拆装前诊断与修复：汽车自动变速器阀体技术

如今的电控变速器对于维修技术的挑战是远非早先的液控变速器所能比拟的。要做到对自动变速器保质保量的维修，不仅要找到哪些零部件已损坏，而且还要找到是什么原因引起了这些零件的损坏，我们称之为故障根源（root cause）。这对于维修者来说是真正的挑战。已被广泛使用的福特CD4E变速器的维修是这种挑战的典型代表。如果不真正找到故障根源，变速器会反复地返修，给维修者带来很高的维修成本。

究其原因，就不得不提到目前很多人常用的修复方法，急于分解变速器，目的只是找到损坏的零件，然后替换之。这样的维修方法固然简单，但实际上引起这些损坏的的真正原因，比如泄漏的密封环或油底壳垫，或者磨损或卡滞的滑阀，在一般的目测下很可能看上去很正常，于是修理者很容易地就错过这些地方，虽然对变速器进行了维修，却很容易造成返修。因此在拆卸变速器前必须进行大量细致的检查，根据这些检查的结果，往往可以把你引向故障的真正根源，这样就可以在拆卸过程中有重点地进行详细检查。

因此，当接到车后不要急于将变速器拆下，否则你很可能已经失去了判断故障根源的最好时机。为了增加正确判断故障根源的机会，最好的办法是在拆卸前，或者有些情况下在拆卸过程中针对几个关键的地方进行检查。CD4E变速器中的很多常见故障，都可以通过这种方法来进行分析。

首先，在记录下客户对故障的描述后，用译码器进行诊断，然后进行路试来确认客户的故障描述。现在，为了尽量缩小可能的故障根源范围，最好的方法是针对某些具体的油路进行压力测试，以及利用索奈流量计进行散热器的ATF流量监测。这是检查故障的起始点。

图9-25 CD4E变速器的CT、CI前润滑和主油压检测口

拆卸前几个关键油路的测试主要是主油压、变矩器涡轮油压（CT），以及前润滑油压，它们的检测口在图9-25标出。测试可以通过路试、失速测试，以及怠速测试来进行。此外，散热器ATF流量也是一个关键的检测点，它可以反映出很多问题，因此，需要在散热器的回油管上接入索奈流量计（SONNAFLOW）的探头。图9-26显示的一个流量数据的例子，它是在示波器上显示的流量计数据（只需利用数据线FM-03K将流量计连接到车用示波器即可），利用这些数据我们可以分析锁止阀是否正常响应电脑发出的锁止命令。

图9-26 用示波器显示散热器的ATF流量数据

表9-2显示的是完整的CD4E测试数据，我们可以看到在拆下变速器前，仅通过路试、失速测试、怠速测试，以及流量测试，我们就可以获得大量的诊断信息。这些信息可以帮助我们在拆开变速器时已经能做到心中有数了，而我们所需使用的工具无非就是一个压力表和一个索奈流量计而已。

表9-2 CD4E压力和流量规范说明

现在我们就来举一些实例，介绍一下如何根据这些测试数据来诊断故障根源。

例1：入档延迟的故障现象。

我们可以进行怠速时的主油压测试。如果主油压过低，问题很可能出在油泵被磨损，或者滤网被堵；如果主油压过高，就需要检查阀体上的主调压阀，主调压阀孔可能被磨损，或者主调压阀处于非正常的位置，导致变矩器的供油被主调压阀切断了。如果车辆进入失效保护状态（没有EPC控制），变矩器调节阀会在90～100lbf/in²的压力下完全切断对变矩器/润滑油路的供油。

解决方案：如果主调压阀或阀孔已磨损，就需要通过铰孔来修复阀孔，并安装增大型的主调压阀（见图9-27）。这款增大型的主调压阀不仅仅是增大了直径以匹配修复的阀孔，更重要的是其内部内置有安全阀，可以对过高的EPC油压进行限压。此增大型主调压阀与图9-27中的改良型变矩器调节阀一起使用，可以在限制变矩器油压的同时，确保变矩器在失效保护状态下依然能够有足够的变矩器/润滑油路的供油。

图9-27 CD4E的主调压阀、变矩器调节阀和旁路锁止阀

例2：车辆无法开动的故障现象。

我们可以进行散热器的流量测试。过低的ATF流量意味着油泵或滤网的问题。此外，进行一个油压测试，就可以告诉我们主油压是否随着发动机的负荷变化而变化。如果主油压不随发动机负荷变化，就说明阀体上的主调压阀有问题。修复方法如上所述，进行铰孔并安装以增大型的主调压阀。

例3：2-3档打滑的故障（2-3换档过程中发动机有空转），换档品质不正常。

我们也可以进行一个压力测试来进行分析，看看主油压是否随发动机负荷而变化，如果无变化则说明主调压阀有问题。

此外，还需检查伺服活塞的行程，其最大行程不应超过0.12in。

另一个需要检查的地方是变速器的壳体，可以按图9-28所示对CD4E壳体进行湿气测试，如果图右下方的孔有渗漏，则意味着要么孔已磨损，要么油封漏油。

其他需要检查的地方是EPC电磁阀、主调压阀孔（尤其是主调压阀上大的控制圆容易磨损阀孔），以及图9-29所示的主油路调制阀（Line Pressure Modulator valve）。这个阀孔也容易磨损，导致原来作用在主调压阀上的节气门油压被降低，使主油压的增压出现问题。

图9-28 对CD4E壳体进行湿气测试

图9-29 主油路调制阀

这可以在倒档和D档时进行油压检测来得到验证，这时最大主油压低于正常值，这会导致大节气门开度时换档疲软、换档时间过长，或者1-2换档打滑。这个阀孔的磨损还会降低通向2-4蓄压器油路和伺服作用油路的油压，如果这个阀不推动到合适位置以控制或降低2-4蓄压器油路压力的话，就会出现换档冲击或主油压过高。总之，这个阀孔的磨损会导致换档品质的不稳定。图9-29显示的是已经改进的主油路调制阀，安装时需要使用图中的铰刀对已磨损阀孔进行铰孔操作，通过这种彻底修复后，能够完全恢复原来正确的主油压和节气门/EPC油压控制。

例4：换档混乱（换档振动过大，换档后同时处于2种不同的传动比，好象2个档位在同时作用）。

还是通过主油压测试来进行分析。如果主油压正常，就按图9-28所示对阀体进行湿气测试，另外，还需对离合器也进行湿气测试，以检查可能存在的裂纹。(www.xing528.com)

如果主油压过高，有可能是主调压阀出了问题，也有可能是由于EPC电磁阀处于失效保护状态。可以进一步进行确认测试。使用一个外接的控制器，并隔离车上的ECU，以避免换档/EPC控制，然后再检查主油压。如果此时主油压依然处于高位，那就说明主调压阀磨损或卡滞了。

例5：换档冲击。

还是进行主油压测试。如果油压过高，如以上例4所示，再进行进一步确认测试，以确认是主调压阀问题，还是EPC电磁阀失效保护问题。如果主油压正常，就需要检查蓄压器活塞是否被卡住了。如图9-30所示，低速档/倒档、2-4档、前进档蓄压器活塞的卡滞有相对应的症状，图中显示的是经改进的直接替换活塞，每个活塞上都带有2个VITON材质的密封圈，防止了漏油，活塞形状经特殊设计，使它们不会在原先阀孔磨损处被卡滞。

图9-30 经改进的各蓄压器活塞

例6：出现628故障码或者1741-1744故障码，变矩器过热，铜套磨损，行星轮烧毁。

对图925所示的变矩器涡轮压力测试口进行压力测试，可以确定导致628故障码和1741至1744故障码的原因。如果油压偏低，最常见的原因可能是阀体磨损、油泵磨损，或者油底壳垫漏油，也可能是锁止活塞开裂或者铜套磨损。阀体上出现的问题主要在旁路离合器阀孔的磨损（见图9-27）。CD4E的变矩器使用3条油路：CI、CT和CBY（离合器旁路控制油路），而不同于一般的变矩器所使用的2条油路：锁止作用油路和锁止释放油路。离合器旁路控制油路控制变矩器的锁止操作，当变矩器不锁止时，离合器旁路油从阀体流入变矩器的前盖与锁止活塞之间，将两者脱开；当变矩器进行锁止时，离合器旁路油反向流动，变矩器前盖与锁止活塞之间的油，通过这个离合器旁路油路从变矩器流向泄油孔，使锁止活塞与变矩器前盖接合。阀体上的离合器旁路阀孔的磨损会削弱锁止控制，并降低散热器的ATF流量。

旁路离合器阀（锁止阀）由TCC电磁阀来驱动，它的位置决定着锁止离合器是否完全作用、完全释放，或在受控的调节下运行。这个阀容易在两端对阀孔内壁产生磨损，具体位置在图9-31中A及B标出，这在具有一定里程数的CD4E阀体中很常见，主要是由于滑阀较长，在运动时受偏载的液压作用而产生较大的摆动量。磨损会降低阀体对锁止离合器的作用和释放的控制。因此，图9-31中B位置的阀孔磨损会导致变速器在热车时没有锁止作用，以及出现故障码628或1744，打滑将使变矩器过热，大幅缩短变矩器中锁止离合器的寿命。图9-27中的柱塞阀和与之配合的阀套也是常见失效点，这个旁路阀套和柱塞阀的设计，确保了变矩器锁止离合器在TCC电磁阀发出指令前不进行锁止作用，并控制着锁止阀运动的速度。此阀套和内部的柱塞阀上的磨损所产生最大隐患是导致变矩器内锁止作用油压的损失，以及使输送到前铜套的润滑油漏失。因此，图9-31中的A位置的磨损，所表现出来的症状是：变矩器油压过低、故障码628或1744、由于润滑差而使变速器内各铜套和行星轮烧毁。

图9-31 CD4E旁路锁止阀孔的常见泄漏位置

对于阀套的检查很简单，只要拆下用眼睛观察即可。而旁路离合器阀所产生的阀孔磨损肉眼观测比较困难，可以用简单易行的垂度测试法来进行检查。具体做法是将图9-31中的阀和阀套拆下，然后将旁路离合器阀倒插入阀孔内，并将A位置的控制圆（图9-32中旁路离合器阀上的灰色部分）仍然位于图9-31中的工作位置，如果此处的阀孔已磨损，倒置的旁路离合器阀的下垂量就会加大，正如图9-32中所示的那样。如果在滑阀的下方不能插入直径1.57mm的钻头柄（或任何这个直径的圆柱），则表明此处的阀孔磨损已到了必须修复的程度。

修复此阀孔需要用专用工具（73840BTL）对阀孔进行铰孔以消除磨损的部位，然后装入增大型的旁路离合器阀维修包（73840BK），增大型的旁路离合器阀、控制阀套，以及柱塞阀在失效点上进行了重新设计（如图9-33所示），关键处的滑阀控制圆被加长，并且阀孔与滑阀的配合更精密，使滑阀在运行时的偏摆大幅下降，也使此处的油压泄漏量达到最小值。此外，滑阀上环形凹槽的设计使偏磨的几率显著降低，这种精密而特殊的滑阀设计大幅延长了滑阀和阀体的使用寿命。图9-33中还显示了通过增加油路堵头来修改油路，以改善润滑油路流量的补充方法，这将在下文详细介绍。

图9-32 通过垂度测试来检验旁路离合器阀孔的磨损程度

图9-33 旁路离合器阀孔的修复

如果压力偏高，就需要检查主调压阀和变矩器控制油路了。另外，如果散热器油路被阻，也会升高变矩器涡轮压力的。

例7：与主调压阀失效相关的症状。

主调压阀在弹簧另一端的平衡油路在变速器到达一定里程数后几乎都会被磨损，这会产生过高的主油路压力，这不但会破坏变速器零件，而且也会使主调压阀处于阻塞或切断变矩器/散热器油路流量的位置。这将影响到变矩器的工作，并大幅缩短变速器各零件的使用寿命。此外，原厂的主调压阀还存在一个设计缺陷，如果车辆进入失效保护状态，主油压达到最大值，完全没有EPC的油压控制，这时主调压阀将完全切断润滑油路的供给，这将使变速器内各零件因缺乏润滑而极易烧毁。

对主调压阀孔的测试有两种方法，使用低压压缩空气和ATF的湿气测试法，以及简单的摇摆测试法。湿气测试法（Wet Air Test）的检测点如图9-34所示：将一小滴ATF滴入图934中所指示的变矩器旁路（CBY）油路中，用低压压缩空气对着油路口吹，同时需要堵住图中所标出的孔，一次堵一个孔。如果看到有油经过滑阀漏出图中所指的泄油孔，则说明主调压阀孔已磨损，需要修复。

图9-34 主调压阀孔的湿气测试点

也可以使用简单易行的摇摆测试法来进行检测。方法是：当阀还留在阀孔内时，用两个旋具或类似工具在图9-35中“×”的位置插入阀孔中来回撬动主调压阀，如果滑阀的摆动量很大，则说明阀孔已严重磨损。

图9-35 主调压阀孔的摇摆测试点

对这个问题的彻底解决方案首先需要修复主调压阀孔的磨损区域，然后再对原厂的设计缺陷进行改进，包括使用改进型的主调压阀和变矩器调压阀，并且对油路进行改进，以改善润滑流量。首先需要使用专用工具F-73840-TL对主调压阀孔进行铰孔修复，然后再装上经改进的增大型主调压阀。如图9-27所示，增大型主调压阀是专利设计，其改进处在于：与阀孔的配合间隙更精密，防止油压的泄漏；其环形凹槽的设计增加了滑阀的稳定性，并大幅降低了阀孔的磨损；最重要的是改进的主调压阀改善了主油路和润滑油路之间的通道，使变速器在全时段都有足够的润滑/散热流量，防止了变速器零件因润滑不良而烧毁的问题。而变矩器调节阀孔不需铰孔，因为其磨损情况一般不严重，但是需要对滑阀进行改进。图927中改进的变矩器调压阀增加了其控制圆的长度，消除了散热流量的泄漏，更重要的是滑阀上一段圆锥形的设计使变矩器即便在极端的油压下依然能有足够的供油流量。经改良的主调压阀和变矩器调压阀一起作用，既能限制变矩器的压力，又能保证在失效保护状态下继续提供足够的变矩器/润滑流量。需要注意的是：使用了改进型的主调压阀和变矩器调压阀后，能改善润滑/变矩器的供油量，并防止主油压出现过高的情况，但它并不能解决旁路离合器阀和控制阀套所引起的问题，因此最好的解决办法是同时修复图927中所列的3个阀——即主调压阀、变矩器调压阀和旁路离合器阀。

例8：不稳定的TCC锁止故障码。

要找到出现不稳定的TCC锁止故障码的原因，最好的诊断方法是在锁止作用过程中检查CT（变矩器涡轮）油压。在锁止发生后（油压达到大约15lbf/in²或更多），如果TC油压缓慢下降或急速下降，往往是由于变矩器内部泄漏，或者锁止活塞开裂造成的。另外，还要看一下TSS速度传感器。新款传感器为白色，如果用来替代旧款的黑色传感器，常常会出现不稳定的故障码。

例9：错误的档位起动。

可以使用一个外接的控制器进行控制，比如TRANX2000等。如果使用外接控制器可以正常控制档位的话，就说明问题出在线束/连接上，或者使用的ECU不匹配也有可能。如果使用了外接控制器，依然存在错误的档位起动，就需要察看是否是阀体故障，或者阀体与ECU不匹配。