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自動(dòng)變速箱技術(shù)在過(guò)去的40年中發(fā)生巨大的變化，而現(xiàn)在，這種技術(shù)正在以前所未有的速度往前發(fā)展。如果修理廠要想在這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的市場(chǎng)中盈利并存活下來(lái)，就必須理解這些新技術(shù)，那些無(wú)視新技術(shù)的修理廠將越來(lái)越發(fā)現(xiàn)自己的市場(chǎng)潛力受到限制，并最終關(guān)門(mén)大吉。
在上世紀(jì)80年代中期，自動(dòng)變速箱開(kāi)始嵌入電子系統(tǒng)，首先是最簡(jiǎn)單的壓力開(kāi)關(guān)，然后是開(kāi)關(guān)型的電磁閥，電腦和各種傳感器。再接著，就是脈寬調(diào)制型的電磁閥（PWM）被引入某些型號(hào)的變速箱，由此來(lái)調(diào)控變速箱中的油壓。現(xiàn)在，許多這種PWM型電磁閥正在升級(jí)到更先進(jìn)的線性電磁閥，在歐系車(chē)中使用廣泛，比如Volvo、榮威等使用的愛(ài)信5速變速箱AW55-50SN或AW55-51SN，以及新款的各系大眾車(chē)型所使用的愛(ài)信6速變速箱AW TF60SN（又叫09G）和蒙迪歐致勝所使用的愛(ài)信6速變速箱AW TF81SC等等。
PWM型電磁閥與線性電磁閥 PWM型電磁閥和線性電磁閥有很多不同之處，但其中最主要的是它們運(yùn)行的基本原理不同。PWM型電磁閥通常在一個(gè)較低的頻率工作，它在液壓和機(jī)械系統(tǒng)上來(lái)平均由電磁閥占空比循環(huán)而產(chǎn)生的油壓脈沖和流量脈沖，這使得油壓和流量的控制隨著占空比循環(huán)的變化而變化。但線性電磁閥一般在更高的頻率下工作，只有其電磁部分來(lái)平均占空比循環(huán)產(chǎn)生的脈沖信號(hào)，而線性電磁閥內(nèi)部的控制滑閥則動(dòng)態(tài)地平衡控制油壓和流量速率，這就使油壓和流量很少隨著占空比的變化而變化，它們由電流的大小來(lái)直接控制。圖1列出了PWM型電磁閥和線性電磁閥的各個(gè)不同特性。
 每種新的零件設(shè)計(jì)和原來(lái)的設(shè)計(jì)比起來(lái)都有它的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，所以我們就需要深入地研究一下PWM型電磁閥和線性電磁閥各自的特性，以了解它們的功能變化，以及這些變化將如何影響我們對(duì)變速箱的維修。
PWM電磁閥 一個(gè)典型的PWM 電磁閥本質(zhì)上是一個(gè)電子壓力調(diào)節(jié)閥（見(jiàn)圖2）。圖2中顯示的電磁閥是GM 4T60E變速箱中用來(lái)將主油壓轉(zhuǎn)換為PWM脈寬調(diào)制型的油壓信號(hào)，以控制變扭器的鎖止作用油壓。具體地說(shuō)，它是由以下這些步驟來(lái)完成的： 1. 傳動(dòng)系統(tǒng)控制電腦（PCM）以32赫茲的頻率向電磁閥發(fā)出開(kāi)/關(guān)信號(hào)。 2. 開(kāi)關(guān)信號(hào)通過(guò)電磁閥的電磁線圈來(lái)改變電流，從而控制作用在單向鎖球上的電磁力的大小。 3. 單向鎖球的位置會(huì)改變并控制PWM供油的泄漏量，從而控制由此而產(chǎn)生的通向鎖止閥的PWM信號(hào)油壓。
 電磁閥的開(kāi)信號(hào)所占的時(shí)間和總的脈沖寬度時(shí)間的比率，也就是我們通常說(shuō)的占空比，可從0變化到100%。這個(gè)比率意味著在一個(gè)脈沖周期內(nèi)（在圖2中的情況是1/32秒）它控制著通過(guò)電磁閥的泄油量以及油壓的改變。這個(gè)比率數(shù)值越大，則電磁閥的泄漏量越大，被調(diào)制后的油壓也就越低。如果占空比為100%，電磁閥在一個(gè)脈沖周期內(nèi)完全處于充電狀態(tài)，那么PWM油壓就達(dá)到最小值，于是變扭器的鎖止油壓也就是最小值。而當(dāng)電磁閥在不充電狀態(tài)下，即占空比為0%，此時(shí)流過(guò)電磁閥的供油量最大，作用在鎖止調(diào)壓閥上的油壓也就最大，從而使變扭器到達(dá)最大的鎖止油壓。電磁閥的這個(gè)占空比通常在電腦不間斷的指令下在0和100%之間變化，使變扭器的鎖止離合器可以根據(jù)汽車(chē)的速度、所在檔位、節(jié)氣門(mén)開(kāi)度以及其它參數(shù)來(lái)進(jìn)行鎖止和不鎖止，以及對(duì)鎖止的滑差率進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。
線性電磁閥 現(xiàn)在我們?cè)賮?lái)看看AW55-50SN變速箱內(nèi)的線性鎖止控制電磁閥（見(jiàn)圖3），這種線性電磁閥也象圖2中的PWM電磁閥一樣通過(guò)脈寬的調(diào)制來(lái)進(jìn)行控制。
1. 變速箱控制電腦（TCM）以300赫茲的頻率向電磁閥發(fā)送信號(hào)，這個(gè)信號(hào)的占空比是變化的。 2. 電流通過(guò)電磁閥的電磁線圈產(chǎn)生電磁力，此電磁力推動(dòng)電磁閥內(nèi)的柱塞閥，使其克服彈簧力來(lái)調(diào)整電磁閥內(nèi)的控制滑閥的位置，這個(gè)控制滑閥位于電磁閥前端的鼻突內(nèi)（見(jiàn)圖3）。 3. 控制滑閥在各個(gè)作用力的平衡下改變其位置，從而在液壓上調(diào)節(jié)對(duì)油壓的控制。
 當(dāng)電磁閥的電流改變時(shí)，電磁閥所產(chǎn)生的電磁力就會(huì)改變，使滑閥通過(guò)位置的改變來(lái)改變輸出油壓，直到滑閥找到一個(gè)新的平衡位置。這里，控制油壓的大小和電磁閥的輸入電流大小成正比。對(duì)于圖3中的這個(gè)特定的線性電磁閥，增大輸入電流就會(huì)使線圈內(nèi)的柱塞閥往電磁閥的鼻突方向移動(dòng)，也就會(huì)推動(dòng)相鄰的控制滑閥到一個(gè)使控制油壓更大的位置，于是就會(huì)有更多的TCC鎖止油壓被送到鎖止控制閥和鎖止中繼閥，使變扭器的鎖止離合器開(kāi)始進(jìn)行鎖止。
線性電磁閥在最新的自動(dòng)變速箱中被越來(lái)越普遍地應(yīng)用，逐漸取代原來(lái)的PWM型電磁閥來(lái)控制油壓。愛(ài)信（Asin Warner）公司就在它廣受歡迎的5速和6速變速箱中使用了線性電磁閥來(lái)控制變扭器中鎖止離合器的鎖止和釋放、用電磁閥來(lái)對(duì)主油壓進(jìn)行電子壓力控制（EPC），以及對(duì)每個(gè)離合器的油壓進(jìn)行控制。這種線性電磁閥也被成功應(yīng)用于本田和豐田的變速箱中，盡管它們的設(shè)計(jì)有諸多不同（見(jiàn)圖4）。許多本田的線性電磁閥被整合入一個(gè)鋁制的閥板上并由螺栓外接在變速箱殼體的外部。而愛(ài)信和豐田的線性電磁閥則都由其前端的鼻突部分插入到閥體孔內(nèi)。  圖4 各種線性電磁閥：（從左到右）本田MRMA/BCLA/MCLA，豐田U151E SL1，A750E SL1，愛(ài)信AW55-50SN離合器壓力電磁閥和愛(ài)信AW TF80SC離合器壓力電磁閥
我們也應(yīng)該注意到隨著變速箱的發(fā)展，電磁閥也被設(shè)計(jì)得越來(lái)越小。不僅因?yàn)榭梢詼p輕重量和提供更多的空間，也因?yàn)檫@樣可以降低電磁閥的制造成本。閥體中絕大多數(shù)的控制滑閥也都設(shè)計(jì)得更小，并由原來(lái)的鋼材質(zhì)轉(zhuǎn)為現(xiàn)在的鋁材質(zhì)，這樣做的主要目的是使控制滑閥能更靈敏，能在更高的信號(hào)頻率下有效運(yùn)動(dòng)。將電磁閥的鼻突部分和其內(nèi)部的滑閥使用相似的材質(zhì)來(lái)制造也能更好地控制在不同的溫度區(qū)間下的配合間隙，以提供更好的響應(yīng)速度和油路控制的穩(wěn)定性。
使用舊件，還是翻新，或者用新件替換？ 理解電磁閥的構(gòu)造以及它的工作原理是為了能更好地診斷它的故障。線性電磁閥由于它的設(shè)計(jì)原因會(huì)比普通的PWM電磁閥制造成本更高，因?yàn)槲覀儽仨氁鶕?jù)實(shí)際情況來(lái)判斷是否要使用原來(lái)的舊電磁閥，還是把它翻新，或者直接用新電磁閥來(lái)替換。這里其實(shí)沒(méi)有唯一的標(biāo)準(zhǔn)，你最終要根據(jù)你客戶(hù)的需求，你的工時(shí)的成本，和你的保修期長(zhǎng)短和保修成本等因素來(lái)確定。在電磁線圈部分，PWM和線性電磁閥的工作原理相同，因此你可以用相同的技術(shù)來(lái)判斷它們?cè)陔姶判阅苌鲜欠裾！５蔷€性電磁閥還多出了一個(gè)控制滑閥部分，對(duì)于這個(gè)區(qū)域，你就需要檢查額外的地方以保證它的液力完整性。
檢查鼻突的法蘭連接區(qū)域和塑料連接頭 線性電磁閥首先需要檢查的就是它的鼻突與線圈部分的法蘭連接處，以及電磁閥的塑料連接頭，這2個(gè)地方最容易產(chǎn)生裂紋和斷裂。很多破損是由于閥體在運(yùn)輸和操作過(guò)程中被損壞的（見(jiàn)圖5）。此外，就像閥體中其它的滑閥部位，線性電磁閥的鼻突部分和它內(nèi)部的控制滑閥之間的配合間隙至關(guān)重要，這里的間隙對(duì)保持正常的密封性以維持油壓有著重要的作用。在有些情況下，鼻突內(nèi)部的磨損可以用眼睛直接看到，有些電磁閥的設(shè)計(jì)允許內(nèi)部的控制滑閥和彈簧可以被拆下，這樣就可以更好地進(jìn)行目測(cè)。但是在解體的時(shí)候要注意記錄電磁閥在拆卸前的狀態(tài)，因?yàn)橛行┚€性電磁閥的頭部有可旋轉(zhuǎn)的調(diào)節(jié)器，這是生產(chǎn)廠商在生產(chǎn)組裝這些電磁閥時(shí)用來(lái)設(shè)定特定的油壓值的，因此在拆卸電磁閥前測(cè)量和做標(biāo)記是保證正確標(biāo)定的必要步驟。
 真空測(cè)試 為了測(cè)試線性電磁閥內(nèi)部的液力完整性，最簡(jiǎn)單的方法是進(jìn)行真空測(cè)試。將電磁閥插入閥體內(nèi)固定，然后對(duì)電磁閥內(nèi)的控制滑閥相關(guān)的油路進(jìn)行真空測(cè)試。但是我們需要記住，這里測(cè)試的不僅是鼻突內(nèi)壁與控制滑閥之間的完整性，同時(shí)也包含了閥體孔與電磁閥鼻突之間的完整性，因此這里所測(cè)得的真空壓力數(shù)據(jù)會(huì)低于通常的閥孔與滑閥之間的檢測(cè)數(shù)據(jù)。
打開(kāi)、裝合與清洗 線性電磁閥內(nèi)部其它容易磨損或失效的零件還有線圈內(nèi)的柱塞閥、杯士（銅套）和墊圈，但這些零件如果不打開(kāi)電磁閥是無(wú)法看到的。配件市場(chǎng)上有提供打開(kāi)這些電磁閥的小工具，你可以利用這些小工具來(lái)打開(kāi)和裝合電磁閥，并且檢驗(yàn)和清洗內(nèi)部的這些部件，將電磁閥內(nèi)部的碎屑清除干凈。國(guó)外也有公司開(kāi)始專(zhuān)門(mén)翻新這些電磁閥，還有公司為后市場(chǎng)重新設(shè)計(jì)新的替換電磁閥(比如SONNAX和ROSTRA聯(lián)合開(kāi)發(fā)的AW55-50/51SN的SLS,SLU,SLT線性電磁閥,零件號(hào)52-9036)。
電磁閥模塊化和閥體的機(jī)電一體趨勢(shì) 當(dāng)今的自動(dòng)變速箱設(shè)計(jì)中，不僅電磁閥的功能在改變，而且電磁閥與閥體的整合方式也在進(jìn)化。以前典型的方式是電磁閥通過(guò)一個(gè)機(jī)械的定位夾被固定在閥體孔內(nèi)，電磁閥就直接驅(qū)動(dòng)與它在同一閥孔內(nèi)的控制滑閥。而在更新的一些變速箱內(nèi)，比如6L80E，6T70，6F50，5R55N/S/W，42RLE，45/68RFE，62TE等，我們可以看見(jiàn)大多數(shù)的電磁閥被捆綁到了一塊，形成一個(gè)單獨(dú)的電磁閥模塊（見(jiàn)圖6），這個(gè)模塊通過(guò)螺栓被固定在閥體上。通常，其它的壓力開(kāi)關(guān)和傳感器也被一塊兒整合到這些電磁閥模塊中了。
 圖6 5R55W/S的電磁閥模塊（SONNAX# 56954L）
從原生產(chǎn)廠商的角度來(lái)看，把這些電磁閥整合到一個(gè)模塊中要比單個(gè)電磁閥有明顯的優(yōu)點(diǎn)： ? * 它可以大量節(jié)省甚至取消連線和很多重復(fù)零件。生產(chǎn)廠商可以將各零件事先連接好，然后并入電路板，這樣作為一個(gè)整體只需一個(gè)單獨(dú)的連接頭就可連到電腦上，降低閥體的整體尺寸，也可以使這個(gè)電磁閥模塊適用于多個(gè)不同的變速箱，在匹配具體車(chē)型時(shí)只需對(duì)電磁閥模塊更改標(biāo)定即可。? * 電磁閥模塊內(nèi)部的各個(gè)敏感的電子元件容易在人工操作時(shí)被損壞，把它們整合到一個(gè)模塊內(nèi)再安裝到變速箱內(nèi)要比單個(gè)安裝這些零件要安全的多。 ? * 把電磁閥打包到一起更有利于測(cè)試，這樣電磁閥模塊在被安裝到閥體之前可以單獨(dú)測(cè)試。在診斷失效原因時(shí)，這樣可以更方便地區(qū)分電路問(wèn)題還是機(jī)械或液壓?jiǎn)栴}，從而大大減少了診斷的成本，并降低了因?yàn)檫B線和未被保護(hù)的連接頭而導(dǎo)致的失效幾率。
盡管這種模塊化的設(shè)計(jì)對(duì)生產(chǎn)廠商來(lái)說(shuō)非常有利，但它對(duì)維修者來(lái)說(shuō)就成為一個(gè)非常困難的事。以前維修者已經(jīng)習(xí)慣了的更換單獨(dú)電磁閥和傳感器的日子將不復(fù)存在。即便電磁閥模塊內(nèi)只有一個(gè)零件壞了，維修者也只能更換整個(gè)模塊，這就增加了維修的成本。但是困難往往也意味著機(jī)會(huì)，有些公司正在創(chuàng)新翻新這些電磁閥模塊的方法，以滿(mǎn)足后市場(chǎng)的需求。
而在另一些變速箱中，比如ZF6HP系列和JACTO RE5R05A等，模塊化的方法更被進(jìn)一步深化了：它們將電磁閥模塊、電腦和閥體都整合到一個(gè)總成內(nèi)（見(jiàn)圖7），這就是所謂的“機(jī)電一體化的單元”。這種設(shè)計(jì)為生產(chǎn)廠商提供了進(jìn)一步降低制造和測(cè)試成本的空間。 ?
* 這樣的設(shè)計(jì)可以根據(jù)不同的閥體和電磁閥模塊來(lái)改變電腦的參數(shù)，從而使生產(chǎn)廠商減低對(duì)各零部件的公差要求而降低制造成本，讓電腦來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。 ? * 既然電腦、電磁閥和閥體可以作為一個(gè)單獨(dú)的機(jī)電一體單元在實(shí)際裝車(chē)前進(jìn)行測(cè)試，可以降低裝車(chē)后的測(cè)試和調(diào)節(jié)成本。 ? * 機(jī)電一體的設(shè)計(jì)可以針對(duì)具體的車(chē)型而進(jìn)行精確的標(biāo)定和設(shè)置，從而可以使變速箱體現(xiàn)出更好的駕駛操控特性。  圖7 機(jī)電一體化的閥體總成
所有這些對(duì)生產(chǎn)廠商來(lái)說(shuō)的優(yōu)勢(shì)對(duì)后市場(chǎng)來(lái)說(shuō)都產(chǎn)生了巨大的困難。 ZF的6速變速箱中，由于其電腦是綁定于它所裝的車(chē)倆的，因此用一塊舊件來(lái)整體更換機(jī)電一體的閥體是行不通的。有些制造廠商甚至把電腦永久性地固定在閥體上，但ZF的設(shè)計(jì)可以讓你把電腦從閥體上拆下，這樣就可能讓你對(duì)閥體上的機(jī)械和液壓?jiǎn)栴}單獨(dú)進(jìn)行修復(fù)或者用同型號(hào)的舊閥體來(lái)進(jìn)行更換，但是原來(lái)的電腦必須和原車(chē)在一起。好在ZF機(jī)電一體的閥體上的電腦部分還是比較容易拆卸并且相對(duì)來(lái)說(shuō)還比較耐用的。只是你操作起來(lái)一定要注意靜電問(wèn)題。如果沒(méi)有相應(yīng)的保護(hù)措施，靜電釋放而引起的破壞會(huì)給你造成非常昂貴的后果。
由此看來(lái)，變速箱未來(lái)的變化將包含更多的電子設(shè)備、模塊化，以及全球適用性的設(shè)計(jì)，它們只需稍作修改即可適用于不同的車(chē)型上，而這些標(biāo)定在變速箱出廠前即已完成，這是否對(duì)維修者來(lái)說(shuō)帶來(lái)了更多的困難呢？那是一定的。但機(jī)會(huì)隨著變化而來(lái)，緊跟變化才是我們應(yīng)有的態(tài)度。 |
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