汽车变速器齿轮故障诊断方法综述
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【摘 要】自动变速器是汽车重要的动力总成，一旦发生故障，将会对人们的出行造成不可估量的影响，因此掌握汽车自动变速箱故障诊断与维修的知识很有必要。在根据自动变速器维修特点，提出了汽车自动变速器故障诊断的流程和通过做试验诊断自动变速器的故障的方法，对提高汽车维修的效率有极大的促进作用。
【关键词】汽车；变速器齿轮；故障诊断；解析；
自動变速器齿轮是一种汽车内部的封闭装置，只要产生故障，就会使维修的难度增大，在未确认故障区域时，不能随意开展解体维修，必须快速并正确地进行故障的诊断及排除，相关的维修人员必须全面掌握各种汽车故障的症状，还要仔细收集并分析来自于用户的情况说明，以便更好地开展故障诊断与排除。
一、汽车自动变速器齿轮的故障分析
1、容易产生打滑 汽车运行过程中，在踩油门后车速无法提高，或汽车在上坡时缺乏行驶的动力，产生此类情况时，驾驶员应快速思考是否是自动变速器发生了故障。而导致这一故障的原因有很多：（1）汽车自动变速器的制动器内密封圈使用过久，未进行及时更换，致使零件过度磨损产生脱落，从而使自动变速器漏油；一旦油压与供油减少，就会使汽车缺乏运行动力；（2）汽车自动变速器内的油泵被损坏也会使汽车漏油、油压减少，让汽车缺乏运行动力且无法提速。
2、容易产生漏油 汽车自动变速器产生漏油的关键因素是汽车自动变速器平面发生了变形，或者是由于自动变速器在进行加工时工作人员缺乏耐心，从而使汽车关键部件中的固定螺栓产生松动。一旦发生此类故障，须从集中漏油的地方着手，判断具体的故障原因，采用具有针对性的排除方法。
3、无法升档 汽车在运行过程中自动变速器无法提升到高速档或超速档，产生此故障的原因有：节气门拉索的调整不正确；节气门的位置传感器与电路故障；调速阀及其油路故障；车速传感器故障；换档电磁阀故障；高档离合器与制动器故障；档位开关故障等。
二、主要的诊断方法
1、磨损残余物分析诊断方法
对于汽车变速箱齿轮而言，其最为主要也是最为常见的失效形式就是磨损失效；汽车在运行过程中，若出现齿面磨损，则可以在润滑油中找到这些磨损的残余物；对于磨损残余物分析诊断方法来讲，其对机器失效有关信息的快速获取，主要是基于对机械零部件磨损残余物在润滑油中残余物含量的测定来完成的。当前进行测定的主要有三种方法：①对残余物进行直接检查，以及通过对润滑油浑浊度变化、电感的变化以及油膜间隙内电容的测定来快速获得有关零件失效的重要信息；②收集残余物，例如，应用特殊的过滤器或者磁性探头等来把工作表面因疲劳而形成的大块剥落物收集起来；③油样分析；这种分析技术，对于机械磨损部位和过程的研究、磨损机理的研究以及磨损失效类型的研究均具有重要的意义；它可基于不解体、不停机这种状态来诊断故障和全程监测机械设备的进行状态；此外，这种油样分析技术又可分为两种类型：第一，分析油样本身的化学物理性能；第二，磨屑监测技术，也就是对油液中的不溶解物质进行分析的一种技术。实践表明，应用磨损残余物故障这种分析方法来对变速器中的磨损类型故障进行检测诊断，是相当有效的；相比于其他故障诊断方法，诸如振动诊断方法，这种诊断方法在对磨损类型故障诊断方面，更具有优势，因而对汽车变速器磨损故障进行判断的有力手段就是磨损残余物分析诊断方法。
2、振动检测技术诊断法
有关机械振动信号，这是当前诊断技术采用最多的一种信号，这主要是基于由振动所产生的机械损坏具有相当高的比率；根据相关资料可知，由机械振动而带来的机械故障超过三分之二；此外，最容易获得的振动信号，是来自机械运转中所产生的，而且在振动信号中，还具有数量众多的能对机械设备状态进行反映的信号，通过振动的异常可把许多机械故障反应出来。振动检测技术诊断法，主要是基于对设备振动参数及特征的检测，来对设备状态和故障进行分析的一种方法。因为振动不仅具有参数多样性和广泛性，而且还具有测振方法的在线性和无损性，因而进行机械设备故障诊断的首选方法就是这种机械设备振动监测诊断法。汽车变速箱齿轮若出现表面失效，则在运行中，将有与正常齿轮啮合不一样的振动和噪音产生出来。根据振动检测技术，把行驶汽车的振动信号测取出来，就可结合变速箱频率来对测量参数及传感器进行选择；为把足够数量顺利检测到，又可把变速箱齿轮状态信号进行真实反映，对于振动测量点就要进行恰当的选择；一般把那些能够全面反映变速箱齿轮振动状态的振动敏感点作为测量点，此外，还把与诊断核心部分距离最近的关键点以及极易产生劣化现象的易损点作为测量点，这样可最大限度确保进行振动信号测量的高效性和有效性。对于振动检测技术诊断法，不仅可实时、直观地体现机械动态特征及其变化过程，而且还可准确地体现机械动态特征和运动过程，再加上这种方法在应用上的简单实用，故这种故障诊断方法在实际当中得到了极为广泛的应用。
3、声发射技术诊断法
这种诊断方法，就是应用仪器进行检测、对声发射信号进行分析和利用的一种故障诊断方法。对汽车变速箱齿轮而言，因其的高速旋转，致使运行中不可避免地产生热弯曲、不对称等现象，带来转子碰撞，故在金属以内的晶格，将出现重新排列或滑移，此过程因能量发生变化，变化的能量将通过弹性波这种形式来进行释放，这就形成了声发射信号；接着基于数据采集模块来采集、转换、存储声发射检测数据，再通过电脑来实时分析和处理数据，从而来实现对汽车变速箱齿轮的在线监测，这样对于那些微弱故障信号也可进行准确捕捉，从而能把汽车运行的安全性进行有效提高。但因受声发射源的不同形状、波形变化以及波的不同传播途径等等因素的影响，应用这种信号来对结构内部缺陷变化进行判断，一定要应用专门技术，来把背景噪声的干扰排除掉。声发射监测这种检测方法，具有无损动态检测特点，但它又不同于其他无损检测方法，因声发射信号是产生于外部条件的作用下，故对于那些缺陷变化，相当敏感，对于那些微米数量级的显微裂纹的扩展和发生的相关信息，可以轻而易举地检测出来，故具有极高的灵敏度。
4、光纤传感技术诊断法
这种故障诊断方法，主要是基于光纤对一些特定的物理量所具有的敏感性，来把外界物理量向可进行直接测量的信号进行转换的一种汽车变速器齿轮故障诊断方法。就光纤而言，不仅可直接作为光波的直接传播媒质，而且光纤传播中的光波，其特征参数会因外界因素的影响而产生变化，故可把光纤当作传感元件来对各种物理量进行探测。对于光纤传感器而言，因具有极高的灵敏度、超强的抗电磁干扰能力、超好的电绝缘性急耐腐蚀等等优点，故在汽车这个行业也受到了极为普遍的应用。当前，光纤传感技术已朝着智能化、功能化及集成化等方向快速发展着，可以预见，随着科技的不断发展，这种故障诊断方法将在汽车变速器齿轮故障诊断中将得到越来越广泛的应用。
三、结语
不管是汽车的运行条件、还是运行环境，都极为特殊；行驶的汽车，因换挡极为频繁，致使变速箱中的齿轮、轴及轴承经常性地出现故障。根据相关统计表明，在所有汽车故障当中，因齿轮失效导致汽车变速器产生故障的要占到60%左右。变速器齿轮失效，主要表现为齿面磨损过度、点蚀剥落严重及因过度弯曲引起断齿等现象。在工作条件良好状况下，有关过度弯曲而引起断齿这种现象比较少出现，但这种现象只要产生，就可以比较容易判断出来；因此，随着不断发展的汽车技术，对变速器进行故障诊断，尤其是进行齿轮故障诊断，更是变得越来越重要。
参考文献：
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[2]王卫群.汽车变速器故障诊断专家系统研究[D].机械科学研究院，2006.
[3]周林，吴昊，程晓民等.螺旋伞齿轮摆动辗压成形三维有限元模型M[J].热加工工艺，2010，39（7）
（作者单位：长城汽车股份有限公司）
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