汽车变速器油封渗漏浅析

ＡＮＨＵ　ＳＣＩＥＮＣＥ　Ｔ一　ＥＣＨＮＯＬ　ＯＧＹ　｝　＆　：ｌ　。。科　　园　汽车变速器油封渗漏浅析　王帮宏　（安徽星瑞齿轮传动有限公司）　摘要：变速器油封渗漏是汽车在使用过程中最常见的故障之一，其影响因素是多方面的　近几年的研究表明，　这些因素可基本归纳为：油封材质、油封结构、油封装配、油封配合、使用环境等　本文就变速器油封如　何产生渗漏以及解决渗漏的方案作简单分析　关键词：汽车变速器油封渗漏　油封其使用性能差异较大，需根据变速器输入和输出速度、车辆　一、油封渗漏的市场影响　使用区域（寒带、温带、热带）进行选择，若选择不当将严重影响　汽车变速器油封渗漏是汽车维修过程中经常遇到的问题，　尤其整车在三包期内，发生油封渗漏故障频次较高。据统计，目　前市场该故障占变速器销量的３．５％左右，其中车辆运行在３个　油封使用寿命。表１为各种油封Ｉ生能对比。　表１各种油封性能对比　月内占油封渗漏的３４％左右，车辆运行在３０００　５０００公里内占　油封渗漏的５６％左右。其故障部位发生在变速器离合器壳和后　盖位置上．其中变速器后盖油封漏油占油封渗漏的６０％左右。　油封渗漏形式由起初点滴湿润变速器外壳，逐步点滴到地面，造　成变速器齿轮油快速损耗，缺油严重的变速器将造成齿轮和轴　承烧死：不但如此，齿轮油滴到地面还给环境带来严重影响，受　到用户强烈抱怨。　二、油封渗漏的机理分析　１．油封材料分析　试验对比发现：丙晴酸酯油封和聚氟乙烯油封在耐高低温　上能够适应寒带、温带、热带使用要求；丁晴油封只能适应寒带、　温带使用要求；硅橡胶油封和氟橡胶油封只能适应温带、热带使　用要求。　２．油封制造过程分析　油封制造过程如下：　油封材质对油封渗漏影响最大。目前广泛使用在汽车变速　器上的油封材质，基本为丁晴橡胶（ＮＢＲ）、丙晴酸脂（ＡｃＭ）、硅　橡胶（ＶＭＱ）、氟橡胶（ＦＫＭ）和聚四氟乙烯（ＰＴＦＥ）。不同材质的　配料——　炼胶——　预成型　磷化——　修边——　二次磷化——　车边——　磨外元——　套簧——　包装　骨架磷化—————　固化　从制造过程看．影响油封寿命有三道关键工序：一是配料　工序．原胶在炼胶前需添加一定比例的添加剂在一定的温度下　反复炼轧成型，若比例失调或混胶不到位，直接影响胶料质量；　命最后的关键工序。　３．油封结构与几何尺寸分析　应用在汽车变速器上的输入和输出轴油封基本是骨架式　橡胶油封，但不同的厂家其结构形式差异较大，有的为单唇型，　有的为双唇型，有的主唇内腔不带回油槽，有的主唇内腔带回　油槽。　二是磷化成型工序．将合格胶料注入到油封模腔中，压力、温度　和时间为关键控制参数，任一参数失控对油封寿命都会有影　响：三是二次磷化工序．将成型的油封毛坯在硫化炉中进行低　温回火，温度和时间是该工序控制的关键参数，是油封使用寿　２０１１年第４期　目前汽车变速器上的油封广泛采用双唇型油封，它是有主　科　７　出气阀结构分析　｝　。　人轴油封档处，可有效保护油封唇口不被花键拉伤。　变速器箱内压力大小直接影响油封封油效果。一般情况　下，油封承受的工作压力小于０．０５ＭＰ，若箱内压力大于油封工　唇和副唇组合而成的，主唇主要起着密封箱内油的作用，副唇　起着密封箱外灰尘的作用，同时双唇之间内腔在高速高温下形　成一定的真空．加上主唇内侧回油槽的作用，将油封内腔残留　的油在高速旋转下重新带回到箱内：　作压力，必然影响油封密封效果．而确定箱内压力大小完全由　出气阀开启压力决定。目前变速器出气阀广泛采用弹簧顶帽　式、橡胶唇１５式、直通顶帽式等结构，不同结构的出气阀根据用　途使用在不同的变速器上。轻微型商用车变速器普遍采用弹簧　油封主唇和副唇的几何尺寸对油封的密封效果直接相关，　主唇和副唇的内径尺寸与输入和输Ｉ叶Ｉ轴的配合既不易过紧也　不易过松，过紧在高速高温下将快速磨损，过松将起不到密封　作用．　４．油封相配的轴颈粗糙度和过渡角的分析　油封相配的轴颈粗糙度高低ｘ，ｆ￣Ｈ配的油封使用寿命影响　甚大，一般情７兄下相配的轴颈为０．４。但在实际生产过程中，变　速器生产厂家其轴颈粗糙度均达不到规定要求，基本上控制在　Ｏ．８左存，甚至更高，油封唇Ｅｌ在这样的粗糙度表面上高速旋　转，势必加快唇１５磨损速度，粗糙度越高磨损将越快，因此控制　轴颈粗糙度是提高油封寿命的途径之一。　油封相配的轴颈过渡角设计如何，在装配过程中直接影响　油封唇ＶＩ质量　轴颈过渡角过大、表面毛糙且尖锐，在装配油封　时极易拉伤油封唇口或使主唇弹簧脱落。因此，轴颈过渡角应　设计不大于３Ｏ度的锥度且与轴颈光滑过渡，或设计成Ｒ　角　光滑过渡。　ｊ．油封压具和压装方式分析　油封压具和压装方式如何，是油封在装配过程中会否被损　伤的关键　传统的油封组装方式将油封套在油封压具上，对准　壳盖油封孔后，采用榔头敲打将油封压人壳盖中。而油封压具　头部制作粗糙，过渡角均为４５。倒角且过渡尖锐，常常发生唇口　托伤、弹簧脱落，加上榔头敲打压装还会造成油封斜装等现象。　为克服在装配过程中产生的不利因素，油封压具头部过渡角应　设计成Ｒ圆弧过渡角且粗糙度至少达到０．４以下，乐装方式采　用导向静压式组装一　６输入轴花键拉伤唇口分析　通过失效油封投影分析，油封失效形式～一般为主唇【Ｊ均匀　磨损、主唇口单边磨损、副唇１５粘合、副唇口脱落、主辱口单１５　划伤、主唇口间隔相等划伤Ｅｌ等，前几种失效模式已从油封材　质、油封结构、轴颈粗糙度、油封压具等方面进行了分析，但主　唇口间隔相等划伤口来源仍未得到很好解释。　进一步分析发现，该划伤都在输入轴油封出现，输人轴基　本上带有较长的花键档，油封在装配过程中必须穿过该档位，　而花键大径两侧基本都较尖锐，冈此，装配过程巾油封易被花　键拉伤而未被发现。为避免油封在装配过程巾花键拉伤油封唇　口，在装配油封前用光滑尼龙套将花键套住，再将油封装入输　顶帽式和直通顶帽式出气阀，这种类型的出气阀结构简单，开　启压力接近大气压力，大大小于油封使用压力。乘用车变速器　和中重型商用车变速器通常采用橡胶唇１５式出气阀，这种类型　的出气阀结构较复杂，开启压力接近油封使用压力，这种压力　口丁促进箱内油道的循环作用．但唇口制造难度大，若不符合设　计要求可能带来开启压力过大，甚至超过油封使用压力，从而　导致油封渗漏。市场调研表明．目前轻微型商用车变速器基本　采用直通顶帽式出气阀．乘用车和中重型商用车变速器仍然采　用橡胶唇口式出气阀。　８．油封防尘分析　油封尽管有副唇防尘，但副唇长期暴露在外，易在恶劣的　环境下老化磨损粘合，一旦油封副唇损坏，主唇在无保护的状　态下将快速磨损失效。通过对无防尘装置的失效油封分析，可　以看｝｝；主唇口完好无损，副唇口与凸缘配合面胶合严重，形成　泥浆与胶料层。其原因在于：油封副唇直接暴露在外，在风沙、　泥浆及高温作用下快速磨损，导致油封同油失效产生漏油。而　配置手制动器的变速器，二轴输出油封包容在内．难以受到外　部环境侵蚀，油封副唇保持良好。通过对各类进口变速器的结　构分析，发现各种类型的变速器油封在外端均配有各式各样的　防尘装置。因此，变速器后端在无手制动器配置的情况下，应充　分考虑二轴输出轴油封防尘装置的设计。　三结论　综上所述，汽车变速器油封渗漏油是由诸多因素造成的，　尽管油封本身质量所占的概率较大，但决不能忽视与油封配合　的相关零件质量、与油封装配相关过程控制以及油封外部防尘　和箱内压力控制。只有在涉及油封相关的设计、制造、装配、使　用各个环节严格控制，油封渗漏油现象才能真正得到遏止。　参考文献：　【１］《化学工业标准汇编》ＧＢ／Ｔ９８７７．１—１９８８．中国标准出版社．　１９９７年．　［２１　《机械零件课程设计手册》．中央广播电视大学出版社．　１９９６年．　责任编辑：张敏　２０１１年第４期囊●