汽車變速箱振動故障分析與診斷

師愿

安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司 安徽省合肥市 230000

1 引言

其實隨著人們生活水平的逐漸的提升，人們對于生活質(zhì)量的要求也在逐漸提升，因此人們對于汽車的需求也在逐漸增加。汽車需求量在逐漸增加并逐漸的帶動汽車市場的發(fā)展，因此在市場的帶動之下人們對于汽車的了解程度也在逐漸的變深，對于汽車設(shè)備的一些小型故障進(jìn)行改造和升級是非常重要的。

2 汽車變速箱的含義、功能還有進(jìn)行故障診斷的重要性：

2.1 其實變速箱在很多領(lǐng)域中都有著一定的運用，在汽車行業(yè)中一般叫做變速箱，在工業(yè)領(lǐng)域過程中一般會被叫做變速機(jī)，變速機(jī)一般是運用于機(jī)械動力的轉(zhuǎn)換或者是液壓設(shè)備。一般意義上來講，其實變速箱是作為汽車傳動系統(tǒng)的重要組成部分之一來進(jìn)行運用的，對于汽車整體動能會產(chǎn)生一定的影響作用。在汽車使用過程中，一般都會進(jìn)行速度變化還有爬坡或者是倒車、怠速停車等，這都是需要依靠汽車的驅(qū)動能力和車速在一定范圍之內(nèi)產(chǎn)生變化。為了更好地使發(fā)動機(jī)運行，因此一般情況之下都會在傳統(tǒng)系統(tǒng)過程中設(shè)置一個變速器。

2.2 變速器的具體功能：由上文可以會對汽車的變速器有一定了解，現(xiàn)在就要對變速器的具體功能進(jìn)行一定表述。第一，對傳動比進(jìn)行改變，改變傳動比的主要方法就是說擴(kuò)大驅(qū)動輪轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速還有就是擴(kuò)大驅(qū)動輪轉(zhuǎn)距這兩者的變化范圍；第二，在汽車倒退行駛的時候能夠進(jìn)一步保證發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)的方向；第三，能夠盡可能的保證發(fā)動機(jī)的輸出情況等幾個比較重要的功能等。

2.3 其實汽車變速箱是在汽車內(nèi)部系統(tǒng)中一個非常重要的振動系統(tǒng)，具有多自由度的彈性，變速箱在進(jìn)行工作的時候依靠非常多種類的激振力共同導(dǎo)致產(chǎn)生一種復(fù)雜振動。在長時間高速度的運轉(zhuǎn)之下其實汽車的變速器就會在某一個時刻發(fā)生一定故障，但是在汽車使用歷史上就出現(xiàn)過由于變速器出現(xiàn)振動故障，從而給該生產(chǎn)公司帶來非常大的經(jīng)濟(jì)損失。因此對于變速器的振動故障產(chǎn)生的原因還有診斷都是非常重要的。

3 汽車變速器的故障診斷發(fā)展趨勢

其實早在二十世紀(jì)七十年代，汽車的使用和發(fā)展其實已經(jīng)出具規(guī)模了，由于許多專家在研究過程中把研究目光逐漸的轉(zhuǎn)變向變速箱故障研究之上，對于變速器的特點還有變速器發(fā)生故障原理進(jìn)行重點分析，主要的研究內(nèi)容也就是對于變速器的振動、噪聲、能量損耗等都進(jìn)行分析，并且在逐漸研究過程中針對出現(xiàn)許多故障都進(jìn)行了改進(jìn)方法的研究這是非常重要的。

在變速器故障中，主要對振動故障進(jìn)行說明，在進(jìn)行調(diào)查研究的過程中發(fā)現(xiàn)就是變速器在運轉(zhuǎn)工作的時候就會出現(xiàn)一定程度的振動，這些振動是伴有一定的頻率還有幅度，因此針對這些有一定振動幅度的故障來講，其實是可以根據(jù)試驗來進(jìn)行研究和提出改進(jìn)方法的。其中一個進(jìn)行測試的方法就是在不停機(jī)狀態(tài)下時候，對于變速箱振動中的一些參數(shù)進(jìn)行一定的診斷，對于變速箱的狀態(tài)進(jìn)行一定的分析，對于故障發(fā)生的部位進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。

4 變速箱試驗研究

在進(jìn)行試驗研究中，一般會使用時域圖來進(jìn)行描繪過程中相關(guān)的測試點變化情況。在整個進(jìn)行試驗測試系統(tǒng)中主要組成測試的部分就是加速度傳感器還有DASP36通道數(shù)據(jù)進(jìn)行采集的儀器，并且使用計算機(jī)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集還有圖表的繪制還有就是試驗所需要的試驗臺都是試驗測試系統(tǒng)中的一部分。

并且進(jìn)行測試點進(jìn)行Z方向原始信號的時域圖試驗進(jìn)行過程中幾個測試點出現(xiàn)的異常狀況進(jìn)行表現(xiàn)。其實在測試之前會有非常多的測試點之間進(jìn)行時域圖的比較。在對于試驗所進(jìn)需要的測試點選擇時是有一定原則的，其中主要原則有需要對變形之后所有的模態(tài)中詳細(xì)變化情況都需要進(jìn)行包含和明確顯示；對于可能出現(xiàn)振動故障位置附近必須要安排相應(yīng)數(shù)量的測試點進(jìn)行進(jìn)行監(jiān)測，將每個組中的10個測試點分為3個不同的方向進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集和分析，但是具體的分為幾個組還是需要根據(jù)實際的情況進(jìn)行具體的制定的，但是在進(jìn)行測試點的分布時必須要注意的一個是科學(xué)性另一個就是全面性這兩個原則，根據(jù)實際情況來進(jìn)行具體的研究和分析，爭取讓試驗內(nèi)容更加的符合不同變速器之間的特性。

5 經(jīng)過試驗檢驗之后對于變速箱振動進(jìn)行一定的分析

要想很好的對變速器發(fā)生的振動故障進(jìn)行一定的分析就需要進(jìn)行科學(xué)的試驗來進(jìn)行。在進(jìn)行試驗的時候其實還是需要更多的對于可能出現(xiàn)故障的地點設(shè)置成測試點進(jìn)行測試并且運用時域進(jìn)行過程分析，并且找到其中的幾個測試點所擁有的最大的振動的頻率。

一般情況之下，為了能夠更好的對變速器振動故障進(jìn)行診斷，因此就需要從最基本的運行狀態(tài)入手進(jìn)行分析，對于在運行過程中產(chǎn)生振動的部位以及運行過程中振動部位產(chǎn)生振動的原因都是需要進(jìn)行分析的。從變速器的一般的組成部位來講的話，變速器是有以下的幾個方面所共同組成的：主要是傳動軸、軸承、箱體、變速箱的基本殼體還有齒輪等共同組成的，振動故障發(fā)生的主要的部位一般是變速箱的殼體，但是在對于運行過程的試驗過程中最容易失效或者說出現(xiàn)故障的部位是齒輪，竟然占到總的故障原因的百分之六十左右，剩下的比較容易發(fā)生故障的部位主要是軸承占到總的故障率的百分之十九左右，還有傳動軸占到總故障原因的百分之十左右，這就是主要會發(fā)生故障的幾個原因，在進(jìn)行從動力學(xué)角度進(jìn)行分析的時候應(yīng)該主要的針對以上的幾個方面進(jìn)行改變，在對這幾個故障原因進(jìn)行研究主要在齒輪上。還有需要進(jìn)行注意的就是在進(jìn)行測試的時候一般會把不同速度設(shè)置成不同的rpm，其中一擋速度和R擋的速度需要設(shè)置成為一千rpm，而二擋到五擋的速度上需要把輸入軸承的轉(zhuǎn)速設(shè)置到兩千rpm上，基本上是兩倍的關(guān)系來進(jìn)行設(shè)置的，并且這兩者所需要進(jìn)行設(shè)置的軸速度一個是16.67赫茲，一個是33.33赫茲。

6 經(jīng)過以上的研究之后我們通過不斷的進(jìn)行試驗、研究以及改裝我們可以總結(jié)出以下的幾個結(jié)論

6.1 經(jīng)過試驗研究之后，可以判斷出來的就是在不同的擋速的影響條件之下，其中經(jīng)過時域進(jìn)行分析之后我們可以發(fā)現(xiàn)就是二擋工況條件之下，汽車變速箱的振動響應(yīng)是會處于比較明顯的狀態(tài)之下。

6.2 我們在試驗之后所得到的功率普維度三圍的密度圖進(jìn)行一定的分析之后就可以看出，在二擋工況之下，對振動能量進(jìn)行一定的比較會發(fā)現(xiàn)，在不同振動方向比較之下其中水平方向的振動的能量其實要大出非常高的一截。并且在試驗所規(guī)定的最大的轉(zhuǎn)速也就是兩千rpm，當(dāng)變速箱的速度達(dá)到兩千的時候其實最大的振幅是出現(xiàn)在最大的轉(zhuǎn)速進(jìn)行穩(wěn)定之后，并且這兩種最大幅值之間就會形成非常明顯的對比的關(guān)系。

6.3 經(jīng)過一定的研究之后可以發(fā)現(xiàn)雖然齒輪出現(xiàn)故障的幾率非常的大，占到百分之六十左右，但其實無論是齒輪還有軸和軸承等變速箱內(nèi)部的構(gòu)成零件是不會引起非常劇烈的振動的，會引起非常劇烈的振動時候，其實主要是變速箱殼體，并且還有比較重要的一點就是在一定條件之下是會引起非常強烈的振動的，在很大程度上成為一個引起變速箱故障的原因。因此經(jīng)過試驗以及研究之后可以發(fā)現(xiàn)殼體的變動對于變速器的整體變化是非常重要的。

7 結(jié)語

其實對于變速箱的有關(guān)故障試驗分析還有診斷涉及到非常多的不同的類型，其中不只是有不同種類的變速箱，還有不同種類的故障，都是需要作出不同方法具有針對性研究，但是對汽車變速箱的振動故障進(jìn)行相關(guān)研究之后對于變速箱進(jìn)行力學(xué)方面的結(jié)構(gòu)改造是非常有幫助的，可以幫助變速箱更好的實現(xiàn)變革發(fā)展。