变速器大修后为何1个月后返厂
2016-07-31薛工
文:薛工
变速器大修后为何1个月后返厂
文:薛工
卡簧、链条
故障现象:一辆2008年款一汽-大众奥迪A6L轿车,搭载2.4 L发动机和01T型链传动式无级变速器(CVT),行驶里程约15万km。该车曾在1个月前,因耸车问题在一家汽车综合修理厂维修。该企业拆解变速器后,发现链条及链轮等部件因润滑不良而严重拉伤,便送至当地变速器专修厂大修,并在大修中更换了很多部件。
大修后该综合修理厂将变速器装车试车后,判断故障排除,将车辆交付用户。谁知1个月后该车出现了严重的无法起步行驶故障,并且换挡后变速器内还会出现“哗啦哗啦”的响声。该厂没有再次选择本地专修厂维修,而是将变速器发至笔者所在的变速器专修厂修理。
检查分析:根据送修单位对故障现象的描述,笔者初步判断变速器的链条可能断了,从而导致变速器内出现“哗啦哗啦”的声音。对于链传动的CVT来说,链条一旦断掉,肯定无法进行动力传输,车辆自然就不能行驶了。
分解变速器过程中,笔者首先看到的是,主动链轮轴在中壳上的固定卡簧断了(图1)。将中壳拆下后,可以看到链条确实断了,而且断得非常彻底,大多散成小块,很少有完整的一段(图2、图3)。同时,链轮表面也在链条断掉后,有不同程度上的损伤(图4)。
为什么仅仅用了1个月的变速器,会再次损坏得如此严重呢?这里面有几个关键的疑点,如果顺着这些疑点找到原因,相信故障产生的原因也就知道了。这也可以避免再次出现返修。关键疑点有3个:第一,主动链轮轴上的固定卡簧为何断掉?第二,链条为何会断掉?第三,链轮为何也受损伤?
首先,比较容易分析的就是链轮表面的伤痕。根据这些表面痕迹不难分析出,它的受伤一定是在链条没有完全断掉之前(依然在传输动力)。此时链条与链轮表面之间的摩擦,不再是V型端面与面板之间全面接触式的摩擦过程,因此可以断定,链轮表面的伤痕就是链条损坏带来的结果。
链条的承载扭矩可达到280 N·m以上,为什么会轻易断掉呢?根据01T型链传动变速器的结构特点,传动比变化以及链条夹紧力控制(接触压力控制)等,均可导致链条断裂。具体原因如下。
①变速器在换挡过程中,主、从动链轮缸各自在沿轴向移动时不同步,例如某一个缸移动时有卡滞现象,会导致链条严重受力后断裂。
②施加在链轮上的夹紧力应当合适,从而保证变速器换挡时链条不会打滑,也确保主、从动链轮轮缸轴向的顺畅移动。如果链轮对链条的夹紧力过大,将会对变速器换挡(改变主从动轮缸的尺寸)带来极大的阻力,从而导致链条断裂。
③在特殊情况下,链轮轮缸内的油压变化不均匀,油压频繁出现突然变化,也可能会导致链条断裂。
④当变速器换挡时,如果主、从动链轮轴的相对位置发生变化,就会造成主、从动链轮缸在轴向上移动不同步,从而导致链条在传动过程中发生扭曲。这种情况下,链条传动中受到的侧向推力和阻力形成干涉,有可能致使链条断裂。
⑤链条本身质量问题等。
根据上述分析,接下来通过检查和测试来逐一排查链条损坏的可能原因。
检查液压控制阀体时,并没有发现有阀门卡滞和磨损情况,各阀门活动自如,因此基本可以排除链条接触压力不正确的可能。人为对主动链轮轮缸和从动链轮缸进行加压试验,从加压到归位都很顺畅,并没有发卡现象,这样又基本可以排除链传动本身的可能性。而根据之前送修单位的介绍,链条的质量肯定可以保证。因此,最终怀疑的焦点聚集在主、从动链轮轴之间的位置关系上。
正常情况下,无论在低速挡位还是在高速挡位,链条自始至终都会在一个平面内,通过滚动摩擦来实现传动比的切换。如果其中一个链轮轴存在轴向间隙过大的情况,有可能就会影响链条的承载能力,从而出现损坏。
而本次所修的这个变速器,在分解时恰恰看到,由于主动链轮轴上与中壳之间的固定卡簧断掉,而且在中壳上下2个不同厚度的垫片也并没有错装,那么当变速器换挡时,随着主、从动链轮缸在各自轴上移动,主动链轮轴将随之而移动。因此,主、从动连轮轴的相对位置发生了变化,链条将不在一条平面内运动,在滚动过程中会发生扭曲,最终造成链条断裂。而在链条没有完全碎裂之前,会致使链轮面板表面线受到伤害。
到此该车变速器的问题就比较明显了,链条损坏的原因就是主动链轮轴上的固定卡簧断裂所造成。那么该卡簧为何会断裂呢?是受力不均还是卡簧自身原因?主动链轮轴在中壳上的固定就是依靠这个卡簧,在卡簧中壳下面有2个不同厚度但尺寸相同的调整垫片,如果2个垫片没有错装,而卡簧又是完全卡在轴上卡簧槽里,卡簧不会轻易断掉。
笔者仔细观察卡簧断口及其表面的接触痕迹(与轴上卡簧槽之间),发现卡簧内部与轴上卡簧槽的接触面并不是完全接触,而是只有局部接触。将断掉的两部分卡簧放在一个玻璃平面上,通过断口对接发现,卡簧在未断之前已经有了变形。由此笔者推断:上次变速器大修时,维修人员在拆卸和组装这个卡簧时,有可能未使用合适的工具(卡簧钳),使卡簧有了一定的变形。维修人员对此可能也并没有在意,在组装变速器安装这个卡簧时,没有去修正这个变形。但就是因为卡簧有变形情况,在使用过程中因其受力不均匀而断裂,最终导致链条断裂而变速器返修。
故障排除:重新更换一套链传动装置和链条,更换卡簧和内外滤清器等,装配变速器后发回给送修单位。据送修单位回馈,变速器装车后故障排除,使用3个月后车辆一切正常。
回顾总结:该故障其实并不复杂,也不属于什么疑难故障,但毕竟不是原始故障,而是其他维修人员维修后产生的问题,因此笔者在实际维修时,还是抱着小心谨慎的态度。毕竟对于维修人员来说,最不愿意接触的就是再次返修的故障。
该变速器返修的原由,就是因为一个小小卡簧。也许是开始拆卸和安装这个卡簧的维修人员在操作上还不够专业和认真,或者是使用工具不够专业,导致该卡簧变形。但无论如何,组装变速器时,维修人员都应该考虑到这个变形的卡簧,或者更换,或者修正,这是规范问题。
而不规范的结果,就是付出巨大的代价。一个小小的卡簧,不但导致链条损坏,并带来对链传动部件的伤害。这个案例也给各位同行敲醒警钟:维修工艺规范在任何时候都是最重要的,不要放过对任何一个细节。体现专业价值是我们每一位维修人员应尽的职责,细节决定一切。