變速器怠速異響原因分析

牟健寧 黃俊 韋儀貴

摘要：主機(jī)廠在對(duì)某型號(hào)新車進(jìn)行試駕時(shí)，發(fā)現(xiàn)整車怠速時(shí)存在明顯的“轟隆”異響聲，但在踩離合后異響聲消除，經(jīng)換件驗(yàn)證確定異響與變速器有關(guān)。通過進(jìn)一步分析驗(yàn)證，找出導(dǎo)致“轟隆”聲的根本原因，制定相應(yīng)改進(jìn)措施，解決由該原因?qū)е碌漠愴懀嵘嘚VH性能。

關(guān)鍵詞：變速器；軸承損傷；NVH

隨著我國汽車工業(yè)的快速發(fā)展，乘用車市場快速增長，人們對(duì)整車的駕乘體驗(yàn)要求也越來越高，而整車NVH性能的好壞很大程度上左右著整車的駕乘體驗(yàn)。變速器作為整車動(dòng)力傳輸?shù)年P(guān)鍵部件，不僅承接著發(fā)動(dòng)機(jī)傳來的動(dòng)力，本身也是動(dòng)力輸出端，其NVH性能直接影響到整車駕駛感受。

變速器噪聲主要有齒輪嚙合時(shí)產(chǎn)生的噪聲、軸承運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的噪聲以及變速器內(nèi)部齒軸輪動(dòng)力傳輸時(shí)沖擊產(chǎn)生的噪聲，這些都會(huì)直接影響乘客的駕乘體驗(yàn)。本文將重點(diǎn)分析以上異響源，分析變速器怠速異響的原因，制定優(yōu)化方案。

故障現(xiàn)象

主機(jī)廠在某手動(dòng)擋新車試駕過程中，發(fā)現(xiàn)整車在怠速時(shí)存在“轟隆”異響問題，但在踩離合后異響消除，主機(jī)廠將故障車和合格車的變速器進(jìn)行ABA互換后，確認(rèn)異響故障與變速器有關(guān)。

對(duì)故障變速器和合格變速器進(jìn)行臺(tái)架測試收集相關(guān)噪聲分貝值數(shù)據(jù)，結(jié)果見表1。

從表1可知，故障變速器與合格變速器臺(tái)架校驗(yàn)時(shí)的噪聲數(shù)值，無太大差異，因此無法通過噪聲大小確認(rèn)異響源。但在對(duì)兩臺(tái)變速器校驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，故障變速器在各擋退回空擋后，有不斷升高的“轟隆”異響聲，而合格變速器無此異響。

確定異響源

為確認(rèn)變速器內(nèi)部故障，對(duì)變速器內(nèi)部各子零件進(jìn)行ABA互換。

1）故障變速器與合格變速器的輸出軸總成進(jìn)行互換，如圖1所示。

結(jié)果：“轟隆”聲跟隨輸出軸總成，因此初步確認(rèn)變速器輸出軸總成為“轟隆”聲的異響源。

2）因輸出軸總成由輸出軸、一/二/三擋從動(dòng)齒總成、一/二、三/四擋同步器及相關(guān)球形和滾針軸承組成，因此需進(jìn)一步縮小異響源范圍。繼續(xù)將故障變速器與合格變速器輸出軸總成上的一擋從動(dòng)齒、一擋滾針軸承、一擋滾針軸承襯套和一擋同步環(huán)進(jìn)行整體互換，如圖2所示。

結(jié)果：“轟隆”聲未跟隨上述互換零件走，因此判斷一擋從動(dòng)齒總成、一擋滾針軸承、一擋滾針軸承襯套和一擋同步環(huán)并非異響源。

3）將故障變速器與合格變速器的二擋從動(dòng)齒總成、二擋滾針軸承、一/二擋同步器及二擋同步環(huán)進(jìn)行整體互換，如圖3所示。

結(jié)果：“轟隆”聲也未跟隨上述互換零件走，因此可排除二擋從動(dòng)齒總成、二擋滾針軸承、一二擋同步器和二擋同步環(huán)非異響源。

4）將故障變速器與合格變速器的三擋從動(dòng)齒總成、三擋滾針軸承、三擋同步環(huán)進(jìn)行整體互換，如圖4所示。

結(jié)果：“轟隆”聲跟隨上述零件走，因此可判定異響在三擋從動(dòng)齒總成、三擋同步環(huán)和三擋滾針軸承中。

5）依次將三擋同步環(huán)、三擋從動(dòng)齒總成、三擋滾針軸承作為單變量進(jìn)行互換，如圖5所示。

結(jié)果：“轟隆”聲，只跟隨三擋滾針軸承走，至此異響源鎖定為三擋滾針軸承。

驗(yàn)證分析

軸承噪聲主要為：軸承本身固有振動(dòng)引起的噪聲、產(chǎn)品不符合技術(shù)要求所引起的噪聲及軸承損傷引起的周期性振動(dòng)和噪聲或異物侵入引起的非周期性振動(dòng)和噪聲。

1）使用滾針軸承靈活度檢具對(duì)故障三擋滾針軸承進(jìn)行檢查，結(jié)果顯示：軸承異響嚴(yán)重。將故障三擋滾針軸承與合格三擋滾針軸承進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)故障三擋滾針軸承的部分滾針，在其中段位置整齊地分布著三角形凹痕（見圖6），而合格件無此凹痕。根據(jù)凹痕形狀及其整齊性，初步判斷凹痕是由于圓形硬質(zhì)物體擠壓劃傷導(dǎo)致。

2）檢查與故障三擋滾針相關(guān)的對(duì)手件——輸出軸及三擋從擋齒總成，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：從動(dòng)三擋齒總成齒輪側(cè)內(nèi)孔邊沿存在部分輕微凹痕，這與故障三擋滾針的三角形凹痕相對(duì)應(yīng)（見圖7）。

3）對(duì)從動(dòng)三擋齒總成及三擋滾針軸承的裝配工藝進(jìn)行排查。裝配工藝為：先將三擋滾針軸承套入輸出軸上，再使用合抱工裝將由從動(dòng)三擋齒總成、三擋同步環(huán)、三/四擋同步器組成的小整體，套進(jìn)三擋滾針軸承上，最后由壓機(jī)將三/四擋同步器壓裝到位。

經(jīng)現(xiàn)場模擬，確認(rèn)是在使用合抱工裝組成的小整體套入三擋滾針時(shí)，由于視線遮擋，三擋從動(dòng)齒總成未完全套入三擋滾針軸承，裝配員工并不容易發(fā)覺，造成在壓裝三/四擋同步器時(shí)，三擋從動(dòng)齒總成內(nèi)孔邊沿將三擋滾針軸承擠壓刮傷，最終導(dǎo)致三擋滾針軸承產(chǎn)生周期性的振動(dòng)和噪聲（見圖8）。

改進(jìn)措施制定及跟蹤驗(yàn)證

1.改進(jìn)措施制定

變速器三擋從動(dòng)齒總成裝配工藝中，現(xiàn)有合抱工裝容易遮擋視線，三擋從動(dòng)齒總成未完全套入三擋滾針軸承時(shí)，裝配員工不容易發(fā)現(xiàn)，造成在壓裝三/四擋同步器時(shí)，三擋從動(dòng)齒總成內(nèi)孔邊沿將三擋滾針軸承擠壓刮傷，主要采取的措施如下。

1）更改現(xiàn)有三擋從動(dòng)齒總成安裝工藝。由先裝三擋滾針軸承，再套入由從動(dòng)三擋齒總成、三擋同步環(huán)、三/四擋同步器組成的合抱體，然后再用壓機(jī)壓裝，改為先裝三擋滾針軸承，再單獨(dú)將三擋從動(dòng)齒總成安裝到位并盤轉(zhuǎn)齒輪一圈以上檢查靈活性，然后再將由三擋同步環(huán)、三四擋同步器組成的合抱體，壓裝到位（見圖9）。

2）在變速器出廠校驗(yàn)工藝中，增加各擋退回空擋后停留3～4s的要求，確保校驗(yàn)人員能充分識(shí)別出該異響。

2.跟蹤驗(yàn)證

自采取上述措施后，已持續(xù)跟蹤統(tǒng)計(jì)一年，該變速器在客戶現(xiàn)場及售后市場的質(zhì)量表現(xiàn)，均未再發(fā)現(xiàn)因滾針擠壓劃傷導(dǎo)致的怠速異響問題，證明上述措施有效、可行。

結(jié)語

通過以上措施的實(shí)施以及批量跟蹤驗(yàn)證，結(jié)果證明上述措施有效，裝配過程中滾針軸承擠壓劃傷導(dǎo)致的異響問題得到徹底解決，能夠?yàn)樽兯倨鳟愴憜栴}的分析、解決提供一些實(shí)踐參考。