商用車變速器清潔度的影響因素與控制

摘要：變速器在實(shí)際使用場(chǎng)景中常出現(xiàn)斷齒、漏油、軸承和油封異常磨損等問題，其中內(nèi)部清潔度不佳是導(dǎo)致上述故障的原因之一 。由此可見，變速器的清潔度狀況直接關(guān)乎其使用壽命和性能表現(xiàn)。商用車變速器因需承受更大的扭矩載荷和更高的輸入轉(zhuǎn)速，對(duì)清潔度狀態(tài)更為敏感。因此，針對(duì)商用車變速器清潔度的影響因素進(jìn)行深入分析，并研究相應(yīng)的控制方法，是一項(xiàng)至關(guān)重要的質(zhì)量管理工作。本文圍繞影響清潔度的因素和機(jī)理、控制方法、管理體系的構(gòu)建等方面進(jìn)行了系統(tǒng)研究，旨在為提升變速器壽命和性能提供基礎(chǔ)支撐，并為清潔度管理工作指明工作方向。

關(guān)鍵詞：商用車；變速器；清潔度；影響因素；控制方法

中圖分類號(hào)：U463 DOI：10．20042/j．cnki．1009-4903. 2024. 04.004

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)向更高精密度的方向發(fā)展，航空、軍事、汽車、電子等領(lǐng)域中關(guān)鍵零部件的清潔度問題日益受到人們的重視。因?yàn)檫@些零部件表面殘留的污染物對(duì)精密產(chǎn)品的性能影響很大，包括配合精度、使用壽命以及可靠性等方面。此外，伴隨全球環(huán)保政策的收緊和技術(shù)的發(fā)展，新能源商用車因其低碳環(huán)保的特性，在汽車行業(yè)中的地位愈發(fā)重要。變速器總成作為新能源商用車的核心部件，其內(nèi)部的清潔度直接關(guān)系到車輛的運(yùn)行效能、安全性以及經(jīng)濟(jì)性。因此，實(shí)現(xiàn)對(duì)商用車變速器總成清潔度的有效控制具有重大的理論價(jià)值與實(shí)踐意義。

1 清潔度影響因素及機(jī)理分析

1.1 零件加工殘留物

在生產(chǎn)制造過程中，零部件經(jīng)過切削、磨削、熱處理等工藝后，會(huì)留下金屬屑、磨料顆粒、防銹油、冷卻液等殘留物。若清洗不充分，或毛刺、飛邊去除不徹底，這些殘留物在變速器工作時(shí)將加速摩擦副的磨損，堵塞潤(rùn)滑油路或油泵通道，從而影響潤(rùn)滑效果和換擋功能，并存在損壞油封的風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 裝配過程污染

目前，裝配車間大多采用主體鋼結(jié)構(gòu)廠房，并非全封閉環(huán)境，且室內(nèi)缺乏密封除塵裝置。因此，空氣中的灰塵等污染物極易進(jìn)入生產(chǎn)和裝配車間，導(dǎo)致裝配環(huán)境受到污染。在變速器總成裝配期間，尤其是開放狀態(tài)下，裝配環(huán)境中的灰塵、纖維等異物可能進(jìn)入變速器內(nèi)部。這些異物包括人員脫落的毛發(fā)、工衣掉落的線頭，以及用于安裝變速器內(nèi)部零件的工裝剝落的異物或金屬屑。此外，零件裝配工作臺(tái)上的異物在裝配過程中也有可能被帶入變速器內(nèi)部。

1.3 清洗工藝與清洗劑

清洗工藝的選擇及其執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)是確保清潔度的重要環(huán)節(jié)。使用不恰當(dāng)或質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的清洗劑，不僅不能有效去除污染物，還可能引入新的化學(xué)雜質(zhì)，影響清洗效果。

1.4 包裝與存儲(chǔ)

零部件在清洗后，若未能妥善進(jìn)行包裝和存儲(chǔ)，可能會(huì)重新吸附空氣中的塵埃和其他微粒，從而導(dǎo)致二次污染。因此，包裝與存儲(chǔ)環(huán)節(jié)同樣至關(guān)重要。

1.5 運(yùn)輸過程

在運(yùn)輸過程中，由于振動(dòng)和碰撞，已清洗干凈的零部件可能會(huì)再次接觸到污染物。因此，在運(yùn)輸過程中需要采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，以減少零部件受到污染的風(fēng)險(xiǎn)。

2 清潔度控制方法

清潔度是衡量零件清潔水平的關(guān)鍵指標(biāo)，它表示清洗后在零件或產(chǎn)品特定表面上殘留污染物的限量值。因此，清潔度的控制實(shí)質(zhì)上就是污染物的控制。

清潔度控制不只存在于機(jī)加工或裝配環(huán)節(jié)，根據(jù)VDA19.2的規(guī)范，它貫穿從外購(gòu)件入庫到總成出庫的整個(gè)過程。因此，變速器總成清潔度控制方法主要圍繞人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)6個(gè)方面進(jìn)行探討。

2.1 人方面的控制方法

人是生產(chǎn)過程的核心資源，人員的質(zhì)量意識(shí)和操作技能對(duì)清潔度有著重要影響。因此，加強(qiáng)各區(qū)域人員的培訓(xùn)，樹立清潔度控制的質(zhì)量意識(shí)至關(guān)重要。在作業(yè)過程中，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行“三不原則”：不制造清潔度不合格的零件、不流轉(zhuǎn)清潔度不合格的零件、不接收清潔度不合格的零件，以防止清潔度不合格的零部件進(jìn)入產(chǎn)線。

員工應(yīng)遵守作業(yè)指導(dǎo)書的要求，這是最基本的職業(yè)素養(yǎng)。通過持續(xù)培訓(xùn)，使員工明確自己的職責(zé)、操作方法和工作標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，員工自身的穿戴，如手套、工服等，應(yīng)定期更換并保持清潔，必要時(shí)需佩戴工作帽以防止頭發(fā)落入生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。

2.2 “機(jī)”方面的控制方法

直接參與生產(chǎn)過程的機(jī)器設(shè)備對(duì)生產(chǎn)出合格產(chǎn)品至關(guān)重要。不合格的機(jī)器設(shè)備不得參與生產(chǎn)，應(yīng)及時(shí)淘汰和更新。

機(jī)器設(shè)備應(yīng)定期檢修和保養(yǎng)，以確保其始終處于最佳工作狀態(tài)，提高產(chǎn)出合格率。在檢修和保養(yǎng)的過程中，應(yīng)保持機(jī)器設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)的清潔。對(duì)于易松動(dòng)、脫落的設(shè)備零件，要進(jìn)行日常點(diǎn)檢和定期緊固，防止異物掉落進(jìn)入箱內(nèi)。同時(shí)，需定期更換的濾芯、濾網(wǎng)等過濾部件要按時(shí)更換。

2.3 料方面的控制方法

零件物料是變速器總成的組成部分，其清潔度直接影響到總成清潔度狀態(tài)。

在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)明確零件清潔標(biāo)準(zhǔn)，作為采購(gòu)件和自制件的清潔度控制依據(jù)及零件交付的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。合格的零件應(yīng)防止受到二次污染，如在指定區(qū)域進(jìn)行拆包，以最小包裝狀態(tài)上線，并在使用時(shí)才拆除包裝。拆包后的零件應(yīng)重新包裝，無包裝物料在周轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)進(jìn)行物理防護(hù)。生產(chǎn)線邊存放的物料超過規(guī)定時(shí)間且無使用計(jì)劃時(shí)，也應(yīng)進(jìn)行物理防護(hù)。零件應(yīng)置于潔凈的工作臺(tái)或器具內(nèi)，自制的零件應(yīng)按作業(yè)指導(dǎo)書進(jìn)行去毛刺、清洗、防銹、包裝等處理。

2.4 “法”方面的控制方法

“法”指的是生產(chǎn)的工藝方法、工藝路線和工藝參數(shù)設(shè)置等方面。

制定合理的加工和裝配工藝路線對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要。零件清洗是清潔度保證的第一環(huán)，只有確保清晰干凈，才能進(jìn)一步保持清潔。因此，穩(wěn)定的清洗參數(shù)、試劑用量和工藝方法是清洗出清潔度合格零件的關(guān)鍵。此外，變速器內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也影響著清洗效果，減少難以清洗的死角、深孔和盲區(qū)等，能有效提高清洗效果。

2.5 “環(huán)”方面的控制方法

清潔的裝配環(huán)境是杜絕混入雜質(zhì)的保護(hù)傘，差的裝配環(huán)境絕對(duì)是雜質(zhì)入侵的方便之門”，。因此，確保作業(yè)環(huán)境的清潔是清潔度控制的基礎(chǔ)。根據(jù)作業(yè)性質(zhì)的不同，應(yīng)將工作區(qū)域進(jìn)行合理劃分，例如，將打磨、拋丸等易產(chǎn)生異物飛濺、粉塵和顆粒的工序與清洗、包裝、拆包、裝配工序進(jìn)行嚴(yán)格的區(qū)域分隔，以確保后者作業(yè)環(huán)境的清潔度。引入先進(jìn)的除塵設(shè)備或建設(shè)無塵車間，是提升環(huán)境清潔度控制水平的有效措施。

嚴(yán)格執(zhí)行5S管理規(guī)定，做好整理、整頓、清掃和清潔工作，最終養(yǎng)成良好的清潔度控制素養(yǎng)是保持環(huán)境清潔的重要手段之一。

2.6 測(cè)方面的控制方法

測(cè)量是清潔度控制過程中的檢驗(yàn)手段，用來評(píng)估清潔度控制的效果。測(cè)量應(yīng)該應(yīng)用在整個(gè)生產(chǎn)過程中，對(duì)來料、清洗后零件、裝配過程中的工裝工具和臺(tái)面以及變速器總成等進(jìn)行定量清潔度抽檢。

為方便日常的清潔度管理，可根據(jù)實(shí)際情況，從觸感、目視、擦拭等方面出發(fā)，編制清潔度定性判斷對(duì)照表（如圖4）。該對(duì)照表可作為日常清潔度管理的參考依據(jù)。

定量檢測(cè)的方法和要求，可參考《GB/T 41481-2022道路車輛零部件和系統(tǒng)的清潔度A標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。這將有助于更準(zhǔn)確地評(píng)估清潔度控制的效果，并采取相應(yīng)的改進(jìn)措施。

3 清潔度定例化管理

清潔度的控制是一個(gè)系統(tǒng)工程，涉及產(chǎn)品設(shè)計(jì)、過程工藝設(shè)計(jì)、制造過程、倉儲(chǔ)物流等多個(gè)環(huán)節(jié)。因此要把清潔度管好，就需要建立一套適合自己的管理體系，將各個(gè)環(huán)節(jié)納入其中統(tǒng)籌管理，形成定例化的管理流程。

該管理體系主要包括以下幾個(gè)方面：

①清潔度管理制度的建立：以企業(yè)制度的形式，明確各區(qū)域的職責(zé)分工、工作內(nèi)容、工作流程以及考核規(guī)則。

②建立清潔度標(biāo)準(zhǔn)：針對(duì)有清潔度控制要求的零件、部件、總成等，設(shè)置明確的清潔度標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)最好在設(shè)計(jì)圖紙上直接體現(xiàn)，作為技術(shù)要求進(jìn)行管理。標(biāo)準(zhǔn)的建立不僅有利于生產(chǎn)執(zhí)行端和供應(yīng)商對(duì)清潔度進(jìn)行控制，同時(shí)也是評(píng)價(jià)清潔度合格與否的重要依據(jù)。

一般情況主要從異物的顆粒尺寸和重量2個(gè)維度進(jìn)行清潔度標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定。在定義了顆粒尺寸等級(jí)（表1）和零件表面清潔度等級(jí)（表2）后，再根據(jù)清潔度代碼規(guī)則和結(jié)合產(chǎn)品使用場(chǎng)景即可設(shè)定零件清潔度標(biāo)準(zhǔn)（表3）。

在規(guī)定的尺寸段內(nèi)，零部件的清潔度等級(jí)按表2確定，它是以零部件每1 000 cm2表面積上所含顆粒的總質(zhì)量來表示。

各個(gè)零部件清潔度標(biāo)準(zhǔn)以清潔度代碼表示如下：

根據(jù)表1、表2對(duì)顆粒尺寸等級(jí)和清潔度等級(jí)的定義以及清潔度代碼表示方法，將變速器零件進(jìn)行分類設(shè)置清潔度標(biāo)準(zhǔn)，如表3所示。

③清潔度控制方法的建立：無論是自制件還是采購(gòu)件，都應(yīng)建立并固化清潔度控制的基本方法。這些方法應(yīng)詳細(xì)記錄在作業(yè)指導(dǎo)書中，用于指導(dǎo)操作人員進(jìn)行清潔度控制。例如，將零件清洗的參數(shù)（如清洗工藝路線、時(shí)間、清洗劑濃度、溫度等）、機(jī)加工零件的交叉孔去毛刺方法和重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域等固化在作業(yè)指導(dǎo)書中。同時(shí)，將產(chǎn)品裝配過程中可能引起異物進(jìn)入的環(huán)節(jié)納入日常點(diǎn)檢表中（如圖5、圖6所示），做到分級(jí)點(diǎn)檢，以杜絕二次污染。

④監(jiān)督監(jiān)管機(jī)制的建立：在依托清潔度管理制度的同時(shí)，結(jié)合工藝紀(jì)律檢查、5S檢查、二方審核等活動(dòng)，將清潔度的管理作為其中一項(xiàng)重要內(nèi)容。這有助于對(duì)工廠內(nèi)部和供應(yīng)商端進(jìn)行有效監(jiān)督，確保清潔度管理的持續(xù)性和有效性。

4 結(jié)論

影響清潔度指標(biāo)的因素貫穿于產(chǎn)品制造的整個(gè)過程中。通過嚴(yán)格控制過程中的“人、機(jī)、料、法、環(huán)”各個(gè)環(huán)節(jié)，并結(jié)合有效的“測(cè)”評(píng)估手段，可以顯著提升產(chǎn)品的清潔度狀態(tài)。另一方面，清潔度定例化管理體系的構(gòu)建，為標(biāo)準(zhǔn)化、常態(tài)化、規(guī)范化地開展清潔度控制工作提供了堅(jiān)實(shí)的保障。

商用車變速器總成清潔度控制是一項(xiàng)復(fù)雜而系統(tǒng)的工程，它涉及多學(xué)科交叉，需要綜合施策。本文的研究成果不僅為提升車輛的整體性能提供了有力的技術(shù)支持和體系支撐，同時(shí)也為未來該領(lǐng)域的深入探索與技術(shù)創(chuàng)新指明了方向。