汽車變速器齒輪故障診斷方法綜述

董鐵山

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

【關(guān)鍵詞】汽車；變速器齒輪；故障診斷；解析；

自動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，就會使維修的難度增大，在未確認故障區(qū)域時，不能隨意開展解體維修，必須快速并正確地進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，還要仔細收集并分析來自于用戶的情況說明，以便更好地開展故障診斷與排除。

一、汽車自動變速器齒輪的故障分析

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

2、容易產(chǎn)生漏油 汽車自動變速器產(chǎn)生漏油的關(guān)鍵因素是汽車自動變速器平面發(fā)生了變形，或者是由于自動變速器在進行加工時工作人員缺乏耐心，從而使汽車關(guān)鍵部件中的固定螺栓產(chǎn)生松動。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，采用具有針對性的排除方法。

3、無法升檔 汽車在運行過程中自動變速器無法提升到高速檔或超速檔，產(chǎn)生此故障的原因有：節(jié)氣門拉索的調(diào)整不正確；節(jié)氣門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；高檔離合器與制動器故障；檔位開關(guān)故障等。

二、主要的診斷方法

1、磨損殘余物分析診斷方法

對于汽車變速箱齒輪而言，其最為主要也是最為常見的失效形式就是磨損失效；汽車在運行過程中，若出現(xiàn)齒面磨損，則可以在潤滑油中找到這些磨損的殘余物；對于磨損殘余物分析診斷方法來講，其對機器失效有關(guān)信息的快速獲取，主要是基于對機械零部件磨損殘余物在潤滑油中殘余物含量的測定來完成的。當前進行測定的主要有三種方法：①對殘余物進行直接檢查，以及通過對潤滑油渾濁度變化、電感的變化以及油膜間隙內(nèi)電容的測定來快速獲得有關(guān)零件失效的重要信息；②收集殘余物，例如，應用特殊的過濾器或者磁性探頭等來把工作表面因疲勞而形成的大塊剝落物收集起來；③油樣分析；這種分析技術(shù)，對于機械磨損部位和過程的研究、磨損機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、不停機這種狀態(tài)來診斷故障和全程監(jiān)測機械設(shè)備的進行狀態(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物理性能；第二，磨屑監(jiān)測技術(shù)，也就是對油液中的不溶解物質(zhì)進行分析的一種技術(shù)。實踐表明，應用磨損殘余物故障這種分析方法來對變速器中的磨損類型故障進行檢測診斷，是相當有效的；相比于其他故障診斷方法，諸如振動診斷方法，這種診斷方法在對磨損類型故障診斷方面，更具有優(yōu)勢，因而對汽車變速器磨損故障進行判斷的有力手段就是磨損殘余物分析診斷方法。

2、振動檢測技術(shù)診斷法

有關(guān)機械振動信號，這是當前診斷技術(shù)采用最多的一種信號，這主要是基于由振動所產(chǎn)生的機械損壞具有相當高的比率；根據(jù)相關(guān)資料可知，由機械振動而帶來的機械故障超過三分之二；此外，最容易獲得的振動信號，是來自機械運轉(zhuǎn)中所產(chǎn)生的，而且在振動信號中，還具有數(shù)量眾多的能對機械設(shè)備狀態(tài)進行反映的信號，通過振動的異常可把許多機械故障反應出來。振動檢測技術(shù)診斷法，主要是基于對設(shè)備振動參數(shù)及特征的檢測，來對設(shè)備狀態(tài)和故障進行分析的一種方法。因為振動不僅具有參數(shù)多樣性和廣泛性，而且還具有測振方法的在線性和無損性，因而進行機械設(shè)備故障診斷的首選方法就是這種機械設(shè)備振動監(jiān)測診斷法。汽車變速箱齒輪若出現(xiàn)表面失效，則在運行中，將有與正常齒輪嚙合不一樣的振動和噪音產(chǎn)生出來。根據(jù)振動檢測技術(shù)，把行駛汽車的振動信號測取出來，就可結(jié)合變速箱頻率來對測量參數(shù)及傳感器進行選擇；為把足夠數(shù)量順利檢測到，又可把變速箱齒輪狀態(tài)信號進行真實反映，對于振動測量點就要進行恰當?shù)倪x擇；一般把那些能夠全面反映變速箱齒輪振動狀態(tài)的振動敏感點作為測量點，此外，還把與診斷核心部分距離最近的關(guān)鍵點以及極易產(chǎn)生劣化現(xiàn)象的易損點作為測量點，這樣可最大限度確保進行振動信號測量的高效性和有效性。對于振動檢測技術(shù)診斷法，不僅可實時、直觀地體現(xiàn)機械動態(tài)特征及其變化過程，而且還可準確地體現(xiàn)機械動態(tài)特征和運動過程，再加上這種方法在應用上的簡單實用，故這種故障診斷方法在實際當中得到了極為廣泛的應用。

3、聲發(fā)射技術(shù)診斷法

這種診斷方法，就是應用儀器進行檢測、對聲發(fā)射信號進行分析和利用的一種故障診斷方法。對汽車變速箱齒輪而言，因其的高速旋轉(zhuǎn)，致使運行中不可避免地產(chǎn)生熱彎曲、不對稱等現(xiàn)象，帶來轉(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，此過程因能量發(fā)生變化，變化的能量將通過彈性波這種形式來進行釋放，這就形成了聲發(fā)射信號；接著基于數(shù)據(jù)采集模塊來采集、轉(zhuǎn)換、存儲聲發(fā)射檢測數(shù)據(jù)，再通過電腦來實時分析和處理數(shù)據(jù)，從而來實現(xiàn)對汽車變速箱齒輪的在線監(jiān)測，這樣對于那些微弱故障信號也可進行準確捕捉，從而能把汽車運行的安全性進行有效提高。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，應用這種信號來對結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷變化進行判斷，一定要應用專門技術(shù)，來把背景噪聲的干擾排除掉。聲發(fā)射監(jiān)測這種檢測方法，具有無損動態(tài)檢測特點，但它又不同于其他無損檢測方法，因聲發(fā)射信號是產(chǎn)生于外部條件的作用下，故對于那些缺陷變化，相當敏感，對于那些微米數(shù)量級的顯微裂紋的擴展和發(fā)生的相關(guān)信息，可以輕而易舉地檢測出來，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，主要是基于光纖對一些特定的物理量所具有的敏感性，來把外界物理量向可進行直接測量的信號進行轉(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)會因外界因素的影響而產(chǎn)生變化，故可把光纖當作傳感元件來對各種物理量進行探測。對于光纖傳感器而言，因具有極高的靈敏度、超強的抗電磁干擾能力、超好的電絕緣性急耐腐蝕等等優(yōu)點，故在汽車這個行業(yè)也受到了極為普遍的應用。當前，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，可以預見，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越廣泛的應用。

三、結(jié)語

不管是汽車的運行條件、還是運行環(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)計表明，在所有汽車故障當中，因齒輪失效導致汽車變速器產(chǎn)生故障的要占到60%左右。變速器齒輪失效，主要表現(xiàn)為齒面磨損過度、點蝕剝落嚴重及因過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；因此，隨著不斷發(fā)展的汽車技術(shù)，對變速器進行故障診斷，尤其是進行齒輪故障診斷，更是變得越來越重要。

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（作者單位：長城汽車股份有限公司）