汽車變速器離合系統降噪技術研究

吳天生

摘要：本文以當前汽車變速器離合操縱裝置中最常見的問題作為敘述角度，對于異響的產生原因，以及具體解決措施進行淺薄的講解，將離合系統的故障信息進行簡單分析，并且通過結構分析，減少異常震動發聲的概率。對于當前汽車用戶來說，舒適程度才是評價汽車的第一要素，因此需要我們不斷對汽車構造進行改良，使汽車更加迎合當前的市場環境，從而促進汽車行業發展。

關鍵詞：汽車；變速器；離合操縱系統；減振；降噪

隨著汽車工業的迅速發展，人們對于汽車的舒適性和振動噪聲控制的要求越來越嚴格。大量數據統計結果表明，機械式手動汽車變速器的離合操縱系統振動異響是整車的主噪聲源之一，同時也是整車售后中用戶抱怨焦點之一。而目前，針對該系統振動異響的分析研究，大多只停留在對現有機構的調試和維護保養的層面上，并沒有從技術源頭真正解決這一問題。基于此，針對離合器操縱系統減振降噪技術的研究，當下顯得尤為迫切和重要，是整個汽車行業的一個重要課題。

1 汽車變速器產生噪音的機理

1.1 離合器操縱系統噪音分析

汽車變速器離合操作系統有以下幾個部分：離合踏板，離合總泵，離合器緩沖閥，液壓油管，離合分泵，分離拔叉，拔叉支柱和分離軸承等零部件。汽車變速器離合系統的主要功能有兩點：首先，汽車整體起步、換擋時實現動力源的結合與切斷；其次，降低由發動機的不均衡引發的扭轉振動。在汽車運行中，由于汽車離合器操作系統噪音過甚而引發的異響故障也是變速器引發噪音的主要原因，具體可以概述為：首先，整車初裝時處于怠速狀態，未踩踏離合卻產生振動，引發噪音，這種情況發生的原因多由離合器壓盤引起，因為發動機的高頻振動超過范圍，離合器分離指跳動較大，使得分離軸承、分離拔叉或者離合踏板等部件振動，從而造成噪音。其次，汽車發動過程中踩踏離合過程產生的振動和噪音。主要是因為分離拔叉之上的配合球窩和拔叉支柱球頭之間的接觸不良，面壓太大或者局部摩擦產生的噪音。這種情況發生時就需要更換分離拔叉和拔叉支柱，從而達到降噪的目的。最后，汽車長久使用后，各部件磨損比較嚴重，在踩踏或者松開離合的操作中也會產生噪音。這時就需要增大對拔叉的保養力度，定期對球窩進行潤滑，避免形成干摩擦，如施加潤滑油等。

1.2 齒輪噪音機理

眾多的研究顯示，齒輪是變速器總成的主要噪聲源，在齒輪嚙合的過程中，會產生不同程度的摩擦和沖擊，這使得齒輪在運作過程中產生振動，并引發噪音。在實際應用中，齒輪都存在著不同程度的問題，如制造偏差、安裝偏差等，外加荷載的作用力之后，輪齒更易發生不同程度的形變。這些問題破壞了齒輪工作過程中較為理想的嚙合關系，實際工作中齒輪嚙合的位置與其理論位置產生不同程度的偏離，進而影響瞬時傳動比。

2 新型減振降噪的分離撥叉連接結構

由于傳統模式的分離撥叉連接結構存在很多的弊端，因此需要對結構進行進一步改進，對傳統模式中存在的三種主要弊端，進行針對性改良，使誘發因素消失，并在此基礎上設計出新式減震消噪分離撥叉連接結構，包含襯墊、鎖架等部位。在最新的結構中，新增加兩個減震構造，可以有效對不良因素進行建噪處理，使其產生的原因從設計上消失，降低由于發動機震動幅度過大產生的分離裝置異響的出現概率。在這個新的結構中，首先在撥叉與支柱之間新增加襯墊，并且襯墊需要與撥叉凹陷處保持一定的距離，可以有效減輕工作時產生的震動異響現象，而且制成襯墊的材料具有很高的彈性，例如錳鋼材料。在撥叉工作的工程中，撥叉襯墊受到壓縮的作用，產生變形，達到減震的作用。同此同時，在新結構中，支柱的球頭也采取新的技術，尼龍型球頭，在支柱受到力的做功時，該球頭可以憑借良好的彈性，達到第二次減震作用。與傳統撥叉分離連接模式相比，新式結構在潤滑油方面更加合理化，在新式結構中，新增加儲備室對潤滑油進行儲存，方便對撥叉裝置進行潤滑，有效減輕由于缺少潤滑油導致的異響故障。最后，在新結構中的撥叉鎖甲，采用尼龍材料，并且在該裝置的上下兩個部位設置唇口，其中上唇口與撥叉襯墊相接觸，下唇口與支柱球頭相貼合，三個部位之間形成一個空間，此空間便是儲油室的位置，在對撥叉系統進行組合時，可以在三者形成的空間內部防止足量的潤滑油，在離合器長期工作的過程中，保證此處可以被潤滑油持續的潤滑，減輕由于工作工程中，潤滑油不足導致硬摩擦現象，使零部件的磨損程度減輕，達到延長零件使用壽命的目的。與此同時，應該在儲油室的側邊設置溢油裝置，阻止潤滑油脂溢出，滴落在離合器摩擦片上，導致摩擦片無法正常工作。新式分離撥叉連接結構，不但新增額外結構，使撥叉支柱可以正常工作，同時對撥叉與支柱之間接觸面質量業做出改動，在支柱與撥叉進行彈性接觸時，通過襯墊的作用，避免兩者之間直接接觸，提高制作的工藝水平，使零件表面精度得到提高，減少因接觸不當導致的局部摩擦而產生的異響，并且新結構據具有構成簡單、拆裝方式簡單、在進行維修時比較簡單等優點，只需要透過撥叉鎖架上的卡扣就可以實現安裝連接，不再采用傳統機構中的連接工藝，實現組裝時的快捷性。

3 變速箱箱體的降噪技術

對于變速箱產生的噪音，可以通過加固箱體，特別注意提高關鍵點處的剛度來實現，即降低變速箱箱體的輻射噪音。具體實施方案可采用增加加強筋的方式，以此提高整體的剛度，以達到減振的目的。此外，還要提高箱體內齒輪的嚙合質量，削減振動激勵源，簡言之就是從源頭縮減噪音。

4 控制噪聲傳播途徑

在汽車減振降噪的技術研究中，除了在連接結構和部件等噪聲源進行相關處理外，有效控制噪聲的傳播途徑也是降噪研究中不可或缺的一項工作。針對改善噪聲傳播的途徑，可以依靠改善振源與汽車整體之間的傳遞關系來實現。具體方法可以通過對阻尼隔振、隔聲和吸聲等方面的技術處理來實施。例如：車內地板選用地毯、毛氈、內涂層等可以吸收聲音的材料；車內頂蓋部分選用鋼板、再生棉氈和乙烯或者人造革等材料；座椅也選用乙烯、鋼板等材料；汽車腳踏板選用鋼板、玻璃纖維等材料；汽車零部件選用高阻材料來制作等等；依靠阻尼隔振技術減少或防止振動傳入車內等等。

5結束語

針對汽車變速離合器的減振降噪技術研究，目前已開始逐漸步入研究者們的視野。對該技術的研究需要對大量的數據進行統計，并在此基礎之上對汽車變速器的離合操作系統的工作機理和流程進行深入的了解和分析，從減振、潤滑、配合面質量、噪音產生機理及其傳播途徑著手，竭盡全力實現減振、隔聲、吸聲，最低限度的將汽車生成的噪音減少或者降低噪音故障發生的概率。

參考文獻：

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（作者單位：桂林福達股份有限公司）