



在本刊2022年第1期刊登的《0AM雙離合變速器機電單元蓄能器座斷裂故障分析》一文中,對0AM雙離合變速器機電單元(下文簡稱“0AM機電單元”)的機械部分蓄能器底座斷裂進行了分析。本文則針對該故障分析一下蓄能器底座的維修方法和改進方法,以及蓄能器內部故障所造成的車輛故障。
1.蓄能器底座斷裂的原因分析
按照《0AM雙離合變速器機電單元蓄能器座斷裂故障分析》中的分析,機電單元蓄能器底座的損壞多數是從底座根部產生斷裂,從而造成系統壓力損失(圖1),車輛無法行駛、報故障碼并被迫停止。而造成機電單元蓄能器座斷裂的原因有以下幾點。
(1)溫度。巨大的溫差導致內部產生脹縮應力,加劇根部斷裂。
(2)振動和沖擊。蓄能器為水平方向安裝,其一端懸空,內部活塞往返運動導致蓄能器重心不斷變化,再加上自身和液壓油的質量,都增加了側壁與底面連接處產生的徑向扭轉力和軸向的拉伸力。
(3)應力。由于蓄能器座的鋁合金材質,及其底面、內壁、內螺紋和端面經過鉆、銑、切削等加工工藝,形成了應力集中區。
(4)壓力。蓄能器的最高壓力可達6MPa以上,巨大的壓力會通過螺紋間隙進入外壁,蓄能器的外殼接觸,會嚴重破壞鋁合金的金屬結構。
(5)結構。由于設計缺陷,在底座受力最大的一側沒有任何輔助支撐和加固結構。在強大的應力作用下,底座不斷承受各種沖擊、剪切、拉伸、扭轉和脹縮,不可避免地發生了斷裂。
(6)材料。鋁合金材質雖然硬度高但脆性大,容易產生累積性結構破壞,進而超過材料的疲勞強度而發生斷裂。
2.蓄能器底座斷裂解決方案
經過分析,通過更換蓄能器底座材料并重新加工,讓它能承受高溫、振動、沖擊、應力及壓力等惡劣情況而不斷裂,就能夠保證0AM機電單元中的蓄能器部位油壓無泄漏,徹底解決0AM蓄能器座斷裂導致的油路板報廢問題。而且這樣這樣解決后,變速器不會再出現同類故障,從而降低該款變速器機電單元的維修成本。具體步驟如下。
(1)仔細測量底座,按照加工尺寸余量重新加工材料為45#鋼的金屬座,金屬座壁厚為2.50mm,加工過程中切削路徑、零件加工精度完全按照原底座的工藝進行。在機械加工時,離合器位置傳感器與蓄壓器座絲扣本體距離太近,所以一定要保留0.25mm的加工余量,從而有效避開傳感器位置。最后按照原底座位置加工固定底座的螺栓孔和密封圈安裝位置(圖2)。
(2)將0AM機電單元油路板上蓄能器斷裂損壞部分切除,切割線打磨圓滑、平整(圖3)。
(3)在0AM機電單元組裝時,先將切割后的油路板放入閥體外殼的殼體內,再將重新加工的鋼制強化底座安裝在切割后的油路板上(圖4)。油路連接處加裝密封圈防止漏油,利用原底座底部的螺栓孔,用螺栓將鋼制強化底座與油路板固定在一起,螺栓力矩為8N·m+90°(圖5)。
(4)將蓄能器安裝到鋼制強化底座上(圖6)。
(5)將固定壓板安裝到油路板上(圖7),用以壓緊強化安裝座邊緣。固定壓板采用緊固螺栓加以緊固,形成二次保護,螺栓力矩為8N·m+90°。至此完成修復。
將修復好的0AM機電單元裝車并試車,一切正常。經長期跟蹤多輛該故障車輛,修復后一年內未再出現蓄能器底座斷裂問題,該故障徹底解決。此方法已申請實用新型發明專利并通過審核(專利號:202123211955.6)。
3.蓄能器背壓不足引起的故障分析
在針對蓄能器相關故障研究時發現了一個問題,就是蓄能器內部壓力的大小,可以引發車輛一個明顯的故障。故障現象為:車輛熄火半小時以后再起動,換擋后車輛無法行駛,車輛儀表板上的擋位指示燈閃爍或缺失,熄火后再重新起動,換擋無法行駛故障消失。
查看資料發現,此車在熄火后一段時間內,為了減少閥體內部壓力,變速器控制單元會發出釋放油壓的指令。各擋位推桿泄油,使閥體內的壓力下降,保護閥體內部所有零部件,防止其長時間承受高壓而損壞。車輛起動后,系統再重新建立油壓。
在研究蓄能器座斷裂問題的過程中,通過測量每個蓄能器背壓發現,良好的蓄能器背壓較高,不會出現換擋不行駛的故障。而蓄能器性能較差的則背壓較低,容易導致換擋不行駛的故障。在更換良好的蓄能器后,此故障解除。
分析故障原因,由于蓄能器在車輛行駛進程中,蓄能器內的彈簧不斷被壓縮和釋放,其性能不斷下降,背壓也在不斷減小。車輛停止后,為了保護變速器內部零件,變速器控制單元發出指令,將系統內的壓力釋放。車輛再次起動時,系統需要重新建立壓力,而想要達到正常的工作壓力需要一定的時間,并且初期產生的壓力都被蓄能器吸收。蓄能器的背壓越低,吸收的系統壓力越多,而系統油壓沒有達到標準工作油壓時,車輛如果換入行駛擋位,擋位推桿無法到達指定位置,所以車輛無法行駛。