乘用車自動變速箱液壓系統防卡滯的幾點解決方向

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1 液壓系統卡滯的基本原理

在卡滯的實例中，除因滑閥和閥孔圓柱度和同軸度超差引起的閥芯運動不順暢外，多數卡滯實例都是由于雜質進入和滑閥與閥孔之間的間隙，導致滑閥在閥孔中運動不暢，從而使得滑閥的輸出壓力不受控制，如圖1所示。

圖1 滑閥卡滯示意圖

導致滑閥運動不暢的雜質包含兩種可能：

1）因為有數量較多的小顆粒雜質，一般指雜質粒徑小于100μm，大量堆積在滑閥和閥孔中間，使得滑閥運動的阻力變大，未能按照設定的參數及時到達滑閥設定位置，如圖1位置a所示。這種現象的表現一般為液壓系統輸出壓力遲滯或者壓力非線性輸出。

2）因為有尺寸較大的大顆粒雜質，一般指長度大于400μm的雜質，被夾入滑閥和閥孔的相對運動路徑上，直接導致滑閥運動失效，如圖1位置b所示，使得輸出壓力無響應或產生突變。

2 液壓系統防卡滯的幾點解決方案

2.1 設計解決方向

1）因卡滯直接影響了滑閥的運動，在滑閥和閥孔設計上可進行防范。

方法一：加大滑閥的外徑尺寸，使滑閥所受的控制力更大，增強抵抗雜質侵襲能力。

方法二：加大滑閥與閥孔的設計間隙，讓進入閥孔的雜質能盡快排出，不至于堆積在滑閥和閥孔之間。

方法三：使用輕量化材料和設計，減輕滑閥的質量，使滑閥的運動響應更快。

方法四：盡量減少深孔、多臺階閥芯孔設計，降低后續閥芯孔翻邊毛刺處理難度。

2）對于滑閥運動副進行保護

在滑閥的前后油路上增加過濾網，阻止滑閥受雜質侵襲。過濾網的過濾參數設計和布置方式會影響液壓油的流動，在保證液壓系統正常工作的前提下，對過濾網系統的設計需要有詳細論證，在本文中不再展開討論。過濾網參數主要設置方法為：在液壓系統前端的過濾網對雜質的過濾效率不能太高，也不能太低，一般選擇在200目至300目之間，以過濾變速箱內部的大顆粒雜質；在液壓系統后端的過濾網需要提高，一般為高精度的無紡布或過濾紙，過濾5-100微米的小顆粒雜質，使變速箱內部的液壓油處于相對潔凈的狀態。

2.2 生產控制解決方向

1）加工零件的雜質控制。自動變速箱內部零件有大量需要進行機加工的零件，經過機加工后會產生大量的碎屑、翻邊、毛刺等雜質，這些雜質需要經過反復清理。常用的方法有刀具加工圓角去毛刺、高壓清洗技術、毛刷清理翻邊毛刺、電化學腐蝕清理翻邊毛刺、超聲波清洗、振動光飾去毛刺、熱能去毛刺等，可以有效的去除雜質。需要特別注意的是，對于有深孔加工的零件，因為比較隱蔽，這些雜質的處理比較困難，需要將清理方法深入到加工深處，而且需要反復清理。

2）零件包裝運輸控制。從零件加工完成到裝配，中間需要經過復雜的包裝、運輸、拆包等許多環節，這就要求包裝過程需要在清潔環境下完成，對包裝袋的清潔度也需要進行防范，拆包過程仍然需要在清潔環境下完成。

3）變速箱裝配現場的雜質控制。在所有的雜質中，對液壓系統污染最為嚴重的成分為二氧化硅，即自然界的砂石，其次才是加工產生的鐵、鋁等雜質。

為了防止砂石對自動變速箱的污染，一般要求變速箱的裝配環境為密閉的獨立空間，在這個獨立空間中設置空氣微正壓，使得裝配空間的氣體往外排出，避免自然界空氣中夾帶的砂石進入到裝配現場。對于環境控制做得比較好的廠家，會將這個獨立空間控制為清潔廠房。

在自動變速箱裝配現場，因壓裝、碰撞、螺栓緊固、返修等各種動作，不可避免地會產生各種鐵屑和鋁屑雜質。對這種二次污染物，常用的控制方法為選用耐磨性較好的工裝、吸塵器吸收雜質、現場定期5S控制等。

自動變速箱一旦經過運轉，從運動副上會有部分雜質被磨合下來。在自動變速箱的出廠測試之后，可以將自動變速箱內部的油液抽出，以清理部分被磨損下來的雜質。同時對于測試臺架試驗上的試驗用油為循環使用，需定期抽樣監控和更換，保證試驗用油不會帶來二次污染。

2.3 售后維護方向

雖然當前自動變速箱的設計很多都可以實現終生免維護，但為了使得自動變速箱在長時間的運行之后還能有優良的性能，在車輛行駛一定的里程之后可以進行油液的更換和過濾系統的更換。經過長時間運轉后，部分磨損的雜質會被自動變速箱內部的過濾系統所吸附，部分雜質會殘留在油液中，還有部分雜質會殘留在各個零件的表面。經過過濾系統和油液的更換可以很好的改善自動變速箱的清潔度，使得液壓系統的工作更加順暢。

3 結束語

乘用車自動變速箱的液壓系統在自動變速箱各類系統中為相對脆弱環節，防卡滯為系統性問題，從設計源頭開始，到加工、物流、裝配、測試以及終端使用維護都需要有良好的策劃和實施，才能使得自動變速箱經久耐用，性能優良。