1.从车上拆卸自动变速器
自动变速器安装在汽车上大致分前驱和后驱两种方式,前驱的自动变速器拆卸有的要和发动机总成一起拆卸;后驱的自动变速器拆卸一般不用拆发动机,方便快捷许多。下面以前驱为例给出大致的拆卸步骤:
1)将车辆举升,从蓄电池负极上断开接地桩子。注意:一些老式的车型有音响防盗密码,断开前向车主索要。
2)拆卸前轮前使用大风炮重型套筒工具拆卸传动轴大螺母,然后拆下两前轮。
3)拆卸驱动轴,先将转向节固定定位的部件解开,如拉杆球头、下支撑球头、减振器螺栓等。注意:有的车辆在此处做有四轮定位的调整垫片、调整螺钉等,松开前最好做上记号,以免实装后出现方向抖、沉重、跑偏等故障现象。
4)拆卸排气管(视情形),用杠杆、钢丝绳固定好发动机,拆松自动变速器固定机脚,穿销螺栓不要取下,有的车辆还需要拆除发动机下托架。
5)拆卸ATF油管或冷却水管。
6)拆卸发动机起动机。
7)断开线束接头和电线线束。
8)拆除自动变速器换档拉线。
9)液力变矩器的固定螺栓拆卸:通常有两种固定螺栓拆除方法,一种是在自动变速器下面有一个防尘罩,拆下防尘罩后就可以拆液力变矩器的固定螺栓;另一种是拆卸起动机后,在起动机孔口处可以拆液力变矩器的固定螺栓。液力变矩器的固定螺栓通常有3~6个螺母或者螺杆,旋转曲轴逐个拆除即可。
10)拆卸自动变速器壳体与发动机接口一圈螺栓,用自动变速器液压顶托住自动变速器,将上面机脚穿销螺栓取下,就可以向后拖出自动变速器。注意:防止液力变矩器从自动变速器中掉下来。
装配的步骤与上述相反。自动变速器在车辆上的拆卸、装配是极为枯燥乏味的一项工作,但是又不能回避的一项工作,需要有一定的工作经验和技能,看似没有什么技术含量,要求却很高,否则拆卸装配过程中损坏部件,或者试车时出现异响、方向不正等故障,或者交车不久后出现异响、漏水、漏油等。这个过程中对螺栓的拧紧力矩、卡扣的更换、老化部件的更换都是重要的。同时,拆卸下来的部件和螺栓放置整齐有序,装配时规范、次序、到位以及不要漏装而多余一些零件出来。切不可在没有拧紧螺栓螺母情况下,又去做其他的事,结果忘记了拧紧而出现重大责任质量故障或者事故,这是不允许的。
2.自动变速器分解和组装的流水线工艺
有规模、有规范的自动变速器专业维修再生厂,讲究整体工作协调能力,分成几大块来进行施工。具体有分解组、清洗打砂组、滑阀组、变矩器翻新组、综合组装组、总成测试组等,各组有小组负责人,对质量进行掌控。这样做可以提高工作效率,更加专业化,技工在生产作业中有时间不断地总结技术问题,做到专长、擅长而精通。企业管理方面也省时省事不少,在用人方面除了滑阀组和综合组装组配置高级技术人员外,其他组别几乎无太多要求,培训上岗较快,工种单一,易于管理且跳槽较少。
(1)分解组
1)将液力变矩器装筐编号(在框上标注),直接送变矩器翻新组。
2)拆除自动变速器附件(如机脚、油尺管、散热器、传感器等),装筐。
3)自动变速器放油、脱油,拆卸油底壳、拆卸滑阀总成,取出一些在壳体阀板安装面有通向制动器的油道胶管,滑阀总成直接送滑阀组。
4)拆卸前后端壳体盖子,依次分解内部元件(如差速器、制动带、制动器、离合器),在钢片、摩擦片分解后分别用小铁丝扎住,以防丢失。各种平面轴承单独放置,不要与重元件混合,以防压坏。这些全部装筐送清洗打砂组。
(2)清洗打砂组
1)去除过多的油、泥,可用高压枪初步冲洗。
2)利用超声波清洗机进行加热、浸泡、振动等,对自动变速器壳体进行清洗。
3)刷外壳件,经表面冲洗和超声波清洗后还会有大量的油污和脏污附于自动变速器的外壳上,这时候要进行人工刷洗(用到钢丝刷、钢丝球)。
4)当油污、泥沙完全清理后就可以进行打砂处理了,有手工打砂、机械自动打砂,有干砂、水砂、也有抛丸机设备。打水砂效果稍微好一些,但是无论是干砂还是水砂,后续彻底清理砂粒很重要也很关键,要完全将其残留在自动变速器壳体内部的砂粒冲洗干净,否则细砂进入阀体内造成自动变速器故障和损坏。用抛丸机设备进行外表翻新工作量比前面的小,质量也好过前面的,成本略高。
(3)滑阀组
1)可参考报修故障现象、客户描述情况对阀体进行初步检查和检验。
2)逐一分解阀体,细查阀杆、阀孔磨损,各种球阀、量阀的情况,以及对电磁阀进行检查和检测。
3)对阀体进行超声波清洗。
4)对各阀孔检测,不良的阀孔可以进行铰磨处理和加工;要求达到设计配合间隙,能活动,无卡滞。
5)本组可以独立写出所需更换材料清单,递交配件部采购。
注:滑阀总成将在第4章中详细讲解。
(4)变矩器组
具体工作过程请参考本书的前面章节。
(5)总成组装组
1)来自滑阀组、变矩器组的两大部件只要进行配装即可。
2)对来自清洗组的部件要进行检查、检验,逐一对轴承、铜套、轴颈、油道、行星齿轮机构、制动器、离合器、制动带、差速器,以及摩擦片、钢片等进行检测。
3)对各部件装配要求(配合间隙、总间隙)极高,这是机械部分基础,将来对判断故障、处理故障和售后服务起到决策性的作用。
4)活塞的压力测试、各种密封件的装配处理都是非常关键重要的。
5)本组可以独立写出所需更换材料清单,递交配件部采购。
(6)总成测试组
1)对组装完成的自动变速器进行台架模拟测试,掌握油压、时滞等数据。
2)检查自动变速器有无异响、漏油。
3)在台架上对自动变速器进行调试,与各项指标进行对比,如果不能调试的返回各自的组别进行处理,当达到竣工要求后才能进行打包或装车。
(7)自动变速器机械部分检查、装配详讲
1)轴类。自动变速器轴,说的最多的就是输入轴和输出轴。有的轴带离合器盅、有的轴是“光杆司令”,但是它们都有一些共同点:轴上有花键、密封环槽、轴承位,轴芯有油道等。
如图3-54所示,输入轴带离合器盅。前部的花键1是与液力变矩器内的涡轮相连接,我们重点检查花键是否损坏,如键槽的磨损、磨宽,键齿崩裂等;若异常则说明涡轮花键槽也不良了。密封环槽2/3,是两个形似于活塞环一样的环,为了提高密封性其环口做成斜口、互锁口等形状。两道密封环槽中间夹孔一般是油道,而且是油压较高,故采用耐磨性材料,这种油道设计向离合器活塞供油,这里是通向液力变矩器内部的供油道。我们检查环槽是否磨损、此轴颈是否磨损和变形即可,而密封环大修时都要更换(小修包、大修包内有新件),这种环讲究质量,建议大家购买有质量保证的自动变速器修理包,以提高维修质量。
如果环、环槽、环的套管等出现磨损,则油压在此处造成压力的泄漏,引起供油不足,造成活塞的压紧不够,容易出现离合器、制动器打滑,换档时滞等现象。严重时烧片,车辆无法行驶。此外,安装此环时,有的装在其他的槽口中了,就没有档位,大家再次确认。
O形密封圈7是胶性材料,在自动变速器中使用最多,如离合器、制动器、制动带中的活塞密封。大修时必须更换,我们通常在拆卸后检查是否磨损、破裂、老化,以此判定是否由于泄压而引起的故障。
输入轴的定位是8/9,在轴颈8处可以配置一个笼式滚针轴承,用于定位,轴颈9处在液力变矩器内也可设计一个铜套加以定位。我们检查轴颈是否磨损、拉伤、沟槽。
图3-54 带离合器盅输入轴
1—花键(连接涡轮) 2、3—矩形密封环 4、5—进油孔 6—出油孔 7—“O”形密封圈 8、9—轴颈定位
如图3-55所示,输入轴不带离合器盅。两端有花键1、轴上有轴颈定位6和密封环槽2/3,图3-55a是完好的轴,图3-55b是损坏断裂了的轴,可见自动变速器在工作中承受大的转矩和载荷而疲劳和断裂。如果断裂在涡轮处的花键上,那么无任何档位,车辆就无法行驶了,这种情况多出现在美系车辆上,常常听到客户说:“听到咔嚓一声,车就不走了。”我们拆解后发现要么是轴断裂了,要么是行星齿轮打坏了。这也跟有的驾驶人操作有一定的直接关系,在车未停止就入档,尤其在坡度的道路上损坏为常见。
图3-55 不带离合器盅输入轴
1—花键 2、3—矩形密封环 4—断裂处 5—油孔 6—轴颈定位
如图3-56所示,带环齿圈的输出轴。这里我们着重检查平面轴承是否损坏、输出花键是否损坏,以及输出轴轴颈是否磨损等,常见磨损以轴颈油封位最为严重,造成自动变速器后油封漏油。大家是否记得自动变速器前油封是在液力变矩器驱动油泵的轴颈上密封的,并不是在输入轴上。这里的平面轴承和调整垫片都起到调节轴向间隙的作用,在解体后这种形式的轴承和垫片很多,为防止混淆要用细铁丝与大元件扎在一起,安装时不会忘记和搞乱。
2)自动变速器修理包介绍。前面讲到O形密封圈、密封环等,这些都来自自动变速器修理包。自动变速器分小修包和大修包两种,区别是:小修包有各种密封圈、阀体纸垫、壳体纸垫等,大修包含有小修包的部件外,多了钢片和摩擦片。注意,钢片不含调整作用的厚钢片、波浪形钢片。此外,还有一些自动变速器密封胶质唇口直接做在活塞上,称为整体式,前面已经介绍,但是它不在大修包之内,需额外单独购买,称为活塞包(如01M/01N)。如图3-57所示,图中A区为小修包,B区为钢片、摩擦片包,A+B为大修包;C区配件均不在大小修理包范围内。
图3-56 带环步圈的输出轴
图3-57 自动变速器大修包
A区:
a1-阀体纸垫,现在新型的自动变速器采用钢片垫片为多。(www.xing528.com)
a2-油封类,有前后油封、半轴油封、换档杆油封等,常见规格标注:内径×外径×高度,如60×75×10,分别表示内径60mm,外径75mm,高度10mm。可用游标卡尺测量。
a3-滑阀(阀体)内珠子,有钢球型、塑胶型,还有一种是垫片型(中间有孔),作用是控制油道单向、改向;减少换档冲击;节流等。
a4-油底壳垫,有纸质和胶质两种。
a5-油泵纸垫。
a6-O形密封圈,有圆条形和碗口形两种,一个活塞装内外两个密封圈。注意:碗口形密封圈安装有方向性,碗的张口向液压缸。除了活塞的密封圈外,还有各式大小不一的密封圈,有的在油泵上、轴上、油道的封口上等。
a7-矩形密封圈,类似活塞环一样,多用在轴颈上,有塑胶硬质和钢质两种,耐磨耐用。
B区:b1-摩擦片,安装前在油内浸泡4~8h;b2/b3-钢片。
C区:c1-活塞修理包(整体式);c2-制动带;c3-厚钢片;c4-碟形片;c5-铜套(杯士);c6-滤清器(油格)。
3)离合器、制动器、制动带。
①分解和检查:对任何活塞的解体都离不开钢片和摩擦片以及卡环的拆除。我们先观察是否烧黑变色(严重烧灼的整个离合器外壳都会变色)。如图3-58所示,以4HP20为例,分解如下:
图3-58 4HP20离合器分解
离合器有各式各样的外形设计,采用不同的压制工具,方便拆卸就行。卡环有多种形状,要使用内/外卡环钳或者小一字螺钉旋具小心取下。分解后检查回位弹簧是否折断、软化、发热烧坏等;检查密封圈、唇口是否磨损和老化;检查活塞和缸壁是否磨损、拉伤,有否沟槽等。这就是我们操作中要掌握的。
②安装:活塞的安装,用煤油或者超声波对活塞、钢片等进行清洗。活塞的唇口或者是O形密封圈、缸壁上涂上全新的ATF油进行润滑,便于安装。重要的是将活塞居中、平行于缸的口径,不能偏移,前后左右观察。压床压制臂也要居中,不能压下时一边高一边低。否则,损坏唇口和密封圈,后果是不堪设想的。那么,这个过程我们要反复查看、确认,然后仔细认真去操作。压制活塞下去后,露出卡环安装槽即可,将卡环固定好,并且稍微转动一下卡环以确认落在槽内。
钢片和摩擦片的安装,同样也要涂上全新的ATF油进行润滑,其中有的自动变速器摩擦片安装前浸泡有要求,浸泡一两小时不行,要求八个小时以上,我们在做某些自动变速器的时候有浸泡一夜的。何故?自动变速器在装车使用时,经浸泡过的摩擦片有足够强的湿度和润滑性,不会产生异响、表面接触时损伤。尤其一些自动变速器翻新厂家,库存数量较多,放置的时间也较长,那么时间久了就容易干燥,所以建议浸泡十二小时最好。
新的钢片和摩擦片我们要进行对比旧件之厚度,可用游标卡尺测得,是保证离合器间隙的一个前提条件,有时候旧件全部磨损了(如烧坏)就无法对比,安装到活塞上进行检查。大多数摩擦片的总厚度减少0.20mm,就是磨损了。如标准是1.8mm,测得1.6mm时,更换。
这里提到一个“异响”,举一个例子,4HP18大修后试车出现变速转档时在车内很清脆听到“波”的一声,这是活塞工作夹紧钢片和摩擦片声音,且几天都无法使这种声音消失。其实有两个原因,一是未使用正厂的材料(活塞、摩擦片)、二是浸泡的时间不够。最后在自动变速器ATF中加入一种“润滑消声剂”才得以改善,经多次试车后异响消失。
③间隙:离合器、制动器、制动带的工作间隙有一定的规范值,不同的档位所对应的活塞工作间隙也是不同的。不正常的间隙直接影响自动变速器的工作性能,如产生换档冲击、时滞、打滑、转档时过渡不良等,严重时打滑烧片、车无力。
测量工具有塞尺(厚薄规)、游标卡尺(带深度尺测量)、百分表。用塞尺可以直接插入钢片中进行测得,很直观也很简单。百分表测量时要借助于活塞的工作推动钢片和摩擦片来测得,准备工作较多,但测得的间隙比塞尺准确。
本书中前面的章节讲到这方面的间隙,间隙大小取决于离合器的片数和工作条件,通常离合器片数越多或该离合器的交替工作越频繁,其间隙就越大,通常为0.5~2.0mm。就各档位不同大小的离合器间隙来讲,设计时以传动比大小不同、转矩不同而各异。一般来讲,倒档和1、2档起步档传动比最大,需要的转矩也大,将活塞尺寸设计较大、工作行程较长,摩擦片数量增加,油液压力较大,以提供足够的驱动力,往往这些对应的离合器间隙稍微偏大一点点,满足自动变速器的需要。
有没有一个大概的常规间隙计算公式吗?回答是肯定的。我们知道从活塞侧开始安装钢片和摩擦片,规律是首先一张钢片,其次一张摩擦片,然后再放一张钢片……以此类推;可以看成两张钢片夹一张摩擦片的组合,在自由状态下有一定的分离间隙而不至于摩擦,这个“分离间隙”大概是0.25~0.35mm。所以,计算公式是:单片摩擦片0.25mm乘以摩擦片数量(C),等于离合器之间隙(H);即0.25mm×C=H(mm)。制动器的间隙稍大于离合器的间隙,以01M为例,其数据如表3-5所示。
表3-5 01M自动变速器离合器间隙
当我们掌握了这个规律,在维修中就方便多了。但是,我们还是要去查询原厂资料的维修手册,找出对应的离合器、制动器的标准值。
a.百分表测量离合器间隙:如图3-59所示,用磁座百分表测量4HP20离合器B、E组之间隙。
首先安装好钢片、摩擦片,扣上卡簧。
第二步将输入轴1放在测试供气的底座2上,如果没有此专用工具,可直接放在供油的后盖上。
第三步调整好百分表3,表触头对在厚钢片上(压力板),并将表调零(如对离合器B组间隙测量)。
第四步开启向离合器B组供高压空气的手柄,则活塞工作,百分表摆动读数即是此间隙。
b.塞尺测量离合器间隙:如图3-60所示,用塞尺测量间隙。
首先安装好钢片、摩擦片,扣上卡簧。
第二步将塞尺2插入卡簧1和厚钢片(压力板)3之间测量,以推拉塞尺稍有阻力时即为其间隙。注意选取合适的塞尺片。
这种方法直接简单,多用于比较容易测量的离合器和制动器间隙。而空间较小、不好放入塞尺测量的离合器间隙就要用到百分表和游标卡尺进行测量。
c.制动带调整方法:如图3-61所示,以天籁RE4F04B自动变速器制动带调整为例,方法是松开锁紧螺母1,以4.9N·m的力矩拧紧固定器端销2,再将固定器端销2放松两圈半,然后拧紧锁紧螺母1即可。
图3-59 百分表测量离合器间隙
图3-60 塞尺测量离合器间隙
图3-61 制动带调整方法
1—锁紧螺母 2—固定器端销 3—制动带 4—支柱 5、9—O形圈 6—伺服活塞档圈 7、15—D形圈 8—O/D伺服活塞 10—O/D伺服活塞档圈 11—O/D伺服活塞档圈固定螺栓 12—E形圈 13—弹簧档圈 14—O/D伺服回位弹簧 16—制动带伺服活塞 17—制动带伺服止推垫圈 18—制动带伺服活塞杆 19—二档伺服缸回位弹簧
④试压:离合器、制动器、制动带之活塞压力测试,是自动变速器维修中最基本的一项工作,且非常重要,从装配到故障判断过程中都用得上。试压就是对活塞、密封圈装配的密封性进行质量检查,是否泄漏可通过向活塞打入压缩空气或ATF油液进行检测。
可以单个对活塞检测试压,在组装中直接向活塞打入压缩空气和ATF油液。如图3-59中的磁座百分表测试供气底座2就是试压的好工具,但是好多厂没有这样的设备,许多人直接使用风枪试压,因为接口漏气而不准确,建议大家自己制作。另外一种是自动变速器压力测试机,很多厂家配有这样的简易设备,多在自动变速器机械组装完成后、未装阀体前对每个活塞测试,这个设备还有一个好处就是直接用于车上判断问题,只要拆下阀体即可通过活塞的供油道打入ATF油液进行试压来判断是否泄压。
利用自动变速器壳体或者单个壳体油道给活塞试压,如许多的自动变速器前后端盖就是很好的试压底座,在这些上面有一些直接向活塞供油的油道,只要简单地做一个压板防止漏气或者漏油即可进行试压,也可以直接用风枪或者压力测试机对供油道进行试压。
a.简易试压法。前端盖往往是一个油泵总成,有一个轴颈,上面有几道密封环,离合器就装置在轴颈上,壳体上有许多的油道(孔),我们只要找到其中对应活塞的油道即可。如图3-62所示是测试天籁(RE4F04B)倒档离合器之活塞试压。
图3-62 利用前端盖(油泵)试压
4HP20后端盖也有一个轴颈,上面有几道密封环,离合器B、E组就装置在轴颈上,壳体上有两个油道(孔)向其供油。如图3-63所示,将输入轴上连带着的离合器B、E组直接放入后端盖的轴颈上,用风枪向供油道试压。
这两种方法都是简单之法,准确性不高,因为风枪放在油道口上不密封而引起压力不足;没有一个压力表,活塞所承受之压力没有体现出来是否泄漏。所以推荐使用如图3-59中专用工具测试。
那么,活塞的工作压力,也就是离合器供油压力是多少呢?根据离合器、制动器、制动带所控制的档位不同其压力是不同的,一般从4~6kg/cm2到10~12kg/cm2不等。这么高的压力我们用手臂的力是压不住的,肯定会泄漏的。解决的办法就是做一块压板,开有螺纹的丝牙接口,使用带压力表的测试机进行测试试压。
方法和标准:连接好管口,将空气压力或者ATF油泵压力调整到10kg/cm2且保持稳定,开启手柄阀,这时压力进入了活塞内,离合器工作。当注满后,表的压力会稳定到10kg/cm2左右,并保持30s。这个过程中观察活塞是否泄漏和表的情况,要求压力不能下降1kg/cm2,严格地讲不能下降0.5kg/cm2。
图3-63 利用后端盖(油泵)试压
b.测压机试压法。自动变速器压力测试机,简称打压机。内置电动机和液压泵,一个装ATF的油箱,外部设调整油压开关、压力表(表内有油是减振防振表,准确率高,耐用)、一条高压油管、一支压力油枪(或是压力接口)。另配置各种自动变速器油道测试用连接板,如果没有可以根据自动变速器油道和阀体的螺丝孔,可自己制作。
用这个设备首先我们要知道自动变速器油道的位置和作用,每组离合器、制动器、制动带都有其供油油道。我们以RE4F04B为例,给出油道位置识别,见图3-64。
图3-64 RE4F04B油道位置
1—差速器润滑孔 2—油泵吸油孔 3—R位离合器压力油孔 4—油泵泄油孔 5—高速档离合器压力 6—变矩器锁止释放压力 7—变矩器锁止施加压力 8—伺服缸释放蓄压器肩压 9—AT油冷却入管孔(进) 10—伺服缸4档作用腔油压力 11—伺服缸2档作用腔油压力 12—伺服缸3档作用腔油压力 13—N-D蓄压器肩压 14—N-D蓄压器背压 15—前进档离合器压力 16—超越离合器压力 17—低速位及R位制动器压力油孔
图3-64右侧图是没有装阀体的自动变速器油道位置,当机械部分安装完成后,应对所有的离合器、制动器、制动带组活塞进行试压。另一个是用于车上诊断,就车拆下阀体后对各组活塞进行试压。
安装好试压板,如果是临时制作试压板就根据油孔和固定阀体的螺栓孔来确定位置。然后装上自动变速器压力测试机的管口进行开机试压。
将自动变速器压力测试机油压调整到10kg/cm2且保持稳定,然后开启阀门注入油压,方法和标准前面已描述。
这样试压,我们对活塞、O形密封圈、密封环、轴套(杯士)同时进行了检查,可以说是事半功倍,确认了这部分的装配质量,是维修好自动变速器的基础。也为将来判断问题、调试工作做了故障范围“大小圈子”,有助于解决问题,赢得大量的时间。
对我们一线作业的修理工来说有了上面的这张油道图,工作起来会得心应手。如果在没有原厂资料的情况下,我们在修理自动变速器过程中,依据离合器、制动器、制动带所在位置,在自动变速器上找油道,用笔画出来或者用数码相机拍图,做成自己实用的资料。找油道的方法并不复杂,制动器、制动带的油道最易找到,直接用风枪吹各种油孔就能找出,离合器是整个旋转的,油道一般经过前后端盖、壳体、输入输出轴,分别进行查找。
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