乘用车自动变速箱液压系统防卡滞的几点解决方向

刘星 王瑞雪

摘 要 乘用车自动变速箱的执行器驱动方式有两种，液压驱动和电机驱动。其中以液压驱动为绝对主流。液压驱动广泛应用在各类变速器中，如驱动离合器、驱动液力变矩器、驱动拨叉、驱动带轮等。在自动变速箱的使用上，因液压系统的卡滞产生的压力偏移，最终导致变速箱失效的案例数不胜数。本文从设计、生产控制和售后维护三个方面描述了液压系统防卡滞的几点实际解决方向。

关键词 自动变速箱;液压系统;防卡滞

1 液压系统卡滞的基本原理

在卡滞的实例中，除因滑阀和阀孔圆柱度和同轴度超差引起的阀芯运动不顺畅外，多数卡滞实例都是由于杂质进入和滑阀与阀孔之间的间隙，导致滑阀在阀孔中运动不畅，从而使得滑阀的输出压力不受控制，如图1所示。

1）因为有数量较多的小颗粒杂质，一般指杂质粒径小于100μm，大量堆积在滑阀和阀孔中间，使得滑阀运动的阻力变大，未能按照设定的参数及时到达滑阀设定位置，如图1位置a所示。这种现象的表现一般为液压系统输出压力迟滞或者压力非线性输出。

2）因为有尺寸较大的大颗粒杂质，一般指长度大于400μm的杂质，被夹入滑阀和阀孔的相对运动路径上，直接导致滑阀运动失效，如图1位置b所示，使得输出压力无响应或产生突变。

2 液压系统防卡滞的几点解决方案

2.1 设计解决方向

1）因卡滞直接影响了滑阀的运动，在滑阀和阀孔设计上可进行防范。

方法一：加大滑阀的外径尺寸，使滑阀所受的控制力更大，增强抵抗杂质侵袭能力。

方法二：加大滑阀与阀孔的设计间隙，让进入阀孔的杂质能尽快排出，不至于堆积在滑阀和阀孔之间。

方法三：使用轻量化材料和设计，减轻滑阀的质量，使滑阀的运动响应更快。

方法四：尽量减少深孔、多台阶阀芯孔设计，降低后续阀芯孔翻边毛刺处理难度。

2）对于滑阀运动副进行保护

在滑阀的前后油路上增加过滤网，阻止滑阀受杂质侵袭。过滤网的过滤参数设计和布置方式会影响液压油的流动，在保证液压系统正常工作的前提下，对过滤网系统的设计需要有详细论证，在本文中不再展开讨论。过滤网参数主要设置方法为：在液压系统前端的过滤网对杂质的过滤效率不能太高，也不能太低，一般选择在200目至300目之间，以过滤变速箱内部的大颗粒杂质;在液压系统后端的过滤网需要提高，一般为高精度的无纺布或过滤纸，过滤5-100微米的小颗粒杂质，使变速箱内部的液压油处于相对洁净的状态。

2.2 生产控制解决方向

1）加工零件的杂质控制。自动变速箱内部零件有大量需要进行机加工的零件，经过机加工后会产生大量的碎屑、翻边、毛刺等杂质，这些杂质需要经过反复清理。常用的方法有刀具加工圆角去毛刺、高压清洗技术、毛刷清理翻边毛刺、电化学腐蚀清理翻边毛刺、超声波清洗、振动光饰去毛刺、热能去毛刺等，可以有效的去除杂质。需要特别注意的是，对于有深孔加工的零件，因为比较隐蔽，这些杂质的处理比较困难，需要将清理方法深入到加工深处，而且需要反复清理。

2）零件包装运输控制。从零件加工完成到装配，中间需要经过复杂的包装、运输、拆包等许多环节，这就要求包装过程需要在清洁环境下完成，对包装袋的清洁度也需要进行防范，拆包过程仍然需要在清洁环境下完成。

3）变速箱装配现场的杂质控制。在所有的杂质中，对液压系统污染最为严重的成分为二氧化硅，即自然界的砂石，其次才是加工产生的铁、铝等杂质。

为了防止砂石对自动变速箱的污染，一般要求变速箱的装配环境为密闭的独立空间，在这个独立空间中设置空气微正压，使得装配空间的气体往外排出，避免自然界空氣中夹带的砂石进入到装配现场。对于环境控制做得比较好的厂家，会将这个独立空间控制为清洁厂房。

在自动变速箱装配现场，因压装、碰撞、螺栓紧固、返修等各种动作，不可避免地会产生各种铁屑和铝屑杂质。对这种二次污染物，常用的控制方法为选用耐磨性较好的工装、吸尘器吸收杂质、现场定期5S控制等。

自动变速箱一旦经过运转，从运动副上会有部分杂质被磨合下来。在自动变速箱的出厂测试之后，可以将自动变速箱内部的油液抽出，以清理部分被磨损下来的杂质。同时对于测试台架试验上的试验用油为循环使用，需定期抽样监控和更换，保证试验用油不会带来二次污染。

2.3 售后维护方向

虽然当前自动变速箱的设计很多都可以实现终生免维护，但为了使得自动变速箱在长时间的运行之后还能有优良的性能，在车辆行驶一定的里程之后可以进行油液的更换和过滤系统的更换。经过长时间运转后，部分磨损的杂质会被自动变速箱内部的过滤系统所吸附，部分杂质会残留在油液中，还有部分杂质会残留在各个零件的表面。经过过滤系统和油液的更换可以很好的改善自动变速箱的清洁度，使得液压系统的工作更加顺畅。

3 结束语

乘用车自动变速箱的液压系统在自动变速箱各类系统中为相对脆弱环节，防卡滞为系统性问题，从设计源头开始，到加工、物流、装配、测试以及终端使用维护都需要有良好的策划和实施，才能使得自动变速箱经久耐用，性能优良。

参考文献

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