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        輕型載荷汽車離合器溫度對變速箱換擋性能影響的研究

        2020-08-17 16:11:29程林雷永超帥春桃王波常宗芳
        汽車科技 2020年4期
        關(guān)鍵詞:正態(tài)分布高溫

        程林 雷永超 帥春桃 王波 常宗芳

        摘要:對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:U463.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號: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)公司級別科技成果的榮譽(yù)。

        隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,用戶對輕型載荷汽車變速箱換擋性能要求越來越高。駕駛室內(nèi)的換擋是每個(gè)用戶每天都必須面對的,用戶對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,我們在離合器設(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溫度對離合器影響分析

        車輛在行駛過程中離合反復(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℃,如果車輛長期處于半離合情況下“蠕行”這個(gè)溫度會更高。

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

        2.1不同溫度條件下總成性能參數(shù)檢測

        1)離合器壓盤各項(xiàng)性能參數(shù)檢測

        試驗(yàn)設(shè)備:臺架試驗(yàn)機(jī)

        試驗(yàn)溫度:常溫、100℃、150℃、200℃。

        樣本量:6套新件。

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

        檢測結(jié)論如下:

        結(jié)論:離合器壓盤壓緊力無明顯變化。

        結(jié)論:離合器壓盤分離點(diǎn)分離力無明顯變化。

        結(jié)論:離合器壓盤分離指高度無明顯變化。

        結(jié)論:離合器壓盤最大分離力無明顯變化。

        結(jié)論:離合器壓盤升程無明顯變化。

        2)不同溫度條件從動(dòng)盤陛能參數(shù)測試

        試驗(yàn)設(shè)備:臺架試驗(yàn)機(jī)

        試驗(yàn)溫度:常溫、100℃、150℃、200℃。

        試驗(yàn)樣本:6套新件。

        測試項(xiàng)目:拖曳行程。

        檢測結(jié)論如下:

        由圖2.7可知:在溫度超過100℃以后從動(dòng)盤拖曳行程會逐漸升高并超出設(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,不可能對生產(chǎn)線上的每件從動(dòng)盤進(jìn)行高溫拖曳行程檢測。因此我們只能通過數(shù)據(jù)分析的方法對生產(chǎn)線上的批量產(chǎn)品進(jìn)行分析,判定是否會出現(xiàn)從動(dòng)盤拖曳行程超差現(xiàn)象。

        高溫試驗(yàn)測試數(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)間的離合器會出現(xiàn)分離不徹底、整車出現(xiàn)掛檔困難現(xiàn)象。

        3對策制定

        我們運(yùn)用FTA分析法對高溫情況下從動(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,對每一個(gè)故障要素進(jìn)行檢測,最終聚焦在從動(dòng)盤壓縮量上。

        我們對生產(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

        本文主要針對輕型載荷汽車離合器溫度對變速箱換擋性能的影響進(jìn)行分析,首次提出對離合器壓盤和從動(dòng)盤總成在高溫情況下的各項(xiàng)性能進(jìn)行臺架試驗(yàn)檢測,首次運(yùn)用正態(tài)分布分析法對生產(chǎn)線上無法完成的高溫檢測項(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,最后通過優(yōu)化從動(dòng)盤壓縮量解決了離合器溫度過高導(dǎo)致變速箱換擋困難的市場難題。

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