
丰田在配置5速自动变速箱的多款车型上使用了U151E或U250E变速箱,比如著名的CAMRY,HIGHLANDER,RAV4等。在维修这些变速箱时,离合器反复烧坏是经常遇到的问题之一。更换了新的离合器片后又会被烧毁,并且产生各种换挡品质问题,有时维修人员会怀疑摩擦片是否品质过关,然而反复出现问题又不得不使维修人员开始关注离合器等执行元件以外的部位。维修人员在遇到这类问题时一定要分解阀体,因为它负责对离合器等执行元件的液压控制,离合器反复失效通常都是因为对离合器的液压控制出了问题。在U151/U250E变速箱中,容易反复失效的离合器有C0离合器,C1 离合器,B1制动器,B2制动器和B3制动器,这些问题的根源都来自于阀体,接下来我们来分析这些故障在阀体中的失效根源。
一、 C0,C1 离合器反复失效
CO和C1 离合器烧毁是最常见的问题,主要问题来自于阀体(下阀板)中的离合器作用控制阀容易卡滞在阀孔中。这个离合器控制阀实际上是油路板中通往前进档离合器(C1)、直接档离合器(C0)和2档制动器(B1)油路的开关阀。当该阀卡住时,这些离合器/制动器的供油就不正常,导致在换挡过程中,有时2个离合器没有一个处于作用状态,引擎在空档上转动,驾驶者在换挡时会感觉打滑和脱档,或者有时2个离合器同时处于作用状态,这时变速箱同时处在2个档位上,这就是所谓“打结状态”(bind-up),换挡时会明显感到不顺畅的感觉。这都是因为离合器的液压控制出了问题,除了这些换挡品质问题以外,离合器作用控制阀在卡滞时会降低通向C0,C1,B1离合器的ATF流量,有时甚至没有流量通向这些执行元件,因此才会反复导致C0,C1或B1离合器烧毁。

图1
引起C0,C1离合器失效的离合器作用控制阀
因此在遇到这些故障情况时,一定要拆开阀体,检查离合器作用控制阀是否有卡滞的情况,有时冷车时可能看不出问题,而热车时就会卡滞,如有变速箱检测台就比较容易检查到这种问题。这里滑阀卡滞的原因主要是滑阀在单边液压的作用下磨损阀孔内壁,使阀孔内壁表面不平整,出现磨损台阶。另外,过大的滑阀与阀孔的间隙也是原因之一,间隙过大导致滑阀在运动时容易摆动,偏离中心轴线,使滑阀的边缘磨损阀孔内壁。要修复这里的问题,靠以前打磨阀孔的老办法是没有质量保证的。国外新的维修技术使用图1所示的专用铰刀将阀孔内壁修复平整,并安装以专配的增大型离合器控制阀修包(SONNAX# 27741-18K),这种增大型滑阀经特殊改良设计,可以防止今后出现类似的失效问题。
二、 B1制动器反复失效
B1制动器也容易反复失效,它的失效有2个主要因素,一个就是上面提及的离合器作用控制阀卡滞引起的,另一个原因是位于下阀板的B1控制阀套(见图2)。在U151和U250E变速箱中,B1制动器在2、4、5档时作用,而B1控制阀和阀套就是用来控制流向B1制动器的油路的。常见的失效点在于阀套的内壁容易被阀芯所磨损,从而产生泄漏。大量的油压泄漏会降低B1离合器的供油,从而使B1容易烧毁,同时还会产生各种换挡品质问题,比如2-3或4-3换挡时两档干涉,1-4档手动换挡时会产生冲击等。
这个部位在检测时可以同时使用2种方法,一是目测阀套内壁的磨损状态,另一个是使用湿气或真空测试法。图3显示了湿气或真空测试点,如用湿气测试法,用少许ATF油滴入此测试点,然后用较低压力的压缩气通过湿气测试板对此开口吹气,在图中显示的泄漏点不应看到有ATF油被吹出,否则就说明此处的阀芯和阀套需要进行更换。如使用真空测试法,则在图中的测试点通过湿气测试板来抽真空,真空压力必须达到18英寸汞柱(30英寸汞柱=0.1MPa),否则说明此处必须修复。这里的修复方法也很简单,因为是阀套内壁和阀芯磨损,因此只需直接用图2所示的改良型阀套和阀芯进行更换即可,无需铰孔或任何机加工。

图2 引起B1制动器失效的B1控制阀套

图3 B1控制阀套的检测点
三、 B2制动器烧毁
B2制动器在U151/U250E变速箱中是在倒档和手动低速档时处于作用状态的。在低速档时,B2控制阀套(见图4)帮助B2作用阀(图中未显示)正确定位,使低速/1档油压通过B2作用阀流向B2制动器。常见的失效点在B2控制阀套内壁容易被阀芯磨损,大量泄漏导致B2制动器的供油降低,导致B2容易烧毁。此外,还会造成倒档延迟,以及低速档时引擎制动功能的丧失。在检查这个部位时,也要使用目测和真空测试法来进行判断。图5显示了真空测试法的测试点。如阀套内壁可看见明显的磨损印记或者真空测试不能维持18英寸汞柱的真空压,就需要使用图4中的替换阀芯和阀套来进行直接替换,此处无需铰孔或任何机加工。

图4 引起B2失效的B2控制阀套

图5 B2控制阀套的真空测试点
四、B3制动器烧毁
B3制动器在U151/U250E变速箱中除了5档外在其余各档都处于作用状态。它的供油由SLT电磁阀(扭矩信号)压力的作用在B3节流孔控制阀上来进行控制的(见图6)。主油压在通过4-5换挡阀后再经过B3节流阀控制阀的调节,最终控制B3制动器的操作。这里的常见失效根源在于B3节流孔控制阀容易在阀孔内卡滞,于是通向B3制动器的供油会降低,甚至没有油压流向B3,这就导致了B3反复烧毁,以及因B3操作不正常而导致的各种换挡品质的问题。

图6 引起B3失效的B3节流孔控制阀
图6显示的B3控制阀是经改良的设计(SONNAX# 27741-16K),它与原配阀的形状有所不同,原配阀的前端没有这么长,原配阀在阀孔中运动时在偏载下容易产生晃动,滑阀的工作面边缘会磨损阀孔内壁从而产生台阶,使滑阀卡滞,图6中的这种改良设计就很好地避免了这种失效机理,可大幅延长此处的阀体寿命。由于其失效模式是阀孔内壁磨损而导致滑阀卡滞,因此修复时必须用专用铰刀对阀孔进行铰孔,消除表面的磨损不平,然后再安装以这种改良型的替换阀。
总结:
以上介绍了U151/U250变速箱中引起离合器烧毁的阀体故障根源。下一次你在遇到离合器片烧毁时,不妨检查一下阀体中的相关部位,这会大幅降低你的维修返工率。

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