张志滨1 王瑜2
1哈尔滨轴承集团公司 黑龙江哈尔滨 150036;2中国航发哈尔滨轴承有限公司 黑龙江哈尔滨 150036
摘要：本文主要针对汽车变速器轴承故障展开分析，思考了汽车变速器轴承故障的诊断方法和技术，思考了如何有效提升汽车变速器轴承故障的诊断效果，可供今后参考。
关键词：汽车，变速器，轴承故障，诊断技术
前言
当前，在汽车变速器轴承故障方面，还存在不少问题，为此，我们有必要针对故障展开分析，提高汽车变速器轴承故障的诊断技术和效果，确保诊断更加准确。
1变速器故障类型及原因分析
汽车变速器作为汽车重要的传动件之一，负责着动力由发动机向驱动桥的传递。变速器之所以成为汽车关键传动件，是因为其速比固定、结构紧凑等优越性能。
汽车变速器的工作原理：利用变速杆的拨动，来控制切换中间轴上的齿轮，利用与其相结合的不同齿轮来输送动力，进而控制车轮的速度。发动机通过中间轴传入动力，而后由中间轴连接输出轴，发动机工作时就会带动中间轴上的齿轮转动，从而带动输出轴上齿轮转动。其动力传递到输出轴上需要借助同步器，当变速杆变动使齿轮与同步器相接合，这样发动机的动力就能传递到输出轴上。
手动变速器主要由齿轮、轴、轴承和同步器组成，由于制造或装配误差以及受到实际使用时载荷等得影响，变速箱内各机械结构部件会发生各种损坏，由于故障类型不同，故障产生的原因也不同，下面将逐一分析：
1.1变速器齿轮故障分析
在汽车变速器运行过程中，齿轮损坏的状况是比较常见的，比齿轮磨损通常包括表面疲劳、塑形变形、齿面磨损等。齿轮裂纹通常包括疲劳裂纹、过载裂纹以及磨损裂纹等。面疲劳、塑形变形、齿面磨损等。齿轮裂纹通常包括疲劳裂纹、过载裂纹以及磨损裂纹等。产生齿轮磨损，甚至断齿的原因为：剪应力超过齿轮材料所能够承受的极限值进而产生疲劳裂纹；齿面未得到合理的润滑或者齿轮表面的保护油膜破损；所承受的载荷过大。
1.2变速器滚动轴承故障分析
变速器内部的滚动轴承部分对于变速器的性能也具有一定的影响，其在转动过程中会由于本身材料、载荷力、交变应力的影响而产生各种各样的故障，如轴承内外环划伤、滚动体表面出现塑性变形。一般来说，对轴承造成损坏的主要原因为瞬间载荷、应力集中、高温高速等。
1.3变速器轴和轴系故障分析
变速器轴和轴系的故障主要包括；轴系不平衡、轴轻度弯曲、轴系不对中、轴严重弯曲等，造成这些故障的主要原因在于由于轴系本身承受能力有限，当存在较大的载荷冲击时就会造成变速器轴和轴系出现故障，同时如果汽车长期处于载荷不平衡的状态也会对轴和轴系造成一定的损害。此外，变速器轴和轴系的制造工艺也会对轴和轴系的性能带来一定的影响。
2汽车变速器故障诊断方法
现代汽车所谓的“七分养三分修”主要体现了汽车保养的重要性，其实真正做好了维护保养再去除人为的故障，根本用不了“三分修”。在问诊过程中重点是询问车辆故障特征、车辆相关总成的保养情况和故障史等，通常通过“问诊”便可取得事半功倍的效果。
2.1询问故障特征
通过询问了解故障特征，包括故障现象和故障症状的特点，如有些故障是突发性的；有些故障是慢性的；还有些是间接性的等。
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2.2询问保养情况
通过询问了解车辆保养是否到位，尤其是与故障现象相关的总成，其保养项目是否按要求完成，如车辆经常是在4S店还是在路边小店做保养，ATF（自动变速箱油）和滤清器是否按时更换等。很多常见故障都是由于没有定期或没有按照规定里程来保养造成的，自动变速器对ATF的油品质要求非常严格，为了减少不必要的麻烦一定要使用厂家指定的产品。
2.3询问故障史
通过询问故障史了解故障的根本原因，主要询问：①故障现象是从何时何地开始出现的；②该车最近是否请人修理过，修过哪些部分；③该车最近是否经历过交通事故；④该车是否曾被雨水浸泡过或涉水行驶过等。
3汽车变速器轴承故障诊断方法分析
3.1振动水平诊断技术
经过把测量的相关振动均方值（RMS）与所允许的门槛值进行比较，能够看出齿轮以及轴承的具体运行状况是否正常，通常情况下RMS值和齿轮以及轴承异常程度存在正比例关系。在大多数状况下，特别是故障发生的初期，振动RMS值发生的变化并不是很明显。但是其他有关原因比如说噪声或是润滑油不良，会造成振动水平发生突然变化。因此该种技术运用比较少。
3.2峰值因素技术
峰值因素技术主要指振动峰值和有效值的比，而振动峰值以及有效值能够利用振动测量设备获取。依据某公司的报道，峰值因素有关参数能够当作齿轮以及轴承故障初期的诊断参数，若是在1～10Hz间进行测量就会可以获取相对更为明显的效果。此种诊断技术速度比较快，而且操作简单，需要应用的设备成本相对偏低，但是存在的缺点就是其它相关振动源发生振动会对峰值因素造成一定的影响。
3.3 SPM（冲击脉冲技术）
冲击脉冲方法是针对滚动轴承初期故障有效检测的技术。若是轴承损坏之后在运转过程中会形成冲击脉冲，进而导致轴承或是检测系统出现共振，通过窄带滤波之后的信号幅值具体大小就展现出冲击力的具体大小，直接关系到轴承具体损坏状况，其主要是将冲击脉冲级作为诊断参数。此种方法存在的缺点就是诊断参数和轴承自身的几何尺寸以及轴转速存在一定关系，同时会遭受高频环境下的噪声干扰比较大。许多实践表明在环境相对单纯下，此种技术是现阶段变速器轴承故障诊断比较有效的技术之一。
3.4频谱细化
从频谱分析方面而言，故障特点信息常常会集中于某一个频段中。为了能够有效提升判断的精确性以及可靠性，就应该在该频段之内具备相对较高的频率分辨率。而频谱细化技术主要是应用移频原理仅仅在相关的某段频段中进行和基带分析相同的多谱线深入分析，从而很大程度上提升分辨率。同时频谱细化技术从细化分辨率与提升运算速率方面而言具备良好的效果。
3.5倒频谱分析技术
倒频谱分析技术主要是依据故障信号能够进行调制的原理。其能够有效识别出相对复杂、繁琐频谱图中有关周期结构，可以有效分离与提取密集泛频信号当中的有关周期成分，针对具备同簇谐频或是异簇谐频等比较复杂的信号完成有效识别。同时倒频谱分析技术在变速器轴承故障诊断方面的运用也比较有效。
3.6精化特点信息模型技术
此种技术是一项时序参数模型有效分析方法，主要指在创建观测序列有关参数模型前，依据相关先验知识，充分运用滤波等相关技术把信号中的一些噪声有效剔除，并且在剔除噪声之后的时间序列与精化信息序列创建爱你时序参数模型。这时因为故障特点信息中信噪比在很大程度上得到提升，模型参数对于故障特点凝聚度以及明确性会得到加强，从而便于提升诊断技术的灵敏度以及可靠性。
4结束语
综上所述，在汽车变速器轴承故障方面，我们一定要更加清楚故障的根源，明确汽车变速器轴承故障的诊断方法和技术，才能够保证汽车变速器轴承故障的诊断更加有效。
参考文献：
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[3]杨宇，于德介，程军圣.EMD和AR模型在汽车变速器轴承故障诊断中的应用[J].汽车工程，2017（6）：743-745.
论文作者:张志滨1,王瑜2
论文发表刊物:《防护工程》2018年第14期
论文发表时间:2018/10/17
标签：变速器论文; 故障论文; 轴承论文; 齿轮论文; 技术论文; 汽车论文; 裂纹论文; 《防护工程》2018年第14期论文;