乘用車自動變速箱液壓系統(tǒng)防卡滯的幾點(diǎn)解決方向

劉星 王瑞雪

摘 要 乘用車自動變速箱的執(zhí)行器驅(qū)動方式有兩種，液壓驅(qū)動和電機(jī)驅(qū)動。其中以液壓驅(qū)動為絕對主流。液壓驅(qū)動廣泛應(yīng)用在各類變速器中，如驅(qū)動離合器、驅(qū)動液力變矩器、驅(qū)動撥叉、驅(qū)動帶輪等。在自動變速箱的使用上，因液壓系統(tǒng)的卡滯產(chǎn)生的壓力偏移，最終導(dǎo)致變速箱失效的案例數(shù)不勝數(shù)。本文從設(shè)計、生產(chǎn)控制和售后維護(hù)三個方面描述了液壓系統(tǒng)防卡滯的幾點(diǎn)實(shí)際解決方向。

關(guān)鍵詞 自動變速箱;液壓系統(tǒng);防卡滯

1 液壓系統(tǒng)卡滯的基本原理

在卡滯的實(shí)例中，除因滑閥和閥孔圓柱度和同軸度超差引起的閥芯運(yùn)動不順暢外，多數(shù)卡滯實(shí)例都是由于雜質(zhì)進(jìn)入和滑閥與閥孔之間的間隙，導(dǎo)致滑閥在閥孔中運(yùn)動不暢，從而使得滑閥的輸出壓力不受控制，如圖1所示。

1）因?yàn)橛袛?shù)量較多的小顆粒雜質(zhì)，一般指雜質(zhì)粒徑小于100μm，大量堆積在滑閥和閥孔中間，使得滑閥運(yùn)動的阻力變大，未能按照設(shè)定的參數(shù)及時到達(dá)滑閥設(shè)定位置，如圖1位置a所示。這種現(xiàn)象的表現(xiàn)一般為液壓系統(tǒng)輸出壓力遲滯或者壓力非線性輸出。

2）因?yàn)橛谐叽巛^大的大顆粒雜質(zhì)，一般指長度大于400μm的雜質(zhì)，被夾入滑閥和閥孔的相對運(yùn)動路徑上，直接導(dǎo)致滑閥運(yùn)動失效，如圖1位置b所示，使得輸出壓力無響應(yīng)或產(chǎn)生突變。

2 液壓系統(tǒng)防卡滯的幾點(diǎn)解決方案

2.1 設(shè)計解決方向

1）因卡滯直接影響了滑閥的運(yùn)動，在滑閥和閥孔設(shè)計上可進(jìn)行防范。

方法一：加大滑閥的外徑尺寸，使滑閥所受的控制力更大，增強(qiáng)抵抗雜質(zhì)侵襲能力。

方法二：加大滑閥與閥孔的設(shè)計間隙，讓進(jìn)入閥孔的雜質(zhì)能盡快排出，不至于堆積在滑閥和閥孔之間。

方法三：使用輕量化材料和設(shè)計，減輕滑閥的質(zhì)量，使滑閥的運(yùn)動響應(yīng)更快。

方法四：盡量減少深孔、多臺階閥芯孔設(shè)計，降低后續(xù)閥芯孔翻邊毛刺處理難度。

2）對于滑閥運(yùn)動副進(jìn)行保護(hù)

在滑閥的前后油路上增加過濾網(wǎng)，阻止滑閥受雜質(zhì)侵襲。過濾網(wǎng)的過濾參數(shù)設(shè)計和布置方式會影響液壓油的流動，在保證液壓系統(tǒng)正常工作的前提下，對過濾網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計需要有詳細(xì)論證，在本文中不再展開討論。過濾網(wǎng)參數(shù)主要設(shè)置方法為：在液壓系統(tǒng)前端的過濾網(wǎng)對雜質(zhì)的過濾效率不能太高，也不能太低，一般選擇在200目至300目之間，以過濾變速箱內(nèi)部的大顆粒雜質(zhì);在液壓系統(tǒng)后端的過濾網(wǎng)需要提高，一般為高精度的無紡布或過濾紙，過濾5-100微米的小顆粒雜質(zhì)，使變速箱內(nèi)部的液壓油處于相對潔凈的狀態(tài)。

2.2 生產(chǎn)控制解決方向

1）加工零件的雜質(zhì)控制。自動變速箱內(nèi)部零件有大量需要進(jìn)行機(jī)加工的零件，經(jīng)過機(jī)加工后會產(chǎn)生大量的碎屑、翻邊、毛刺等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)需要經(jīng)過反復(fù)清理。常用的方法有刀具加工圓角去毛刺、高壓清洗技術(shù)、毛刷清理翻邊毛刺、電化學(xué)腐蝕清理翻邊毛刺、超聲波清洗、振動光飾去毛刺、熱能去毛刺等，可以有效的去除雜質(zhì)。需要特別注意的是，對于有深孔加工的零件，因?yàn)楸容^隱蔽，這些雜質(zhì)的處理比較困難，需要將清理方法深入到加工深處，而且需要反復(fù)清理。

2）零件包裝運(yùn)輸控制。從零件加工完成到裝配，中間需要經(jīng)過復(fù)雜的包裝、運(yùn)輸、拆包等許多環(huán)節(jié)，這就要求包裝過程需要在清潔環(huán)境下完成，對包裝袋的清潔度也需要進(jìn)行防范，拆包過程仍然需要在清潔環(huán)境下完成。

3）變速箱裝配現(xiàn)場的雜質(zhì)控制。在所有的雜質(zhì)中，對液壓系統(tǒng)污染最為嚴(yán)重的成分為二氧化硅，即自然界的砂石，其次才是加工產(chǎn)生的鐵、鋁等雜質(zhì)。

為了防止砂石對自動變速箱的污染，一般要求變速箱的裝配環(huán)境為密閉的獨(dú)立空間，在這個獨(dú)立空間中設(shè)置空氣微正壓，使得裝配空間的氣體往外排出，避免自然界空氣中夾帶的砂石進(jìn)入到裝配現(xiàn)場。對于環(huán)境控制做得比較好的廠家，會將這個獨(dú)立空間控制為清潔廠房。

在自動變速箱裝配現(xiàn)場，因壓裝、碰撞、螺栓緊固、返修等各種動作，不可避免地會產(chǎn)生各種鐵屑和鋁屑雜質(zhì)。對這種二次污染物，常用的控制方法為選用耐磨性較好的工裝、吸塵器吸收雜質(zhì)、現(xiàn)場定期5S控制等。

自動變速箱一旦經(jīng)過運(yùn)轉(zhuǎn)，從運(yùn)動副上會有部分雜質(zhì)被磨合下來。在自動變速箱的出廠測試之后，可以將自動變速箱內(nèi)部的油液抽出，以清理部分被磨損下來的雜質(zhì)。同時對于測試臺架試驗(yàn)上的試驗(yàn)用油為循環(huán)使用，需定期抽樣監(jiān)控和更換，保證試驗(yàn)用油不會帶來二次污染。

2.3 售后維護(hù)方向

雖然當(dāng)前自動變速箱的設(shè)計很多都可以實(shí)現(xiàn)終生免維護(hù)，但為了使得自動變速箱在長時間的運(yùn)行之后還能有優(yōu)良的性能，在車輛行駛一定的里程之后可以進(jìn)行油液的更換和過濾系統(tǒng)的更換。經(jīng)過長時間運(yùn)轉(zhuǎn)后，部分磨損的雜質(zhì)會被自動變速箱內(nèi)部的過濾系統(tǒng)所吸附，部分雜質(zhì)會殘留在油液中，還有部分雜質(zhì)會殘留在各個零件的表面。經(jīng)過過濾系統(tǒng)和油液的更換可以很好的改善自動變速箱的清潔度，使得液壓系統(tǒng)的工作更加順暢。

3 結(jié)束語

乘用車自動變速箱的液壓系統(tǒng)在自動變速箱各類系統(tǒng)中為相對脆弱環(huán)節(jié)，防卡滯為系統(tǒng)性問題，從設(shè)計源頭開始，到加工、物流、裝配、測試以及終端使用維護(hù)都需要有良好的策劃和實(shí)施，才能使得自動變速箱經(jīng)久耐用，性能優(yōu)良。

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