聊聊汽車自動變速器保養那些事(五)—自動變速器保養的原因

◆文/北京 薛慶文

聊聊汽車自動變速器保養那些事(五)—自動變速器保養的原因

◆文/北京 薛慶文

薛慶文

(本刊編委會委員)

北京陸兵汽車技術服務有限公司培訓講師、北京清華大學國家骨干教師培訓基地專家講師、北京理工大學客座教授、全國汽車維修專項技能認證技術支持中心培訓講師及命題專家、國家質檢總局汽車產品缺陷管理中心特聘專家、中國汽車維修技術總監俱樂部發起人、北京天元陸兵汽車科技有限公司總工程師、馬來西亞汽車公會特聘講師、2016年汽車自動變速箱智能養護大賽總策劃兼總裁判長。

(接上期)

在以上幾種自動變速器的溫度管理當中，雖然有硬件形式和軟件形式的控制，但在變速器低溫管理當中依然還不夠科學。因為在整個變速器由低溫到正常工作溫度過度過程當中，還是通過變速器的能耗損失來實現的，也就是說車輛的燃油經濟性和環保都沒有做到最優，同時對自動變速器的部件冷磨損過程也沒有做到最優(圖26)。因此，一種創新模式的溫度管理功能便產生了。

圖26 自動變速器的加熱

創新型熱管理系統(ITM)：“熱量管理器”是一種新研制的發動機控制單元機載軟件模塊,它保證發動機所產生的熱量在發動機冷卻循環回路(發動機加熱)中能夠合理分配給空調(車內空氣加熱)和變速器(變速器加熱)，以縮短發動機與變速器之間的熱差過程，目的是實現真正意義上的環保和節油要求，讓變速器在低溫運轉的時間更短，通過發動機給變速器的加熱過程而非變速器本身的加熱，能夠快速縮短發動機與變速器之間的溫差。就當前一些歐洲車而言，這種ITM溫度管理功能一種是通過計算機控制的，另一種是通過蠟塊式節溫器來實現的，但不管哪種類型，它們都是通過發動機熱的冷卻液為變速器油液進行加熱的。目前在奧迪系列車型變速器當中廣為使用ITM管理功能，比如奧迪2種8擋自動變速器(AT)、7擋雙離合器變速器(DCT)以及手動模式8擋無級變速器(CVT)。我們以這幾款變速器ITM管理功能的具體原理知識加以認真學習。

(1)奧迪0C8變速器的ITM溫度創新管理

新款奧迪Q7所搭載的日本愛信公司生產的型號為0C8型8擋自動變速器，在該變速器液壓循環系統當中增設了這種創新型ITM溫度管理功能(圖27)。在這個系統中保留了原來的蠟塊式節溫器，但增加了1個獨立式加熱器、1個電磁閥N471和1個旋轉閥。這個創新系統的具體工作過程：當車輛啟動后，整個動力系統(發動機和變速器)還處于低溫狀態時，ATF經變扭器做功后還是像原來那樣從變速器殼體流出，并不是直接流向發動機與變速器一體式的冷卻器(集成式)，而是先進入鋁制加熱器當中，從加熱器流出后才流向冷卻系統，由于溫度較低僅到了節溫器處又折回，經回油管路回到變速器內部。發動機的溫度上升速度較快(發動機冷卻液處于小循環過程)，當變速器需要加熱時從發動機流出熱的冷卻液，旋轉閥打開，N471電磁閥被激活后熱的冷卻液便進入到這個加熱器當中。加熱器的底板是超薄鋁制板，其加熱速度極快，因此從變速器出來的ATF得到冷卻液的加熱，再加上冷卻管路中節溫器在未完全打開情況下，ATF得到了快速加熱，也就使變速器本身得到快速升溫，從而縮短了發動機和變速器的溫差時間。當變速器達到正常工作溫度后，不再需要借助發動機冷卻液加熱時，N471電磁閥停止工作，旋轉閥活塞開始關閉來自發動機的冷卻液通道，加熱模式被終止。同時在冷卻循環管路當中的節溫器在蠟塊膨脹后徹底打開油液通道，ATF進入正常的熱交換過程，此時所有的加熱過程均被終止。這種功能與早期的僅靠節溫器進行的溫度管理功能相比，能夠進一步讓變速器快速加熱，而且具有ITM溫度管理功能的設計，再次減少了變速器的冷磨損過程，相當于車輛的費油過程被縮短，大大提高了車輛的燃油經濟性，不僅滿足車輛的環保要求，同時也延長了變速器部件的使用壽命。這種控制功能在增加使用節溫器基礎上得到延伸和創新。

圖27 奧迪0C8變速器的ITM溫度創新管理功能

(2)奧迪0BK型8擋變速器的ITM溫度創新管理

在奧迪0BK型8擋自動變速器、第二代0B5型雙離合器變速器以及C7奧迪0AW型無級變速器的ITM溫度創新管理當中，有更多相似的內容，即控制形式和方法基本上是一樣的。因此，我們以奧迪A8L轎車所搭載的0BK型8擋變速器為例加以詳細闡述。

新款奧迪A8L使用8缸發動機的整個車輛熱循環管理流程，如圖28所示。它包括發動機自身的熱管理、自動變速器和空調系統的熱管理。我們重點看發動機冷卻系統與自動變速器冷卻系統之間管路連接，從發動機工作輸出端的熱的冷卻液可以直接由電磁閥送至變速器獨立冷卻器中，同時另外一條來自發動機冷卻器的管路也可連接到變速器獨立冷卻器中，而從變速器獨立冷卻器的冷卻液回路中經過一個節溫器回到發動機的冷卻管路中。當變速器處于低溫狀態需要加熱時，可通過N488電磁閥把早已被發動機加熱過的冷卻液接通到變速器獨立冷卻器中進行加熱過程；而另外一條管路是在變速器處于正常工作溫度后或處于高溫狀態時，通過N509電磁閥把來自發動機冷卻器的冷的冷卻液接通至變速器獨立冷卻器中，為變速器油液進行熱交換。

具體的工作過程我們可以通過幾個階段進行詳細分析，而參與的電磁閥有N488和N509，這2個電磁閥的控制策略是不一樣的：N509電磁閥是通電時關閉，斷電時打開的；而N488電磁閥則是通電時打開，斷電時關閉管路通道，了解2個電磁閥的控制策略后，我們再看變速器處于不同溫度階段下如何進行有效創新管理的。

第一階段：啟動階段

剛剛啟動車輛時，發動機及自動變速器都處于低溫狀態，N509處于被通電狀態，而N488電磁閥則被處于斷電狀態(圖29)，因此來自發動機本身及發動機冷卻系統的管路是處于關閉狀態，此時發動機與自動變速器之間沒有冷卻液的連接過程，各自系統都處于獨立循環過程，此時發動機正處于自身的加熱過程，而變速器本身還不具備真正的ITM溫度管理功能。

第二階段：加熱階段

當變速器需要加熱，此時發動機也剛好完成自身加熱過程時，且大于ATF溫度約5℃時，電磁閥N488由斷電狀態被激活通電(圖30)，這樣來自發動機內熱的冷卻液流進變速器獨立冷卻當中，為冷卻器中的ATF進行加熱，既起到了快速對變速器加熱作用，同時也快速縮短了發動機與變速器之間的溫差變化時間，而N509電磁閥繼續處于通電狀態，來自發動機冷卻器的冷卻液通斷依然被處于關閉狀態。

圖28 奧迪發動機、變速器及空調系統的溫度管理流程圖

圖29 車輛處于啟動階段

圖30 變速器處于加熱階段

第三階段：變速器溫度處于正常階段

隨著發動機及變速器工作溫度的逐漸升高，變速器加熱階段被終止，此時變速器溫度已經上升至正常工作溫度范圍內，因此變速器既不需要加熱過程，也不需要冷卻(熱交換)過程(圖31)。這個階段的控制跟剛剛啟動車輛時的階段是一樣的：N509電磁閥依然處于被激活狀態，冷卻管路被關閉；N488電磁閥也是處于未激活狀態，加熱管路也是被關閉狀態。但這個階段持續時間應該不會太長，如果變扭器TCC鎖止離合器完全鎖止時，且車輛行駛在高速公路時這個階段的持續時間可能會長一些。

圖31 變速器處于既不加熱也不冷卻階段

第四階段：變速器處于熱交換階段

當自動變速器的工作溫度持續升高后，變速器的溫度必須要得以控制，因此正常的熱交換便開始了(圖32)，免得變速器的溫度進一步上升。此時N509電磁閥由前幾個階段的通電激活狀態被停止通電，N509斷電后來自發動機冷卻器的冷卻液通道被打開，低于ATF溫度的冷卻液流到變速器獨立冷卻器后，開始實現熱交換過程；而N488繼續保持斷電狀態，是將來自發動機熱的冷卻液處于關閉狀態。當變速器溫度再次降落至低于105℃以下時，熱交換被停止，第三階段再次被啟動。

圖32 自動變速器的熱交換階段

總結：增加使用智能創新型變速器溫度管理功能后，目的是確保變速器在正常工作溫度的時間延長，而低溫和高溫的2個極端狀態的停留時間變短。最關鍵的是變速器在低溫狀態的加熱過程不再是靠變速器本身通過能耗損失來實現的，而是借助發動機的熱管理功能來完成這一加熱要求。因此大大降低了車輛的尾氣排放，增進環保要求，同時還延長了自動變速器各部件的使用壽命。

自動變速器為什么要保養？不言而喻，由于變速器長時間處于高溫狀態，因此自動變速器油各項關鍵功能指標會在長時間高溫下持續下降，并影響到機件的潤滑過程。而變速器的機件不僅存在熱磨損狀態，同時還存在冷磨損狀態，如何保證變速器內部至始至終都處于健康狀態，合理的做法就是通過科學的、合理的、規范的保養過程，增進變速器自身的健康指標。健康的變速器不僅可使發動機排放管理變得更優，也令消費者行車安全、駕駛舒適、使用放心。

(未完待續)