自動(dòng)變速器系統(tǒng)壓力衰減故障分析

李賓龍，關(guān)崴，周章遐，宋名，張曉冬

?

自動(dòng)變速器系統(tǒng)壓力衰減故障分析

李賓龍，關(guān)崴，周章遐，宋名，張曉冬

（哈爾濱東安汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)制造有限公司技術(shù)中心，黑龍江 哈爾濱 150060）

文章通過(guò)研究自動(dòng)變速器耐久過(guò)程系統(tǒng)壓力衰減故障，分析影響系統(tǒng)壓力的主要因素，并通過(guò)對(duì)故障原因進(jìn)行交叉試驗(yàn)進(jìn)行鎖定。根據(jù)驅(qū)動(dòng)系耐久系統(tǒng)壓力衰減故障發(fā)生的機(jī)理制定零件設(shè)計(jì)及尺寸管控優(yōu)化措施。

液壓控制；調(diào)壓閥；壓力衰減；泄露

1 引言

液壓控制系統(tǒng)是自動(dòng)變速器關(guān)鍵核心的組成部分之一，主要由給系統(tǒng)提供油液的液壓油泵、控制自動(dòng)變速器換擋邏輯的液壓閥體總成、為自動(dòng)變速器平穩(wěn)傳遞動(dòng)力的液力變矩器組件、為液壓油提供傳遞油道的殼體油路等組成。

液壓控制系統(tǒng)主要功用是為液力變矩器傳遞動(dòng)力提供液壓介質(zhì)并進(jìn)行滑摩控制，為自動(dòng)變速器提供邏輯換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)和介質(zhì)，為自動(dòng)變速器機(jī)械傳動(dòng)零件提供冷卻潤(rùn)滑保護(hù)。故液壓控制系統(tǒng)的性能直接影響到汽車(chē)的換擋品質(zhì)、經(jīng)濟(jì)性及動(dòng)力性等整車(chē)性能。

2 故障現(xiàn)象

自動(dòng)變速器在進(jìn)行驅(qū)動(dòng)系耐久過(guò)程中，系統(tǒng)壓力隨著耐久過(guò)程的增加出現(xiàn)壓力下降的趨勢(shì)，尤其以高溫工況更為明顯。以STEP 6工況作為故障說(shuō)明，如圖1此工況溫度為105℃，檔位為D5檔，油門(mén)開(kāi)度為全油門(mén)。隨著耐久循環(huán)的增加，系統(tǒng)壓力出現(xiàn)下降衰減趨勢(shì)，如圖2所示，當(dāng)驅(qū)動(dòng)系運(yùn)轉(zhuǎn)到330循環(huán)時(shí)，相同工況系統(tǒng)壓力已經(jīng)下降2.5bar左右。驅(qū)動(dòng)系耐久 330循環(huán)以后的壓力增加是因調(diào)查故障原因采取對(duì)策進(jìn)行試驗(yàn)的結(jié)果。

圖1 驅(qū)動(dòng)系耐久STEP6工況試驗(yàn)曲線圖

自動(dòng)變速器系統(tǒng)壓力的衰減對(duì)自動(dòng)變速器實(shí)際控制將產(chǎn)生離合器打滑故障，系統(tǒng)壓力下降也將導(dǎo)致自動(dòng)變速器效率降低，泄漏量增加。

圖2 系統(tǒng)壓力隨耐久循環(huán)趨勢(shì)圖

3 故障分析

在驅(qū)動(dòng)系耐久試驗(yàn)過(guò)程中，溫度高時(shí)壓力下降幅度較為明顯，推斷此故障原因應(yīng)為泄露導(dǎo)致。自動(dòng)變速器液壓油路復(fù)雜且參與零部件較多，包括殼體、油泵、閥體、輸入軸等都存在液壓油路，且對(duì)于壓力變化互相影響。自動(dòng)變速器的系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)是通過(guò)力平衡原理進(jìn)行穩(wěn)定壓力輸出，即：

式中：P為自動(dòng)變速器系統(tǒng)壓力，MPa；

1為系統(tǒng)壓力作用面積，mm2；

F為彈簧力，N；

P為反饋壓力，MPa；

23為反饋壓力作用面積差，mm2；

圖3 系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)原理圖

自動(dòng)變速器系統(tǒng)油壓調(diào)壓原理如圖3所示，自動(dòng)變速器通過(guò)電磁閥調(diào)節(jié)7處反饋壓力實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速器的壓力可控調(diào)節(jié)。

考慮到隨耐久循環(huán)次數(shù)增加系統(tǒng)壓力下降嚴(yán)重，判斷應(yīng)該為耐久導(dǎo)致的零部件性能下降。

圖4 主調(diào)壓閥閥套出現(xiàn)較嚴(yán)重磨損

拆解驅(qū)動(dòng)系耐久330循環(huán)變速器，發(fā)現(xiàn)閥體總成中主調(diào)壓閥調(diào)壓結(jié)構(gòu)的閥套出現(xiàn)較嚴(yán)重磨損，即7號(hào)的反饋油路出現(xiàn)泄露，導(dǎo)致反饋壓力下降，進(jìn)而使系統(tǒng)壓力下降，且隨著耐久時(shí)間的增加，磨損嚴(yán)重，系統(tǒng)油壓下降明顯。

4 對(duì)策驗(yàn)證及設(shè)計(jì)優(yōu)化

閥套材料采用與閥芯相同的鋁材料，為提高閥套密封面的耐磨性和硬度，對(duì)閥套采取陽(yáng)極化處理。將陽(yáng)極化處理后的閥套更換到330循環(huán)的耐久變速器后系統(tǒng)壓力未出現(xiàn)衰減現(xiàn)象，如圖2壓力值監(jiān)控。除對(duì)閥套采用陽(yáng)極化處理外，需要對(duì)影響泄露的閥套與閥體間隙尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化管控，避免泄漏量增加導(dǎo)致系統(tǒng)壓力下降。

[1] 朱東華等.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).[M]哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)械工業(yè)出版社.

Automatic transmission system pressure reduction analysis

Li Binlong, Guan Wei, Zhou Zhangxia, Song Ming, Zhang Xiaodong

（Center of Technology, Harbin DongAn Automotive Engine Manufacturing Co., Ltd, Heilongjiang Harbin 150060）

In this paper, by studying the pressure reduction in durable process of automatic transmission system fault, analyse the main factors influencing the system pressure, and the reasons for faults was carried out through the confirma -tion experiment. According to the failure mechanism of pressure reduction failure of durable process of automatic transmis -sion system fault to optimize the component design and size control.

Hydraulic Control;Regulator Valve; Pressure Reduction;Leakage

U471.2

B

1671-7988(2019)09-131-02

U471.2

B

1671-7988(2019)09-131-02

李賓龍，就職于哈爾濱東安汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)制造有限公司技術(shù)中心。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.09.043