小杯士，大用處——自動(dòng)變速器杯士故障全攻略(圖)

杯士（bushing）俗稱銅套（其實(shí)很多“銅套”并非銅制），是自動(dòng)變速器內(nèi)的易損件。杯士?jī)r(jià)格便宜，很多維修人員認(rèn)為它是個(gè)“低技術(shù)”零件。然而實(shí)踐證明如果不重視杯士的作用，在維修中就會(huì)產(chǎn)生“高技術(shù)”的故障，維修質(zhì)量就難以保證。
 
在國(guó)內(nèi)比較常見(jiàn)的ZF 5HP19變速器中，油泵殼上的杯士就比較容易損壞。這個(gè)杯士會(huì)在油泵孔內(nèi)松脫打轉(zhuǎn)，磨壞油泵孔，然后轉(zhuǎn)出油泵殼，最后由于過(guò)熱而粘在變矩器的軸頸上。因此在維修中一般需要更換昂貴的油泵總成和變矩器總成，這也是目前維修5HP19變速器比較昂貴的一個(gè)原因。如果在此之前就更換了杯士，就能避免這種嚴(yán)重的后果。無(wú)磨損痕跡的新杯士如圖1所示。

在另一款國(guó)內(nèi)常見(jiàn)變速器01M/01N內(nèi)，各離合器鼓內(nèi)的杯士經(jīng)常由于離合器本身偏離旋轉(zhuǎn)中心（跳動(dòng)值過(guò)大）而被磨損。由此而產(chǎn)生的漏油會(huì)導(dǎo)致一系列的故障，比如換擋延遲、換擋抖動(dòng)或打滑、離合器油壓過(guò)低等。對(duì)此，一般的維修方法都是更換整個(gè)離合器鼓，成本高昂。但在真正出現(xiàn)問(wèn)題前，一般情況下，仍用原來(lái)的舊件，這就很難保證不會(huì)由于杯士的磨損而導(dǎo)致變速器在維修質(zhì)保期內(nèi)返修。因此單獨(dú)更換這些杯士，將能在保證維修質(zhì)量的前提下節(jié)省大量成本。而這也是國(guó)內(nèi)的自動(dòng)變速器維修技術(shù)和國(guó)外同行業(yè)的顯著差距之一。
 
變速器中另一個(gè)容易出現(xiàn)問(wèn)題的杯士是支撐變矩器軸頸的杯士。由于可能存在變矩器的液力不平衡、變矩器固定盤的撓動(dòng)以及微小的對(duì)準(zhǔn)偏差等因素，變矩器的軸頸杯士會(huì)承受很大的載荷。如果在這個(gè)杯士和變矩器軸頸之間存在過(guò)大的間隙，會(huì)導(dǎo)致前油封漏油、變矩器油回流、變矩器進(jìn)油變差，以及經(jīng)過(guò)散熱器的油壓和流量出現(xiàn)問(wèn)題。這些問(wèn)題又會(huì)產(chǎn)生變速器內(nèi)潤(rùn)滑變差、變矩器顫抖和變矩器鎖止打滑等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致變速器傳動(dòng)失效。由此可見(jiàn)，這一系列的故障現(xiàn)象可能都和這個(gè)小小的杯士有關(guān)。
 
自動(dòng)變速器內(nèi)的杯士的主要功能是起對(duì)準(zhǔn)作用，并為軸、齒輪和離合器鼓提供載荷支撐。在正常運(yùn)行時(shí)如果準(zhǔn)確對(duì)齊的話，杯士和軸頸之間的間隙會(huì)充滿油，使軸能“漂浮”在油膜上。有些部件外殼（比如油泵蓋和一些離合器鼓的外蓋）中裝有杯士，這些外殼經(jīng)常起到吸熱的作用，將熱量從杯士和軸頸處帶走。杯士的這種降低摩擦和熱量的作用增加了變速器的整體運(yùn)行效率。
 
有些杯士也起限流器的作用，防止油在零件之間漏失。在許多變速器內(nèi)，前導(dǎo)輪支撐杯士防止了釋放油路中的油經(jīng)過(guò)渦輪軸漏到變矩器內(nèi)的鎖止作用的一側(cè)。在另外一些情況中，杯士被故意設(shè)計(jì)成油的導(dǎo)向器，將油導(dǎo)入到某些部件上。幾乎所有的后擴(kuò)展罩殼杯士上都帶有油槽，以使油泵能將潤(rùn)滑油送到變速器的后油封處。
 
在修理過(guò)程中，杯士的磨損情況是容易觀察到的。維修人員可以通過(guò)分析杯士為什么失效的原因，就能大致了解變速器整體的“健康狀態(tài)”。比如，碎屑嵌入是引起杯士失效的最常見(jiàn)原因之一。雖然杯士在設(shè)計(jì)上能容納一些碎屑（摩擦材料碎屑或金屬碎屑），但嵌入的碎屑會(huì)滯留在里面，并逐漸移動(dòng)以至取代掉周圍的一些杯士材料。這會(huì)在杯士上產(chǎn)生一些突出的高點(diǎn)，直接接觸到與杯士配合的軸頸上，而發(fā)生磨損（如圖2所示）。

如果杯士的內(nèi)圓被磨亮或細(xì)微拉傷（圖3中的徑向劃痕），這是由于變速器油里的顆粒直接與軸頸接觸或者是由于軸頸的表面太粗糙造成的。圖3中還可以看到軸向的較深的刻痕，這種情況往往是由嚴(yán)重的雜質(zhì)污染引起的。

如果杯士表面被磨去了一部分（如圖4所示），很可能是由于潤(rùn)滑油嚴(yán)重缺乏引起的。這種潤(rùn)滑油缺乏可能是由于潤(rùn)滑油路孔被堵了、油泵容量或壓力不足、在嚴(yán)寒天氣中發(fā)動(dòng)車輛、間隙過(guò)緊、或變速器過(guò)熱以及變速器油過(guò)稀等因素引起的。有時(shí)杯士材料被嚴(yán)重磨掉，由于過(guò)熱而變黑，在背部的鋼面上會(huì)有一片片的合金材料被拉掉。這是由于磨損時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、載荷過(guò)大、杯士過(guò)熱、或者潤(rùn)滑極其缺乏而導(dǎo)致的。

圖4 被磨損的杯士

如果在杯士?jī)?nèi)圓上存在局部的磨損點(diǎn)，這可能是由于雜質(zhì)嵌在罩殼和杯士外圓之間引起的。這種雜質(zhì)會(huì)使杯士在內(nèi)圓上產(chǎn)生突起的高點(diǎn)，直接接觸到軸頸。杯士外圓上軸向的或徑向的凹痕和劃痕意味著杯士在打滑或已經(jīng)掉出了杯士孔（如圖5所示）。這往往是由于杯士尺寸偏小或者由于反復(fù)的維修或大力敲擊而導(dǎo)致罩殼上的杯士孔徑變形導(dǎo)致的。

圖5 杯士外圓上的徑向刻痕意味著杯士已經(jīng)從北京孔內(nèi)轉(zhuǎn)出

另外，從杯士磨損的形式可以顯示出軸頸或罩殼是否是非圓柱形的或者沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)。比如，在杯士邊緣上的磨損意味著杯士孔是酒桶狀的（兩端小中間大）或軸頸是沙漏狀的（兩端大中間小）。反之，如果杯士中間被磨損，則情況正好相反。如果磨損的形狀是斜的，則說(shuō)明零件沒(méi)有對(duì)齊。
 
在變速器修理中，應(yīng)該考慮到一些關(guān)于杯士的設(shè)計(jì)和安裝規(guī)范。杯士、罩殼、和軸頸上的表面光潔度極大地影響到變速器的性能和使用壽命。太粗糙的表面會(huì)讓污染物通過(guò)，會(huì)立即卡住滑閥、塞住電磁閥，或?qū)⒈�士磨壞。為了能固定杯士，配合一個(gè)背面是鋼的杯士的杯士孔應(yīng)該有Ra 60～125μin（微英寸，1μin=0.0254μm）的表面光潔度，而配合一個(gè)銅杯士的孔應(yīng)有Ra40～70μin。杯士?jī)?nèi)圓應(yīng)有Ra30μin或更好的表面光潔度，軸頸的表面光潔度應(yīng)在Ra8～12μin范圍內(nèi)。軸頸應(yīng)該以它在總成中實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)的方向，邊旋轉(zhuǎn)邊用拋光紙來(lái)進(jìn)行拋光。這可以防止軸頸上的微小臺(tái)階在實(shí)際旋轉(zhuǎn)中翹起而過(guò)早地磨損杯士或軸頸。對(duì)于軸頸上的不平處，可以用280～320的砂紙打磨。
      
有很多因素都影響到正確的杯士間隙，比如杯士和罩殼的材質(zhì)、軸頸材料類型和硬度、實(shí)際操作溫度、機(jī)加工的質(zhì)量以及潤(rùn)滑的方式等。對(duì)于巴氏合金杯士，每英寸的軸直徑，應(yīng)留有0.0005in的間隙，最小間隙為0.0005in；對(duì)于銅鉛和銅杯士，相對(duì)應(yīng)每英寸的軸直徑，應(yīng)留有0.00075in的間隙，最小間隙為0.0005in。如果實(shí)際應(yīng)用中是重載荷、高速、或高溫的情況，則通常需要增加這些間隙量。我們從經(jīng)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)每英寸的軸頸直徑，0.001in的杯士間隙適用于大多數(shù)變速器，變矩器軸頸杯士的總間隙在0.003～0.004in可以工作良好。間隙應(yīng)該用測(cè)隙規(guī)來(lái)檢測(cè)。如果沒(méi)有測(cè)隙規(guī)，標(biāo)準(zhǔn)的打印紙的厚度為0.002in，在這里可以作為一個(gè)很好的量具來(lái)使用。
 
更換杯士時(shí)，最難把握的就是杯士與軸頸的間隙。替換杯士通常有兩種類型：待加工的或精確制造的。大多數(shù)原配的杯士都是待加工類型的，在杯士安裝就位后再進(jìn)行機(jī)加工，這樣能更好的控制間隙的大小。精確制造的杯士被仔細(xì)地加工到預(yù)先規(guī)定的尺寸，使其能以某種確定的配合程度壓入杯士孔，因而被壓入孔內(nèi)的杯士具有預(yù)先設(shè)定的與軸頸之間的間隙值。然而由于各種因素的影響，精確制造的杯士通常會(huì)比待加工的杯士產(chǎn)生更大的與軸頸間的間隙。這些因素包括杯士孔的公差、由于多次的杯士更換導(dǎo)致的杯士孔的尺寸改變和變形、軸頸磨損、杯士的制造方法不同等等。如果原來(lái)的杯士已經(jīng)磨損且必須要更換，建議使用一個(gè)加大型的杯士在就位后再進(jìn)行機(jī)加工。ZF 5HP19的替換油泵杯士就有加大型的，可用來(lái)修復(fù)被磨損的油泵。如果沒(méi)有這種加大型杯士或?qū)嶋H上不可能使用，則應(yīng)該使用精確制造型的后市場(chǎng)杯士，而且需要仔細(xì)測(cè)量是否存在過(guò)大的間隙。
 
在拆除和安裝杯士時(shí)應(yīng)該使用正確的工具，以防止損壞罩殼、軸頸或杯士。有通用型的杯士鑿可以將杯士從孔中取出。對(duì)于特別小的杯士，帶螺紋的塞子是個(gè)不錯(cuò)的工具。安裝杯士的最好方法是使用一個(gè)芯軸壓機(jī)以及對(duì)應(yīng)于某種杯士尺寸的專用接頭。這種專用接頭應(yīng)該能平整堅(jiān)實(shí)地壓在杯士的邊緣，并且它還有一個(gè)機(jī)械止動(dòng)處，以便達(dá)到正確的軸向位置。要避免用手直接將杯士敲打入孔。杯士孔不應(yīng)該留有任何碎屑。將新杯士壓入孔內(nèi)時(shí)會(huì)刮去杯士外圓或杯士孔上少量的材料，這可能成為一個(gè)污染物的來(lái)源。在孔或杯士外圓上進(jìn)行潤(rùn)滑可以防止磨傷，方便安裝。需要保持正確的軸向間隙規(guī)范，以防止軸的一端進(jìn)入杯士中，使油的進(jìn)出孔被堵上了。
 
小小的杯士雖然不起眼，但作用卻很大，正如人們常說(shuō)“贏在細(xì)節(jié)”。希望這篇文章能給大家在修理過(guò)程中提供一些有用的啟發(fā)。