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浅谈汽车自动变速箱滤清器的发展方向 |
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作者：石家庄市职业技术教育中心 王迪 |
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研究表明，一辆轿车的质量若能减少10%，则其燃油经济性可提高3%~4%，同时汽车的排放也会降低。为此，各国的汽车制造厂家为了实现这一目标，都在采用现代设计方法和有效手段对汽车产品进行优化设计，或使用新材料在确保汽车综合性能指标的前提下，尽可能降低汽车产品自身重量，以达到减重、降耗、环保和安全的综合指标。
汽车自动变速箱滤清器是汽车自动变速箱中的一个总成，对自动变速箱油起着过滤的作用，从它的发展过程来看，基本符合轻量化的设计理念。汽车自动变速箱滤清器总成主要由3个零件部分组成：上盖、下盖、过滤介质。对总成的质量要求包括：
‧ 外观要求：金属盖外面不得有明显的指感划伤、压塌、锈斑、裂纹、周边过大毛刺；塑料盖外观应色泽均匀，表面无气孔、裂纹、注塑合模毛边等。
‧ 密封度：产品抽真空至规定压力时，关闭阀门，观测真空表，显示的泄漏速度不超过规定数值。
‧ 清洁度：总成表面目测无明显污染物，每件产品的测试沉积物质需符合变速箱总成对本产品的要求。
‧ 压力降：压力降曲线应符合各应用变速箱对本产品的要求。
到现在为止，汽车自动变速箱滤清器发展过程大致上可定义为全铁滤清器、半铁半塑滤清器、全塑滤清器。下面，就其发展的每个阶段从零件的材料组成、产品重量、产品人工成本作出阐述。
F-300产品图
全铁滤清器
（1）组成材料
一般由4个零件组成，我们以F-222产品为例，分别是：
上盖，使用材料一般为冷轧钢板。
下盖，使用材料一般为冷轧钢板。
滤网支架，使用材料一般为冷轧钢板。
过滤介质，使用材料一般为滤网（不锈钢丝网或黄铜丝网）。 全铁滤清器总成BOM
 （2）总成的重量
该总成净重0.2905 kg。
（3）人工成本
典型的产品流程为：上下盖经过4道冲压工序，滤网需要1-2道冲压工序。每个零件完成后还要经过工序间防锈、组装、冲孔等过程才能完成一个产品的生产。以产品F-222为例，该产品总的人工工时为：0.0496。F-222产品使用的人工成本计算
 （4）产品质量表现
‧ 外观方面：金属盖外表面容易出现明显的指感划伤、压塌、锈斑。零件在冲压过程中，容易出现批量裂纹，废品率高，组装后周边容易产生毛刺。
‧ 密封度方面：由于上下盖和中间过滤介质都是金属件，组装在一起后很难保证产品的密封度要求。
‧ 清洁度方面：由于金属零件需要做工序间的防锈处理，零件表面粘有防锈油，很难满足清洁度的要求。
‧ 压力降方面：能满足要求。
半铁半塑滤清器
顾名思义，该产品有一半是铁件，一半是塑料件。
（1）组成材料
一般由3个零件组成，我们以F-234为例，组成零件的材料为：
上盖，使用材料为尼龙66+一定比例玻纤。
下盖，一般使用冷轧钢板材料。
过滤介质，一般使用聚酯毡滤纸材料。半铁半塑滤清器BOM
 我们从BOM表中看到，上盖比下盖的重量减少了0.061kg，而全铁产品，上盖比下盖只少0.0125kg，如果按尺寸比例把上盖换成铁件，再加上出油管，那么上盖至少有0.17kg。同时减少了一个网子支架零件，按尺寸比例，该零件约0.04kg。这样，该半铁半塑产品与相同尺寸的全铁产品减轻了约0.1kg，减轻比例为0.1/（0.2925+0.1）×100%=25.5%。
（2）人工成本
上盖采用注塑工艺，一次注塑成型。
下盖由于是钢件，同以前的冲压工艺。
过滤介质（滤纸），采用落料工艺。
可以看出，相比于全铁产品，每件人工小时减少了0.0392-0.025=0.0142。半铁半塑滤清器加工人工成本计算
 （3）产品质量表现
‧ 外观方面：金属盖外面容易出现明显的指感划伤、压塌、锈斑。零件在冲压过程中，容易出现批量裂纹，废品率高，组装后周边容易产生毛刺。
‧ 密封度方面：由于上盖是塑料件，过滤介质是聚酯毡片，同时减少了网子支撑零件，组装在一起后能保证产品的密封度要求。
‧ 清洁度方面：由于金属零件需要做工序间的防锈处理，零件表面粘有防锈油，很难满足清洁度的要求。
‧ 压力降方面：能满足要求。
全塑滤清器
随着超声波焊接、振动摩擦焊接、激光焊接等新工艺的成熟以及塑料零件替代金属冲压件在汽车领域的广泛应用，全塑滤清器逐渐被各个汽车厂家采用。近几年，汽车品牌种类繁多，产量逐年递增。自动变速箱也随着汽车型号的变化而不断更新。由于自动变速箱结构的变化，就要求安装在变速箱内的滤清器的外形和结构也要随之变化。我们知道，复杂的外形结构和空间尺寸有时用板料冲压工艺很难实现，甚至是无法实现，但是，用塑料注塑工艺就很容易达到要求。全塑滤清器由3个零件构成，上下盖和中间的过滤介质通过振动摩擦焊工艺熔接在一起，外形尺寸更复杂、密封性能更好，更易保证产品的清洁度。
（1）组成材料
由3个零件组成，组成零件的材料为：
上盖，使用材料为尼龙66+一定比例玻纤。
下盖，使用材料为尼龙66+一定比例玻纤。
过滤介质，使用材料一般为聚酯毡滤纸。全塑滤清器BOM
 （2）总成的重量
以F-300总成为例，该产品外形尺寸接近半铁半塑滤清器F-234。
可以看出，F-300的总重0.2513kg，比F-234减少了0.0412kg，减轻比例为：
0.0412/0.02925×100%=14.1%。
（3）人工成本
上盖采用注塑工艺，一次注塑成型。
下盖采用注塑工艺，一次注塑成型。
过滤介质（滤纸），采用落料工艺。
可以看出，相比于半铁半塑滤清器产品，每件人工小时减少了0.025-0.0174=0.0076。全塑滤清器加工人工成本计算
 （4）产品质量表现
‧ 外观方面：塑料盖外面不易出现指感划伤、压塌、锈斑等缺陷，采用振动摩擦焊接工艺，焊缝整洁、没有毛刺，外观整体漂亮、光滑
‧ 密封度方面：由于上下盖是塑料件，过滤介质是聚酯毡片，同时采用振动摩擦焊接工艺，组装在一起后能保证产品的密封度要求。
‧ 清洁度方面：塑料零件表面光滑、清洁，完全能够满足清洁度要求。
‧ 压力降方面：能满足要求
汽车轻量化是在保证汽车整体品质和性能不受影响甚至提高的前提下，同时兼顾高输出功率、低噪声、低振动，以及良好的操纵性和高可靠性等，尽可能降低汽车产品自身重量，以实现节能减排。汽车自动变速箱滤清器的发展正是符合这一前提，而且降低了人工成本。在产品性能方面，其刚性、耐热性及抗蠕变性与钢板冲压件相比，完全能够满足要求，而其抗腐蚀性要优于钢板冲压件。在其产品自身质量方面，3种类型的产品相比，无论是外观、密封度还是清洁度方面，都是越来越优秀。
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(8/20/2011) |
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