摘要：目前，状态监测与故障诊断技术已发展得比较成熟，由最初的单因素、单机监测诊断向多因素、多机联合监测的综合分析和故障诊断专家系统的方向发展，一些新的硬件、软件不断应运而生，诊断方法也从感官判断发展到充分利用各种自动测试技术、监控技术、信息处理技术和图像分析技术，并取得了很多理论成果和实质性进展。近年来，状态监测与故障诊断技术已在现代工程技术系统和大型复杂设备的合理应用、安全运行、事故分析、质量及性能评估、技术决策和视情维修中得到广泛应用。本文分析了汽车变速器在线快速故障诊断技术，并提出其发展方向。
关键词：汽车变速器；在线；快速故障；诊断技术；分析
引言：目前,汽车市场上装备性能更佳、功能更多的自动变速器(AT)轿车迅速增加。为解决AT油耗高?动力性能低的问题,汽车广商为AT设计可供选择的多种使用模式,使其智能化适应不同驾驶需要。在经济模式下,电控单元控制变速器的执行机构在发动机转速较低时即按设定的规律曲线完成换档,以减少功率输出达到降低油耗的目的、在运动模式下,其设计的换档规律曲线是控制变速器在发动机转速较高时换档,获取发动机最多的功率,达到提高整车动力性能的目的。在变扭器锁止离合器的控制上,尽量采取合理的工况锁止条件方式选择,以优化设计达到提高传动效率的目的(目前正在开发一种浸油离合器来替代液体变扭器式的AT,避免油介质在动能传递中能量的损失)。
1.变速器故障类型
1.1轴系的主要失效型式
1.1.1失衡
其原因为安装有齿轮的转动轴由于制造或安装质量不良，或是轴系上某个零部件损坏、失落、附着异物，或是轴的弯曲变形等原因导致轴系的质量分布不均。
1.1.2弯曲变形
转轴由于受力不均、设计或装配不良、箱体变形等原因发生弯曲变形。
1.1.3扭转变形
转轴在传递动力时产生扭转变形，一般不影响轴的正常工作，但当动力或负载扭矩变化及齿轮的齿面有不同程度的损伤时，将会引起转轴的扭转振动。
1.1.4疲劳断裂
转轴上出现横向裂纹时，轴的刚度随着裂纹深度的增加而下降，而且裂纹的位置越接近轴的中部，其刚度变化越大。
1.2齿轮的失效形式
1.2.1制造和装配不良
制造和装配不良造成的失效，如齿形误差，轮齿与内孔不同心，各部分的轴线不对，中、大型齿轮的不平衡等。
1.2.2长期运动
齿轮在长期运行中，由于轮齿表面承受的载荷很大，两啮合轮齿之间既有相对滚动，又有相对滑动，而且相对滑动的摩擦力在节点两侧的方向相反，从而产生力的脉动，在长期运行中导致齿面发生点蚀、胶合、磨损、疲劳剥落、塑性流动及齿根裂纹，甚至断齿等失效现象
2.变速器市场的状况和发展
从现代汽车变速器的市场状况和发展来看,全世界的各大广商都对提高AT的性能及研制无级变速器(CvT)表现积极,汽车业界非常重视cvT在汽车上的实用化进程。然而,因无级变速器技术难度很大,发展相对较慢,从而成为世界范围内尚未解决的难题之一。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前世界上装车较多的汽车变速器是手动变速器MT、电控液力自动变速器ECT、金属带链式无级变速器CVT、电控机械式自动变速器MT、双离合器变速器CT及环形锥盘滚轮牵引式无级变速器VT等数种,并具有各自优势,但其中金属带式无级变速器前景看好。ECT变扭器中的自动变速器油(AT)F在高速运动中,由于油液分子间的内摩擦和油液分子与各工作轮叶片表面间的摩擦所消耗的部分能量及泵轮、涡轮窄隙处油液剪切等原因会产生油液温度升高造成功率损失,存在传动效率低油耗较大的不足,另外还存在结构复杂、成本高及维修难度大等较明显缺点。欧洲格特拉克(GETRA)G变速箱公司开发的电控机械自动变速器(AMT)则克服了AT效率低等缺点,与AT相比,具有更大的发展优势。可是,AMT依旧需要复杂的电控系统来控制。据该公司预测,到2008年,欧洲50%的MT将会被AMT代替,同时部分AT市场也将会被AMT占领。
3.汽车变速器在线快速故障诊断技术应用研究
3.1噪声检测诊断法
噪声检测诊断法是以变速器运行中的噪声为信息源，在变速器运行过程中，通过噪声参数的变化特征判别变速器的运行状态。此方法虽然简便，但易受环境噪声影响，所得结果并不十分准确。
3.2振动检测诊断法
振动检测诊断法是以变速器振动为信息源，在变速器运行过程中，通过振动参数的变化特征来判别变速器的运行状态。此方法应用较为普遍。
3.3声发射检测诊断法
由于变速器的金属零部件在磨损、变形、破裂过程中产生弹性波，声发射检测诊断法就是以此弹性波为信息源，在变速器运行过程中，分析弹性波的频率变化特征，来判别变速器的运行状态。此方法只能对应用于判断较为明显的故障情况，对于一些复杂、不明显的故障就不容易诊断出来。
3.4温度检测诊断法
温度检测诊断法是以变速器的工作温度为信息源，在变速器运行过程中，通过温度参数的变化特征判别变速器的运行状态。此方法原理简单、容易实现，但只能对一些较明显的故障进行诊断。
3.5光纤传感诊断法
光纤传感诊断法是利用光导纤维式位移传感器直接从轴承内圈和外圈的表面提取信息，来判别变速器的运行状态。此方法提取的信息可靠、稳定，判断准确，但由于传感器的价格较贵，故在实际应用中没有被广泛应用。
3.6磨损残余分析诊断法
磨损残余分析诊断法是对变速器润滑油中的磨损残余物分析，根据变速器运行过程中磨损残余物含量的变化，来判别变速器的运行状态，主要包括光谱分析、铁谱分析和X射线分析等。此方法判断准确，但由于分析仪器比较昂贵，故在实际应用中也很少采用。
4.加强汽车变速器在线快速故障诊断技术的措施
第一，定期对汽车变速器在线快速故障诊断技术的相关人员做好技术培训，在合适的时间、适当的阶段要做好人才的定期培训。加大资金投入，促进工作人员对汽车变速器在线快速故障诊断技术重要性的认知，积极鼓励更多人员进行培训，派遣相关专家对员工进行知识培训，加强相关人员对在线快速诊断的理解和重视。第二，促进信息技术的应用。我国的信息技术已经得到了快速发展，将信息技术应用于汽车变速器在线快速故障诊断中，是先进诊断技术发展的内在要求。实现汽车变速器故障检测与排除工作信息化，是汽车变速器在线诊断的发展趋势，信息技术可以成为变速器故障排除工作的有效手段，提高工作效率。
总结：综上所述，业内要充分掌握汽车变速器在线快速故障诊断的各种方法，还要清楚故障发生的原因及发生故障后会出现什么现象，积极使用较为先进的技术，保障减少事故的发生，同时促进变速器技术的发展。我国的信息技术已经得到了快速发展，将信息技术应用于汽车变速器在线快速故障诊断中，是先进诊断技术发展的内在要求。
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论文作者:杨建军
论文发表刊物:《防护工程》2018年第28期
论文发表时间:2018/12/21
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