重型汽車變速器散熱器簡(jiǎn)析

王 魏

近年來，隨著我國重型汽車的發(fā)展趨勢(shì)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率不斷提升，與之匹配的變速器輸入轉(zhuǎn)矩也越來越大，隨之帶來的問題是經(jīng)常出現(xiàn)因?yàn)橛蜏剡^高而使變速器工作失效；主要表現(xiàn)為機(jī)械直接損壞，如橡膠密封件的老化和同步器摩擦片的燒蝕等造成泄露、潤滑不良、脫擋或卡擋。雖不像發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)散熱器散熱功能要求那么高，但是在一些特殊工況和一些大功率變速器上采用散熱器已變得非常緊迫和必要。

由于各種變速器的結(jié)構(gòu)原理不同，有一些變速器上也必須安裝散熱器，如液力自動(dòng)變速器(AT)、雙離合自動(dòng)變速器(DCT)、重型手動(dòng)變速器等，如不然，可能會(huì)因?yàn)橛蜏剡^高而導(dǎo)致潤滑油氧化失效，進(jìn)而使變速器零部件損壞或總成損毀等重大事故。

從圖1～圖3的實(shí)例可以看出，不同種類的變速器對(duì)潤滑油冷卻的需求不同，散熱器越來越多地應(yīng)用在不同的變速器上。散熱器一般分為水冷式和氣冷式2種，水冷式是使用發(fā)動(dòng)機(jī)前方水箱的水和變速器的潤滑油作熱交換，氣冷式是利用周圍空氣經(jīng)過散熱片和管內(nèi)的潤滑油進(jìn)行熱交換。

變速器在使用中引發(fā)油溫過高的原因有很多，如長(zhǎng)時(shí)間低速運(yùn)轉(zhuǎn)、工作環(huán)境溫度過高、散熱不良、變速器周圍的空氣流通受到限制、排氣系統(tǒng)靠近變速器、長(zhǎng)時(shí)間在高轉(zhuǎn)速下運(yùn)行、重載爬坡過長(zhǎng)過陡、潤滑油品質(zhì)不佳，等等，都會(huì)使變速器油溫超過120 ?C，當(dāng)油溫超過120 ?C時(shí)，潤滑油就會(huì)迅速氧化而喪失潤滑效果，使變速器零部件損壞，工作失效。對(duì)變速器加裝油泵和散熱器可增加油的流動(dòng)和冷卻，使油溫降低到正常值，以延長(zhǎng)潤滑油的使用周期和變速器壽命。

近年來，陜西法士特傳動(dòng)公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的重型汽車變速器已經(jīng)開始考慮加裝油泵強(qiáng)制潤滑，但是散熱器還是空白。由于該公司產(chǎn)品與伊頓公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相似，下面介紹伊頓公司變速器安裝散熱器的條件和注意事項(xiàng)，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員提供參考。

(1)變速器安裝油泵和散熱器的條件。對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)功率超過257 kW的超速擋變速器，建議加裝油冷卻裝置。以下情況必須加裝油冷卻裝置：發(fā)動(dòng)機(jī)功率293 kW以上的超速擋變速器和車輛總質(zhì)量超過45 t；發(fā)動(dòng)機(jī)功率超過257 kW，轉(zhuǎn)矩1 800 Nm以上；發(fā)動(dòng)機(jī)功率超過331 kW；車速低于30 km/h，周邊溫度高于35 ?C，連續(xù)行駛超過30 min。

(2)油散熱器安裝注意事項(xiàng)。車輛結(jié)構(gòu)和運(yùn)行溫度可能傷害潤滑油的效能時(shí)，就必須使用油散熱器。建議油散熱器裝在未被加熱而又通風(fēng)良好的地方(如發(fā)動(dòng)機(jī)水箱前方)，最能發(fā)揮功效。油濾器裝在油泵的出油口和散熱器入油口之間。

在國外，大功率發(fā)動(dòng)機(jī)匹配的變速器必須安裝散熱器，否則，一旦變速器潤滑油超過120 ℃，將會(huì)導(dǎo)致潤滑油迅速氧化而喪失潤滑效果，致使變速器早期損壞。變速器安裝散熱器對(duì)遏制由于環(huán)境溫度高、重載大坡度、長(zhǎng)距離運(yùn)行、散熱不良等外部因素引起的溫度過高特別有效。

變速器生產(chǎn)企業(yè)在為用戶設(shè)計(jì)變速器時(shí)，要考慮變速器所匹配的發(fā)動(dòng)機(jī)功率、輸入轉(zhuǎn)矩和車輛運(yùn)行環(huán)境等因素。如果需安裝油泵和散熱器，有2種方式可供選擇：其一，可以考慮采用油泵加外置式散熱器結(jié)構(gòu)，即油泵內(nèi)置，為外接散熱器設(shè)計(jì)有連接口；其二，可以考慮采用內(nèi)置散熱器，這種情況下，可以省去油泵，直接連接整車?yán)鋮s水即可。第1種安裝和連接方式較復(fù)雜，成本高，但是冷卻效果較好。第二種方式安裝連接冷卻水簡(jiǎn)單，省去了油泵，結(jié)構(gòu)緊湊，成本較低，但是冷卻效果一般。具體設(shè)計(jì)可根據(jù)變速器的散熱需要來選擇。