淺談汽車變速器潤滑的方式和設計原理

張亞飛+姚廣輝

（長城汽車股份有限公司傳動研究院）

摘要： 當前汽車已經成為了人們日常生活之中重要的交通運輸工具。汽車變速器的質量的優劣影響到了消費者駕駛之中的重要的體驗。在汽車構造之中，如何有效進行汽車各個零件的潤滑是重中之重。本文首先分析了目前的變速器潤滑設計，然后闡述了變速器潤滑設計應考慮的重點：主要就三種潤滑方式的設計重點進行闡發，最后分析了變速器設計時考慮潤滑的方式。

關鍵詞：汽車變速器；潤滑；原理；

變速器潤滑的目的主要防止零部件燒傷、降低滑動和轉動部的摩擦力、磨損、發熱部位擴散熱量。發熱部位主要指齒輪嚙合齒面、同步器同步面、軸承負荷傳送面等，通過對高負荷高發熱部位連續供給/排出低溫潤滑油，可以將高速運動部位產生的熱量發散。變速器的良好潤滑可以避免變速器早期失效，可以有效延長變速器使用時間，可以改善變速器傳動過程的平穩性，從而有效減輕變速器嚙合和高速運動部位的磨損。

目前變速器的潤滑主要有強制潤滑和飛濺潤滑。強制潤滑使用在一些負荷較大、運動速度較大的部位，通過具有一定壓力的潤滑油使這些部位的摩擦表面形成足夠厚的油膜來起到潤滑的目的。飛濺潤滑使用在負荷較小、運動速度較小的部位，通過轉動件（如齒輪）或曲軸的曲柄等將潤滑油濺成油星以潤滑軸承，以及運動部件轉動時帶起的油滴和油霧進行潤滑。

一、目前的變速器潤滑設計

正是考慮到傳統潤滑方式已滿足不了對現代變速器提出的更高要求，故項目組特此針對某SUV變速器進行了潤滑系統的最新設計，以更優化地去滿足變速器內部各個零部件的潤滑需求。

設計方法：浸油潤滑+飛濺潤滑+導油槽潤滑。

設計目標：變速器內所有零部件都能潤滑到，重點關注同步環和軸承潤滑；滑塊端面頂在了齒環滑塊槽上的端面凸起，縮短預同步時間或者達到預同步失效。

（一）浸油潤滑

首先，根據現在的靜態油液面基準：模擬基準為油封的2/3處，模擬的加油量約為1.94L，實際加油量現定為2L。在靜態情況下，通過浸油潤滑到的零部件是：

1、齒輪類：主減齒、從一擋齒總成、從二擋齒總成、1/4從三擋齒、1/6從四擋齒和1/8從五擋齒。

2、軸承類：錐軸承、輸出軸前軸承和輸出軸后軸承。

3、同步器類：一二擋同步器組件（主要針對的是同步環的潤滑）。

（二）飛濺潤滑

當掛入擋位后，通過主減速齒及其他齒輪的轉動甩油能夠飛濺潤滑到的零部件是： 1、齒輪類：倒擋齒、主動三、四、五擋齒（效果待評估）?；鶞剩耗M基準為油封的2/3處。2、軸承類：倒擋軸前軸承、輸入軸前軸承

（三）導游槽潤滑

綜合上述浸油潤滑和飛濺潤滑的效果，現加入導油機構針對主三，四、五擋齒及輸入軸后軸承進行潤滑導油機構導到輸入軸后軸承后，輸入軸軸孔內的潤滑線路如下：1、齒輪類：主三、四、五擋齒。2、軸承類：三四五擋滾針軸承。3、同步器類：高速擋同步環。

二、變速器潤滑設計應考慮的重點

1、潤滑油的循環；

2、潤 滑 油 （流 體 ）的 自 然 流 動 ；

重力作用下流體的流動是從上向下的；旋轉部位上產生的離心力和旋轉力作用為旋轉部位附 著的潤滑油受到沿外徑方向的離心力，油會沿著 與零件外徑部切線相近的方向被甩出去；齒面的嚙合作用。

3、 潤滑油在變速器整體運動中產生的偏動。 當變速器處于爬坡或者下坡做前后方向的運動時， 潤滑油受到力的作用，大部分處于油面上的直徑較 大的齒輪部位，油面形成假平衡狀態， 當變速器轉彎等左右方向的運動時， 潤滑油會偏向浸到油面的齒輪的旋轉方向。

在進行整車裝配的過程之中，變速器的裝車的角度一般應該會4° 左右，車輛上下坡時角度變化的變化范圍會在7度左右。整車之中的變速器的角度變化更是有著一定的變化，其中車 輛 在 實 際 運 行 中 會出現爬坡時高速檔齒輪空轉、下坡時低速擋齒輪空轉的問題。

4、 強制潤滑的部位要考慮有足夠的供油動 力。變速器中旋轉部位供給潤滑油時，要考慮旋 轉部位產生的離心力，供油的動力必須高于離心力才能保證潤滑的可靠性。

5、考慮給油/排油。全部潤滑油的排油時間應小于5min且殘留潤滑油要小于3%。

三、變速器設計時考慮潤滑的方式

1、考慮一個殼體內設計多個油面的擋油墻， 在車輛上下坡時，變速器產生前后傾角變化中，擋 油墻盡量降低油面高低變化，有效保證潤滑部位的潤滑。

2、在特定的齒輪運動部位設置擋油盤，限制齒輪揚起過多的潤滑油，實現潤滑部位的高效 潤滑。

3、在強制潤滑部位供給潤滑油時要控制一個合適的壓力和量，保證潤滑部位的有效潤滑。

4、溢流閥設計時要考慮溢流閥的壓力差，保 證溢流閥輸出的潤滑油在閥內繞近路迂回，確保 給變速器的潤滑。

5、在變速器內進行潤滑的潤滑油必須先經過濾油器，保證流入變速器的潤滑油的清潔，保證潤 滑的可靠性。

參考文獻：

[1] 申朕，阮登芳，劉波等.重型汽車變速器潤滑系統流動與傳熱仿真分析[J].機械科學與技術，2015，34（7）：1085-1088.DOI：10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0723.

[2] 林銀輝，臧孟炎，胡志華等.雙離合器自動變速器油軌的流場模擬及其潤滑效果評價[J].中國機械工程，2013，24（22）：3052-3056.DOI：10.3969/j.issn.1004-132X.2013.22.014.

[3] 楊月海.行太爾汽車富勒變速器噪聲大的維修[J].汽車維修，2012，（7）：35-35.

[4] 劉新，祁有麗，魯倩等.汽車變速器殼體高速切削加工技術及油液選擇[C].//第三屆全國金屬加工潤滑技術學術研討會論文集.2011：195-200.endprint