ATF品质对自动变速器性能的影响

汤志华 温炜坚 陈秀妙

（广州城市职业学院，广州 510405）

ATF品质对自动变速器性能的影响

汤志华 温炜坚 陈秀妙

（广州城市职业学院，广州 510405）

ATF作为自动变速器的重要组成部分，它的优劣直接关系到自动变速器甚至整车的使用性能。由于ATF工作环境特殊，因而对ATF的品质提出较高的要求，要求其有适当的粘度、良好的热氧化性、良好的摩擦性能、良好的抗泡沫性等。使用过程中需严格按照规定选用ATF，并定期检查，否则将引起自动变速器故障。

自动变速器 ATF品质 性能 故障

ATF（即自动变速器油，Automatic Transmission Fluid），是一种专门用于自动变速器的多功能、多用途的润滑油，它对自动变速器的工作、性能及使用寿命都有非常重要的影响。各个国家对ATF均有严格的规定，用于自动变速器的油液应通过严格的台架实验和道路实验。目前，应用广泛的ATF是MERCON与DEXRONⅡ、Ⅲ型，主要应用于美国通用、克莱斯勒、日本和德国的大部分车型上。

1 ATF的功能与组成

ATF除润滑、冷却、密封、防腐和清洗的作用外，其还是液力变矩器的工作介质，起到传递发动机和驱动桥之间动力的作用，也是液压控制装置的工作介质，起控制作用。ATF作为自动变速器的重要组成部分，它的优劣直接关系到自动变速器甚至整车的使用性能，而自动变速器的维护最重要的就是对ATF的检查和更换。

由于自动变速器零部件长期处于高温高压、高速旋转的状态，对工作环境要求严格，因而对ATF的品质提出很高要求。在主要的车用润滑剂中，ATF是配方最复杂、技术含量最高的润滑剂。通常ATF是由90%左右的矿物油或合成油中加入抗氧化剂、抗磨剂、防腐剂、防泡剂等各种添加剂调制而成，各种添加剂组分相互作用，对油品性能影响相当复杂。本文主要研究ATF品质对自动变速器工作性能的影响。

2 ATF的使用特性

由于ATF工作特点的不同，在品质上有别于其他油液，主要有以下特性：粘度、热氧化性、抗泡沫性、摩擦特性、抗磨性、防腐防锈性能等。自动变速器对ATF的主要性能要求如表1所示。

表1 自动变速器对ATF的性能要求

2.1 粘度

ATF在自动变速器中工作温度范围很宽，系统内部的工作温度高达-40～170℃，油的流速可以达到20m/s。粘度是ATF油最重要的性能之一，变速器的工作对粘度非常敏感。ATF是液力变矩器的工作介质，其粘度对液力变矩器的效率影响极大。粘度越大，机械损失越大，传动效率降低。因此，采用粘度过大的油液，虽然在一定程度上可以满足液压控制的严格要求，但会影响到变矩器的传送效率，甚至导致低温时车辆启动困难。而粘度越小，其传动效率越高，但粘度过小又会导致液压系统中油的泄漏增加，尤其是变速器在高速工作时，若ATF粘度过小时，会引起换档故障。ATF在使用一段时间后，粘度会随工作温度升高而下降。因此，为保证自动变速器的正常工作，要求ATF油有适宜的粘度指数（大于140）和较好的粘温性，以确保ATF在正常工作温度变化范围内，粘度变化较小，且不会影响变速器的正常工作。

2.2 热氧化性

ATF在自动变速器中工作时，系统内部工作温度很高，通常轿车在市区行驶时，ATF油温可达90～110℃，在高速公路上行驶油温也不小于80℃，且不断与有色金属、空气相接触，若热氧化性能不好，ATF会发生强烈的氧化反应，从而产生油泥、漆膜及酸性物质等，从而影响变速器的正常工作，比如，堵塞滤清器，液压控制系统失灵，离合器和制动器打滑等，直接导致自动变速器损坏。因此，要求ATF具有较高的氧化性，需要向油中加入抗氧化剂。

2.3 摩擦特性

摩擦特性保证自动变速器工作平顺的关键，并能降低噪声，延长寿命。ATF摩擦性能主要由一种称为摩擦改进剂的添加剂决定。DEXRON和MERCON两大主流系列ATF与F型ATF进行比较，DEXRON含有摩擦改进剂，但MERCON不含有摩擦改进剂。如果随意更换，会直接导致工作不畅，甚至导致严重的后果。一般情况下，摩擦改良剂的自动变速器油静摩擦系数都比较低，因而原设计考虑使用的这种油品自动变速器，离合器摩擦片数目要稍微多一些，制动带尺寸也较大。

在自动变速器运行过程中，换挡时通过离合器的啮合来完成。自动变速器小型化后，由于离合器接触面积变小，在保持传递扭矩不变的情况下，要求提高ATF的摩擦系数。为了保证换挡平顺，这就要求离合期间的摩擦系数能在一定范围保持恒定，同时为了提高传动效率，摩擦系数应在不增加磨损的基础上尽可能提高。比如，Ethyl公司研制的一系列改善汽车抗抖动性能的ATF配方中，采用脂肪烃取代的二乙醇胺和三亚甲基二胺作为主要摩擦改性剂，油品呈现出良好的抗抖动性能，最大限度满足连续滑动扭矩离合器设计的要求。因此，为满足ATF的摩擦特性，应采用性能更好的摩擦改进剂。

2.4 抗泡沫性

ATF中的泡沫主要是气体或少量水渗入油液中引起的，也有使用不当引起泡沫。比如，使用过程中油面过高，行星齿轮和旋转部件浸泡在工作液中，工作时搅动工作液，也会产生泡沫，因此，一定要经常检查油量是否符合规定。一旦形成泡沫，泡沫进入液压控制系统，使液压控制系统的压力下降，此种情况易引起自动变速器打滑、不升档、冲击大、车辆不能行驶等故障。泡沫使ATF的润滑性能变坏，加速了机械零件的摩擦损耗，同时，泡沫的产生还会导致液力变矩器传递效率下降，并加剧ATF油品老化，影响其使用寿命。为避免上述故障的发生，在ATF油液中添加消泡剂，抑制泡沫的生成，减少泡沫形成后的存留时间。

此外，还要求ATF防腐防锈性能优良，具有良好的剪切稳定性，与系统中橡胶密封材料的匹配性好，良好的抗磨性能及较好的储存性能等。

3 用错ATF型号引发的故障

自动变速器出现的故障主要以液力控制系统较多，液压控制系统的故障绝大多数与ATF有关，在诊断自动变速器故障的过程中，绝对不能忽视ATF油对变速器的影响。日常使用中需要经常关注ATF油量、油质的变化。

一辆帕萨特B5 1.8T型轿车，装备01N型自动变速器，行驶了3万公里。最近，该车行驶无力，在急加速时出现打滑现象。试车检验时发现，低速时动力下降不明显，高速时明显感觉动力不足，有打滑的现象存在。采用连接故障解码仪器进行诊断时，自动变速器电控系统没有故障存在，观察自动变速器也没有进入紧急运行状态。分析这车使用时间不长，问题可能出在ATF油液上。首先要检查液位高度，发现液面偏低，补充到正常后试车，发现动力不足感基本消失，急加速时仍有打滑现象。

仔细询问车主得知，该车主前几天自行补充了ATF，随后出现故障现象，显然故障与ATF品质有关。该车应使用DEXRONⅢ型ATF，车主自行补充的是国产某品牌的油液。两种ATF的型号不同，工作特性不同，将它们混合在一起使用可能导致自动变速器在使用过程中出现换挡冲击过大，同时自动变速器内部某些零部件的工作载荷加大，因此而造成零部件损坏等后果。后来按照规定更换了ATF，并加至规定油位，故障排除。

4 结语

综上所述，ATF是一种成分复杂、技术含量高的润滑剂，其品质特性直接影响自动变速器乃至整车的正常工作和使用寿命。应严格按照规定选用ATF，并定期检查、更换，以达到提高其使用效率、改善汽车使用性能的目的。

[1]石爱勤，靳生盛.基于自动变速器的油质分析及故障判断[J].青海师专学报，2008，（5）

[2]李淑英.汽车底盘电控系统结构检修[M].天津：天津科学技术出版社，2011.

[3]王伟红，曾宪均，乔士平.自动变速器的故障诊断[J].汽车技术，2009，（7）.

The Influence of ATF Quality on AT Operating Performance

TANG Zhihua, WEN Weijian, CHEN Xiumiao
(Guangzhou City Polytechnic, Guangzhou, 510405)

ATF is important composition part of AT, and it affects the AT or vehicle performance whether good or not. As to the s pecial working conditions, the quality of AT F is required highly including the proper viscous characteristic，good oxidation resistance，good friction characteristic，good foam resistance and so on. In course of usage, ATF is chosen and used according to the strict regulations, and then to be kept regular inspections, or AT will be gotten fault.

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