变速器是重型卡车最常用的配置,12挡变速器以其速比范围大、级差小的特点,一经问世,便获得了很高的认可度和广泛的应用市场。并且由于其采用了新颖的副箱控制气路形式和双中间轴结构,简单、可靠、成本低廉,故不断赢得客户赞誉。但是在实际使用过程中,一些细节方面的设计疏漏还是会引起故障的发生,本文阐述的就是1种典型的故障分析方法。
一、故障现象
变速器工作时,主箱在6挡(或7挡),换挡手柄预选高挡(或低挡)后,输出法兰动力中断,即副箱掉入空挡。此时需将换挡手柄拨回低挡(或高挡),主箱换回空挡(气路控制阀通),主箱重新换挡,输出法兰恢复转动。
二、初步分析
经梳理12挡变速器的结构和气路原理,初步分析出以下2种原因可能导致副箱掉入空挡:
1.预选挡后,高、低挡气管均没有压缩空气。副箱同步器自锁功能不足,导致副箱掉入空挡。
气路布置如图1所示,当主箱在6挡预选高挡后,低挡气管8内的压缩空气经单H阀10排出,此时气路控制阀9关闭,过渡气管3、高挡气管7内没有压缩空气。即低挡气管8、高挡气管7均没有压缩空气。主箱在7挡预选低挡与上述情况类似,不再阐述。
2.预选后,过渡气管3内残留的压缩空气进入副箱,导致副箱同步器掉入空挡。
当主箱在6挡预选高挡后,低挡气管8内的压缩空气经单H阀10排出,过渡气管3内残留压缩空气经过单H阀10、高挡气管7进入副箱气缸,迫使副箱同步器脱离低挡。主箱在7挡预选低挡与上述情况类似,不再阐述。
三、排查方案及总结
为了找出副箱掉挡的根本原因,决定用以下4个试验进行逐一排查:
1.加载试验
试验条件:试验台,12挡变速器,输出法兰驱动(法兰转速400r/min)。
(1)主箱换入7挡,启动试验台;
(2)待输出法兰转速稳定在400r/min后,换挡手柄预选低挡(经测量,此时低挡气管气压0.20.3MPa);
(3)通过观察1轴判断副箱是否掉入空挡;
(4)换挡手柄拨回高挡区,主箱换回空挡,重新换入7挡;
(5)重复试验几次。
按上述方法验证6挡预选。
小结:换挡手柄预选后,副箱掉入空挡,与变速器是否加载无关。
2.加载断气试验
试验条件:试验台,12挡变速器,输出法兰驱动(法兰转速400r/min)。
(1)主箱换入7挡(保证低挡气管8的压缩空气经单H阀10排出);
(2)主箱换回空挡,拆除气源及预选阀进气管(此时高挡气管7、过渡气管3的压缩空气经预选阀进气口4排出);
(3)主箱换入7挡,启动试验台;
(4)待输出法兰转速稳定在400r/min后,主箱回空挡;
(5)待1轴转速明显降低后,主箱换7挡(或8挡);
(6)通过观察1轴判断副箱是否掉入空挡;
(7)重复4、5、6步骤几次。
按上述方法验证6挡预选。
小结:换挡手柄预选后,副箱没有掉入空挡。过渡气管3的残留压缩空气导致副箱掉入空挡。
3.整车试验
试验条件:试车场,东风中卡,12挡变速器。
(1)起动车辆,行驶并逐步升至6挡;
(2)换挡手柄预选高挡;
(3)通过车速判断变速器副箱是否掉入空挡;
(4)换挡手柄拨回低挡;
(5)踩离合器踏板,换挡手柄选空挡,重新换入6挡,松开离合器;
(6)重复2、3、4、5步骤几次。
按上述方法验证7挡预选。
小结:换挡手柄预选后,副箱可能没有掉入空挡,此时反复轻踩油门踏板,副箱掉入空挡。
4.总结:经以上3项试验得出如下结论:
主箱在挡位时,换挡手柄预选切换高低挡,过渡气管3的残留压缩空气导致副箱脱离挡位。
四、改进方案
经讨论,有以下2种改进方案(图2为改进前,图3、图4为改进方案)。