某型號輕型客車掛擋困難原因分析與改進(jìn)

林華山

摘 要：為解決某上市車型售后市場反饋換擋困難問題，對售后故障件數(shù)據(jù)分析，得到主要影響因素有離合器、換擋操縱機(jī)構(gòu)及離合總泵。通過對售后故障件的檢測，確定故障原因并提出改進(jìn)措施，改良裝配工藝、優(yōu)化從動盤材料、增加散熱槽數(shù)目、改良花鍵轂倒角及表面處理提升了離合器換擋穩(wěn)定性;優(yōu)化焊接工藝保證了換擋操縱機(jī)構(gòu)的可靠性;改良清潔及裝配工藝及運(yùn)輸方法解決了離合總泵漏油問題，最終解決了換擋困難問題。

關(guān)鍵詞：換擋困難;離合器;操縱機(jī)構(gòu);離合總泵

中圖分類號：U467??文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）09-84-04

A?Type of Diesel Engine Oil Separation System Optimization

Lin Huashan

（Xiamen King Long United Automotive Industry Co， Ltd.，?Fujian Xiamen 361021）

Abstract：?In order to solve the difficult gearshift problem which is the feedback from the after-sales market， the invalid parts data has been analysised， which shows that the main influencing factors are clutch， gearshift control mechanism and clutch master cylinder. According to the test results of the invalid parts， the causes and improvement measures are proposed. The shift stability of the clutch had been improved according to optimizing the assembly process，?the driven plate material， the spline hub chamfering and surface treatment，?increasing the number of heat sink. welding technology optimization ensures the reliability of shift control mechanism.?Improved assembly process and transportation method solved the oil leakage of clutch master cylinder.?The difficult gearshift problem was solved.

Keywords： Difficult gearshift; Clutch; Gearshift control mechanism; Clutch master cylinder

CLC NO.：?U467??Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）09-84-04

引言

售后市場反饋某型號輕型客車存在掛擋困難的情況，其主要故障現(xiàn)象為：熱車掛擋困難（早晚高峰期、等紅綠燈時尤其明顯）;低速擋（1、2擋）掛擋困難。通過對以上售后問題的維修記錄進(jìn)行統(tǒng)計分析，對離合器、操縱機(jī)構(gòu)、離合總泵這三個部件進(jìn)行故障檢測、分析故障原因，并完成設(shè)計及加工工藝改進(jìn)，最終解決售后市場中掛擋困難問題。

1 原因分析

該公司售后對2017年7月至10月之間存在掛擋困難的整車進(jìn)行了統(tǒng)計。發(fā)現(xiàn)其主要故障現(xiàn)象為：熱車掛擋困難（早晚高峰期、等紅綠燈時油漆明顯）;低速擋（1、2擋）掛擋困難，故障發(fā)生的行駛里程基本在5-10km。

根據(jù)2017年對7月、8月、9月、10月四個月中與掛檔有關(guān)的所有索賠與維修記錄進(jìn)行統(tǒng)計分析，結(jié)果如表1故障件統(tǒng)計表所示。從表1可知，問題主要集中在離合器、操縱機(jī)構(gòu)、離合總泵這三個部件，三者占索賠數(shù)據(jù)的97.15%。故需要針對以上三個部件進(jìn)行檢測及故障原因排查，以便確定整改措施。

2 離合器故障原因分析及改進(jìn)措施

汽車離合器的主要功能是切斷和實(shí)現(xiàn)對傳動系的動力傳遞，以保證汽車起步時將發(fā)動機(jī)與傳動系平順結(jié)合，確保汽車平穩(wěn)起步，換擋時將發(fā)動機(jī)與傳動系分離，減少變速器中換擋齒輪中間的沖擊，便于換擋，工作中承受較大的動載荷時，能限制傳動系所承受的最大轉(zhuǎn)矩，防止傳動系各零件因過載而損壞，進(jìn)行過載保護(hù)，同時工作過程中需要降低傳動系統(tǒng)的震動和噪聲^[1，2]。離合器結(jié)構(gòu)如圖1離合器工作原理圖所示。其中離合器主要由摩擦片、壓盤及殼體、膜片彈簧組成，離合器踏板及連接桿件主要為其操縱裝置。當(dāng)駕駛員踩下離合器踏板時，連接桿件推動止推軸承將膜片彈簧指端壓下，膜片彈簧末端帶動壓板離開摩擦片，則動力傳輸中斷。

2.1 原因分析

對存在換擋困難的離合器總成進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)主要為壓盤升程和摩擦片傾斜量超差。

壓盤升程是指離合器從完全接合到徹底分離的過程中，壓盤平面上各點(diǎn)位移的最小值^[3，4]，該值過小將導(dǎo)致離合器分離不徹底，故掛擋困難。壓盤升程按新件要求判定（≥1.7mm）——QCT25-2004（汽車干摩擦式離合器總成技術(shù)條件）中對離合器蓋耐久試驗(yàn)要求：壓盤升程不小于初始值的90%（即使用后壓盤升程≥1.53mm，視為合格），而故障件測試結(jié)果小于該值。

離器摩擦片傾斜量要求≤0.20mm，傾斜量的檢測：在摩擦面取3個點(diǎn)，根據(jù)三個點(diǎn)的高低差確定傾斜量所測摩擦盤存在表面磕碰、燒蝕及傾斜量過大的情況，另外摩擦面的外觀質(zhì)量情況對的傾斜量影響很大，如銹蝕、碰損、燒蝕等，傾斜量超差的主要故障表現(xiàn)為離合器發(fā)抖，即掛擋困難，連接不穩(wěn)定。

根據(jù)故障件測試結(jié)果可知，離合器故障主要為壓盤升程過小及傾斜量過大。

2.2 改進(jìn)措施

壓盤升程過小及傾斜量過大其主要原因?yàn)檠b配工藝問題，離合器裝配時壓盤與離合器殼之間的鎖緊螺栓未按照對角線鎖緊，改進(jìn)方案為加強(qiáng)裝配操作培訓(xùn)，同時增加抽檢比例。

除此之外，離合器從動盤也進(jìn)行了設(shè)計優(yōu)化。

離合器從動盤材料由8805變更為F810，標(biāo)識由B-8805變?yōu)関aleo。具體如圖2從動盤材料變更圖所示。

從動盤花鍵轂倒角由倒直角變?yōu)榈箞A角（壓盤側(cè)），在裝配一軸時減小碰傷風(fēng)險，花鍵在一軸上滑動更順暢，圓角的排屑功能優(yōu)于直角;表面處理由拋丸變更為鍍鎳（外觀上顏色由黑色變?yōu)榻饘倭粒?，從而增加表面硬度，減小碰傷風(fēng)險，表面形成保護(hù)膜，避免花鍵轂生銹。具體如圖3從動盤優(yōu)花鍵轂優(yōu)化設(shè)計圖。同時從動盤散熱槽數(shù)量由16槽變更為24槽，增加散熱，降低從動盤粘連的風(fēng)險，且可以增加從動盤的排屑功能。

對改進(jìn)后的離合器售后市場進(jìn)行追蹤，其換擋困難的故障率明顯降低。

3 換擋操縱機(jī)構(gòu)的故障原因及改進(jìn)措施

換擋操縱機(jī)構(gòu)的作用是保證駕駛員能準(zhǔn)確、可靠地使變速器掛入所需要的擋位工作，并可隨時使之退入空擋，主要由變速操縱桿、彈簧、底座、換擋軸等組成^[5]。該輕客車售后反饋其換擋操縱機(jī)構(gòu)故障主要為換變速操縱桿彈簧斷裂及II軸換檔機(jī)構(gòu)開焊。

3.1 原因分析

3.1.1 變速操縱桿彈簧斷裂原因

對變速操縱桿彈簧斷面進(jìn)行外觀檢查，如圖4變速操縱桿彈簧斷裂示意圖所示，彈簧直徑的一半呈黑色現(xiàn)像，另半邊呈淺灰色現(xiàn)象，而正常斷面的整面都呈淺灰色。抽取5個故障件進(jìn)行硬度測試（HRC），測試結(jié)果如表2故障件硬度測試數(shù)據(jù)所示，合格件硬度標(biāo)準(zhǔn)為HRC38-40。

通過彈簧不良件斷面外觀呈黑色現(xiàn)像及硬度測試結(jié)果分析，判定彈簧因硬度偏高造成彈簧斷裂;造成彈簧硬度偏高的原因是彈簧熱處理時受熱不均勻?qū)е隆?/p>

3.1.2 II軸換檔機(jī)構(gòu)開焊原因分析

故障件如圖5II軸換檔片開焊，松動示意圖所示。解剖檢測發(fā)現(xiàn)焊接位置換檔片支架在焊接時完全沒有與焊接點(diǎn)相熔合，如圖6故障件解剖圖所示。其原因是在焊接時，焊接迅速過快造成換檔片支架焊接點(diǎn)沒有熔合現(xiàn)像的發(fā)生。

綜上所述，換擋操作機(jī)構(gòu)中彈簧斷裂及焊接缺陷造成造成換擋片無法工作，會直接造成無法換擋或掛擋困難。

3.2 改進(jìn)措施

3.2.1 變速操縱桿彈簧改進(jìn)措施

彈簧的熱處理方式是將彈簧用鐵線將彈簧穿在一起后放入熱處理爐內(nèi)淬火6小時后，回火3小時/2次后取出。改進(jìn)方案為將熱處理方式改成網(wǎng)格傳送帶的熱處理方式，該方法可以使零件熱處理更均勻，改進(jìn)前后的熱處理方式如圖彈簧熱處理示意圖7彈簧熱處理改進(jìn)前后示意圖所示。對網(wǎng)格傳送帶的熱處理方式100PCS彈簧硬度進(jìn)行檢測，未發(fā)現(xiàn)硬度超標(biāo)現(xiàn)象。

3.2.2 II軸換檔機(jī)構(gòu)改進(jìn)措施

改進(jìn)方案為焊接生產(chǎn)時，對焊接的時間控制在15-20秒以內(nèi)，焊接完成用橡膠錘敲擊換檔片是否有松動現(xiàn)像。若有此現(xiàn)象發(fā)生，對焊接部位焊補(bǔ)處理。對改進(jìn)件進(jìn)行測試，焊接機(jī)的電壓處于20-22V，電流處于50-52A的電流，焊接的時間控制在15-20秒以內(nèi)，做拉力測試，當(dāng)拉力達(dá)到24876.539?N時未出現(xiàn)拉裂現(xiàn)像。

4 離合總泵故障原因分析及改進(jìn)措施

駕車者踩下離合器踏板時，推桿推動總泵活塞使油壓增高，通過軟管進(jìn)入分泵，迫使分泵拉桿推動分離叉，將分離軸承推向前;當(dāng)駕車者松開離合器踏板時，液壓解除，分離叉在回位彈簧作用下逐漸退回原位，離合器又處在接合狀態(tài)^[6]。

4.1 離合總泵故障原因分析

售后市場反饋離合總泵其故障形式主要為漏油，該故障現(xiàn)象導(dǎo)致?lián)Q擋時，無法建立足夠的油壓，從而無法換擋或換擋困難，故對返回的故障件進(jìn)行了真空密封性試驗(yàn)，參照QC/T311-2008行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，測試數(shù)據(jù)如表3離合總泵真空密封性測試結(jié)果所示。測試結(jié)果顯示4個故障件數(shù)值超出試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，其余6件曲線實(shí)驗(yàn)合格，真空密封泄漏量在0.09-0.13KPa，將實(shí)驗(yàn)合格的舊件繼續(xù)模擬液壓實(shí)驗(yàn)3萬次后缸口出現(xiàn)漏油，與實(shí)際發(fā)生故障一致，表明測試合格的6個零件也無法滿足密封的耐久性需求。

對以上10個故障件進(jìn)行進(jìn)一步的拆解測試。測試結(jié)果如表4離合總泵關(guān)鍵部件檢測數(shù)據(jù)所示。測量結(jié)果表明，故障件中2件皮碗可見明顯翻邊、2件可見明顯鋁屑、4件粗糙度超出圖紙范圍、2件活塞外圓有明顯磕碰劃傷

4.2 離合總泵改進(jìn)措施

副皮碗密封處存有鋁屑，造成皮碗與缸體密封不良，廠商離合總泵缸體清洗設(shè)備缺陷，無法清洗缸體凹槽密封處殘存的加工鋁屑，致使使用一段時間后，皮碗損傷，出現(xiàn)滲油。更改為用電動機(jī)連接毛刷旋轉(zhuǎn)清洗，可以對缸體內(nèi)部凹槽位置全方位清洗。

副皮碗出現(xiàn)翻邊，人工裝配一致性差。導(dǎo)向套鎖緊后皮碗變形造成個別裝配后造成翻邊，皮碗裝配更改為全自動設(shè)備裝配，保證其裝配一致性的可靠。

活塞可見明顯磕碰、劃傷，活塞包裝缺陷，在運(yùn)輸時活塞外圓之間存在碰撞，造成活塞碰傷，致使使用后出現(xiàn)漏油。在運(yùn)輸包裝上活塞的盛放容器更改為吸塑板，吸塑板上有凹槽碼放后活塞外徑之間處于隔離狀態(tài)，避免在運(yùn)輸時活塞外徑之間碰撞。

光潔度超出要求范圍，圖紙要求粗糙度0.4，實(shí)測0.6-1.6，調(diào)整過程中試磨件未做報廢處理造成試磨件與正常產(chǎn)品混裝，并且在最終檢驗(yàn)時未篩選干凈，造成個別活塞粗糙度超出范圍，在活塞外圓磨工裝調(diào)整階段，首件檢測合格前的試磨活塞報廢處理。同時增加活塞表面硬質(zhì)陽極化后外圓拋光處理。

5 結(jié)論

綜上所述，得到以下結(jié)論：

（1）改良裝配工藝、優(yōu)化從動盤材料、增加散熱槽數(shù)目、改良花鍵轂倒角及表面處理提升了離合器換擋穩(wěn)定性;

（2）優(yōu)化熱處理及焊接工藝保證了換擋操縱機(jī)構(gòu)的可靠性;

（3）改良清洗、裝配工藝及運(yùn)輸方法解決了離合總泵漏油問題。

參考文獻(xiàn)

[1] 涂安全，羅賢虎，李星等.自動擋汽車換擋質(zhì)量評價系統(tǒng)研究[J].中國測試，2017，43（11）：124-128.

[2] 蔣運(yùn)勁，唐作厚.汽車底盤構(gòu)造與維修[M].北京理工大學(xué)出版社， 2013：80-85.

[3] 余志生.汽車?yán)碚揫M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007：112-118.

[4] 岳麗姣，司志明，陳健.某輕型客車換擋力偏大原因分析與改進(jìn)[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2013，35（11）：1465-1468.

[5] 李元勝.淺談手動變速器的常見故障及排除方法[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2017，24：95-96.

[6] 陳家瑞.汽車構(gòu)造[M].第4版.北京：人民交通出版社，2002：46-75.