汽車變速器維修決策設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)探討

薛其華

摘 要：針對汽車在使用過程中，汽車變速器所產(chǎn)生的一系列故障問題，為了避免事故，要對汽車變速器所產(chǎn)生的故障進(jìn)行維修決策設(shè)計(jì)，并做出與之相對應(yīng)的實(shí)際問題之間的探討。

關(guān)鍵詞：變速器；維修；探討；決策設(shè)計(jì)

1 引言

變速器作為汽車的一個(gè)重要的機(jī)械部件，其使用功能非常高，在使用過程中，出現(xiàn)的問題也較多并且常見。而故障經(jīng)常出現(xiàn)就會影響汽車的使用，引發(fā)事故，所以好的變速器可以避免很多的故障和事故，提高汽車的使用年限；而變速器的保養(yǎng)和維修同樣可以有效的提高汽車的使用效果。因此怎樣才能有效解決汽車變速器的故障問題和維修問題就顯得非常重要。而針對汽車變速器故障等問題，則需要一套完善的維修方法，并且要不斷提高維修水平，如此可以看出，要推動汽車行業(yè)的整體發(fā)展，就必須著重注意汽車變速器維修決策，設(shè)計(jì)以及相關(guān)的實(shí)踐問題。本文結(jié)合實(shí)際出發(fā)，通過相關(guān)問題進(jìn)行分析，對汽車變速器維修決策進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)性進(jìn)行探討。

2 變速器的概念和工作特點(diǎn)

汽車變速器是一套用于調(diào)整汽車駕駛速度的常見變速裝置。汽車變速器可以使汽車的發(fā)動機(jī)等設(shè)施發(fā)揮出最佳的性能，當(dāng)汽車在行駛時(shí)，變速器可以調(diào)整發(fā)動機(jī)和車輪的速度，從而產(chǎn)生不同的變速比。汽車變速器的工作方法是通過換擋使汽車的發(fā)動機(jī)和汽車發(fā)揮最佳的動力性能狀態(tài)。但是就目前發(fā)展趨勢而言，越來越多的汽車采用自動化方式，所以變速器的未來發(fā)展方向是多樣化的，主要潮流是自動變速器，但發(fā)展形式還比較復(fù)雜。在汽車中安裝變速器的優(yōu)點(diǎn)是可以減少汽車的耗油程度，并且將發(fā)動機(jī)的功率利用到最大化，當(dāng)汽車換擋時(shí)，不用按到固定的點(diǎn)，換擋點(diǎn)可以任意變化。所以在汽車傳動系中變速器是及其重要的一個(gè)部件。

汽車變速器主要的功能是可以使汽車更加靈敏的變速和變矩，從而擴(kuò)大汽車的轉(zhuǎn)速范圍和驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩范圍，但要同時(shí)滿足汽車在行駛過程中的倒行和必要的動力傳輸中斷和實(shí)現(xiàn)動力輸出。為了方便探討，本文主要以CAS5-20A變速器為例子，CAS5-20A系列應(yīng)用于輕型載貨汽車的機(jī)械式變速器。有五個(gè)前進(jìn)擋和一個(gè)倒擋。機(jī)體的外殼是采用上下對開的結(jié)構(gòu)。在平常CAS5-20A變速器主要的幾種故障為：自行脫檔、換擋困難、變速器漏油、變速器有異響等，見圖1。

3 汽車變速器維修方式

維修是跟隨工業(yè)化革命發(fā)展而進(jìn)步的，維修的發(fā)展與成熟是靠著工業(yè)裝備的發(fā)展方向而發(fā)展的，總的來說，維修大致經(jīng)歷了三個(gè)階段。第一個(gè)階段為事后維修階段。該維修階段存在一些缺點(diǎn)，因?yàn)榫S修工具比較簡單，所以對汽車等機(jī)器故障的維修過程也比較簡陋。第二個(gè)階段是預(yù)防維修階段，主要工作理念是對變速器進(jìn)行問題預(yù)防檢測和維修。第三階段是以可靠性為中心的維修階段。這種維修思想可以科學(xué)地減輕機(jī)器產(chǎn)生故障后的后果，并且主要的維修方式有以下三種：

1.事后維修方式。事后維修方式大概是指當(dāng)機(jī)器或者汽車變速器出現(xiàn)問題時(shí)發(fā)生故障后，對汽車變速器開展質(zhì)量排查和問題檢查工作，并對其進(jìn)行故障維修。但是，該方式只能在問題出現(xiàn)后采取措施，并不能對問題和機(jī)器及時(shí)控制，很可能對機(jī)器零件造成嚴(yán)重的損害。

2.定期預(yù)防性維修方式。該維修方式的內(nèi)容是對汽車變速器等設(shè)備定期進(jìn)行檢修和維修，避免發(fā)生故障。

3.視情維修方式。視情維修方式與抽樣調(diào)查和采樣調(diào)查有點(diǎn)相似，是采用不定期的抽查方式對設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)檢測。根據(jù)設(shè)備的狀態(tài)確定具體的維修時(shí)機(jī)。若該設(shè)備沒有故障預(yù)警或者征兆等表現(xiàn)，可以按常規(guī)使用機(jī)器若有故障征兆出現(xiàn)，就必須對設(shè)備進(jìn)行維修。

4 故障模式和分析

故障分析通常包含以下幾個(gè)基本步驟：一是定義分析的對象，把產(chǎn)品的特性和要求作為出發(fā)點(diǎn)和基礎(chǔ)；二是依據(jù)故障分析的結(jié)果和要求，定義分析的條件和設(shè)定；三是依據(jù)試驗(yàn)，按規(guī)定記錄產(chǎn)品中所發(fā)生的所有故障；四是結(jié)合產(chǎn)品的特點(diǎn)信息來確定其故障發(fā)生的幾率并分析其發(fā)生原因；五是劃分故障等級，總結(jié)其危害程度；六是對故障模式發(fā)生的危害程度進(jìn)行降序排列；七是對關(guān)鍵的部分和薄弱的部分進(jìn)行修改和控制等措施，進(jìn)行分析報(bào)告總結(jié)。此處的故障模式分析是一個(gè)替代過程，該故障模式應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的分析和改進(jìn)中可以有效降低故障所造成的危害。

CAS5-20A變速器的危害分析主要數(shù)據(jù)包括故障模式次數(shù)比、故障率和影響運(yùn)作的時(shí)間。此處不詳細(xì)敘述試驗(yàn)數(shù)據(jù)，僅說明一下試驗(yàn)結(jié)論：通過對CAS5-20A變速器中的每個(gè)零件進(jìn)行分析，其齒輪的危害程度最大，危害度為1，其他的危害程度較大的有花鍵為0.6，變速器的軸為0.48，變速器的軸承為0.34，接合套為0.1。若這部分器件出現(xiàn)數(shù)據(jù)問題，會對變速器的工作造成極大的損害。所以在制造和維修過程中建議對這些零部件使用更完好的材料，更好的工藝和熱處理方式，并且要定期的養(yǎng)護(hù)這些零部件，及時(shí)更換有損壞的零件等，避免問題的發(fā)生。

當(dāng)然，在這些分析的過程里，故障樹分析是一個(gè)非常好的分析方法，它的分析主要是將故障發(fā)生的原因由上而下，由整化分，逐步細(xì)化的一個(gè)分析方法，而且引入了邏輯門對此進(jìn)行表達(dá)，給本文的維修決策設(shè)計(jì)提供一個(gè)很好的范本。首先要明確兩者之間的對應(yīng)關(guān)系，確定模式與變速器故障的原因，并且對故障出現(xiàn)的原因或者變速器整機(jī)失效的原因作為一個(gè)故障樹分析的頂事件，并以此為基礎(chǔ)建立相應(yīng)的CAS5-20A變速器故障樹，并且進(jìn)行科學(xué)的定量分析。進(jìn)行定量分析時(shí)，要著重分析導(dǎo)致變速器整機(jī)失效的原因，并計(jì)算其發(fā)生的概率。整個(gè)工作完成之后，根據(jù)數(shù)據(jù)和計(jì)算出的概率對頂事件發(fā)生的概率進(jìn)行科學(xué)的評估，從而增加變速器的可靠性和安全性。之后要對變速器需要改進(jìn)的地方提出相應(yīng)的解決措施，從而明確底事件的重要程度。

在分析和決策設(shè)計(jì)中，應(yīng)用C#進(jìn)行程序的設(shè)計(jì)，根據(jù)上面設(shè)計(jì)對頂事件的表達(dá)式進(jìn)行不交化處理，計(jì)算出頂事件的發(fā)生概率為0.0010234；底事件發(fā)生概率同樣需要故障樹進(jìn)行定量分析得出。從軟件設(shè)計(jì)方面可以看出，底事件的結(jié)構(gòu)重要程度等于其概率重要程度。

而根據(jù)頂事件的發(fā)生的概率和底事件發(fā)生的概率經(jīng)過代入相關(guān)的計(jì)算公式可以得出底事件的相對概率的重要程度，從而得出與之相關(guān)的割集重要度。變速器的故障樹定量分析的主要目的是使底事件的概率重要性降低，而影響這個(gè)概率的主要原因是相關(guān)割集的重要度，部分如表1所示，從數(shù)據(jù)的分析結(jié)果中可以看出，相關(guān)割集的重要度值在正常磨損和潤滑失效這兩方面集中。因此，對于CAS5在后期的養(yǎng)護(hù)和設(shè)計(jì)工藝上要定期檢查養(yǎng)護(hù)和質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)。

5 軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

現(xiàn)代科技在飛速發(fā)展，在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)都使用MySQL2010數(shù)據(jù)庫。整體來看設(shè)計(jì)主要分為兩部分，第一部分是界面實(shí)現(xiàn)與前端的算法設(shè)計(jì)，第二部分是后臺數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)和存儲。算法設(shè)計(jì)是為了完成邏輯表達(dá)方面的程序員轉(zhuǎn)換，可以為用戶提供良好的接口界面。另外，設(shè)計(jì)汽車變速器的模板主要是利用數(shù)據(jù)庫模板設(shè)計(jì)這一操作，從而實(shí)現(xiàn)變速器的相關(guān)維護(hù)和維修決策設(shè)計(jì)等。這些作業(yè)設(shè)計(jì)對汽車的主要功能和變速器的性能有很大的影響作用。

6 總結(jié)

對設(shè)備進(jìn)行定期保養(yǎng)和維修，可以提高設(shè)備的使用年限以及安全性，可靠性。但是汽車零件中有很多需要保養(yǎng)和構(gòu)造功能，各式各樣的設(shè)備，要根據(jù)不同的設(shè)備功能和構(gòu)造確定最佳的維修方式。本文通過對汽車變速器的故障模式影響等進(jìn)行科學(xué)的分析，并介紹了汽車變速箱的最佳維修方式。就目前而言，大多數(shù)企業(yè)管理層人員對保障產(chǎn)品質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益等都作了相關(guān)的安全工作，并起到了良好的作用。隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，維修管理領(lǐng)域在不斷的擴(kuò)展和完善。期望科研人員能從理論出發(fā)，完善復(fù)雜的變速器理論和變速器科技方案，從而提高維修事業(yè)的實(shí)用性。

參考文獻(xiàn)：

[1]李苗群.基于可靠性的設(shè)備預(yù)防性維護(hù)策略研究[D].西安：西安電子科技大學(xué)，2011：23-25.

[2]汪洋.以可靠性為中心的船舶維修輔助決策系統(tǒng)研究[D].武漢：武漢理工大學(xué)2014：6-8.

[3]（英）J·莫布雷.以可靠性為中心的維修[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2015：65-69.

[4]王軍.發(fā)動機(jī)缸體生產(chǎn)線模糊動態(tài)維修優(yōu)化決策方法研究[D].吉林大學(xué)，2015，6.