王中龍
（陝西法士特汽車傳動工程研究院）

　　一、改進背景
　　隨著重卡大扭矩發動機逐漸成為主流，變速器的“潤滑”和“冷卻’舊趨重要。2016年2月份，某型號變速器進行“潤滑一冷卻”係（xì）統（tǒng）測（cè）試時，發現其工作壓力約1.8MPa，高於係統設計壓力Z大值（Pmax=1.5MPa）。並且在溫度較低時這個壓力值更大。為了避免因係統壓力高而導（dǎo）致油管拔脫或（huò）冷卻器漏油等不良現象，需在不影響係統功能的前提下對係統進行改進（jìn），降低係統工作（zuò）壓力、提高工作效率。

　　二、初步分析並製定方案
　　從圖1（a）可以看出，油泵101出油後由內部油道a經過外接油管a1進入風冷油冷器2實現係統的“冷（lěng）卻”功能；經過冷卻的油液（yè）再經過外接（jiē）油（yóu）管b1進（jìn）入（rù）變速器內部油道b，油液經過（guò）潤滑油路103實現“潤滑”功（gōng）能，Z終回油。經過試驗，油溫80℃、輸入流量25L/min時，油（yóu）泵建立的壓（yā）力約0.8MPa。但當油溫較低且流量較大時，油泵建立的壓力（lì）會接（jiē）近2MPa。為了保護係統及元件，必須限製其Z大壓力。因此需要在泵口並聯安全閥，溢流壓力設定在0.7～0.85MPa。即變速（sù）器“潤滑-冷卻”新係統I，如圖1（b）所示。

　　由於“潤滑一冷（lěng）卻”係統的油管（guǎn）A1和b1比較長（約4m/個），再加上風冷油冷器的（de）油阻，在（zài）油溫（wēn）較低時，冷卻係（xì）統油阻很大（dà）。油液全（quán）部從油泵安全閥105流回變速器，而不（bú）流經風冷油冷（lěng）器2及潤滑油道103。因此這種工況下係統的潤滑功能和（hé）冷卻功能失效（xiào），直到變速器持續工作使油溫上升，從而恢複（fù）係統的潤滑功能和冷卻功能。
　　油溫（wēn）低時不需要冷卻，所以冷卻功（gōng）能失效可以接受。但是如果潤滑功能失（shī）效（xiào），會導致變速器的潤滑不良。所以需要1種方法（fǎ）能夠在（zài）低溫（wēn）時保證潤滑功能正（zhèng）常。因此提出了變速器“潤滑（huá）一冷卻”新係統II，如圖（tú）1（c）所示。
　　新（xīn）係統II在變（biàn）速器內部建立帶有節（jiē）流功能的油道a2，即使油液沒有（yǒu）通過風冷油冷器2，還會有部分油液通過油道a2流經（jīng）潤滑油路103、從而保證係統（tǒng）的潤滑功能在低（dī）溫下或者風冷油冷器（qì）堵塞時（shí）也能正常工作。需要（yào）注意的是，新係統II油溫高時，節流油路106必須保證係統也有足夠的壓力使得油液可以克服冷卻係（xì）統的油阻，流經（jīng）風冷油冷器（qì），保證冷卻功能正常工作。因此節流油路106的節流能力也很（hěn）重要。
　　原係（xì）統長接頭安裝位置如圖2所示，可對細節A進行改進，實現圖1（c）所示的新係統II的功（gōng）能。

　　如圖3（b），長接（jiē）頭與高低壓油隔牆上的孔為間（jiān）隙配合。通過取消長接頭上的O型圈圖3（a），使（shǐ）得油液可以（yǐ）從配合間隙流過。該配合間隙很（hěn）小，因此（cǐ）也能（néng）起到節流的作用。對應圖（c）中106的功能。

　　三、方案實施並（bìng）進行試驗驗證（zhèng）
　　為了證明（míng）新係統（tǒng）II的有效性，分2種工況試驗（yàn）：
　　1．長接頭（tóu）帶O型圈（新（xīn）係統I）；
　　2．長接頭不帶O型圈（新係（xì）統II）。
　　試驗方案：油溫在65℃左右（yòu）時。測試不同輸入（rù）轉速下經過（guò）冷卻係統的流量。
　　試驗結（jié）果顯示：在8=0.25±0.05mm時，新係統II冷卻係統流（liú）經的流量是新係統（tǒng）I的60%，這是由於節流油路106分流的原因。變速器持續運（yùn）轉，油溫接近70℃時到（dào）達（dá）平衡溫（wēn）度（10min溫度上升小於1℃）。也就是說，取消O型圈使用縫隙節流的方法對係統的冷卻效果影響很小（縫隙的大（dà）小8比較重要，經過試驗取值8=0.25±0.05mm）。
　　在齒（chǐ）輪油為（wéi）0℃時車輛開始運行，新係統II中的油液更容（róng）易流經（jīng）縫隙8進入變速器潤滑油道。經理論仿真（zhēn），該工況下，新係統II的變速器潤滑（huá）油道流量是新係統I的130%。該工況常出現在（zài）較長時間（jiān）放置在低溫環（huán）境下（xià）的車輛（如在北方冬天隔夜放置的車輛）初始起動運行（háng）時。
　　當車輛（liàng）較長時間運行再停車後在寒冷環境下放置一段時間。這（zhè）時變速器“冷卻（què）-潤滑”係統的冷卻係統降溫（wēn）較快，而變速（sù）器內的齒輪油降溫較慢。此時起動車輛，流（liú）量會與之前分析的結果有所不同。在變速器內（nèi）部油溫高於變速器外部油溫較多時，新係統II的變速器潤滑油道流量明顯較多，可以有效保證車輛在初始起動後潤滑係統（tǒng）正常工作。比如在環境溫度為-10℃時，車輛運行較長時間再停（tíng）車放置半小時後，冷卻係統管（guǎn）路（lù）和冷卻器內的齒輪（lún）油溫度為0℃；變速器內部齒輪油（yóu）溫度為20℃。經理論仿真，該工況下，新係統且的變（biàn）速器潤滑油道流量是新係統I的264%。該工況常出現在車輛運行過程（chéng）中短時間停（tíng）車後，再繼續運行的工（gōng）況（如司機停車短（duǎn）時間的休息、吃飯等）。
　　四、總結
　　通過增加（jiā）安全閥，保證變速器“潤滑一冷卻”係統的壓（yā）力（lì）在合理範圍內；通過取消長（zhǎng）接頭上的O型圈，並（bìng）調整長接頭（tóu）與隔牆孔的間隙（xì），保證在低溫時潤滑功能（néng）仍然有效，同時又不降（jiàng）低（dī）高（gāo）溫時的冷卻性能。這2處改進，增加（jiā）的成本（běn）很少，提高了產品（pǐn）可靠性，帶來了較大的經濟效益和社會效益。

來（lái）源：《汽車（chē）維修》2017年第2期