一種雙離合自動變速器軸承壓裝工藝研究

楊柳，曹元平，官敏建，黃超，張應濤，張民，王瑞平,3

(1.寧波吉利羅佑發(fā)動機零部件有限公司,浙江寧波 315336；2.寧波上中下自動變速器有限公司，浙江寧波 315800；3.浙江吉利羅佑發(fā)動機有限公司，浙江寧波 315800)

0 引言

雙離合自動變速器(Dual-clutch Automatic Transmission，DCT)是基于傳統(tǒng)手動變速器(Manual Transmission，MT)發(fā)展起來的，實現(xiàn)了變速箱的自動控制功能。它除了具備手動變速器的結構簡單、質量輕、傳動效率高等優(yōu)點，還具有良好的燃油經(jīng)濟性、換擋迅速，不但提高了乘駕的舒適性，而且能夠消除變速箱在換擋時產生的中斷現(xiàn)象及頓挫感，因此也被越來越多的變速器廠和汽車廠青睞，獲得了很好的發(fā)展[1]。雖然雙離合自動變速器有MT、AT(Automatic Transmission)以及CVT(Continuously Variable Transmission)等無法比擬的優(yōu)點，但也存在著一些缺點，雖然扭矩能夠滿足一般車輛要求，但對于激烈的使用還是不足，干式雙離合器會產生太多的熱量，濕式雙離合器摩擦力又會不足；復雜的結構對加工制造工藝提出了更高的要求，同時也使成本相應增加，從某種程度上降低了雙離合自動變速器的競爭力；在裝配過程中，經(jīng)常需要將同一零件(如軸承：兩個轉動體，一個保持架)或者組件壓裝到兩個零件上，同時還需要分別監(jiān)控各個壓裝過程的壓力-位移，以保證壓裝合格(壓裝到正確的位置)。如果采用傳統(tǒng)壓裝方式，只能對單個壓裝過程進行壓力-位移監(jiān)控，也就是說只能保證其中某一零件壓裝到位，不能滿足產品要求。因此，需要使用一種新的壓裝工藝來更好地滿足此種結構的壓裝要求。文中將對此新的壓裝工藝進行分析研究。

1 壓裝零件及裝配要求

1.1 壓裝零件一：離合器殼體分總成

在裝配過程中，先將輸入軸前軸承、中間軸前軸承分別裝配在離合器殼體中，然后裝配軸承擋板，以對軸承進行軸向限位；兩個軸承和離合器殼體作為一個組件整體存在，如圖1(a)、(b)所示。

圖1 離合器殼體分總成示意圖

1.2 壓裝零件二：輸入二軸和中間軸

輸入二軸和中間軸已經(jīng)在前工序中裝配至變速器殼體內，形成組件，如圖2(a)、(b)所示。

圖2 輸入二軸和中間軸示意圖

1.3 裝配要求

將輸入軸前軸承壓裝至輸入二軸對應位置；將中間軸前軸承壓裝至中間軸對應位置；即離合器殼體總成裝配至變速器殼體總成上，兩個殼體結合面貼合，如圖3所示。

圖3 壓裝完成示意圖

2 裝配工藝分析

2.1 裝配原理分析

在將輸入軸前軸承壓裝至輸入二軸上、中間軸前軸承壓裝至中間軸上的過程中，需要將兩根軸提拉適當距離。原因分析：輸入二軸和中間軸在自由狀態(tài)下與變速器殼體結合面的距離小于將軸承壓裝完成后與結合面的距離，如圖4(a)、(b)所示，如果不對兩根軸進行提拉而直接在自由狀態(tài)下壓裝軸承，離合器殼體與變速器殼體結合面會先接觸而導致軸承無法壓裝到位；同時也應該避免變速器殼體(鋁合金材質)受力變形。

通過圖4(a)、(b)所示數(shù)值可以得出：將輸出軸前軸承壓裝至輸入二軸上需要將輸入二軸提拉0.10～1.53 mm(最大可提拉4.30 mm)；將中間軸前軸承壓裝至中間軸上需要將中間軸提拉0.20～1.50 mm(最大可提拉2.42 mm)[2]。

圖4 壓裝前、后尺寸對比示意圖

2.2 提拉方式及壓裝過程分析

經(jīng)過分析，輸入二軸可用花鍵下方斜面作為施力點進行提拉，如圖5所示。

中間軸可使用螺桿旋入中間軸螺紋中，然后進行提拉，如圖6所示。

圖5 輸入二軸提拉示意圖 圖6 中間軸提拉示意圖

因兩軸在軸承壓裝過程中需要分別壓裝，且兩軸需要提拉的高度不同，因此根據(jù)兩軸需提拉高度及可提拉范圍，確定輸入軸提拉高度為1.80 mm，中間軸提拉高度為2.50 mm，以確保中間軸提拉后能夠高于輸入二軸，如圖7所示。

圖7 兩根軸提拉后高度示意圖

整個壓裝過程主要可以分為3個階段：

階段一，同時壓裝階段。此時輸入軸前軸承壓裝至輸入二軸、中間軸前軸承壓裝至中間軸同時進行，但都未壓裝到位，如圖8所示。

圖8 壓裝階段一示意圖

階段二，中間軸前軸承壓裝到位階段。此時中間軸前軸承壓裝至中間軸已經(jīng)完成，輸入軸前軸承壓裝至輸入二軸還未完成。此時將中間軸的提拉反力取消，使中間軸處于自由狀態(tài)，可隨中間軸前軸承及離殼運動，如圖9所示。

圖9 壓裝階段二示意圖

階段三，輸入軸前軸承壓裝到位階段。繼續(xù)壓裝輸入軸前軸承至最終位置，此時兩個軸承均已經(jīng)壓裝到位，兩個殼體結合面會有間隙，如圖10(a)所示；然后將輸入軸提拉反力取消，兩個殼體結合面間隙消除，完全閉合，整個壓裝過程結束，如圖10(b)所示。

圖10 壓裝階段三示意圖

2.3 壓裝邏輯順序

通過流程圖形式將壓裝的3個不同階段表示出來，如圖11所示。

圖11 壓裝流程圖

3 裝配結果分析

輸入軸前軸承壓裝至輸入二軸、中間軸前軸承壓裝至中間軸，兩端均配置了壓力傳感器，分別監(jiān)控兩端的壓裝過程。

階段一，同時壓裝階段。輸入軸前軸承壓裝與中間軸前軸承壓裝過程相似，都是從開始壓裝到壓裝力隨著壓裝位移的增加而增加，近似于線性關系。

階段二，中間軸前軸承壓裝到位階段。中間軸前軸承壓裝到位時，與中間軸接觸，壓裝力瞬間增加，出現(xiàn)拐點，壓裝力到達設定的壓力值時停止壓裝；而輸入軸前軸承因為還未壓裝到位，依然持續(xù)階段一的壓裝狀態(tài)，近似于線性關系。

階段三，輸入軸前軸承壓裝到位階段。輸入軸前軸承繼續(xù)壓裝，直到輸入軸前軸承壓裝到位，與輸入二軸接觸，壓裝力瞬間增加，出現(xiàn)拐點，壓裝力到達設定的壓力值時停止壓裝。至此，中間軸前軸承與輸入軸前軸承分別壓裝到位，整個壓裝過程全部結束。過程的壓力-位移監(jiān)控曲線如圖12所示。

圖12 壓力-位移曲線

4 結束語

(1)類似結構零件壓裝，因零件加工公差、設備定位誤差的存在，不可能將兩個零件同時壓裝到位，只能采用分別壓裝的方式完成裝配。

(2)兩個壓裝零件需要有單獨的壓力-位移監(jiān)控，以便分析和判斷是否壓裝到位。

(3)整個壓裝過程，兩根軸的夾緊、提拉以及各壓裝的邏輯控制是非常重要的，這直接關系到壓裝結果的準確性。

(4)類似結構的零件裝配在雙離合自動變速器以及其他類型的變速器中也比較常見，文中的研究對其他產品的裝配工藝有一定的參考價值。

參考文獻:

[1]江靈智.DCT雙離合器自動變速器技術運用和發(fā)展趨勢[J].赤子(中旬)，2013(7)：248.

[2]楊叔子.機械加工工藝師手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2001.