聊聊汽车自动变速器保养那些事(五)—自动变速器保养的原因

◆文/北京 薛庆文

聊聊汽车自动变速器保养那些事(五)—自动变速器保养的原因

◆文/北京 薛庆文

薛庆文

(本刊编委会委员)

北京陆兵汽车技术服务有限公司培训讲师、北京清华大学国家骨干教师培训基地专家讲师、北京理工大学客座教授、全国汽车维修专项技能认证技术支持中心培训讲师及命题专家、国家质检总局汽车产品缺陷管理中心特聘专家、中国汽车维修技术总监俱乐部发起人、北京天元陆兵汽车科技有限公司总工程师、马来西亚汽车公会特聘讲师、2016年汽车自动变速箱智能养护大赛总策划兼总裁判长。

(接上期)

在以上几种自动变速器的温度管理当中，虽然有硬件形式和软件形式的控制，但在变速器低温管理当中依然还不够科学。因为在整个变速器由低温到正常工作温度过度过程当中，还是通过变速器的能耗损失来实现的，也就是说车辆的燃油经济性和环保都没有做到最优，同时对自动变速器的部件冷磨损过程也没有做到最优(图26)。因此，一种创新模式的温度管理功能便产生了。

图26 自动变速器的加热

创新型热管理系统(ITM)：“热量管理器”是一种新研制的发动机控制单元机载软件模块,它保证发动机所产生的热量在发动机冷却循环回路(发动机加热)中能够合理分配给空调(车内空气加热)和变速器(变速器加热)，以缩短发动机与变速器之间的热差过程，目的是实现真正意义上的环保和节油要求，让变速器在低温运转的时间更短，通过发动机给变速器的加热过程而非变速器本身的加热，能够快速缩短发动机与变速器之间的温差。就当前一些欧洲车而言，这种ITM温度管理功能一种是通过计算机控制的，另一种是通过蜡块式节温器来实现的，但不管哪种类型，它们都是通过发动机热的冷却液为变速器油液进行加热的。目前在奥迪系列车型变速器当中广为使用ITM管理功能，比如奥迪2种8挡自动变速器(AT)、7挡双离合器变速器(DCT)以及手动模式8挡无级变速器(CVT)。我们以这几款变速器ITM管理功能的具体原理知识加以认真学习。

(1)奥迪0C8变速器的ITM温度创新管理

新款奥迪Q7所搭载的日本爱信公司生产的型号为0C8型8挡自动变速器，在该变速器液压循环系统当中增设了这种创新型ITM温度管理功能(图27)。在这个系统中保留了原来的蜡块式节温器，但增加了1个独立式加热器、1个电磁阀N471和1个旋转阀。这个创新系统的具体工作过程：当车辆启动后，整个动力系统(发动机和变速器)还处于低温状态时，ATF经变扭器做功后还是像原来那样从变速器壳体流出，并不是直接流向发动机与变速器一体式的冷却器(集成式)，而是先进入铝制加热器当中，从加热器流出后才流向冷却系统，由于温度较低仅到了节温器处又折回，经回油管路回到变速器内部。发动机的温度上升速度较快(发动机冷却液处于小循环过程)，当变速器需要加热时从发动机流出热的冷却液，旋转阀打开，N471电磁阀被激活后热的冷却液便进入到这个加热器当中。加热器的底板是超薄铝制板，其加热速度极快，因此从变速器出来的ATF得到冷却液的加热，再加上冷却管路中节温器在未完全打开情况下，ATF得到了快速加热，也就使变速器本身得到快速升温，从而缩短了发动机和变速器的温差时间。当变速器达到正常工作温度后，不再需要借助发动机冷却液加热时，N471电磁阀停止工作，旋转阀活塞开始关闭来自发动机的冷却液通道，加热模式被终止。同时在冷却循环管路当中的节温器在蜡块膨胀后彻底打开油液通道，ATF进入正常的热交换过程，此时所有的加热过程均被终止。这种功能与早期的仅靠节温器进行的温度管理功能相比，能够进一步让变速器快速加热，而且具有ITM温度管理功能的设计，再次减少了变速器的冷磨损过程，相当于车辆的费油过程被缩短，大大提高了车辆的燃油经济性，不仅满足车辆的环保要求，同时也延长了变速器部件的使用寿命。这种控制功能在增加使用节温器基础上得到延伸和创新。

图27 奥迪0C8变速器的ITM温度创新管理功能

(2)奥迪0BK型8挡变速器的ITM温度创新管理

在奥迪0BK型8挡自动变速器、第二代0B5型双离合器变速器以及C7奥迪0AW型无级变速器的ITM温度创新管理当中，有更多相似的内容，即控制形式和方法基本上是一样的。因此，我们以奥迪A8L轿车所搭载的0BK型8挡变速器为例加以详细阐述。

新款奥迪A8L使用8缸发动机的整个车辆热循环管理流程，如图28所示。它包括发动机自身的热管理、自动变速器和空调系统的热管理。我们重点看发动机冷却系统与自动变速器冷却系统之间管路连接，从发动机工作输出端的热的冷却液可以直接由电磁阀送至变速器独立冷却器中，同时另外一条来自发动机冷却器的管路也可连接到变速器独立冷却器中，而从变速器独立冷却器的冷却液回路中经过一个节温器回到发动机的冷却管路中。当变速器处于低温状态需要加热时，可通过N488电磁阀把早已被发动机加热过的冷却液接通到变速器独立冷却器中进行加热过程；而另外一条管路是在变速器处于正常工作温度后或处于高温状态时，通过N509电磁阀把来自发动机冷却器的冷的冷却液接通至变速器独立冷却器中，为变速器油液进行热交换。

具体的工作过程我们可以通过几个阶段进行详细分析，而参与的电磁阀有N488和N509，这2个电磁阀的控制策略是不一样的：N509电磁阀是通电时关闭，断电时打开的；而N488电磁阀则是通电时打开，断电时关闭管路通道，了解2个电磁阀的控制策略后，我们再看变速器处于不同温度阶段下如何进行有效创新管理的。

第一阶段：启动阶段

刚刚启动车辆时，发动机及自动变速器都处于低温状态，N509处于被通电状态，而N488电磁阀则被处于断电状态(图29)，因此来自发动机本身及发动机冷却系统的管路是处于关闭状态，此时发动机与自动变速器之间没有冷却液的连接过程，各自系统都处于独立循环过程，此时发动机正处于自身的加热过程，而变速器本身还不具备真正的ITM温度管理功能。

第二阶段：加热阶段

当变速器需要加热，此时发动机也刚好完成自身加热过程时，且大于ATF温度约5℃时，电磁阀N488由断电状态被激活通电(图30)，这样来自发动机内热的冷却液流进变速器独立冷却当中，为冷却器中的ATF进行加热，既起到了快速对变速器加热作用，同时也快速缩短了发动机与变速器之间的温差变化时间，而N509电磁阀继续处于通电状态，来自发动机冷却器的冷却液通断依然被处于关闭状态。

图28 奥迪发动机、变速器及空调系统的温度管理流程图

图29 车辆处于启动阶段

图30 变速器处于加热阶段

第三阶段：变速器温度处于正常阶段

随着发动机及变速器工作温度的逐渐升高，变速器加热阶段被终止，此时变速器温度已经上升至正常工作温度范围内，因此变速器既不需要加热过程，也不需要冷却(热交换)过程(图31)。这个阶段的控制跟刚刚启动车辆时的阶段是一样的：N509电磁阀依然处于被激活状态，冷却管路被关闭；N488电磁阀也是处于未激活状态，加热管路也是被关闭状态。但这个阶段持续时间应该不会太长，如果变扭器TCC锁止离合器完全锁止时，且车辆行驶在高速公路时这个阶段的持续时间可能会长一些。

图31 变速器处于既不加热也不冷却阶段

第四阶段：变速器处于热交换阶段

当自动变速器的工作温度持续升高后，变速器的温度必须要得以控制，因此正常的热交换便开始了(图32)，免得变速器的温度进一步上升。此时N509电磁阀由前几个阶段的通电激活状态被停止通电，N509断电后来自发动机冷却器的冷却液通道被打开，低于ATF温度的冷却液流到变速器独立冷却器后，开始实现热交换过程；而N488继续保持断电状态，是将来自发动机热的冷却液处于关闭状态。当变速器温度再次降落至低于105℃以下时，热交换被停止，第三阶段再次被启动。

图32 自动变速器的热交换阶段

总结：增加使用智能创新型变速器温度管理功能后，目的是确保变速器在正常工作温度的时间延长，而低温和高温的2个极端状态的停留时间变短。最关键的是变速器在低温状态的加热过程不再是靠变速器本身通过能耗损失来实现的，而是借助发动机的热管理功能来完成这一加热要求。因此大大降低了车辆的尾气排放，增进环保要求，同时还延长了自动变速器各部件的使用寿命。

自动变速器为什么要保养？不言而喻，由于变速器长时间处于高温状态，因此自动变速器油各项关键功能指标会在长时间高温下持续下降，并影响到机件的润滑过程。而变速器的机件不仅存在热磨损状态，同时还存在冷磨损状态，如何保证变速器内部至始至终都处于健康状态，合理的做法就是通过科学的、合理的、规范的保养过程，增进变速器自身的健康指标。健康的变速器不仅可使发动机排放管理变得更优，也令消费者行车安全、驾驶舒适、使用放心。

(未完待续)