邴紀(jì)秋,唐儒,袁小星,張鵬,趙生波
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離合器對(duì)整車NVH性能的優(yōu)化研究
邴紀(jì)秋,唐儒,袁小星,張鵬,趙生波
(哈爾濱東安汽車發(fā)動(dòng)機(jī)制造有限公司技術(shù)中心,黑龍江 哈爾濱 150060)
離合器起步抖動(dòng)故障異常,嚴(yán)重影響整車駕駛舒適性。秉承著質(zhì)量提升、對(duì)客戶負(fù)責(zé)的態(tài)度,攻關(guān)團(tuán)隊(duì)由車廠、發(fā)動(dòng)機(jī)廠及供應(yīng)商三方組成。運(yùn)用8D的思維模式通過(guò)4S店留車現(xiàn)地調(diào)查,三方聯(lián)合巡察,故障件裝車驗(yàn)證等方式,從零件單體和整車方面進(jìn)行了排查,最終鎖定了故障真因。針對(duì)故障真因制定了對(duì)策,有效降低離合器故障率。節(jié)約了維修費(fèi)用,提升了產(chǎn)品綜合競(jìng)爭(zhēng)力。
離合器;抖動(dòng);8D
隨著汽車技術(shù)的飛速發(fā)展,人們對(duì)于整車NVH性能的要求越來(lái)越高。離合器作為發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間的零件,其主要功能是切斷和實(shí)現(xiàn)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力傳遞,有效的降低傳動(dòng)系統(tǒng)中一部分振動(dòng)和噪聲,提供舒適的踏板操縱效果。
經(jīng)過(guò)前人的辛勤探索,通過(guò)調(diào)節(jié)離合器摩擦片的阻尼參數(shù)、減振彈簧的剛度、彈簧的扭轉(zhuǎn)角度等參數(shù)可以改善起步時(shí)的噪聲及整車共振,通過(guò)使用自調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的離合器可以避免踏板重的故障。
本研究的主要目的是在前人研究的基礎(chǔ)上,繼續(xù)探索如何通過(guò)調(diào)節(jié)離合器參數(shù)解決起步抖動(dòng)故障,降低離合器故障指標(biāo),為客戶提供更加舒適的操縱體驗(yàn)。
起步抖動(dòng)故障是車輛起步時(shí),離合器結(jié)合的瞬間由于扭矩傳遞不均勻造成起步抖動(dòng)。
離合器起步抖動(dòng)就是車輛在剛起步時(shí),怠速或者輕加油門的情況下,車剛起步的瞬間發(fā)生離合器抖動(dòng)。此時(shí)踏板在行程的20%處,處于整車起步點(diǎn)附近,壓盤壓緊力大約為500N.保持踏板位置不動(dòng),會(huì)有整車抖動(dòng)的故障,并伴隨著后橋異響的聲音。
從圖1可以發(fā)現(xiàn),駕駛座處可明顯感覺(jué)到振動(dòng)。
圖1 整車起步頻譜圖
發(fā)生離合器起步抖動(dòng)故障時(shí),更換離合器可以解決。通過(guò)對(duì)故障件換裝驗(yàn)證,有40%的離合器不抖或者抖動(dòng)情況減弱。
運(yùn)用8D的思維模式解決此故障,分析故障原因時(shí)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)召集有關(guān)的部門一起討論影響起步抖動(dòng)的影響因素,并繪制成魚(yú)骨刺圖。按照魚(yú)骨圖逐一進(jìn)行排查最終鎖定故障原因。
1.2.1人員因素分析
生產(chǎn)者:從圖2可以發(fā)現(xiàn),人員異動(dòng)后,壓盤的壓緊力減小200-300N,而且從后續(xù)調(diào)查發(fā)現(xiàn),壓緊力減小的零件發(fā)生抖動(dòng)的概率增大。
圖2 人員異動(dòng)前后壓緊力變化趨勢(shì)
駕駛員:抖動(dòng)故障只在起步點(diǎn)出現(xiàn),如果司機(jī)駕駛習(xí)慣加油起步的話,一般不會(huì)發(fā)現(xiàn)抖動(dòng)故障。甚至部分司機(jī)認(rèn)為有抖動(dòng)也是正常的。
1.2.2離合器壓盤總成分析
壓盤平行度:
500N時(shí)壓盤的分離行程為3.2-4.3,升程為0.5,檢測(cè)8件壓盤平行度0.02-0.14,詳細(xì)見(jiàn)表1。根據(jù)裝車驗(yàn)證此項(xiàng)不是抖動(dòng)的主要因素。
壓盤壓緊力:
約70%故障壓盤短里程后壓緊力超下差,此為不正?,F(xiàn)象。
使用離合器壓總壓緊力為3600N+0.11輕微抖動(dòng)。
使用離合器壓總壓緊力為3280N+0.14,裝車結(jié)果為起步抖動(dòng)。
以上兩次裝車說(shuō)明壓緊力偏下差的壓盤裝車都抖動(dòng),與異常離合器故障升高相吻合。
壓緊力偏小的原因是人員異動(dòng)后,導(dǎo)致壓盤支撐環(huán)位置發(fā)生偏移0.2,壓緊力下降200N以上。
壓盤錐度、粗糙度:
通過(guò)驗(yàn)證,壓盤錐度與粗糙度能改善10%,不能徹底解除。
表1 離合器壓盤平行度與升程關(guān)系
壓盤同軸度:
分析磕碰或者蓋結(jié)構(gòu)是否易導(dǎo)致定位孔同軸度(三個(gè)定位銷孔定的心與分離指定的心的同心度)不良。通過(guò)故障件和新零件檢測(cè),判斷此項(xiàng)不是抖動(dòng)主要因素,詳細(xì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。
表2 壓盤同軸度統(tǒng)計(jì)
壓盤其他項(xiàng):
通過(guò)對(duì)故障件的數(shù)據(jù)分析排除以下因素:
壓盤升程、動(dòng)平衡、結(jié)合高度、單體分離指跳動(dòng)。
1.2.3離合器摩擦片總成
1.2.3.1 從動(dòng)盤接合時(shí)500N平行度
分析抖動(dòng)故障件的500N平行度的占比,樣本數(shù)10。檢測(cè)結(jié)果:故障從動(dòng)盤500N平行度,80%大于0.1,30%大于0.15。
裝車驗(yàn)證:
如果從動(dòng)盤500N平行度小于0.15,分離指跳動(dòng)0.8不抖,1.1不抖,1.4不抖,1.7輕抖+異響。(注:之前500N平行度為0.23時(shí),分離指跳動(dòng)為0.14時(shí),抖動(dòng)嚴(yán)重)
通過(guò)對(duì)故障件解析和裝車驗(yàn)證,從動(dòng)盤500N平行度小于0.15,可以改善40%。
通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn),摩擦片500N時(shí)平行度超差,是因?yàn)樵O(shè)備加熱板以及波形片的成型模具磨損導(dǎo)致平行度超差。
1.2.3.2 波形片高度差
波形片的初始平行度均在0.15以內(nèi),詳見(jiàn)表3,且波形處于中值偏上水平,波形衰減滿足20%以內(nèi)的要求。
表3 波形片高度差
1.2.3.3 從動(dòng)盤減震剛度和預(yù)減震
預(yù)減振角度為,正向7.5度,反向3.6度,剛度0.39N.m/°。 500N時(shí)壓縮量為0.34平行度為0.21,裝車后抖動(dòng)。此項(xiàng)不是抖動(dòng)的主要因素。
1.2.3.4 從動(dòng)盤其他項(xiàng)
滯后值、摩擦系數(shù)、從動(dòng)盤端跳、花鍵磕碰等因素通過(guò)裝車驗(yàn)證,都已排除。
1.2.4整車及發(fā)動(dòng)機(jī)
1.2.4.1 發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪
飛輪單體:平行度最大是0.08 平面度最大是0.10;
飛輪裝配后:飛輪跳動(dòng)0.03-0.13。
故障飛輪:平行度0.035,平面度0.008。
通過(guò)以上排查,飛輪不是抖動(dòng)的主要因素。
1.2.4.2 裝配后分離指跳動(dòng)
通過(guò)對(duì)下線的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行檢測(cè),裝配后分離指跳動(dòng)0.38-0.8,符合設(shè)計(jì)要求。
1.2.4.3 整車共振點(diǎn)
同樣型號(hào)的離合器應(yīng)用到別的車型,就沒(méi)有這么高的抖動(dòng)故障率,說(shuō)明不同車型的離合器滑磨的抖動(dòng)與整車共振頻率不一樣。
總結(jié):
通過(guò)上述分析造成起步抖動(dòng)的原因有,從動(dòng)盤在受500N壓緊力時(shí)平行度超過(guò)0.15;壓盤短里程后壓緊力超下差,導(dǎo)致起步時(shí)壓緊力波動(dòng)過(guò)大;駕駛員的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不一。
從動(dòng)盤受500N壓緊力時(shí)平行度保持不大于0.15可以解決起步抖動(dòng)故障,這項(xiàng)參數(shù)是以往的開(kāi)發(fā)當(dāng)中并未注意的,對(duì)于以后離合器的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)及故障攻關(guān)工作有著重要的作用。
增加總成軸向壓縮特性500N時(shí)平行度,按0.15mm Max控制要求,總成100%全檢。
對(duì)設(shè)備加熱板磨削加工,使其平面度達(dá)到要求,并對(duì)模具進(jìn)行調(diào)整后,隨機(jī)檢驗(yàn)單體波形片成形高度極差,分布在0.15mm以內(nèi)(合格),數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。
表4 波形片高度分布
圖3
將模具上、下平面處8片葉片間平面平行度調(diào)整為0.02mm Max后,隨機(jī)抽取波形片及總成檢測(cè)平行度數(shù)據(jù)見(jiàn)表5:
表5 波形片平行度
修模后,波形片成型高度差均在0.10mm內(nèi);單體波形片500N平行度控制在0.1mm內(nèi);
整改前后總成平行度實(shí)測(cè)對(duì)比數(shù)據(jù)見(jiàn)表6:
表6 主減速齒輪個(gè)檔位階次
經(jīng)整改后,總成在500N時(shí)的平行度由原0.24max均控制在0.15mm內(nèi)。
通過(guò)5件靜態(tài)分離耐久性試驗(yàn)對(duì)比:采用膜片彈簧熱強(qiáng)壓工藝后,壓緊力衰減量由7.6%降為4.8%,約120N。
圖4 離合器摩花鍵配合示意圖
通過(guò)增加配合長(zhǎng)度6mm之后,抖動(dòng)降低約30%,效果較為明顯。
通過(guò)以上離合器壓盤、從動(dòng)盤和輸入軸花鍵三項(xiàng)改善措施,對(duì)策后基本解決離合器起步抖動(dòng)問(wèn)題。
通過(guò)此次研究得到的最重要的成果是,當(dāng)離合器從動(dòng)盤受500N壓緊力時(shí)將平行度控制在0.15以內(nèi),能夠有效的改善起步抖動(dòng)故障。此項(xiàng)成果的研究是集合了攻關(guān)團(tuán)隊(duì)所有人的智慧和努力得到的,并且獲得了業(yè)內(nèi)知名專家的認(rèn)可。此項(xiàng)參數(shù)是以往離合器設(shè)計(jì)和故障攻關(guān)當(dāng)中沒(méi)有關(guān)注到的,此次的研究不僅為解決起步抖動(dòng)故障提供了支撐,更重要的是能夠提升了離合器設(shè)計(jì)水平。
此次研究有效的降低了離合器起步抖動(dòng)的故障率。通過(guò)本次離合器對(duì)整車NVH性能的優(yōu)化研究,在質(zhì)量、成本、技術(shù)上得到了很大的收獲,在解決離合器起步抖動(dòng)的同時(shí),既節(jié)約了維修成本,也提升了產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力,得到的結(jié)論和制定的對(duì)策能夠有效的平行展開(kāi)到其他項(xiàng)目的離合器上。更為重要的是能夠提升離合器的設(shè)計(jì)水平,為以后的故障攻關(guān)提供重要的參考。
[1] 徐石安,江發(fā)潮.汽車離合器[M].清華大學(xué)出版社,2005.8.
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[3] 何渝生,魏克嚴(yán),洪宗林,孫樣根.汽車振動(dòng)學(xué)[M].人民交通出版社,1990.
Investigation of the vehicle NVH improvement affected by clutch
Bing Jiqiu, Tang Ru, Yuan Xiaoxing, Zhang Peng, Zhao Shengbo
(Center of Technology, Harbin DongAn Automotive Engine Manufacturing Co., Ltd, Heilongjiang Harbin 150060)
The abnormal start jitter of clutch seriously affects the driving comfort of the whole vehicle. Adhering to the attitude of improving quality and being responsible to customers, the attack team consists of a Depot, an engine factory and a supplier. Using the 8D's thinking mode, through the 4S store's current location investigation, the joint inspection of the three parties, and the verification of the faulty parts, the parts were checked from the parts and the entire vehicle, and the fault was finally locked. The countermeasures are made against the real cause of the failure, and the clutch failure rate is effectively reduced. Saves maintenance costs and improves the overall competitiveness of the product.
Clutch; Tremble; 8D
A
1671-7988(2018)20-49-04
U461.4
A
1671-7988(2018)20-49-04
U461.4
邴紀(jì)秋,就職于哈爾濱東安汽車發(fā)動(dòng)機(jī)制造有限公司技術(shù)中心。
10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.20.017