董鐵山

【摘 要】自動(dòng)變速器是汽車重要的動(dòng)力總成，一旦發(fā)生故障，將會(huì)對(duì)人們的出行造成不可估量的影響，因此掌握汽車自動(dòng)變速箱故障診斷與維修的知識(shí)很有必要。在根據(jù)自動(dòng)變速器維修特點(diǎn)，提出了汽車自動(dòng)變速器故障診斷的流程和通過(guò)做試驗(yàn)診斷自動(dòng)變速器的故障的方法，對(duì)提高汽車維修的效率有極大的促進(jìn)作用。

【關(guān)鍵詞】汽車；變速器齒輪；故障診斷；解析；

自動(dòng)變速器齒輪是一種汽車內(nèi)部的封閉裝置，只要產(chǎn)生故障，就會(huì)使維修的難度增大，在未確認(rèn)故障區(qū)域時(shí)，不能隨意開(kāi)展解體維修，必須快速并正確地進(jìn)行故障的診斷及排除，相關(guān)的維修人員必須全面掌握各種汽車故障的癥狀，還要仔細(xì)收集并分析來(lái)自于用戶的情況說(shuō)明，以便更好地開(kāi)展故障診斷與排除。

一、汽車自動(dòng)變速器齒輪的故障分析

1、容易產(chǎn)生打滑 汽車運(yùn)行過(guò)程中，在踩油門(mén)后車速無(wú)法提高，或汽車在上坡時(shí)缺乏行駛的動(dòng)力，產(chǎn)生此類情況時(shí)，駕駛員應(yīng)快速思考是否是自動(dòng)變速器發(fā)生了故障。而導(dǎo)致這一故障的原因有很多：（1）汽車自動(dòng)變速器的制動(dòng)器內(nèi)密封圈使用過(guò)久，未進(jìn)行及時(shí)更換，致使零件過(guò)度磨損產(chǎn)生脫落，從而使自動(dòng)變速器漏油；一旦油壓與供油減少，就會(huì)使汽車缺乏運(yùn)行動(dòng)力；（2）汽車自動(dòng)變速器內(nèi)的油泵被損壞也會(huì)使汽車漏油、油壓減少，讓汽車缺乏運(yùn)行動(dòng)力且無(wú)法提速。

2、容易產(chǎn)生漏油 汽車自動(dòng)變速器產(chǎn)生漏油的關(guān)鍵因素是汽車自動(dòng)變速器平面發(fā)生了變形，或者是由于自動(dòng)變速器在進(jìn)行加工時(shí)工作人員缺乏耐心，從而使汽車關(guān)鍵部件中的固定螺栓產(chǎn)生松動(dòng)。一旦發(fā)生此類故障，須從集中漏油的地方著手，判斷具體的故障原因，采用具有針對(duì)性的排除方法。

3、無(wú)法升檔 汽車在運(yùn)行過(guò)程中自動(dòng)變速器無(wú)法提升到高速檔或超速檔，產(chǎn)生此故障的原因有：節(jié)氣門(mén)拉索的調(diào)整不正確；節(jié)氣門(mén)的位置傳感器與電路故障；調(diào)速閥及其油路故障；車速傳感器故障；換檔電磁閥故障；高檔離合器與制動(dòng)器故障；檔位開(kāi)關(guān)故障等。

二、主要的診斷方法

1、磨損殘余物分析診斷方法

對(duì)于汽車變速箱齒輪而言，其最為主要也是最為常見(jiàn)的失效形式就是磨損失效；汽車在運(yùn)行過(guò)程中，若出現(xiàn)齒面磨損，則可以在潤(rùn)滑油中找到這些磨損的殘余物；對(duì)于磨損殘余物分析診斷方法來(lái)講，其對(duì)機(jī)器失效有關(guān)信息的快速獲取，主要是基于對(duì)機(jī)械零部件磨損殘余物在潤(rùn)滑油中殘余物含量的測(cè)定來(lái)完成的。當(dāng)前進(jìn)行測(cè)定的主要有三種方法：①對(duì)殘余物進(jìn)行直接檢查，以及通過(guò)對(duì)潤(rùn)滑油渾濁度變化、電感的變化以及油膜間隙內(nèi)電容的測(cè)定來(lái)快速獲得有關(guān)零件失效的重要信息；②收集殘余物，例如，應(yīng)用特殊的過(guò)濾器或者磁性探頭等來(lái)把工作表面因疲勞而形成的大塊剝落物收集起來(lái)；③油樣分析；這種分析技術(shù)，對(duì)于機(jī)械磨損部位和過(guò)程的研究、磨損機(jī)理的研究以及磨損失效類型的研究均具有重要的意義；它可基于不解體、不停機(jī)這種狀態(tài)來(lái)診斷故障和全程監(jiān)測(cè)機(jī)械設(shè)備的進(jìn)行狀態(tài)；此外，這種油樣分析技術(shù)又可分為兩種類型：第一，分析油樣本身的化學(xué)物理性能；第二，磨屑監(jiān)測(cè)技術(shù)，也就是對(duì)油液中的不溶解物質(zhì)進(jìn)行分析的一種技術(shù)。實(shí)踐表明，應(yīng)用磨損殘余物故障這種分析方法來(lái)對(duì)變速器中的磨損類型故障進(jìn)行檢測(cè)診斷，是相當(dāng)有效的；相比于其他故障診斷方法，諸如振動(dòng)診斷方法，這種診斷方法在對(duì)磨損類型故障診斷方面，更具有優(yōu)勢(shì)，因而對(duì)汽車變速器磨損故障進(jìn)行判斷的有力手段就是磨損殘余物分析診斷方法。

2、振動(dòng)檢測(cè)技術(shù)診斷法

有關(guān)機(jī)械振動(dòng)信號(hào)，這是當(dāng)前診斷技術(shù)采用最多的一種信號(hào)，這主要是基于由振動(dòng)所產(chǎn)生的機(jī)械損壞具有相當(dāng)高的比率；根據(jù)相關(guān)資料可知，由機(jī)械振動(dòng)而帶來(lái)的機(jī)械故障超過(guò)三分之二；此外，最容易獲得的振動(dòng)信號(hào)，是來(lái)自機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)中所產(chǎn)生的，而且在振動(dòng)信號(hào)中，還具有數(shù)量眾多的能對(duì)機(jī)械設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行反映的信號(hào)，通過(guò)振動(dòng)的異?？砂言S多機(jī)械故障反應(yīng)出來(lái)。振動(dòng)檢測(cè)技術(shù)診斷法，主要是基于對(duì)設(shè)備振動(dòng)參數(shù)及特征的檢測(cè)，來(lái)對(duì)設(shè)備狀態(tài)和故障進(jìn)行分析的一種方法。因?yàn)檎駝?dòng)不僅具有參數(shù)多樣性和廣泛性，而且還具有測(cè)振方法的在線性和無(wú)損性，因而進(jìn)行機(jī)械設(shè)備故障診斷的首選方法就是這種機(jī)械設(shè)備振動(dòng)監(jiān)測(cè)診斷法。汽車變速箱齒輪若出現(xiàn)表面失效，則在運(yùn)行中，將有與正常齒輪嚙合不一樣的振動(dòng)和噪音產(chǎn)生出來(lái)。根據(jù)振動(dòng)檢測(cè)技術(shù)，把行駛汽車的振動(dòng)信號(hào)測(cè)取出來(lái)，就可結(jié)合變速箱頻率來(lái)對(duì)測(cè)量參數(shù)及傳感器進(jìn)行選擇；為把足夠數(shù)量順利檢測(cè)到，又可把變速箱齒輪狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行真實(shí)反映，對(duì)于振動(dòng)測(cè)量點(diǎn)就要進(jìn)行恰當(dāng)?shù)倪x擇；一般把那些能夠全面反映變速箱齒輪振動(dòng)狀態(tài)的振動(dòng)敏感點(diǎn)作為測(cè)量點(diǎn)，此外，還把與診斷核心部分距離最近的關(guān)鍵點(diǎn)以及極易產(chǎn)生劣化現(xiàn)象的易損點(diǎn)作為測(cè)量點(diǎn)，這樣可最大限度確保進(jìn)行振動(dòng)信號(hào)測(cè)量的高效性和有效性。對(duì)于振動(dòng)檢測(cè)技術(shù)診斷法，不僅可實(shí)時(shí)、直觀地體現(xiàn)機(jī)械動(dòng)態(tài)特征及其變化過(guò)程，而且還可準(zhǔn)確地體現(xiàn)機(jī)械動(dòng)態(tài)特征和運(yùn)動(dòng)過(guò)程，再加上這種方法在應(yīng)用上的簡(jiǎn)單實(shí)用，故這種故障診斷方法在實(shí)際當(dāng)中得到了極為廣泛的應(yīng)用。

3、聲發(fā)射技術(shù)診斷法

這種診斷方法，就是應(yīng)用儀器進(jìn)行檢測(cè)、對(duì)聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行分析和利用的一種故障診斷方法。對(duì)汽車變速箱齒輪而言，因其的高速旋轉(zhuǎn)，致使運(yùn)行中不可避免地產(chǎn)生熱彎曲、不對(duì)稱等現(xiàn)象，帶來(lái)轉(zhuǎn)子碰撞，故在金屬以內(nèi)的晶格，將出現(xiàn)重新排列或滑移，此過(guò)程因能量發(fā)生變化，變化的能量將通過(guò)彈性波這種形式來(lái)進(jìn)行釋放，這就形成了聲發(fā)射信號(hào)；接著基于數(shù)據(jù)采集模塊來(lái)采集、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)聲發(fā)射檢測(cè)數(shù)據(jù)，再通過(guò)電腦來(lái)實(shí)時(shí)分析和處理數(shù)據(jù)，從而來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車變速箱齒輪的在線監(jiān)測(cè)，這樣對(duì)于那些微弱故障信號(hào)也可進(jìn)行準(zhǔn)確捕捉，從而能把汽車運(yùn)行的安全性進(jìn)行有效提高。但因受聲發(fā)射源的不同形狀、波形變化以及波的不同傳播途徑等等因素的影響，應(yīng)用這種信號(hào)來(lái)對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷變化進(jìn)行判斷，一定要應(yīng)用專門(mén)技術(shù)，來(lái)把背景噪聲的干擾排除掉。聲發(fā)射監(jiān)測(cè)這種檢測(cè)方法，具有無(wú)損動(dòng)態(tài)檢測(cè)特點(diǎn)，但它又不同于其他無(wú)損檢測(cè)方法，因聲發(fā)射信號(hào)是產(chǎn)生于外部條件的作用下，故對(duì)于那些缺陷變化，相當(dāng)敏感，對(duì)于那些微米數(shù)量級(jí)的顯微裂紋的擴(kuò)展和發(fā)生的相關(guān)信息，可以輕而易舉地檢測(cè)出來(lái)，故具有極高的靈敏度。

4、光纖傳感技術(shù)診斷法

這種故障診斷方法，主要是基于光纖對(duì)一些特定的物理量所具有的敏感性，來(lái)把外界物理量向可進(jìn)行直接測(cè)量的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的一種汽車變速器齒輪故障診斷方法。就光纖而言，不僅可直接作為光波的直接傳播媒質(zhì)，而且光纖傳播中的光波，其特征參數(shù)會(huì)因外界因素的影響而產(chǎn)生變化，故可把光纖當(dāng)作傳感元件來(lái)對(duì)各種物理量進(jìn)行探測(cè)。對(duì)于光纖傳感器而言，因具有極高的靈敏度、超強(qiáng)的抗電磁干擾能力、超好的電絕緣性急耐腐蝕等等優(yōu)點(diǎn)，故在汽車這個(gè)行業(yè)也受到了極為普遍的應(yīng)用。當(dāng)前，光纖傳感技術(shù)已朝著智能化、功能化及集成化等方向快速發(fā)展著，可以預(yù)見(jiàn)，隨著科技的不斷發(fā)展，這種故障診斷方法將在汽車變速器齒輪故障診斷中將得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

三、結(jié)語(yǔ)

不管是汽車的運(yùn)行條件、還是運(yùn)行環(huán)境，都極為特殊；行駛的汽車，因換擋極為頻繁，致使變速箱中的齒輪、軸及軸承經(jīng)常性地出現(xiàn)故障。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)表明，在所有汽車故障當(dāng)中，因齒輪失效導(dǎo)致汽車變速器產(chǎn)生故障的要占到60%左右。變速器齒輪失效，主要表現(xiàn)為齒面磨損過(guò)度、點(diǎn)蝕剝落嚴(yán)重及因過(guò)度彎曲引起斷齒等現(xiàn)象。在工作條件良好狀況下，有關(guān)過(guò)度彎曲而引起斷齒這種現(xiàn)象比較少出現(xiàn)，但這種現(xiàn)象只要產(chǎn)生，就可以比較容易判斷出來(lái)；因此，隨著不斷發(fā)展的汽車技術(shù)，對(duì)變速器進(jìn)行故障診斷，尤其是進(jìn)行齒輪故障診斷，更是變得越來(lái)越重要。

參考文獻(xiàn)：

[1]高勇.微型汽車變速器傳動(dòng)效率的影響因素分析及試驗(yàn)研究[D].武漢理工大學(xué)，2013.

[2]王衛(wèi)群.汽車變速器故障診斷專家系統(tǒng)研究[D].機(jī)械科學(xué)研究院，2006.

[3]周林，吳昊，程曉民等.螺旋傘齒輪擺動(dòng)輾壓成形三維有限元模型M[J].熱加工工藝，2010，39（7）

（作者單位：長(zhǎng)城汽車股份有限公司）