李賓龍，關(guān)崴，周章遐，宋名，張曉冬

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自動變速器系統(tǒng)壓力衰減故障分析

李賓龍，關(guān)崴，周章遐，宋名，張曉冬

（哈爾濱東安汽車發(fā)動機(jī)制造有限公司技術(shù)中心，黑龍江 哈爾濱 150060）

文章通過研究自動變速器耐久過程系統(tǒng)壓力衰減故障，分析影響系統(tǒng)壓力的主要因素，并通過對故障原因進(jìn)行交叉試驗進(jìn)行鎖定。根據(jù)驅(qū)動系耐久系統(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、控制自動變速器換擋邏輯的液壓閥體總成、為自動變速器平穩(wěn)傳遞動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力提供液壓介質(zhì)并進(jìn)行滑摩控制，為自動變速器提供邏輯換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)和介質(zhì)，為自動變速器機(jī)械傳動零件提供冷卻潤滑保護(hù)。故液壓控制系統(tǒng)的性能直接影響到汽車的換擋品質(zhì)、經(jīng)濟(jì)性及動力性等整車性能。

2 故障現(xiàn)象

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

圖1 驅(qū)動系耐久STEP6工況試驗曲線圖

自動變速器系統(tǒng)壓力的衰減對自動變速器實際控制將產(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)趨勢圖

3 故障分析

在驅(qū)動系耐久試驗過程中，溫度高時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，且對于壓力變化互相影響。自動變速器的系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)是通過力平衡原理進(jìn)行穩(wěn)定壓力輸出，即：

式中：P為自動變速器系統(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

自動變速器系統(tǒng)油壓調(diào)壓原理如圖3所示，自動變速器通過電磁閥調(diào)節(jié)7處反饋壓力實現(xiàn)自動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，且隨著耐久時間的增加，磨損嚴(yán)重，系統(tǒng)油壓下降明顯。

4 對策驗證及設(shè)計優(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，對閥套采取陽極化處理。將陽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。除對閥套采用陽極化處理外，需要對影響泄露的閥套與閥體間隙尺寸進(jìn)行設(shè)計優(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發(fā)動機(jī)制造有限公司技術(shù)中心。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.09.043