详解车辆气动系统及维修

来源：本站整理作者：佚名 2015-10-08 06:42:01

    3.4 10挡变速器用气动助力器故障分析与改进
    某齿轮公司设计开发了十挡重型全同步器变速器。为了减轻驾驶员的劳动强度，该变速器在设计时考虑了在变速器上安装换挡助力器。但在试验验证过程中，该换挡助力器的使用寿命不能满足设计要求，主要问题是在使用一段时间后气动助力器漏气，造成整车挂挡费力甚至无法挂挡。
    （1）初期选用的气动助力器结构及原理
    ①初期选用的气动助力器结构。原气动助力器结构见图23。压缩空气通过拉杆与弹簧座的间隙及拉杆上的气孔分别进入A腔和B腔，若开启摇臂不动作，则A腔和B腔内的气体分别被密封圈1和密封圈2密封，不能进入C腔和D腔，因此不能推动活塞左右运动。当开启摇臂向左运动时，开启摇臂通过连杆机构带动拉杆和密封圈1向右运动，此时密封圈1脱出右侧密封套的内腔，A腔内的空气进入C腔，C腔内的气体进入活塞的右侧，从而推动活塞并带动换挡摇臂向左运动；当开启摇臂向右运动时，开启摇臂通过连杆机构带动拉杆和密封圈2向左运动，此时密封圈2脱出左侧密封套的内腔，此时B腔内的空气进入D腔，D腔内的气体进入活塞的左侧，从而推动活塞并带动换挡摇臂向右运动。

    ②初期选用的气动助力器的安装。原气动助力器在变速器的安装示意图见图24。气动助力器通过支架安装于变速器侧面，气动助力器开启摇臂通过拉杆与变速器选挡摇臂连接，变速器选挡摇臂通过拉杆与变速杆连接，气动助力器换挡摇臂通过拉杆与变速器换挡摇臂连接，当气动助力器换挡摇臂前后动作时实现对变速器的换挡助力作用。

    （2）初期选用的气动助力器故障及原因分析
    ①故障形态。气动助力器在整车行驶2000～10000km时发生漏气故障，造成整车挂挡费力甚至无法挂挡，经对故障件拆解，发现气动助力器拉杆上用于密封的O形密封圈损坏。
    ②原因分析。气动助力器的挂挡助力通过O形密封圈与密封套的相对运动来实现，由于密封套在设计上不可避免存在尖角部分，O形密封圈在运动过程中与尖角部分接触造成损坏，导致气动助力器漏气。
    由于该气动助力器结构存在问题，即使进行优化设计加工也存在很大的难度，因此决定采用新结构的气动助力器，以满足整车匹配的要求。
    （3）新气动助力器的应用
    ①新气动助力器结构及工作原理。新气动助力器结构见图25。气动助力器进气口接通气压为0.6～0. 8MPa的压缩空气，压缩空气从气阀开启拉杆内部进入气动助力器的气阀密封座中部，此时气动助力器的气阀开启器在没有外力的作用下不会打开，因此压缩空气在密封座的中部达到平衡。

    推拉气动助力器的连接套，就会带动大拉杆和气阀开启拉杆，两侧的气阀开启器就会联动，从而打开左右两侧的气阀。由右向左推动连接套时，大拉杆就会推动气阀开启器打开右侧的气阀，气体经过活塞杆右侧的孔进入右侧的气缸，活塞带动活塞杆及输出杆迅速向左侧移去，而左侧气缸内的气体从活塞杆左侧孔里经左侧的排气孔排出，输出杆带动变速器上的换挡摇臂进行换挡，从而达到气动助力器助力的效果。由左向右拉动连接套时，大拉杆就会带动气阀开启拉杆左侧的气阀开启器打开左侧的气阀，气体经过活塞杆左侧的孔进入左侧的气缸，活塞带动活塞杆及输出杆迅速向右侧移去，右侧气缸内的气体从活塞杆右孔里经右侧的排气孔排出，输出杆带动变速器上的换挡摇臂进行换挡，从而达到气动助力器助力的效果。
    ②新结构气动助力器在变速器的安装。新气动助力器在变速器的安装示意图见图26.新结构气动助力器直接安装在变速器壳体上，连接套与换挡杆连接，输出杆与换挡摇臂直接连接，当输出杆前后动作时实现对变速器的换挡助力作用。

    ③新结构气动助力器试验及装车验证效果。新结构的气动助力器经台架试验40万次、装车使用1年以上未发生故障，得到主机厂的认可。
    新结构的气动助力器经试验验证换挡助力效果明显，大大减轻了驾驶员的劳动强度，实际使用寿命可满足整车的匹配要求，且便于安装，目前已在重型变速箱上开始批量匹配。