小杯士，大用處——自動變速器杯士故障全攻略(圖)

杯士（bushing）俗稱銅套（其實很多“銅套”并非銅制），是自動變速器內的易損件。杯士價格便宜，很多維修人員認為它是個“低技術”零件。然而實踐證明如果不重視杯士的作用，在維修中就會產生“高技術”的故障，維修質量就難以保證。
 
在國內比較常見的ZF 5HP19變速器中，油泵殼上的杯士就比較容易損壞。這個杯士會在油泵孔內松脫打轉，磨壞油泵孔，然后轉出油泵殼，最后由于過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原因。如果在此之前就更換了杯士，就能避免這種嚴重的后果。無磨損痕跡的新杯士如圖1所示。

在另一款國內常見變速器01M/01N內，各離合器鼓內的杯士經常由于離合器本身偏離旋轉中心（跳動值過大）而被磨損。由此而產生的漏油會導致一系列的故障，比如換擋延遲、換擋抖動或打滑、離合器油壓過低等。對此，一般的維修方法都是更換整個離合器鼓，成本高昂。但在真正出現問題前，一般情況下，仍用原來的舊件，這就很難保證不會由于杯士的磨損而導致變速器在維修質保期內返修。因此單獨更換這些杯士，將能在保證維修質量的前提下節省大量成本。而這也是國內的自動變速器維修技術和國外同行業的顯著差距之一。
 
變速器中另一個容易出現問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以及微小的對準偏差等因素，變矩器的軸頸杯士會承受很大的載荷。如果在這個杯士和變矩器軸頸之間存在過大的間隙，會導致前油封漏油、變矩器油回流、變矩器進油變差，以及經過散熱器的油壓和流量出現問題。這些問題又會產生變速器內潤滑變差、變矩器顫抖和變矩器鎖止打滑等現象，從而導致變速器傳動失效。由此可見，這一系列的故障現象可能都和這個小小的杯士有關。
 
自動變速器內的杯士的主要功能是起對準作用，并為軸、齒輪和離合器鼓提供載荷支撐。在正常運行時如果準確對齊的話，杯士和軸頸之間的間隙會充滿油，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，前導輪支撐杯士防止了釋放油路中的油經過渦輪軸漏到變矩器內的鎖止作用的一側。在另外一些情況中，杯士被故意設計成油的導向器，將油導入到某些部件上。幾乎所有的后擴展罩殼杯士上都帶有油槽，以使油泵能將潤滑油送到變速器的后油封處。
 
在修理過程中，杯士的磨損情況是容易觀察到的。維修人員可以通過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”。比如，碎屑嵌入是引起杯士失效的最常見原因之一。雖然杯士在設計上能容納一些碎屑（摩擦材料碎屑或金屬碎屑），但嵌入的碎屑會滯留在里面，并逐漸移動以至取代掉周圍的一些杯士材料。這會在杯士上產生一些突出的高點，直接接觸到與杯士配合的軸頸上，而發生磨損（如圖2所示）。

如果杯士的內圓被磨亮或細微拉傷（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重的雜質污染引起的。

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

圖4 被磨損的杯士

如果在杯士內圓上存在局部的磨損點，這可能是由于雜質嵌在罩殼和杯士外圓之間引起的。這種雜質會使杯士在內圓上產生突起的高點，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的維修或大力敲擊而導致罩殼上的杯士孔徑變形導致的。

圖5 杯士外圓上的徑向刻痕意味著杯士已經從北京孔內轉出

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有對準。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，則說明零件沒有對齊。
 
在變速器修理中，應該考慮到一些關于杯士的設計和安裝規范。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。太粗糙的表面會讓污染物通過，會立即卡住滑閥、塞住電磁閥，或將杯士磨壞。為了能固定杯士，配合一個背面是鋼的杯士的杯士孔應該有Ra 60～125μin（微英寸，1μin=0.0254μm）的表面光潔度，而配合一個銅杯士的孔應有Ra40～70μin。杯士內圓應有Ra30μin或更好的表面光潔度，軸頸的表面光潔度應在Ra8～12μin范圍內。軸頸應該以它在總成中實際轉動的方向，邊旋轉邊用拋光紙來進行拋光。這可以防止軸頸上的微小臺階在實際旋轉中翹起而過早地磨損杯士或軸頸。對于軸頸上的不平處，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、軸頸材料類型和硬度、實際操作溫度、機加工的質量以及潤滑的方式等。對于巴氏合金杯士，每英寸的軸直徑，應留有0.0005in的間隙，最小間隙為0.0005in；對于銅鉛和銅杯士，相對應每英寸的軸直徑，應留有0.00075in的間隙，最小間隙為0.0005in。如果實際應用中是重載荷、高速、或高溫的情況，則通常需要增加這些間隙量。我們從經驗中發現對應每英寸的軸頸直徑，0.001in的杯士間隙適用于大多數變速器，變矩器軸頸杯士的總間隙在0.003～0.004in可以工作良好。間隙應該用測隙規來檢測。如果沒有測隙規，標準的打印紙的厚度為0.002in，在這里可以作為一個很好的量具來使用。
 
更換杯士時，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。大多數原配的杯士都是待加工類型的，在杯士安裝就位后再進行機加工，這樣能更好的控制間隙的大小。精確制造的杯士被仔細地加工到預先規定的尺寸，使其能以某種確定的配合程度壓入杯士孔，因而被壓入孔內的杯士具有預先設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比待加工的杯士產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。如果原來的杯士已經磨損且必須要更換，建議使用一個加大型的杯士在就位后再進行機加工。ZF 5HP19的替換油泵杯士就有加大型的，可用來修復被磨損的油泵。如果沒有這種加大型杯士或實際上不可能使用，則應該使用精確制造型的后市場杯士，而且需要仔細測量是否存在過大的間隙。
 
在拆除和安裝杯士時應該使用正確的工具，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。對于特別小的杯士，帶螺紋的塞子是個不錯的工具。安裝杯士的最好方法是使用一個芯軸壓機以及對應于某種杯士尺寸的專用接頭。這種專用接頭應該能平整堅實地壓在杯士的邊緣，并且它還有一個機械止動處，以便達到正確的軸向位置。要避免用手直接將杯士敲打入孔。杯士孔不應該留有任何碎屑。將新杯士壓入孔內時會刮去杯士外圓或杯士孔上少量的材料，這可能成為一個污染物的來源。在孔或杯士外圓上進行潤滑可以防止磨傷，方便安裝。需要保持正確的軸向間隙規范，以防止軸的一端進入杯士中，使油的進出孔被堵上了。
 
小小的杯士雖然不起眼，但作用卻很大，正如人們常說“贏在細節”。希望這篇文章能給大家在修理過程中提供一些有用的啟發。