輕型載荷汽車離合器溫度對(duì)變速箱換擋性能影響的研究

程林 雷永超 帥春桃 王波 常宗芳

摘要：對(duì)高溫情況下離合器性能參數(shù)的變化進(jìn)行了分析，提出了高溫情況離合器對(duì)變速箱換擋性能影響的解決方案。

關(guān)鍵詞：掛擋困難;高溫;拖曳行程;正態(tài)分布

中圖分類號(hào)：U463.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1005-2550（2020）04-0050-04

程林

畢業(yè)于湖北汽車工業(yè)學(xué)院，大學(xué)本科，現(xiàn)就職于東風(fēng)汽車股份有限公司，任底盤主任設(shè)計(jì)師，有十年以上的底盤傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。主要研究底盤傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，曾取得兩項(xiàng)實(shí)用新型專利和十多項(xiàng)東風(fēng)公司級(jí)別科技成果的榮譽(yù)。

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，用戶對(duì)輕型載荷汽車變速箱換擋性能要求越來(lái)越高。駕駛室內(nèi)的換擋是每個(gè)用戶每天都必須面對(duì)的，用戶對(duì)不同工況下的換擋性能尤其敏感，在熱車情況下掛檔困難等問題已越來(lái)越凸顯了。

1離合器分離原理

離合器包括離合器壓盤和從動(dòng)盤，離合器壓盤的升程、從動(dòng)盤的拖曳行程直接決定離合器是否能夠完全分離，我們?cè)陔x合器設(shè)計(jì)時(shí)候要求離合器壓盤升程必須大于某一值h，那么從動(dòng)盤的拖曳行程就必須小于某一值h，這樣才能保證離合器能夠徹底分離，如下圖1：

（a）自由狀態(tài)：（b）壓緊狀態(tài);（c）分離狀態(tài)

2溫度對(duì)離合器影響分析

車輛在行駛過(guò)程中離合反復(fù)接合、分離導(dǎo)致從動(dòng)盤表面溫度上升，通常表面溫度能達(dá)到100℃-200℃，如果車輛長(zhǎng)期處于半離合情況下“蠕行”這個(gè)溫度會(huì)更高。

而通常對(duì)離合器的性能檢測(cè)都是在常溫條件下進(jìn)行的，這種檢測(cè)條件與熱車工況是不符合的，因此我們首次在檢測(cè)條件中增加溫度要求，要求在不同溫度條件下對(duì)離合器各項(xiàng)性能進(jìn)行檢測(cè)。

2.1不同溫度條件下總成性能參數(shù)檢測(cè)

1）離合器壓盤各項(xiàng)性能參數(shù)檢測(cè)

試驗(yàn)設(shè)備：臺(tái)架試驗(yàn)機(jī)

試驗(yàn)溫度：常溫、100℃、150℃、200℃。

樣本量：6套新件。

測(cè)試項(xiàng)目：壓緊力、分離點(diǎn)分離力、分離指高度、最大分離力、升程。

檢測(cè)結(jié)論如下：

結(jié)論：離合器壓盤壓緊力無(wú)明顯變化。

結(jié)論：離合器壓盤分離點(diǎn)分離力無(wú)明顯變化。

結(jié)論：離合器壓盤分離指高度無(wú)明顯變化。

結(jié)論：離合器壓盤最大分離力無(wú)明顯變化。

結(jié)論：離合器壓盤升程無(wú)明顯變化。

2）不同溫度條件從動(dòng)盤陛能參數(shù)測(cè)試

試驗(yàn)設(shè)備：臺(tái)架試驗(yàn)機(jī)

試驗(yàn)溫度：常溫、100℃、150℃、200℃。

試驗(yàn)樣本：6套新件。

測(cè)試項(xiàng)目：拖曳行程。

檢測(cè)結(jié)論如下：

由圖2.7可知：在溫度超過(guò)100℃以后從動(dòng)盤拖曳行程會(huì)逐漸升高并超出設(shè)計(jì)值。

小結(jié)：1）隨著溫度的升高，離合器壓盤的各項(xiàng)參數(shù)變化不大，在理論誤差范圍內(nèi);

2）隨著溫度的升高，從動(dòng)盤在200℃拖曳行程相對(duì)于常溫升高了1.6倍，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了設(shè)計(jì)值的上限。

2.2批量產(chǎn)品數(shù)據(jù)分析

由于高溫試驗(yàn)條件苛刻，不可能對(duì)生產(chǎn)線上的每件從動(dòng)盤進(jìn)行高溫拖曳行程檢測(cè)。因此我們只能通過(guò)數(shù)據(jù)分析的方法對(duì)生產(chǎn)線上的批量產(chǎn)品進(jìn)行分析，判定是否會(huì)出現(xiàn)從動(dòng)盤拖曳行程超差現(xiàn)象。

高溫試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)顯示：常溫下的從動(dòng)盤拖曳行程數(shù)據(jù)放大1.6倍后就接近高溫情況（200%）下的拖曳行程。

接下來(lái)我們收集了常溫條件下1236套離合器壓盤升程及從動(dòng)盤拖曳行程數(shù)據(jù)，運(yùn)用正態(tài)分布分析法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如下圖8：

藍(lán)色區(qū)域是升程分布區(qū)間;紅色區(qū)域是1.6倍的拖曳行程（高溫情況下）分布區(qū)間，由圖8可以看出，高溫情況下從動(dòng)盤拖曳行程與離合器壓盤升程存在重合區(qū)間，重合區(qū)間的離合器壓盤升程小于從動(dòng)盤拖曳行程，這就意味著該區(qū)間的離合器會(huì)出現(xiàn)分離不徹底、整車出現(xiàn)掛檔困難現(xiàn)象。

3對(duì)策制定

我們運(yùn)用FTA分析法對(duì)高溫情況下從動(dòng)盤拖曳行程發(fā)生變化的原因進(jìn)行分析，從設(shè)計(jì)、制造、裝配三個(gè)方面開展頭腦風(fēng)暴，最終析出了21個(gè)可能性的影響要素，對(duì)每一個(gè)故障要素進(jìn)行檢測(cè)，最終聚焦在從動(dòng)盤壓縮量上。

我們對(duì)生產(chǎn)線上的從動(dòng)盤壓縮量及拖曳行程進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，分布如下圖9：

由圖9可知，從動(dòng)盤壓縮量與拖曳行程成線性關(guān)系，隨著壓縮量的增加，拖曳行程隨之升高。

我們又采用正態(tài)分布分析方法對(duì)改進(jìn)后的批量離合器壓盤升程與從動(dòng)盤拖曳行程的關(guān)系進(jìn)行分析，如下圖10：

藍(lán)色區(qū)域是升程分布區(qū)間;紅色區(qū)域是1.6倍的拖曳行程（高溫情況下）分布區(qū)間。

由圖10可知，高溫情況下離合器壓盤升程與從動(dòng)盤拖曳行程基本沒有重合部分，意味著離合器能夠徹底分離。

我們將優(yōu)化設(shè)計(jì)后的離合器在實(shí)車上進(jìn)行驗(yàn)證，熱車掛檔困難的問題消除。

4結(jié)語(yǔ)

本文主要針對(duì)輕型載荷汽車離合器溫度對(duì)變速箱換擋性能的影響進(jìn)行分析，首次提出對(duì)離合器壓盤和從動(dòng)盤總成在高溫情況下的各項(xiàng)性能進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)檢測(cè)，首次運(yùn)用正態(tài)分布分析法對(duì)生產(chǎn)線上無(wú)法完成的高溫檢測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行分析，得出高溫情況下從動(dòng)盤拖曳行程是常溫下1.6倍的結(jié)論，最后通過(guò)優(yōu)化從動(dòng)盤壓縮量解決了離合器溫度過(guò)高導(dǎo)致變速箱換擋困難的市場(chǎng)難題。