王中龍

（陜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”系統測試時，發現其工作壓力約1.8MPa，高于系統設計壓力Z大值（Pmax=1.5MPa）。并且在溫度較低時這個壓力值更大。為了避免因系統壓力高而導致油管拔脫或冷卻器漏油等不良現象，需在不影響系統功能的前提下對系統進行改進，降低系統工作壓力、提高工作效率。

二、初步分析并制定方案

從圖1（a）可以看出，油泵101出油后由內部油道a經過外接油管a1進入風冷油冷器2實現系統的“冷卻”功能；經過冷卻的油液再經過外接油管b1進入變速器內部油道b，油液經過潤滑油路103實現“潤滑”功能，Z終回油。經過試驗，油溫80℃、輸入流量25L/min時，油泵建立的壓力約0.8MPa。但當油溫較低且流量較大時，油泵建立的壓力會接近2MPa。為了保護系統及元件，必須限制其Z大壓力。因此需要在泵口并聯安全閥，溢流壓力設定在0.7～0.85MPa。即變速器“潤滑-冷卻”新系統I，如圖1（b）所示。

由于“潤滑一冷卻”系統的油管A1和b1比較長（約4m/個），再加上風冷油冷器的油阻，在油溫較低時，冷卻系統油阻很大。油液全部從油泵安全閥105流回變速器，而不流經風冷油冷器2及潤滑油道103。因此這種工況下系統的潤滑功能和冷卻功能失效，直到變速器持續工作使油溫上升，從而恢復系統的潤滑功能和冷卻功能。

油溫低時不需要冷卻，所以冷卻功能失效可以接受。但是如果潤滑功能失效，會導致變速器的潤滑不良。所以需要1種方法能夠在低溫時保證潤滑功能正常。因此提出了變速器“潤滑一冷卻”新系統II，如圖1（c）所示。

新系統II在變速器內部建立帶有節流功能的油道a2，即使油液沒有通過風冷油冷器2，還會有部分油液通過油道a2流經潤滑油路103、從而保證系統的潤滑功能在低溫下或者風冷油冷器堵塞時也能正常工作。需要注意的是，新系統II油溫高時，節流油路106必須保證系統也有足夠的壓力使得油液可以克服冷卻系統的油阻，流經風冷油冷器，保證冷卻功能正常工作。因此節流油路106的節流能力也很重要。

原系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）所示的新系統II的功能。

如圖3（b），長接頭與高低壓油隔墻上的孔為間隙配合。通過取消長接頭上的O型圈圖3（a），使得油液可以從配合間隙流過。該配合間隙很小，因此也能起到節流的作用。對應圖（c）中106的功能。

三、方案實施并進行試驗驗證

為了證明新系統II的有效性，分2種工況試驗：

1.長接頭帶O型圈（新系統I）；

2.長接頭不帶O型圈（新系統II）。

試驗方案：油溫在65℃左右時。測試不同輸入轉速下經過冷卻系統的流量。

試驗結果顯示：在8 =0.25±0.05mm時，新系統II冷卻系統流經的流量是新系統I的60%，這是由于節流油路106分流的原因。變速器持續運轉，油溫接近70℃時到達平衡溫度（10min溫度上升小于1℃）。也就是說，取消O型圈使用縫隙節流的方法對系統的冷卻效果影響很小（縫隙的大小8比較重要，經過試驗取值8=0.25±0.05mm）。

在齒輪油為0℃時車輛開始運行，新系統II中的油液更容易流經縫隙8進入變速器潤滑油道。經理論仿真，該工況下，新系統II的變速器潤滑油道流量是新系統I的130%。該工況常出現在較長時間放置在低溫環境下的車輛（如在北方冬天隔夜放置的車輛）初始起動運行時。

當車輛較長時間運行再停車后在寒冷環境下放置一段時間。這時變速器“冷卻-潤滑”系統的冷卻系統降溫較快，而變速器內的齒輪油降溫較慢。此時起動車輛，流量會與之前分析的結果有所不同。在變速器內部油溫高于變速器外部油溫較多時，新系統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后潤滑系統正常工作。比如在環境溫度為-10℃時，車輛運行較長時間再停車放置半小時后，冷卻系統管路和冷卻器內的齒輪油溫度為0℃；變速器內部齒?油溫度為20℃。經理論仿真，該工況下，新系統且的變速器潤滑油道流?是新系統I的264%。該工況常出現在車輛運行過程中短時間停車后，再繼續運行的工況（如司機停車短時間的休息、吃鈑等）。

四、總結

通過增加安全閥，保證變速器“潤滑一冷卻”系統的壓力在合理范圍內；通過取消長接頭上的O型圈，并調整長接頭與隔墻孔的間隙，保證在低溫時潤滑功能仍然有效，同時又不降低高溫時的冷卻性能。這2處改進，增加的成本很少，提高了產品可靠性，帶來了較大的經濟效益和社會效益。

來源：《汽車維修》 2017年第2期