宝马6速自动变速箱采用的是德国ZF公司的6HP系列变速箱,它的设计和制造工艺精密,它的变扭器采用焊合的固定式锁止离合器,几年前对于国内变速箱维修厂来说还几乎是 不可维修的,但随着国内维修技术的提高,这种6HP 的变扭器已经被很多国内专业维修厂攻克了。但是这个系列变速箱的另一个核心部件——机电一体的控制系统,也成阀体还是一个维修难点,即便对于很多专修厂来说这种阀体基本还是以更换全新阀体来解决问题。
本文根据国外最新的阀体修复技术,将较为详细地介绍这类6HP阀体的维修过程和技术要点,对于里程数不是很高的这类阀体,许多情况都可以较为简单地进行解决。ZF6HP变速箱的版本识别ZF的6HP系列变速箱分为2代产品:2002-2005 为第一代的6HP变速箱,包括 6HP19,6HP26,6HP32;2006 及以后的为第二代6HP变速箱,包括6HP21,6HP28,6HP34。
第一代变速箱中的 19,26,32 分别指代变速箱的扭矩容量大小。在2006年,它们的阀体进行了升级设计(从油路控制到变速箱电脑程序), 变速箱内的ATF流量被提升,从而缩短了各个档位的换挡时间。这种升级产品就是ZF6HP 的第二代变速箱。第2代的阀体和第1 代的略有不同,所使用的修复零件也随之不同。因此在解体阀体前先可以从外表上进行辨认。
如图1所示,从阀体外表上看,第一代6HP阀体有6个蓄压器,而第二代阀体有7个蓄压器。
图 1 第一代和第二代 6HP 阀体的外表辨认
不仅是阀体蓄压器数量不同,而且阀体内部油路也有所不同,其常见的磨损部位,主调压阀孔和主调压阀衬套的大小也有所不同,它的分布位置如图2 所示。主调压阀端部的阀套大小很容易区别,这个阀套内部容易被主调压阀磨损,导致主油压过高或过低,产生换挡冲 击等问题。因此在选择修复零件时,必须先搞清阀体的版本。需要提及的是,ZF6HP阀体版本很多,在少数宝马6和7系第一代的6HP 阀体中,即便阀体有6个蓄压器,仍会有少数 版本的主调压阀和阀套不符合图3 中的尺寸,那么这种阀体就没有相应的零件来修复。
图 2 主调压阀的区别
图 3 主调压阀和阀套的尺寸区别
不论第一代还是第二代的6HP阀体,在档位控制的方式上都会有M版本和E版本两种阀体。M 版本的阀体使用传统的手动阀来进行档位切换,而E版本阀体则使用2个额外的电磁阀(MV2 和MV3)来控制档位切换,从而也就没有手动阀了。图4 显示的是6HP 的E版阀体,共有9个电磁阀。
图4 E版本的6HP阀体
阀体版本与再编程的问题
由于ZF6HP的阀体将油路板和变速箱电脑TCM结合在了一起,因此阀体的维修就会涉及到TCM的再编程问题,而这和阀体版本也很有关系。如图5所示的ZF6HP阀体上有手工印刻的一串数字,这说明这块阀体是原厂再制造的阀体,而非全新阀体。这种再制造阀体有可能在电磁阀一端的塑料支架上有一个蓝点,位置靠近条形码零件号,
如图6所示。这个蓝点表示TCM没有被编程,这种阀体在安装前必须和所使用的车辆一起进行重新编程。如果这个位置涂的是白点,则说明此TCM在没有变速箱的情况下已经编程。如果在图5的位置上是一串机器打印的数字,其第5、6、7位上分别是128的话,则说明此阀体是全新阀体。
图 5 原厂再制造的 6HP 阀体
图 6 蓝点表示此阀体并未编程 电磁阀的问题
电磁阀的问题
ZF6HP 的变速箱电脑 TCM 可以通过电磁阀对油路控制进行一定范围的调节,因此在很 多情况下,可以通过使用原厂新的电磁阀或状态尚可的旧电磁阀进行更换而无须重新对TCM 进行编程。只是需要注意不能将电磁阀混装,比如原来装在#1 位置的电磁阀在重新装回阀 体时也必须位于#1 位置,不能装到其它位置,尽管它们从外表看上去是一样的。这里的原因是 TCM 已经对原来各个位置上的电磁阀的流量已进行了记忆。原则上来说,对变速箱进 行了任何修复后,都需要重置或清除 KAM 记忆的数据。
对电磁阀的测试不要通过 16 针的接头。需要将电路板卸下后,再来检查电磁阀的电阻 值,标准是在 20 摄氏度时电阻值为 5.05 欧姆。各电磁阀的信息在图 7 中可以查到。
壳体上油封的更换
ZF 原厂建议在每次拆下阀体后都需要更换图1 中所示的这些油封,它们是阀体与壳体之间的油封和油泵输入/输出适配油封。需要注意的是这些油封的高度是随着不同的变速箱 型号而变化的,因此你需要确定更换的油封具有和原件相同的尺寸和高度。
由图可见,阀体到变速箱壳体间的支撑油封共有 4 个,蓝色的那个最长,位于靠近手控 连接杆的位置。绿色的油封在蓝色油封的旁边,然后才是 2 个黑色的短油封。
图 1 拆下阀体后需要更换的油封
从壳体上卸下阀体
1)如图 2 所示,按下阀体上的释放柄,然后提起插口定位头。需要注意的是在用手接触阀体或连接插头的针脚时必须按原厂要求的那样使用防静电工具。图 3 显示的是一种常用的防静电护腕。这些措施常常不被维修人员所注意,因此经常在拆卸中不知不觉损坏了变速箱电 脑。不要小看了静电的释放,操作人员在车间行走时会产生高达 850V 的静电压,而站起身 这一个动作会产生最高 1400V 的电压,抬一下腿会产生最高 1550V 的电压。在 3000V 一下的静电,人手上的触觉是感觉不到的,但是它却足以造成电脑板的损坏。图 4 显示的是在电 子显微镜下观察到的被静电击穿的电路板。
2)将插销拉出壳体。
3)拆下图 5 中所示的 10 个或 11 个螺栓。不论 M 版本还是 E 版本的阀体,都是 10 个螺栓。 如果是用于全轮驱动车辆的阀体,则多了 1 个#11 螺栓。
图 2 拉开插口定位头
图 3 防静电护腕
图 4 电子显微镜下被静电击穿的电路
图 5 卸下阀体定位螺栓
阀体的解体
1) 按图 6 中所示的螺栓位置,将螺栓拆下,然后才可将电脑板 TCM 从阀体上卸下。
2) 如图 7 所示拆下电脑板 TCM,注意拆卸 TCM 时必须戴上防静电护腕。
3)在图 8 所示的位置,将阀体的两半从中间的隔板上慢慢撬开。
图 6 拆卸 TCM 的螺栓 图 7 从阀体上拆下 TCM
图 9 在图示位置撬开阀体 图 10 破损的阀体隔板
4)更换阀体隔板
ZH6HP 的阀体隔板上是带密封胶的,但是这种密封胶会在分解阀体时被破坏(见图 10)。 如果拆开阀体后发现隔板上的密封胶有任何破损或脱落,就应该更换阀体隔板。需要注意的 是这些阀体隔板有多种不同的型号,其胶层的图案是和阀体的油路匹配的,因此在更换隔板时,必须参考原厂隔板上的钢印数字和原厂的阀体代码(见图 11 和图 12),而不能简单地 根据变速箱的型号来决定。图 13 的列表中显示了不同 ZF6HP 阀体所对应的隔板型号,需要 注意的是 A036/B036 和 A051/B051 这 2 种阀体的隔板是可以互换的,都可由隔板 95740-051 直接替换,这是由于 ZF 原厂的产品升级造成的。
图 11 隔板的型号识别
图 12隔板上的原厂钢印数字
图 13 ZF6HP 阀体隔板应用列表
阀体在分解后需要进行彻底清洗,然后再对阀体的各易损部位进行真空测试。在接下来的部分我们会详细介绍 ZF6HP 阀体油路的测试方法,根据测试的结果,可以酌情采用两种 方式来进行修复:一种是采用快速阀体修包,这主要用于里程数不高的阀体,将阀体的常见 失效点进行直接替换式的修复,将油路中容易出现的内部泄漏点进行重新密封。这种修复方 式简单易行,无需任何机加工,对磨损不严重的阀体效果很好。但如果阀体的某些阀孔已出 现严重磨损和泄漏,就需要采用单独的修复,而这往往需要涉及到阀体的铰孔修复。
ZF6HP 系列的阀体在进行检测时需要区分第一代还是第二代,因为它们的油路并不相同。 图1 和图 2 分别显示了第一代 6HP 阀体的下阀板和上阀板。此阀体的各个易损部位都已在 图中分别列出,并且还列出了各部位失效时所出现的故障现象。而图中红色的部位是应该进 行真空测试的油路,对这些油路进行一遍真空测试,就可知道这块阀体的基本状态,并决定是否要修复,以及采用哪种方法来修复。
需要进行一些说明的是图中的电磁阀调压阀油路的测试和变扭器释放调压阀油路的测试,这两处的油路测试需要一些额外的技巧,其中会利用到图 3 所示阀体修包(零件号 ZF6-6R60-ZIP)中的 2 个测试工具:一个是测试弹簧,一个是测试端塞。在对电磁阀调压阀 的油路进行测试时,首先将其处于闲置位置(即将阀装入阀体后的自然位置)进行真空测试(图 1 中的测试 1),然后再将此阀置于其工作位置进行测试,工作位置是此阀在油压的作 用下在调节电磁阀供油的情况下所处的位置,也是油路(阀孔)最易磨损的位置。为了将此 阀置于其工作位置,需要将图 3 中的测试弹簧装在此阀和端塞之间,在测试弹簧的作用力下, 此阀将从闲置位置移到其工作位置,此时滑阀的工作面正好把油路的开口堵上,于是就可以 进行真空测试了(图 1 中的测试 2)。
图 1 第一代 ZF6HP 阀体下阀板的常见失效部位以及真空测试位置
变扭器释放调压阀的测试也需要在闲置位置(测试 1)和工作位置(测试 2)分别真空测试。
工作位置的测试方法是将此阀倒置插入阀孔,然后用图 3 中的测试端塞将阀孔封 住,此时滑阀的工作面正好堵上油路的开口,这时就可以进行真空测试了。
图 2 第一代 ZF6HP 阀体的上阀板
图 3 第一代 6HP 阀体的快速修包(Zip Kit)
对于第二代 6HP 阀体的测试,基本方法和上述的相同,只是一些具体的油路测试位置和失效零件的分布位置有所不同,测试工具也略有不同。详细情况已在图 4 和图 5 中列出。
图 4 第二代 6HP 阀体的下阀板常见失效部位以及真空测试位置
图 5 第二代 ZF6HP 阀体的上阀板 图 6 第二代 6HP 阀体的快速修包(Zip Kit)
在对 2 代 6HP 阀体中的 A 离合器油压调节阀和 E 离合器油压调节阀(2 者是相同的)的 油路进行测试时,也需要用一些特殊技巧。将图 6 中的测试螺栓装在调压阀和相应的柱塞阀 之间,即可将此阀调节至其工作位置,然后再进行真空测试。而变扭器释放调压阀的测试则 和上述的 1 代阀体相同,需要将其倒置并利用图 6 中的测试端塞来定位阀和弹簧,然后再进 行真空测试。
ZF6HP 阀体的维修目前来说对于大多数专业修理厂都还是一个极具挑战性的工作,但随 着研究的深入和维修资料的普及,阀体的维修将逐步取代阀体的整体更换,从而大幅节省这 些自动变速箱的维修成本。