為什么豐田的變矩器容易產生抖動

文：齊明

對于變速器維修廠以及變矩器翻新廠來說，豐田的很多型號的變矩器總是容易出現鎖止抖動，不論怎么維修，或者更換一個變矩器，結果往往都是時好時壞。從早先的開關式簡單鎖止，一直到現在的高級電控鎖止，豐田一直深受變矩器鎖止抖動的困擾。2002年以后的豐田前驅車型幾乎都會遇到這個問題。豐田最初發布了1個技術通報T-SB-0086-12，后來被另一個通報T-SB-0034-14替代。在2017年11月13日，一個新的通報T-SB-0312-17發布，替代了前面2個通報。但是幾天以后它又被另一個通報T-TCI-4148取代，直到2017年11月24日，最新的技術通報T-TCI-5056再取代前者。這些技術通報的內容是什么呢？

早期的技術通報建議替換變矩器和發動機控制單元（ECM），如果抖動問題持續，建議只更換變矩器并更新ECM程序。如果問題第3次出現，則建議只更換變矩器。因此不少豐田車里的變矩器已經更換了3次，但人們還是不清楚到底變矩器里哪里出了問題。現在的技術通報則建議只更換變矩器并刷新ECM程序。

國內不少變速器和變矩器維修廠也遇到了類似問題，尤其是豐田的U660、U760等較新款的變速器。維修人員試圖翻新變矩器，一般按常規流程更換變矩器的鎖止摩擦片和密封油環。但結果并不完全令人滿意，有時修好了，有時問題依舊，也有的時候當時好了，車跑了幾個月就又出現鎖止抖動的情況了。后來維修人員試圖采用抗抖動性能好的HTS摩擦材料來進行修復，抖動的情況一般都會有好轉，但是時間長了依然無法消除。這說明抖動的根本原因不在摩擦片上。豐田變矩器抖動問題不僅困擾豐田，而且也困擾了很多變速器和變矩器的維修人員。

針對這種情況，美國SONNAX公司的變矩器專家Ed Lee反復研究了豐田變矩器的設計結構，終于發現了問題的根源。根源來自于變矩器內的渦輪軸頸內側與插入的輸入軸之間沒有很好的密封設計，渦輪軸頸的內側會與輸入軸之間產生磨損，過大的間隙導致鎖止油壓從這里泄漏。如圖1所示，輸入軸的頭部是光滑的金屬，與之配合的圖2中的渦輪軸頸內側（花鍵上方）也是光滑的金屬，兩者之間沒有任何密封件。嶄新的變矩器配合尚好，但一旦出現磨損，會產生相當大的泄壓。

圖1 輸入軸

圖2 渦輪軸頸

那么有人也許會問，如圖3中的渦輪軸頸外側不是有一個密封環嗎？它不是應該起到密封作用嗎？其實這個密封油環是密封渦輪軸頸和鎖止活塞的，而造成鎖止抖動的原因是渦輪軸頸與輸入軸之間的鎖止油壓的泄漏。有實驗表明，當輸入軸和渦輪軸頸內側之間的間隙小于0.038 mm時，可以確保變矩器不會出現鎖止抖動。當這里的間隙達到0.076 mm時，會產生大約76 mL/s的泄漏量，這樣的泄漏量足以產生鎖止抖動。

圖3 渦輪軸頸上的特氟龍油環

那么有什么辦法可以方便地從根源上解決這個問題呢？Ed Lee提出了2個行之有效的方法。第一種方法是在輸入軸的前端加工一個凹槽，裝入一個氟膠的密封圈，這樣就能起到密封的作用（圖4），相當的簡便易行。還有一種方法是在渦輪軸頸的內側裝上一個唇形油封，一個正好的尺寸是SONNAX的唇形油封FD-O-7V（圖5）。

這里有一個地方需要注意，豐田在它的變矩器設計上是在渦輪軸頸上套一個銅墊圈（圖6），目的是讓渦輪軸頸通過銅墊圈直接頂在變扭器的前蓋上，這樣的話變矩器的內部間隙在0～0.250 mm之間，而它的鎖止活塞的行程則單獨調節到0.760～0.890 mm。但是銅墊圈的存在，使這里沒有足夠空間安裝唇形油封。因此需要將渦輪軸頸上支撐銅墊圈的臺階以上部分去掉，不再需要安裝銅墊圈，只要放入1個FD-O-7V唇形油封即可。

圖4 解決方案一

這時渦輪軸頸不再接觸變矩器前蓋，沒有了銅墊圈，鎖止活塞直接靠變扭器前蓋上，只要確保鎖止活塞的行程在0.760～0.890 mm即可，這時鎖止釋放間隙就是變矩器的內部間隙了。這需要焊合變矩器時對內部間隙做一下調整。

圖5 解決方案二

圖6 原配的銅墊圈不再需要