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艾5手挡更换变速箱油基本解决换挡咔咔的问题
1 119 发布于 2019-10-09 15:01:49 只看楼主 热门标准
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       叙述比较长,想要干货的直接跳到最后看结论,想彻底搞清楚艾五为什么换挡卡,可以看完中间的描述,可能能解决部分卡涩、卡顿的问题,因为艾五换挡不好用分为卡涩和卡顿(咔咔响,换挡的时候咔两下),这两个解决方法不一样!
        首先可以自己判断一下,自己的换挡不好用是哪一种现象。1、卡涩,就是推1、3、5挡,拉2、4、R档感觉有点涩涩的,好像没有润滑油一样。2、咔咔响,这个是咔两下,这个两下的咔不是同一部件的问题,第一下就是换挡总成(就是换挡档把连着的那个总成)的问题,具体描述就是,我们换挡的时候,在没进挡之前但是快进去的时候咔一下,这是由于换挡总成的挡杆支点球之间的间隙造成的,见下图1、2、3。
      支点球换挡时有四个力两组合力组成,第一组就是推拉形成垂直方向的力,还一组就是左右选档时形成的水平方向的力,这两组力都作用于支点球上。换1、2挡时,是先把档把往左移动,于是水平方向的一组力先作用在支点球上,把支点球往左边挤,造成右边出现空隙,当再往前推或往后拉时,垂直方向的一组力也作用在支点球上,于是把支点球往前或往后挤,挤的过程中由于右边有空隙,就会往右边滑动,于是第一下咔出现了。换了A3的换挡总成,有些可能紧密一点,会有一定的效果,但更多的是徒劳无功。
        第二下咔就是入挡的那一瞬间咔,类似有个东西挡住一样,这是由于同步环还没有同步成功就急于进挡的原因,如下图4、5。为了验证,大家可以试一下,入档的时候不要急于进入,而是在快要进入的时候推着或者拉着换挡手球,两三秒后再进入,是不是如丝般的顺滑!对,就是因为同步环还没有同步成功,后面会讲到如何使同步环更快同步。
      先说说我试过的一些方法:
      第一个尝试就是当时很火的那个换挡尼龙块,我现在把它定义为智商测试块,如下图6。
如果谁想测试一下智商,我这个免费送,自己承担邮费,改过这个的也大多反馈没有什么作用。后来分析出换油可以改善时就换油试验了几次,换油可以改善换挡顺畅,但是不滑,也就是换挡顺滑这个词的顺和滑要拆开。为什么顺而不滑?就是这个尼龙块作的,刚开始换上去打点油还好,时间长了,油污混合着灰尘,那感觉只能是涩了。如下图7。
想到了原厂设计是一个滚动轴,原厂为什么要设计成滚动轴呢?因为这个机构是选档的,当选好档之后换挡轴会顶在这个机构上做平面圆弧运动,原厂是滚动轮,能够顺畅的在平面上滚动,自然能比较滑,而换上尼龙块之后就不是滑了,而是摩擦。就好比滑板在地面上能顺滑的运动,如果没有轮子的滑板直接在地上滑是什么感觉呢?后来我把这个尼龙块换上了滚珠轴承,见下图8、图9,顺滑的效果立马有了。我上传了一个视频:https://v.***/v_show/id_XNDM4OTg3MDk1Ng==.html?spm=a2h3j.8428770.3416059.1
视频中,换挡轴上下运动靠的是选档机构,提起或下压换挡轴,然后换挡杆沿轴心圆周运动才是换挡(档把左右移动就是选档,前后拉就是换挡。左右移动就让选档拉线拉动视频中换挡轴上下移动,可是我们的艾5是换挡咔不是选档咔,也就是说不是左右移动的时候咔,而是前推1拉2.....的时候咔,换了这个尼龙块又怎么能改善呢?那么这个尼龙块的说明和介绍的原理就站不住脚了),可以看到换上去的那个滚珠轴承是在滚动的,如果没有轴承,而是直接在尼龙块上摩擦怎么能顺滑呢?原厂设计就是滚动的,是我们太无知,辜负了设计师的用意。
       第二个就是给换挡机构打润滑脂,这个有点轻微的效果,但也仅限刚打完油脂,时间稍微长点就涛声依旧了。为什么打润滑脂会有点效果呢?看第三个。
       第三个就是更换A3的换挡总成,网上说换了A3的换挡总成,一二档随便拉,事实如何呢?我也买了一个A3的换挡总成(当时网上这个A3的换挡总成都卖断货了,而且从几十块涨到了两百多,说更换A3的有效果的有没有商家呢?当然也有可能更换A3的换挡总成有一定的效果,看后面分析),我换上去第二天就拆了,还不如艾五原装的换挡总成。如果拆过或者换过的就知道,艾5的换挡总成和A3的换挡总成从原理、杠杆结构、以及尺寸、组成都一样,可以无损替换。那为什么艾5的设计师要重新设计一个换挡总成而不直接用A3的呢?对于生产厂家来说,能直接用原来的就能最大限度节省成本,少了研发费用、模具费用、重新生产费用。看起来A3的换挡总成档杆万向支点球是一个光滑的球体,不像艾五的有很多格子,但是A3的光滑的球面存不住润滑脂,摩擦面积大,导致换挡更加卡涩。而艾五的支点球是由多条经纬线组成的网格球体,经纬网格中能储存润滑脂,摩擦面积相比A3的要小得多,所以艾五的原厂换挡总成更好。A3的换挡总成见下图1,艾5的拆开看你们自己的。
        前面说过,换挡总成会造成换挡过程的第一次咔,而咔的原因是支点球的间隙滑动造成的,为了解决这个问题,就是避开这个滑动,在没滑动之前就进档。怎么在滑动之前进档呢?可以调整换挡拉杆的长度,而且原厂就为我们设计好了,这个长度是可以调整的!请看下图10、11、12。
       第四个就是改短换挡行程,改换挡行程有两种方式,一种就是锯短换挡挡杆(档把杆),还一种就是在变速箱换挡杆上钻孔或加装某种无损改装件使换挡臂变短。这两种方式我也都试过了,我要说明的就是,这个改善的也只能是我前面描述的第一次咔,而改善的原理和第三个说的一样,就是避开支点球的间隙滑动之前提前进档,改短了换挡行程,自然就能提前进档,也就有大几率的避开了第一次咔。但是要说明的是,想要完全改善换挡咔而改短行程的话就不用改了,有改过的已经反馈了,该咔的还是咔,而且我自己两年前就试过了。如果单纯的是想追求短的换挡行程,可以改一下,因为改短了换挡行程,那手感就和已经熟悉的手感不一样了,有了紧致感,可能有人喜欢紧致感?
      第五个就是更换变速箱油了,我也是看到有坛友说换了变速箱油换挡有改善,有的甚至说换了油后就很顺了,于是我也因此换了第一次油,但遗憾的是并没有什么效果。至此,该用的方法、能用的方法、可用的方法,甚至还包括改离合行程,我都试过了,依然没有解决。
      静下心来反复思考和总结,换挡最不舒服和咔的是第二次咔,也就是变速箱咔。而变速箱咔是因为同步环咔,而同步环咔是因为同步环同步速度太慢。先看看什么是同步环:见下图13、14。而同步环的同步速度取决于同步环的摩擦特性,下图15。而摩擦特性分为摩擦面的结构和摩擦系数。摩擦面的结构我们改变不了,但我们可以先了解一下结构,见下图16、17、18、19、20。
     那么我们现在能改变的就是摩擦系数了,摩擦系数除了和摩擦锥面有关系还和变速箱油有直接关系,看机械工程学报的一篇学术报告《手动变速箱油摩擦特性评定试验台研制》中有介绍到,下图21,大家有兴趣可以找来看看。关于变速箱油对同步环同步速度的影响,下图22。变速箱的粘度会影响摩擦系数,粘度越高,摩擦系数越小,粘度越小,摩擦系数越高。摩擦系数越高就代表同步环能更快同步,我们要的就是要更快同步!
      好了,我们现在知道要使用粘度较小的变速箱油,却不知道具体需要多少粘度值的油,只能一次一次的试验,但首先要确定的是要保证使用API GL-4的变速箱油,因为其它标准的变速箱油的含硫大,会腐蚀同步环,见下图23、24。那么变速箱油粘度只能在API GL-4这个标准里(保养手册上标注的是API GL-4 75W90)。
      下面是试验过程,每一次试验所使用的油的参数做了一张表格,见下图25。本来将品牌和标号打在表格里的,后来想了想,还是删掉了,避免广告嫌疑。只标注了最重要的参数:粘度值、粘度指数和使用量。有需要的,按照这个粘度值去找对应的变速箱油就行。
第一次试验:用油参数见下图25,使用效果就像没有加变速箱油一样。
第二次试验:用油参数见下图25,使用效果,一二挡和原厂油差不多,其它档位比原厂油略差。
第三次试验:用油参数见下图25,使用效果,所有挡位和原厂油差不多,一二挡比原厂略好。
       到了这里开始怀疑前面分析有误,换了低粘度的油也没什么改善。停了近半个月没试了,某次看到原厂变速箱维修说明书,有了重大发现,也发现了为什么一二挡难挂挡,其它挡位还行的原因!先看下图26、27。发现原来一二挡和三四挡的同步环不在同一轴上,一二挡的同步环在输出轴上,而三四五挡的同步环在输入轴上。在看变速箱侧面图,见下图28。可以看到,输出轴在输入轴的下方,在变速箱腔体内,同一油液位,输出轴的齿轮和同步环完全浸泡在油液里,而输入轴的最高液位按照限油螺塞的位置画一条水平线(因为超过限油螺塞口的油就会自动流出,所以这个位置是变速箱最高油位),油液只浸没到输入轴下半边的齿轮,因为这个原因所以三四五挡相对好挂?
        于是又找到一篇技术文档,介绍到,变速箱主要靠飞溅润滑,而各部件的润滑条件也不同,将文档中关于变速箱油各部位润滑的条件表格贴出,见下图29。可以看到,同步环的润滑方式只有飞溅、导向、强制润滑,没有浸渍润滑,反过来思考的话,我们可以理解为同步环不能浸渍润滑。那么同步环浸渍润滑会发生什么呢?同步环全部浸渍在油液里就会打滑,同步环打滑的话同步速度就上不去,所以一二挡同步环全部浸渍在油液里挂断不好挂。于是有了思路又开始试验。
第四次试验:将变速箱油抽了200毫升出来,有效果了!一二挡换挡立马顺畅很多了!
第五次试验:将变速箱油再抽200毫升出来,嗯,一二挡终于基本达到可接受的程度了,但只是顺,不滑。可能因为油的粘度太低,不滑?
第六次试验:用油参数见下图25,三四挡很顺滑,五挡略发涩,一二挡不是很顺。
第七次试验:用油参数见下图25,所有档位基本又回到原厂油的状态,比原厂油略好点。看起来油量不能超过2升!
第八次试验:用油参数见下图25,一二挡很顺也有滑入感,三四挡手感最好,超乎想象,五挡稍微发涩。
第九次试验:用油参数见下图25,一二挡的手感和第八次差不多,略差一点,三四挡很好,五档同样有点发涩。
第十次试验:用油参数见下图25,一二三四五档手感和第九次差不多,稍微差一点,五档还是发涩。
至此,换油试验完毕,最终我的变速箱油的参数停留在第十次试验,想换回第八次的油,懒得折腾了。
       结论:大家换油可以按照第八九十次换油的参数换油,当换挡顺畅了,配合改短换挡行程,那效果就很好了。需要说明的是,同一标号不同厂家的油,粘度值是不同的。比如不同厂家的同标号75W85的油,100度粘度值是13.1和13.7,粘度指数也不一样,粘度指数越高,表示粘度值受温度的影响越小。像上面的第八次试验,冷车的时候换挡非常顺滑,但是车热了之后就没有冷车那么顺了,也就是热车后油的粘度值变低了。而第九次试验,冷车的时候换挡就没有热车那么顺,也就是热车的时候粘度指数变低了,说明第九次的试验油粘度值高了,第八次试验油粘度值低了,如果大家能找到13.7~15.6这个粘度值中间数值的油就最好了。还有不要问我用的什么品牌什么标号的油,我不会说的,只要满足API GL-4标准就行,杜绝广告!需要的可以按照我提供的试验表格的参数自己去找。
      有人会担心,保养手册要求2.2升,只加2升甚至1.8升,行不行?第八次试验加1.8升我试了两个月,最后一次试验只加了2升到现在也有一个月了,担心油少了会影响寿命的,那我就做一个吃螃蟹的人吧,十万公里后再回来反馈,那时候大家就可以大胆试验了。变速箱是飞溅润滑,只要最低齿轮能浸渍到油,见下图28,就会在齿轮高速旋转和啮合的时候将油液带到各个部位。那为什么厂家要求2.2升,要求油的标号是75W90,因为大部分国产厂家设计的变速箱只能用变速箱来适配变速箱油,单为某款变速箱开发一款变速箱油成本高,通用性低,就算贴牌的专用原厂油也只不过是把通用标号的油贴个牌而已,也仅此而已。油液多一点能保证变速箱不会坏,对于目前国产车来说,质量很重要,至于换挡的瑕疵只能是一种妥协。
       免责声明:本帖旨在分析问题和提出个人结论,具体怎么操作,自己判断和斟酌!

这个是我换了A3的换挡总成,A3的万向支点球是这样的,可以看看你们艾5的是什么样的。

图1

拆开的万向支点球的结构

图2

万向支点球的固定球套

图3

当同步环的同步齿还在这个位置时,我们就急于将档推进去就会咔一下

图4

当同步环的同步齿到达这个位置时就能很顺的入档了

图5

换挡尼龙块(实际应该叫选档尼龙块,因为它不是换挡的,只是选档)

图6

这个尼龙块时间长了之后积满了灰尘之后就是这样了

图7

更换为滚珠轴承

图8

滚珠轴承装好后和原厂一样,比原厂的滚动更灵活

图9

打开驾驶室换挡座旁边的盖板(开车时右小腿挨着的那块板),就能看到这个换挡杆的调整螺纹

图10

这是从换挡座正面俯视看见的样子

图11

把白色的锁紧块往下拉,就能撬开固定块,撬开固定块就能调整长度了。

图12

手动变速箱同步环的样子

图13

手拿的就是同步环

图14

同步环与结合齿的摩擦面

图15

要想同步环同步速度快,增加摩擦系数或摩擦面,而好的变速箱多采用多片式摩擦片,就能快速同步,让换挡更丝滑。而我们的艾5变速箱只有可怜的一片摩擦片。。。。

图16

图17

图18

图19

图20

图21

图22

这里要特别说明的是,其实官方的说明书,变速箱油的加注孔是在这个速度传感器安装孔加油,而论坛很多坛友都是在限油螺塞那里加,可以加,但是不方便,拆开这个速度传感器安装孔加油就很方便了在(我反反复复加油换油测试很多次,现在闭着眼睛一只手就能拆开这个加注口)

图23

图24

图25

三四挡的同步环在输入轴上

图26

一二档的同步环在输出轴上

图27

图28

图29

  • 汽车维修
最后编辑于2019-10-09 15:12:46
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