發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器結(jié)合面漏油問題的研究

崔凱　王政　王博　羅智波　叢日振　李強(qiáng)

摘 要：本文介紹了發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器結(jié)合面漏油可能涉及的零件及油液。結(jié)合典型案例解析，推薦前期對(duì)油液進(jìn)行調(diào)查采集、對(duì)關(guān)鍵零件的工藝進(jìn)行確認(rèn)；分析問題時(shí)應(yīng)用熒光劑及熒光手電等手段。

關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī) 變速器 飛輪 漏油 原因分析

1 引言

發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器結(jié)合面漏油問題是車輛常見的一種故障模式。可能涉及發(fā)動(dòng)機(jī)、飛輪、變速器多個(gè)總成；與發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油、飛輪表面防銹油及內(nèi)部油脂、變速器內(nèi)部潤(rùn)滑油、變速器一軸潤(rùn)滑脂等多種油液有關(guān)，問題排查時(shí)常常需要反復(fù)拆裝發(fā)動(dòng)機(jī)及變速器進(jìn)行確認(rèn)，嚴(yán)重影響問題排查效率。

本文通過全面梳理涉及的各種油液，結(jié)合典型案例，詳細(xì)全面的對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器結(jié)合面漏油問題進(jìn)行分析總結(jié)，希望對(duì)解決類似問題提供幫助。

2 發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器結(jié)合面漏油問題介紹

發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器結(jié)合面漏油問題是整車開發(fā)過程中經(jīng)常遇到的問題，發(fā)生問題時(shí)通常故障表現(xiàn)如圖1所示。可以發(fā)現(xiàn)單從外觀上看很難直接識(shí)別油品性質(zhì)，也無(wú)法快速鎖定失效零件。

發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器接合面漏油，一般涉及多種零件和油品，具體如圖2所示。

在問題排查時(shí)，因涉及的油液種類比較多，為快速識(shí)別油液來源，建議首先完成相關(guān)油品統(tǒng)計(jì)，收集樣品制作指導(dǎo)工具（如圖3），進(jìn)行技術(shù)準(zhǔn)備，方便問題發(fā)生時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比分析。

為了更好的進(jìn)行問題判定，推薦預(yù)先在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油中或變速器油中添加不同的熒光劑。一旦發(fā)生漏油問題，可以使用熒光手電，快速區(qū)分油液種類，識(shí)別泄漏軌跡（注：即使不添加熒光劑，熒光下油液的軌跡也比自然光下更明顯），從而判定失效零件。通過在整車耐久試驗(yàn)、三高試驗(yàn)、等大型試驗(yàn)中的應(yīng)用，證明這是一個(gè)非常簡(jiǎn)單、有效的方法。

發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器結(jié)合面漏油問題，按零件分類進(jìn)行FTA分析，常見的失效如圖4。

3 典型失效案例

案例1.變速器花鍵預(yù)涂油脂過多，導(dǎo)致漏油。

某款試驗(yàn)車，發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器結(jié)合面漏油問題，失效里程約100km，失效現(xiàn)象如圖5。

該發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油中已添加熒光劑，經(jīng)與機(jī)油熒光反應(yīng)對(duì)比，漏油位置熒光反應(yīng)為藍(lán)色，而機(jī)油呈現(xiàn)黃綠色，兩者不一致，排除發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油泄漏。

拆卸動(dòng)力總成，發(fā)現(xiàn)飛輪殼外圓周存有較多白色油脂，飛輪、變速器等未見異常。調(diào)查發(fā)現(xiàn)變速器在與發(fā)動(dòng)機(jī)合裝時(shí)，通常會(huì)在一軸花鍵上預(yù)涂油脂，以便減小摩擦，其顏色為白色與現(xiàn)場(chǎng)殘留油脂吻合。

失效原因：試裝過程中涂油脂量沒有有效控制，為手工涂脂，涂脂量過多且不均勻。發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器合裝后油脂從花鍵處擠出，當(dāng)飛輪旋轉(zhuǎn)時(shí)甩到飛輪殼內(nèi)圓周上，部分油脂高溫液化溢出，導(dǎo)致發(fā)生該問題（如圖7）。

措施：取消手工涂油脂，使用噴涂設(shè)備，嚴(yán)格控制涂油量和噴涂位置。

案例2.變速器油封失效，導(dǎo)致漏油。

問題發(fā)生時(shí)里程在13000～15000km之間，現(xiàn)象如圖8。

經(jīng)與機(jī)油熒光反應(yīng)對(duì)比，排除發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油泄漏。拆卸動(dòng)力總成，確認(rèn)變速器油封位置泄漏，其他飛輪、發(fā)動(dòng)機(jī)等未見異常（如圖9所示）。

失效原因：變速器油封設(shè)計(jì)問題，導(dǎo)致動(dòng)態(tài)油膜破裂，回油效果減弱，從而產(chǎn)生微滲。

措施：優(yōu)化動(dòng)態(tài)密封區(qū)密封唇形狀、增加抱緊力。

案例3.發(fā)動(dòng)機(jī)后油封失效，導(dǎo)致漏油。

失效里程100km以內(nèi)，經(jīng)與機(jī)油熒光反應(yīng)對(duì)比確認(rèn)為機(jī)油泄漏。拆解后確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)油封位置漏油，其他未見異常（如圖10所示）。

拆機(jī)檢查，發(fā)現(xiàn)后油封處有兩個(gè)異物殘留。異物1為半透明狀，大小為2.277×1.3mm；異物2為黑色，尺寸1.064×0.618。（如圖11所示）

失效原因：清洗后油封后，檢查后油封唇口發(fā)現(xiàn)0.18×0.19mm的異物壓痕（如圖12），確認(rèn)漏油為異物進(jìn)入后油封。污染后油封外圓和唇口，造成密封不嚴(yán)漏油。[1]

措施：針對(duì)油封安裝清潔度進(jìn)行改善，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)問題點(diǎn)，可能導(dǎo)致異物進(jìn)入問題。

問題點(diǎn)1：后油封安裝前敞口存放，存在異物進(jìn)入風(fēng)險(xiǎn)，改進(jìn)存放托盤增加防護(hù)，由敞口存放改為封閉存放。

問題點(diǎn)2：油封安裝時(shí)，需要采用海綿棒在安裝孔位置涂油，安裝孔由下缸體和上缸體組成，兩者之間結(jié)合面會(huì)涂膠。改善前當(dāng)海棉棒會(huì)經(jīng)過涂膠位置，會(huì)導(dǎo)致海棉棒受到殘膠污染。

措施：結(jié)合面涂膠位置取消涂油，避免棉棒經(jīng)過時(shí)被污染。

案例4.飛輪內(nèi)部潤(rùn)滑脂變質(zhì)，導(dǎo)致漏油。

失效里程5000～7000km之間，飛輪殼內(nèi)圓周面有較多油跡。使用熒光手電照射，發(fā)現(xiàn)漏油軌跡為從飛輪內(nèi)部密封圈處向外圓周方向泄漏（如圖15）。

拆解發(fā)現(xiàn)飛輪內(nèi)部油脂中基礎(chǔ)油已經(jīng)析出（如圖16）。

失效原因：油脂變質(zhì)。[2]此飛輪生產(chǎn)時(shí)，與另一種產(chǎn)品共線生產(chǎn)，兩種飛輪分別在同工位采用不同的加注槍加注A、B兩種不同的潤(rùn)滑脂（如圖17）。此飛輪需加注油脂B。但當(dāng)飛輪生產(chǎn)時(shí)，油脂A的加注槍因無(wú)防護(hù)，其殘留的潤(rùn)滑脂會(huì)滴落到飛輪內(nèi)部，導(dǎo)致A、B兩種潤(rùn)滑脂混合變質(zhì)，造成基礎(chǔ)油析出，最終當(dāng)飛輪工作時(shí)，油液被甩出，導(dǎo)致泄漏。

措施：在加注槍A、B上增加防護(hù)帽，避免殘油脂滴落混合。

4 結(jié)論

發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器結(jié)合面漏油問題涉及零件廣泛，相關(guān)油液種類繁多，導(dǎo)致排查難度大，效率低。為識(shí)別潛在風(fēng)險(xiǎn)提升問題解決效率，推薦預(yù)先進(jìn)行油液使用情況調(diào)查和樣品收集，特別是對(duì)一些潤(rùn)滑油、防銹油的工藝要求進(jìn)行確認(rèn)，最大限度的發(fā)現(xiàn)潛在風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)使用熒光劑及熒光手電進(jìn)行油液判定，也是提升效率的重要手段，推薦廣泛使用。

通過四個(gè)典型案例的介紹，涵蓋了對(duì)零件設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝、現(xiàn)場(chǎng)物料管理等方面的排查，希望為大家處理相似問題時(shí)提供借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄧紅軍.某柴油機(jī)曲軸后油封漏油原因分析內(nèi)燃機(jī)與配件， 2018（21）.

[2]胡瀚文.軸箱軸承潤(rùn)滑脂稀釋泄漏問題的分析與解決 鐵道機(jī)車車輛工人 第3期 2011年3月.