CVT变速箱压力脉动超差分析与改进方案研究

吴毅　庞世松　何易崇　马保仁　范明林

摘 要：本文针对CVT变速箱台架测试出现压力脉动超差问题进行分析与研究。调查结果说明压力脉动值与吸油滤清器尺寸强相关，对吸油滤清器尺寸进行控制，为变速箱油路开发设计与问题解决提供了方案指导。

关键词：CVT变速箱 压力脉动 吸油滤清器

Analysis of Pressure Pulsation Out-of-Tolerance of CVT Gearbox and Research on Improvement Scheme

Wu Yi Pang Shisong He Yichong Ma Baoren Fan Minglin

Abstract：This article analyzes and studies the pressure pulsation out-of-tolerance problem in the CVT gearbox bench test. The survey results show that the pressure pulsation value is strongly related to the size of the suction filter， and the size of the suction filter is controlled， which provides program guidance for the development and design of the transmission oil circuit and problem solving.

Key words：CVT gearbox， pressure pulsation， suction filter

1 引言

随着全球工业技术越来越成熟，消费者对汽车的NVH性能要求越来越高，越来越多的变速箱厂商自主研发生产自动变速箱。其中CVT变速箱因为换挡过渡平顺、大变速范围、体积小、结构简单等特点，受到众多消费者和变速器厂商青睐。本文通过解决CVT变速箱压力脉动超差问题，为提高整机NVH性能提供了思路。

2 问题描述及失效影响分析

2.1 问题描述

2020年4月15日，SAGW-LD在进行1.（28E）二家前进挡、倒挡摩擦片和2.（25D）二家前进挡活塞、倒挡活塞、平衡活塞PTR验证时，对CVT变速箱整箱台架测试出现压力脉动超差，结果在27.3～40.5bar区间（标准<25bar），超差率83.3%（图1）。

2.2 失效影响分析

（1）压力脉动超差会导致整车启动后产生异响，影响NVH性能，引起客户抱怨，特别是在零下寒冷天气中冷启动车辆时异响越是明显。

（2）一方面机油在低温时粘度大、流动性差，另一方面CVT变速箱内部压力差过大，吸油滤清器无法很好地吸取机油，造成吸真空，除异响外有可能造成变速箱内部零件润滑不当而导致零件受损。

3 原因分析及要因确认

问题发生后，我们对整机进行调查，首先确认试验中心是否存在变化点，接着排查产线在装配过程、工具工装及零件是否符合标准要求，然后排查与压力脉动有关联的各个零件质量，最后整合调查信息，根据每个影响因素确定要因，并对要因进行控制。

3.1 试验中心状态确认分析

确认试验中心台架、工装未发生变化，人员操作标准化，判断为非可疑影响因素，但发现于今年3月份将常规压力传感器更换为快插件压力传感器，故通过互换传感器验证是否为传感器导致超差。对三台变速箱分别使用快插件压力传感器和常规压力传感器，结果如表1显示，使用快插件压力传感器测的变速箱压力脉动值比常规压力传感器测的变速箱压力脉动值大13.5bar左右，故判断使用快插件壓力传感器为要因。

3.2 调查车间产线装配过程、工具工装及零件是否正确

对产线进行排查，人员、工具、工装及防错传感器无问题，装配标准化作业，零件为最新状态。判断装配过程、工具工装及零件为非可疑影响因素。

3.3 对影响压力脉动数值的零件状态进行确认分析

随机选取压力脉动值超差和合格的变速箱各一台。为了确认压力脉动值超差问题是否与油泵总成零件质量有关，将两台变速箱油泵互换进行验证。验证结果如表2，

互换验证结果表明，压力脉动超差问题与油泵零件质量无关。

其次确认压力脉动超差与油泵及吸油滤清器之间配合是否存在关联，继续使用两台变速箱进行互换验证，分别互换油泵和吸滤、复原油泵和吸滤。结果如表3。

结果表明，压力脉动超差与油泵及吸滤之间配合无关。

接着对吸油滤清器与油底壳配合及零件质量确认分析，在排查问题过程中发现CVT油底壳不涂胶安装时和吸滤有干涉，存在局部翘起的现象如下图3，对比检查库存和线旁吸滤，发现线旁吸滤顶面凸起呈拱形如图4，排查该问题发生率100%。

设计要求吸滤进油口与油底壳之间间隙>4mm，实测值<2mm，分别对油底壳和吸油滤清器全尺寸测量，发现吸油滤清器11.56尺寸超差，实测值16.4mm。锁定吸滤尺寸超差，导致吸油不畅引起压力脉动超差。

3.4 吸油滤清器零件质量分析

通过对吸油滤清器全面性梳理，发现主要是由于内部滤材夹持点高度增大，滤材变厚，经过激光焊接后，下壳体应力向吸油口集中，从而发生吸油口凸起，尺寸超差问题。具体分析如图5，

4 制定问题解决方案

经过以上调查分析确认，基本确定使用快插件压力传感器和吸油滤清器零件质量是导致压力脉动超差问题的要因。需要对每个要因制定方案。详细措施如下：

4.1 试验中心解决方案

为了避免压力脉动值偏大问题，试验中心台架目前采用常规压力传感器对进行发运测试的变速箱测量压力脉动。

4.2 吸油滤清器零件解决方案

由于前期三坐标测量选取下壳体边缘取点成面，计算这个面到上壳体距离，该取点方式未选取最高的面，导致尺寸超差未能有效识别。现针该问题，规定三坐标必须选取吸油滤清器进油口边缘取点形成面，再计算这个面到上壳体的距离。

吸油滤清器进油口凸起，一方面因为内部尺寸干涉量大于滤纸变形量，另一方面运用激光焊接工艺导致壳体应力往进油口集中。故采取修模的方式，增加加强筋，优化边缘R角，增强壳体抵抗变形的能力，从而抑制壳体焊接后变形凸起。修模后的样件对比故障件，尺寸得到改善，CVT变速箱压力脉动值合格。

5 结语

此次压力脉动超差问题为一个比较复杂的系统性问题，该问题涉及试验、人员、工具工装及零件质量等可疑因素，对每个因素逐一验证确认的工作量较大。对于同类零件设计开发，在前期时除了配合尺寸链校核工作外，还需要考虑零件制作工艺对零件本体的不良影响。