擦因数的控制。一般情况下静摩擦因数总是要大于动摩擦因数。自动变速器油的良好摩擦特性要求动摩擦因数尽可能大;静摩擦因数与动摩擦因数之比要小于1.0;在工作温度范围内摩擦特性保持不变。动摩擦因数对转矩的传递和换挡时间有明显影响,过小会影响传递功率和使离合器打滑,并使换挡时间延长。静摩擦因数过大,会使换挡后期转矩急剧增大,发出异响使换挡过程恶化。自动变速器油的摩擦特性在很大程度上是由被称作摩擦改进剂的添加剂所决定的。
③良好的抗热氧化性能。汽车在苛刻情况下行驶时,自动变速器油温可达到130~150℃。在高油温下油分子受到强烈的氧化作用,结果是形成油泥、漆膜及酸性物质等,影响自动变速器的正常工作,例如堵塞滤清器,液压控制系统失灵,离合器和制动器打滑等。为了使自动变速器油具有良好的抗热氧化性能,自动变速器油中加有被称之为抗氧化的添加剂。
④良好的抗磨性能。为了使自动变速器的行星齿轮机构的齿轮及轴承和油泵等正常工作,要求自动变速器油应具有良好的抗磨性能,为此在自动变速器油中加有抗磨剂。
⑤良好的防锈蚀性能。在自动变速器油中含有防锈蚀剂,以防止金属零件生锈或腐蚀。
⑥良好的密封材料和适应性。自动变速器油不应使自动变速器中使用的各种橡胶和尼龙密封材料有明显的膨胀和收缩,否则会出现漏油等问题。
⑦良好的抗泡性能。由于自动变速器内转动部件的激溅作用,自动变速器油会生成泡沫,一旦泡沫生成,则含有气泡的自动变速器油润滑性能变坏,变速器液压系统也会因油中气泡的可压缩性而不能正常工作。气泡的产生还会加速自动变速器油的老化。在自动变速器油中加入了消泡剂,其主要作用是降低油的表面张力,有助于防止气泡的生成,并限制气泡生成后的存留时间。
综合以上的情况要求,ATF的品质基本要符合高温下的稳定性,即抗氧化能力强,改变酸性的机会少,有利于防止油泥和油膜氧化物的产生,避免变矩器和离合器打滑,延长ATF的使用寿命这是因为自动变速器的大部分工作时间都是出于在高温状态下。同时在低温状态下有着良好的流动性,保证冷车启动的有效润滑,减低磨损的可能性。黏度控制在一个合理的工作范围,及时有效地传递扭矩。良好的流动性从而保持变速器正常的工作温度,润滑和清洁变速器各个部件。
通过我们对自动变速器ATF使用要求的理解,那么就会知道众多品牌的ATF(图1-12)当中需要的ATF的添加剂有抗氧化剂、清洁剂、分散剂、倾点抑制剂、黏脂改进剂、抗泡剂、摩擦改进剂、金属减活剂、抗乳化剂、腐蚀抑制剂、极压添加剂……这些添加剂都是为了加强基础油的某些方面的性能,赋予基础油某些天然并不具备的特性,所以含有各种添加剂的ATF比比皆是,其性能各有所长参差不齐。
图1-12 各种品牌的ATF
熟知自动变速器ATF一些特有的特性外,那么无论是通用型的ATF还是专用型的ATF如何来恒定其标准呢?同时不同的汽车厂家及石油公司生产的ATF又存在哪些不同呢?根据各种ATF的使用情况我们可把ATF大体分为两种:通用型和专用型。两种类别的ATF严格意义上讲主要区别在各种添加剂的比例上, 但在一般情况下通用型ATF的颜色都是红色的 (图1-13);而大多专用型ATF的颜色都是黄色的(图1-14),当然也有红色的(比如大众途锐和一汽大众速腾等)。当ATF完全变质后其颜色马上会变为红褐色或黑色,同时会发出焦煳的臭味。
图1-13 正常的通用型ATF颜色
图1-14 正常的专用型ATF颜色
最早比较典型的就是美国通用公司于1967年制定的以Dexron 为标准的ATF,也是全球最具影响力的ATF标准。后来又出现了Dexron Ⅱ美国通用第二代ATF,在黏度和抗氧化方面有所改进,可以替代早期的 Dexron。紧接着就出现了全球都较为普遍的Dexron Ⅲ美国通用第三代ATF,适合于早期的电控变速器,全球使用广泛的ATF。同时Dexron Ⅲ (H) 在2003年Dexron Ⅲ基础上改良的高效抗磨ATF也相继问世,它将逐步取代Dexron Ⅲ。目前的Dexron Ⅵ 是美国通用公司于2006年公布的最新型ATF,主要应用于6速、7速的电控变速器,也是将来ATF发展的方向。
在我国目前市场上所见到的各种各样的ATF, 如美孚、壳牌、埃索、嘉士多、BP、ACDelco等,太多的品牌基本都是属于DexronⅡ/Ⅲ这一类型(图1-15)。
图1-15 通用型ATF
以上这些品牌可以说都是按照美国通用公司Dexron的技术标准执行并生产,而且基本都能使用于目前市场上的美规、亚系车型的4速自动变速器,事实上每一款自动变速器的设计都有不同的技术要求,即使是同一型号的变速器配置在不同的车型,其扭矩、重量、转速、结构等都会不同,因此原厂都有其自己指定的ATF专用油(或供货商)。例如大众4速变速器就是使用专用型摩擦系数较高的ATF。ACDelco和美孚ATF颜色都是红色。
通用型高品质ATF——康菲润滑油和美孚3309(图1-16),目前美国康菲润滑油集团和美孚均推出高品质ATF都已经达到Dexron VI代标准,完全可以应用在通用型5速、6速自动变速器当中。比如说可以代替使用蒙迪欧5速、丰田凯美瑞5速、丰田6速、马自达5速、尼桑5速、现代5/6速等。
图1-16 康菲和美孚3309高级ATF
对于专用型ATF品类很多在这里就不一一列举,我们只是对比较常见的几种进行简单的了解。宝马轿车的4速、5速自动变速器所使用的ATF便是埃索(ESSO)品牌的ESSO Type LT 71141是最具代表性的(图1-17)。
图1-17 ESSO Type LT 71141
对于ESSO Type LT 71141的ATF它主要应用在欧款车系的自动变速器当中。例如宝马的4HP/5HP系列、雪铁龙德AL4系列、大众和奥迪系列等,这种ATF为专用型ATF它完全符合并达到了美国通用公司执行的Dexron Ⅲ代以上标准,其颜色为黄色。本田公司的自动变速器是世界上独有的采用平行轴斜齿轮式自动变速器。该公司的大部分变速器使用的是Genuine Honda ZL ATF件(图1-18),目前使用在本田4速、5速电子控制自动变速器中,其颜色为红色。
图1-18 本田ATF—ZL
丰田的Toyota Type WS级为级别较高的ATF,主要应用在丰田和凌志最新型变速器系列(见图1-19)。它主要适用于丰田及凌志车系5速、6速、8速的新型变速器,高科技产品、品质一流是代表当今世界自动变速器ATF的最高境界,其颜色为红色。
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图1-19 丰田Type WS
根据近几年我国汽车工业的飞速发展以及各品牌汽车的保有量目前市场仍以一汽大众奥迪系列以及上海大众系列为主流,因此自动变速器维修养护也是以这些品牌为主流。由于厂家的ATF价格不菲以及众多因素致使大众ATF市场比较混乱,以假乱真的现象时有发生。大众、奥迪车系4速、5速自动变速器的专用型ATF(图1-20),其备件号为G 052 162 A2。其实大众G 052 162 A2 ATF与ESSO Type LT 71141 ATF一些添加材料基本一样其颜色都为黄色,因此在维修及养护此类变速器时可以在两种品牌之间选用,但一定注意不要错误地选用低质伪劣产品。
图1-20 坦博品牌的大众G 052 162 A2 ATF
由于大众G 052 162 A2 ATF只能满足大众、奥迪车系4速、5速自动变速器的使用,因此对于大众、奥迪车系新型6速自动变速器的使用得不到满足,而目前对于大众、奥迪系列车辆所选用的6速自动变速器的生产商为德国的采埃孚公司和日本的爱信公司,例如奥迪A8的09E、奥迪A6L的09L和大众途锐和奥迪Q7的09D等两款变速器,因此选用的ATF也不同。大众途锐的09D自动变速器选用的是白颜色包装的备件号为G 055 025 A2其颜色为红色,而奥迪A8的09E和奥迪A6L的09L所选用的ATF是G 052 162 A2 的升级产品,见图1-21中灰颜色包装备件号为G 055 055 A2其颜色为黄色,两种ATF坚决不能混用或错用。同时德国采埃孚公司也推出符合采埃孚6速自动变速器的ATF(图1-22)。
图1-21 大众奥迪6速ATF(爱信和采埃孚)
图1-22 ZF 6速变速器专用ATF
除了自动变速器采用的ATF外,我们发现近两年无级变速器CVT的发展势头也很强劲。由于无级变速器的传动方式与自动变速器有很大不同,因此任何一种普通ATF都不能代替,必须使用原厂指定CVT专用油,奥迪01J无级变速器必须使用奥迪原厂的G 052 180 A2(图1-23)。该油品颜色也是为黄色。而2009年奥迪A4L的0AW型8速无级变速器所用的ATF又有所升级,升级后的零件号为052 516 A2(图1-24)。
图1-23 奥迪01J型CVT专用ATF
图1-24 奥迪A4L 0AW型CVT专用ATF
2.自动变速器车型的换油周期
既然不同自动变速器车型ATF有着这么极其复杂的成分,那么根据不同的汽车配备使用不同的变速器结构和性能的要求,就必须配选不同的变速器ATF油。尤其是新款的高速多挡的电子变速器,对ATF的要求标准更高,不能乱加或混加。否则会极易损坏变速器,缩短变速器的使用寿命。同时变速器油在使用中因长期高温,将逐渐破坏其原有的良好性能。因此应在一定时间后更换,避免因变速器油不良导致液压系统中各传动件、密封件等损坏。
在良好的行车环境中每行驶60 000~80 000km更换新油。应注意这是指换挡不频繁,汽车很少重负荷行驶等良好行车条件的情况。在恶劣行车环境下,如长期在城市交通拥挤街道中行驶,或常在高温地区、崎岖路面上行驶,或常拖挂拖车等,每行驶30 000km更换新变速器油。 在一般的情况下,有些汽车的保养单位推荐在行驶48 000~50 000km时更换新变速器油。我们建议车主最好参照各种汽车上使用的说明书中规定里程,指定的用油根据自己的实际使用情况来进行更换变速器油。以保证自动变速器性能得到充分发挥,延长变速器的使用寿命。根据我们国家的道路信息以及环境信息等众多因素同时我们还建议,大多数自动变速器应每40 000km保养一次。而通常在一般情况下需要每两年更换一次自动变速器ATF,每行驶40 000km需要对自动变速器进行清洗维护。当然这只是针对大多数普通形式的自动变速器车辆,因此严格上讲就不同自动变速器所采用不同的ATF时,自动变速器车型的换油周期也有所不同:
①上海大众系列:每60 000km更换ATF ;
②福特:每40 000km检查一次,每60 000km更换ATF;
③广州本田:每40 000~60 000km更换ATF;
④丰田:每40 000km更换ATF;
⑤一汽大众、一汽轿车:每60 000km更换ATF;
⑥东风雪铁龙:每60 000km更换ATF。
通过对自动变速器多数故障的总结发现,超过99%的自动变速器损坏都是由于过热和自动变速器油久未更换出现杂质引起的。对于自动变速器的保养,合理更换自动变速器油是关键。如果自动变速器润滑油老化、衰变,将会使内部的传动机件抗磨能力下降,缩短自动变速器的使用寿命;还有自动变速器中的油泥、杂质会直接影响到系统油压和动力传递,使自动变速器提速减慢或失效,甚至使某个挡位失灵。
如果正常保养使用,自动变速器的平均寿命可维持在700 000km左右。目前我们在维修过程当中都是通过观察自动变速器ATF的颜色以及其味道来确定其质量的问题。
3.换错自动变速器ATF的危害
简单了解各品牌ATF性质以及使用周期后我们再说一下低品质或假冒的ATF,假冒伪劣的ATF抗温能力就更差,很容易产生氧化,形成油泥和油渣,容易堵塞滤网,降低变速器油压,影响换挡质量,而且还容易产生气穴,造成油压不稳,同时损伤摩擦材料及密封橡胶和金属零部件,最终导致变速器工作不正常。误用低级别或劣质ATF,给变速器带来的危害是致命的。通常一台正常使用100 000km以上的变速器,由于使用了一两次劣质或不符合标准的ATF,可能导致仅几万千米或者更短距离就会因磨损加剧等原因而进行大修变速器令人心寒,因选材不当引起自动变速器严重故障的现象屡见不鲜。劣质或低级别的ATF给变速器带来的较常见的问题就是高温、打滑、烧片、冲击、异响、耸车、加速无力、保护等。在更多的维修案例中我们发现,大众奥迪车系选用假的ATF后通常引起的是换挡品质故障较多同时还有烧片现象等,还有就是大众4速自动变速器大修后的2-3挡时产生的异响大多都跟油品有关。如果奔驰722.6全电控5速自动变速器选用低质的ATF运行一段时间后便出现自动变速器进入安全应急模式同时电控系统中的故障存储器里便储存传动比错误的故障码。对于自动变速器因假油引起的各种故障可以说是举不胜举,总而言之,当我们维修任意一款自动变速器故障后,出现跟温度有关的故障现象不免要考虑ATF的质量。图1-25便是奥迪01V型5速自动变速器使用假的ATF所产生的严重后果。
图1-25 01V阀体因假油而形成的高温颜色
ATF不仅仅是起到润滑和冷却的作用,更重要的是有效地传递发动机和变速器之间的扭矩,所以油质的好坏或品种型号选择的正确与否都将直接影响到汽车功率损耗和变速器的正常工作和使用寿命,同时也会影响到行车的舒适性和驾驶乐趣。 因此对自动变速器ATF油的使用应遵循以下几点事项:
①注意保持油温正常。车辆长时间重负荷低速行驶,将使自动变速器油温上升,加速油的氧化变质,形成沉积物和积炭,阻塞细小的通孔和油路循环管路,这又会使自动变速器进一步过热,最终导致变速器损坏因此不要使自动变速器经常处于过载使用情况下(比如说牵引其他车辆)。
②经常检查油面高度。油面过低则会发生机件润滑不良,油压低影响换挡并使离合器打滑;油面过高使旋转的齿轮等零件把油搅起而产生气泡,混气的油能引起油氧化,使换挡阀排油不畅,以致离合器、制动器工作失常从而影响正常换挡。对于ATF油面高度的检查要严格遵循厂家检查操作流程,因为一些新式的自动变速器已经完全省去了油尺,我们只能通过该变速器的检查温度的要求根据溢流孔来确定ATF的正确容量。
③注意油质检查。自动变速器油的油质检查是确定油的更换时机和诊断自动变速器故障的简易可行的方法。
正常的油应透明呈粉红色或红色,大众油为黄色,应无杂物和烧焦味。检查时观察油尺上油的状态,闻油的气味,用手摩擦油液,用白色吸收纸擦油尺观察油的情况。例如:油呈暗褐色或黑色或有烧焦气味,说明自动变速器油温过高;油呈乳白色或有乳状泡沫,表明油中含水或冷却液;油中有黑色颗粒和金属屑,是制动器或离合器片齿轮机构等零件的磨损产物。因此从油的状态异常现象可确定是油的原因还是机械故障以变换油和排除故障。
④应按车辆使用说明书的规定更换自动变速器油和滤清器。有些维修人员或用户只知道更换ATF不知道去更换滤清器这是错误的。同时更换ATF最好要使用循环式更换法,这样虽说损失一部分ATF但更换的较彻底。这是因为如果按照常规的简单的更换方法有一部分ATF仍然还存留在变矩器或油路中,新油与旧油混合在一起时容易导致一些问题的发生(新油具有清洁作用)。
⑤不同牌号、不同品种的自动变速器油不能混用,同牌号不同厂家生产的自动变速器油也不能混用。
综上所述在维修养护任何一种自动变速器时选择自动变速器ATF油的原则是一定要加注原厂推荐规格的自动变速器油,严格把好质量关!
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