淺談傳動系統游動角度的檢測

趙福財,葛振東,楊曉林

(1.黑龍江省收費公路管理局牡丹江處;2.黑龍江省收費公路管理局;3.黑龍江省公路工程監理咨詢公司)

傳動系統游動角度是離合器、變速器、萬向傳動裝置和驅動橋的游動間隙之和。它能表明整個傳動系統的磨損和調整情況。通常,傳動系統機件的磨損松曠是由于各部分的游動角度超過允許值的結果,因而傳動系統游動角度可作為診斷參數來評價汽車傳動系統的技術狀況。由于游動角度可分段檢測,因而還可用總成部件規定的游動角度對傳動系統有關部件的技術狀況進行診斷。游動角度檢測儀有指針式、數字式兩種。利用傳動系統游動角度檢測儀可對各傳動部分的游度角度進行檢測。

1 用數字式游動角度檢測儀檢測

(1)檢測原理

數字式游動角度檢測儀由傾角傳感器和測量儀兩部分組成,二者以導線相連。

傾角傳感器的作用是將傳感器受到的傾角變化轉變為線圈電感量的變化,從而改變檢測儀電路的振蕩頻率。因此,其傾角傳感器實際上是一個傾角一頻率轉換器。其傳感器的外殼是一個長方形的殼體,其上部開有“V”形缺口,并配有帶卡扣的尼龍帶,可方便地固定在傳動軸上,檢測時可與傳動軸同步擺動;傳感器的內部核心部件是弧形線圈、弧形磁棒和擺桿。弧形線圈固定在外殼夾板上,其位置隨外殼的擺動而變化。其弧形磁棒通過擺桿和心軸支承在夾板的兩軸承上,可繞心軸軸線轉動。在重力作用下,擺桿始終偏離垂線某一固定角度。檢測時,若傳感器外殼隨傳動軸擺動,則弧形線圈也隨之擺動,因而線圈與弧形磁棒的相互位置發生變化,從而改變了線圈的電感量及電路的振蕩頻率,其頻率的變化量則反映了傳動軸的游動角度。

測量儀實際上是一臺專用的數字式頻率計,其作用是直接顯示傳感器測出的傾角。測量儀采用數字集成電路,由傳感器送出的振蕩信號,經計數門進入主計數器,在置成的補數基礎上累計脈沖數。計數結束后,在鎖存器接收脈沖作用下,將主計數器的結果送入寄存器,并由熒光數碼管將結果顯示出來。使用中,將游動范圍內的兩個極限位置的傾角讀出,其差值即為游動角度。

(2)檢測方法

利用數字式游動角度檢測儀檢測時,應先將其傳感器固定在被測軸上,再左右轉動被測軸至兩極限位置,使傳感器檢測出被測軸游動角度的信號,然后通過測量儀記下傳感器在極限位置的傾斜角度,則兩角度之差即為被測軸的游動角度。

傳動系統游動角度的檢測,常采用分段檢測方法。檢測時,傳感器始終固定在傳動軸上,其各段的檢測方法如下。

①萬向傳動裝置游動角度的檢測:將傳動軸置于驅動橋游動范圍的中間或將驅動橋支起,進行駐車制動,左右轉動傳動軸至極限位置,測量儀顯示出兩個極限位置時傳感器的傾斜角度,其兩角度之差即為萬向傳動裝置的游動角度。顯然該角度不包括傳動軸與驅動橋之間萬向聯軸器的游動角度。

②離合器和變速器各擋位游動角度的檢測:放松駐車制動,變速器掛人選定擋位,離合器處于接合狀態,傳動軸位于驅動橋游動范圍的中間,左、右轉動傳動軸至極限位置,測量儀顯示的兩角度之差再減去已測得的萬向傳動裝置的游動角度,即為離合器與變速器在選定擋位下的游動角度之和。

③驅動橋游動角度的檢測:變速器掛人空擋,放松駐車制動,踩下制動踏板,左、右轉動傳動軸至極限位置,測量儀上顯示的兩角度之差即為驅動橋游動角度與傳動軸至驅動橋之間萬向節的游動角度之和。

顯然,上述三段游動角度之和即為檢測的傳動系統游動角度。

2 用指針式游動角度檢測儀檢測

指針式游動角度檢測儀由指針、刻度盤和測量扳手組成。使用時,指針固定在被測軸上,可與軸同步轉動;刻度盤則在適當部位固定不動,作為指針的刻度目標,用來顯示指針的轉動角度;測量扳手用于轉動被測軸,而扳手上的刻度和指針,則用于指示轉動扳手所施加的力矩。

檢測游動角度時,測量扳手將被測軸從一個極限位置轉至另一個極限位置,其軸上的指針在固定不動的刻度盤上所轉過的角度即為被測軸的游動角度。

汽車傳動系統游動角度的檢測分段進行,先分別檢測驅橋的游動角度、萬向傳動裝置的游動角度、離合器與變速器各擋位的游動角度,然后求和得出傳動系統的游動角度。檢測各段時,應合理地固定指針及刻度盤。驅動橋游動角度檢測時指針與刻度盤的固定方式。

3 檢測結果分析

傳動系統游動角度是傳動系統各傳動副間隙的總體反映。這些間隙主要是變速器、主減速器、差速器中的齒輪嚙合間隙,變速器輸人軸、傳動軸、半軸的花鍵連接間隙,十字軸頸與滾針軸承的間隙以及滾針軸承與萬向聯軸器的間隙。這些間隙因長期的動力傳遞及傳動副的相對滑移而逐漸增加。研究表明,傳動系統各總成和機件的磨損與其游動角度有著密切關系,其傳動系統總的游動角度隨汽車行駛里程的增加而呈線性增加。當傳動系統游動角度過大時,傳動系統的工作條件將會惡化,將加速零件的磨損并增大傳動的噪聲,使傳動系統傳動效率降低。因此,應控制傳動系統的游動角度,使其在規定范圍之內,通常中型載貨汽車傳動系統游動角度及各分段的游動角度應不大于表 1所列數據。

表 1 游動角度診斷參考數據

利用上述檢測儀盡管能檢測傳動系統及各總成的游動角度,但不能檢測像單個齒輪的缺陷、齒輪嚙合不良、傳動軸彎曲及滾動軸承損壞等故障。因此,除利用游動角度檢測儀檢測外,還應配合其他檢測方法,對傳動系統的常見故障進行診斷。