變速器怠速異響原因分析

牟健寧 黃俊 韋儀貴

摘要：主機廠在對某型號新車進行試駕時，發現整車怠速時存在明顯的“轟隆”異響聲，但在踩離合后異響聲消除，經換件驗證確定異響與變速器有關。通過進一步分析驗證，找出導致“轟隆”聲的根本原因，制定相應改進措施，解決由該原因導致的異響，提升整車NVH性能。

關鍵詞：變速器；軸承損傷；NVH

隨著我國汽車工業的快速發展，乘用車市場快速增長，人們對整車的駕乘體驗要求也越來越高，而整車NVH性能的好壞很大程度上左右著整車的駕乘體驗。變速器作為整車動力傳輸的關鍵部件，不僅承接著發動機傳來的動力，本身也是動力輸出端，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產生的噪聲、軸承運轉過程中產生的噪聲以及變速器內部齒軸輪動力傳輸時沖擊產生的噪聲，這些都會直接影響乘客的駕乘體驗。本文將重點分析以上異響源，分析變速器怠速異響的原因，制定優化方案。

故障現象

主機廠在某手動擋新車試駕過程中，發現整車在怠速時存在“轟隆”異響問題，但在踩離合后異響消除，主機廠將故障車和合格車的變速器進行ABA互換后，確認異響故障與變速器有關。

對故障變速器和合格變速器進行臺架測試收集相關噪聲分貝值數據，結果見表1。

從表1可知，故障變速器與合格變速器臺架校驗時的噪聲數值，無太大差異，因此無法通過噪聲大小確認異響源。但在對兩臺變速器校驗過程中發現，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

為確認變速器內部故障，對變速器內部各子零件進行ABA互換。

1）故障變速器與合格變速器的輸出軸總成進行互換，如圖1所示。

結果：“轟隆”聲跟隨輸出軸總成，因此初步確認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、一/二/三擋從動齒總成、一/二、三/四擋同步器及相關球形和滾針軸承組成，因此需進一步縮小異響源范圍。繼續將故障變速器與合格變速器輸出軸總成上的一擋從動齒、一擋滾針軸承、一擋滾針軸承襯套和一擋同步環進行整體互換，如圖2所示。

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

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

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

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

結果：“轟隆”聲跟隨上述零件走，因此可判定異響在三擋從動齒總成、三擋同步環和三擋滾針軸承中。

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

結果：“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。

驗證分析

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

1）使用滾針軸承靈活度檢具對故障三擋滾針軸承進行檢查，結果顯示：軸承異響嚴重。將故障三擋滾針軸承與合格三擋滾針軸承進行比較，發現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。根據凹痕形狀及其整齊性，初步判斷凹痕是由于圓形硬質物體擠壓劃傷導致。

2）檢查與故障三擋滾針相關的對手件——輸出軸及三擋從擋齒總成，結果發現：從動三擋齒總成齒輪側內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應（見圖7）。

3）對從動三擋齒總成及三擋滾針軸承的裝配工藝進行排查。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三擋齒總成、三擋同步環、三/四擋同步器組成的小整體，套進三擋滾針軸承上，最后由壓機將三/四擋同步器壓裝到位。

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

改進措施制定及跟蹤驗證

1.改進措施制定

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

1）更改現有三擋從動齒總成安裝工藝。由先裝三擋滾針軸承，再套入由從動三擋齒總成、三擋同步環、三/四擋同步器組成的合抱體，然后再用壓機壓裝，改為先裝三擋滾針軸承，再單獨將三擋從動齒總成安裝到位并盤轉齒輪一圈以上檢查靈活性，然后再將由三擋同步環、三四擋同步器組成的合抱體，壓裝到位（見圖9）。

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

2.跟蹤驗證

自采取上述措施后，已持續跟蹤統計一年，該變速器在客戶現場及售后市場的質量表現，均未再發現因滾針擠壓劃傷導致的怠速異響問題，證明上述措施有效、可行。

結語

通過以上措施的實施以及批量跟蹤驗證，結果證明上述措施有效，裝配過程中滾針軸承擠壓劃傷導致的異響問題得到徹底解決，能夠為變速器異響問題的分析、解決提供一些實踐參考。