6HP系列变速器的锁止及相关换挡故障的诊断思路

文：齐明

6HP系列变速器的锁止及相关换挡故障的诊断思路

文：齐明

ZF6HP系列自动变速器（6HP19/21/26/28/32/34）被广泛用于各款宝马、奥迪、路虎和福特车型中（福特称为6R60/80变速器）。维修中大多遇到的是换挡打滑或换挡冲击的现象，因为这是大多数驾驶人员首先感觉到的故障。这其中很多与它的锁止故障有关，本文介绍如何利用变速器壳体上的WK压力接口（图1）入手来诊断分析故障根源，此方法实用且具有普遍意义，对变速器维修人员来说很有借鉴作用。

图1右侧显示的ZF6HP变速器壳体上的AUF-WK压力接口，图1左侧是福特的6R60变速器壳体，这个接口没有任何标识。这是厂家用来监测变速器油路压力的唯一接口。这个接口检测的是WK油路压力。WK在德语中指的是”Wandleruberbruckungskupplung”，意思是动态液力变矩器，也就是我们俗称的变扭器。这个油路的压力负责将液力变矩器中的锁止活塞从液力变矩器前盖上脱开，因此这个油路也叫锁止释放油路，也就是释放锁止离合器的油路。

为了实时监测这个WK油压，我们需要一个压力表插入这个接口，然后再结合常用的故障诊断仪就可以诊断出很多故障信息。但要注意压力表的量程，由于WK油压不超过约550 kPa（80 psi），而我们需要监测WK一直变化到0，因此需要选用量程为690 kPa（100 psi）的压力表。如果选用3450 kPa（500 psi）量程的压力表，它的指针是从82.74 kPa（12 psi）开始的，那我们将失去很多关键的信息。同时，压力表可能还需要一个转换接头才能顺利接入变速器壳体上的压力接口（壳体上的是10x1.00 mm螺纹）。

1.正常的WK数据

车辆启动时WK压力应该立刻出现并且保持稳定。因为WK油压，也就是锁止释放油压在车辆起动时必须能将液力变矩器中的锁止离合器推离液力变矩器前盖，此时正确的WK油压将保证汽车在怠速时保持平稳。典型的WK油压此时（冷车）应在480～520 kPa（70～75 psi），当变速器油温逐渐升高，WK将降至450～470 kPa（65～68 psi）。切换入倒挡时，WK值将立刻跌到340 kPa（50 psi），然后再回到448～517 kPa（65～75 psi），这意味着主调压阀开始起作用，将部分油从液力变矩器油路中分出供给了离合器，随机主调压阀又将系统油压调节回了正常范围。主调压阀首先满足调节系统油压的要求，然后才满足液力变矩器油压的供给。

现在将换挡杆切换至前进挡（D挡）并且开始路试，我们需要监测WK的数值变化。液力变矩器不会运行直到其温度达到一定的数值。那如何监测变速器温度和TCC锁止电磁阀的运行呢？这就需要结合使用WK压力表和故障诊断仪了，这样就可以监测变速器控制单元的指令了。为了在故障诊断仪中找到所需的信息，首先需要找出在具体车型中锁止电磁阀的位置（图2）。在奥迪车型中，锁止电磁阀为N371，而在宝马车型中为EDS6，福特车型中为VFS6，捷豹车型中为EDS6。

当解码器指示变速器要求的工作温度已达到，变速器电脑开始控制锁止电磁阀了，此时WK数值应该降到0～13.79 kPa（0～2 psi）。0 psi意味着液力变矩器进入完全锁止状态，而10.34～13.79 kPa（1.5～2 psi）的WK油压则意味着变速器控制单元允许锁止离合器有一定程度的轻微滑差。这样可以降低异响、振动和离合器接合的冲击。

值得注意的是，ZF6HP并没有使用如通用4T65E变速器所采用的那种连续滑差的控制策略。为了降低油耗，ZF6HP系列在设计上尽可能的提早使液力变矩器进入完全锁止的状态，往往在2-3换挡后马上进行全锁止，在很多情况下甚至在1-2换挡完成就进行完全锁止。相比之下，通用系列变速器即便在进入锁止状态后依然允许相当程度的锁止滑差，其半联动的锁止滑差贯穿所有的挡位，连续的滑差产生大量热量，造成较差的燃油经济性。由此可见，ZF6HP的锁止控制策略大幅改善了燃油经济性，但也使锁止离合器的控制必须更加精确。锁止离合器略微的迟缓动作会显著影响到换挡品质。

那如何判别液力变矩器是否处于半滑动状态还是完全锁止状态？这需要监测发动机的转速和变速器输入轴（涡轮）的转速，它们会在故障诊断仪上显示出来的。还需要知道锁止电磁阀的电流和WK油压之间的关系。锁止电磁阀是一个常开型电磁阀，当电磁阀电流升高时，WK油压降低，锁止作用力增加，锁止滑差就会降低。锁止电磁阀工作不正常将导致WK值异常。如果WK油压值为0，发动机转速应该和输入轴转速相同，这时液力变矩器即处于完全锁止状态，电磁阀电流应该处于最大值，如果此时两个速度不同，则说明液力变矩器处于不正常的滑差。

2.不正常的WK数据

WK压力值如果异常，将产生6种常见的故障现象，这些对于维修ZF6HP变速器的人来说都是经常遇到的。这6种故障现象如下。

（1）锁止打滑。

（2）锁止离合器不能完全释放。

（3）TCC故障码/电磁阀故障码/传动比故障码。

（4）换挡冲击。

（5）换挡打滑，发动机会出现暂时的空转。

（6）倒挡怠速不稳。

前3种故障现象很容易理解，因为WK油压值就是锁止释放油压，当然与锁止故障直接相关。后3种故障现象对有些维修人员来说可能有点不好理解，锁止油路怎么和换挡品质相关呢?这里就稍微介绍一下。

换挡冲击：在变速器处于滑行2-1降挡以及一些猛踩油门3-2强制降挡的情况下，液力变矩器的锁止离合器是需要完全释放的。当锁止离合器释放时，解码器上的WK数值和锁止电磁阀信息将会显示出来。如果WK在变速器2-1降挡或者3-2强制降挡时没有超出13.79～34.47 kPa（2～5 psi），降挡时液力变矩器处于锁止状态，就会出现降挡冲击。

换挡打滑/空挡：大多数情况下，ZF6HP液力变矩器在2-3换挡后就进入完全锁止状态，没有TCC滑差。观察解码器上的电磁阀信号并监测WK油压值，如果WK在应该为零时却高于零，换挡时由于液力变矩器的滑差而导致发动机转速突然飙升，感觉就好像暂时进入空挡一样。

倒挡怠速不稳：首先要弄清是否只有在倒挡时才出现怠速不稳。如果怠速不稳仅仅出现在倒挡，查看WK是否偏低，比如仅在344.73～413.68 kPa（50～60 psi）。如果WK偏低，液力变矩器的锁止离合器没法完全释放，这可能是由于上游的油路在某个地方出现泄压而导致WK偏低。如果WK值正常而引擎怠速不稳，则往往是液力变矩器出了问题，尤其是锁止摩擦片。

3.故障根源

如果发现WK值完全超出了正常范围或者散热器的流量不对，可以按以下的思路来诊断故障。

如前文所述，主调压阀（图3）在工作时首先满足对系统油压的调节，其次才照顾到液力变矩器的供油。因此主调压阀出现阀孔磨损而导致泄压将会首先影响液力变矩器的供油，从而影响到WK值。注意ZF6HP的主调压阀根据版本不同分为3种尺寸，在修复时首先需要确定正确的阀芯版本。

而当WK油回到阀体时，阀体内部控制液力变矩器内部油压的是2个阀：锁止释放调压阀和旁路离合器控制阀（也叫锁止控制阀），这2个阀的状态也影响WK。

自动变速器油流出液力变矩器后由润滑控制阀来控制，润滑控制阀的泄压也会改变WK的值。润滑控制阀不仅控制润滑油压，也负责各离合器平衡活塞中的平衡油压，润滑控制阀由于阀孔磨损而导致的泄漏，会造成各离合器平衡活塞中的压力失常，造成各种离合器问题。

电磁阀调制阀控制所有电磁阀的供油，当然也包括锁止电磁阀。当电磁阀调制阀孔出现磨损泄压，会使电磁阀的输出油压过高或过低，这也会改变WK的值，因为锁止电磁阀控制着锁止油路中的油压。

因此对于上述的这些控制阀，都必须要使用真空测试法来检查阀体的这些部位。检查中经常会发现这些阀的阀孔已经磨损，需要及时修复阀孔或者直接更换阀体。

锁止电磁阀通过上述的锁止阀来控制着WK，这个电磁阀经常由于污染或者磨损导致失效。实际上在这款阀体中所有的调压电磁阀都容易出现故障，其中的机械问题要远超过线圈的电路问题。这些电磁阀的机械故障可以很轻松地使用真空测试法来进行判断。

阀体上的端塞需要确保密封良好，尤其是位于电磁阀和换挡阀之间的端塞。虽然它们是静止的，但实际往往容易松动而产生泄压，因为不断地受到阀芯和油压的脉冲作用力。端塞的泄压虽然看似微不足道，但会极大地影响换挡阀的工作，降低电磁阀的调压作用。

此外，E离合器上的铜套（也叫输入/输出轴铜套，图4），以及油泵定子轴上的铜套（图5），都对液力变矩器的控制和换挡品质有非常关键的影响。这2个部位的铜套非常容易磨损，并经常导致锁止和换挡故障，也会产生传动比错误。

齐明，任美国索奈克斯工业有限公司驻中国代表处首席代表，毕业于美国常春藤名校之一的达特茅斯学院（Dartmouth College），获工程科学硕士学位。近年来致力于将国外先进的自动变速器维修技术（尤其是国外变速器原制造厂商不提供技术支持的技术领域）介绍给中国（包括港台地区）同行，推动国内自动变速器维修技术水平深度发展。