一種雙離合自動(dòng)變速器軸承壓裝工藝研究

楊柳，曹元平，官敏建，黃超，張應(yīng)濤，張民，王瑞平,3

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

0 引言

雙離合自動(dòng)變速器(Dual-clutch Automatic Transmission，DCT)是基于傳統(tǒng)手動(dòng)變速器(Manual Transmission，MT)發(fā)展起來(lái)的，實(shí)現(xiàn)了變速箱的自動(dòng)控制功能。它除了具備手動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量輕、傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)，還具有良好的燃油經(jīng)濟(jì)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(shí)產(chǎn)生的中斷現(xiàn)象及頓挫感，因此也被越來(lái)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(dòng)變速器有MT、AT(Automatic Transmission)以及CVT(Continuously Variable Transmission)等無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，但也存在著一些缺點(diǎn)，雖然扭矩能夠滿足一般車輛要求，但對(duì)于激烈的使用還是不足，干式雙離合器會(huì)產(chǎn)生太多的熱量，濕式雙離合器摩擦力又會(huì)不足；復(fù)雜的結(jié)構(gòu)對(duì)加工制造工藝提出了更高的要求，同時(shí)也使成本相應(yīng)增加，從某種程度上降低了雙離合自動(dòng)變速器的競(jìng)爭(zhēng)力；在裝配過程中，經(jīng)常需要將同一零件(如軸承：兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)體，一個(gè)保持架)或者組件壓裝到兩個(gè)零件上，同時(shí)還需要分別監(jiān)控各個(gè)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(duì)單個(gè)壓裝過程進(jìn)行壓力-位移監(jiān)控，也就是說(shuō)只能保證其中某一零件壓裝到位，不能滿足產(chǎn)品要求。因此，需要使用一種新的壓裝工藝來(lái)更好地滿足此種結(jié)構(gòu)的壓裝要求。文中將對(duì)此新的壓裝工藝進(jìn)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(duì)軸承進(jìn)行軸向限位；兩個(gè)軸承和離合器殼體作為一個(gè)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(nèi)，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(duì)應(yīng)位置；將中間軸前軸承壓裝至中間軸對(duì)應(yīng)位置；即離合器殼體總成裝配至變速器殼體總成上，兩個(gè)殼體結(jié)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(dāng)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(jié)合面的距離小于將軸承壓裝完成后與結(jié)合面的距離，如圖4(a)、(b)所示，如果不對(duì)兩根軸進(jìn)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(jié)合面會(huì)先接觸而導(dǎo)致軸承無(wú)法壓裝到位；同時(shí)也應(yīng)該避免變速器殼體(鋁合金材質(zhì))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(duì)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(diǎn)進(jìn)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(jìn)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(gè)壓裝過程主要可以分為3個(gè)階段：

階段一，同時(shí)壓裝階段。此時(shí)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(shí)進(jìn)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(shí)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(shí)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(yùn)動(dòng)，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(shí)兩個(gè)軸承均已經(jīng)壓裝到位，兩個(gè)殼體結(jié)合面會(huì)有間隙，如圖10(a)所示；然后將輸入軸提拉反力取消，兩個(gè)殼體結(jié)合面間隙消除，完全閉合，整個(gè)壓裝過程結(jié)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(gè)不同階段表示出來(lái)，如圖11所示。

圖11 壓裝流程圖

3 裝配結(jié)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(shí)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?jí)貉b到壓裝力隨著壓裝位移的增加而增加，近似于線性關(guān)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(shí)，與中間軸接觸，壓裝力瞬間增加，出現(xiàn)拐點(diǎn)，壓裝力到達(dá)設(shè)定的壓力值時(shí)停止壓裝；而輸入軸前軸承因?yàn)檫€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(guān)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(diǎn)，壓裝力到達(dá)設(shè)定的壓力值時(shí)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(gè)壓裝過程全部結(jié)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(jié)束語(yǔ)

(1)類似結(jié)構(gòu)零件壓裝，因零件加工公差、設(shè)備定位誤差的存在，不可能將兩個(gè)零件同時(shí)壓裝到位，只能采用分別壓裝的方式完成裝配。

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

(3)整個(gè)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(guān)系到壓裝結(jié)果的準(zhǔn)確性。

(4)類似結(jié)構(gòu)的零件裝配在雙離合自動(dòng)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(duì)其他產(chǎn)品的裝配工藝有一定的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn):

[1]江靈智.DCT雙離合器自動(dòng)變速器技術(shù)運(yùn)用和發(fā)展趨勢(shì)[J].赤子(中旬)，2013(7)：248.

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