驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)&制動(dòng)內(nèi)阻對(duì)新車油耗一致性影響研究

周君曉，鐘遠(yuǎn)銘，梁菲

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州 545007）

驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)&制動(dòng)內(nèi)阻對(duì)新車油耗一致性影響研究

周君曉，鐘遠(yuǎn)銘，梁菲

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州 545007）

有針對(duì)性地實(shí)施降油耗措施是目前各個(gè)汽車企業(yè)面臨的重大難題，其前提是基于現(xiàn)有車型油耗的一致性和穩(wěn)定性而開展的，因?yàn)檫@樣才能量化出措施實(shí)施后油耗的貢獻(xiàn)值。文章針對(duì)現(xiàn)有量產(chǎn)車型油耗波動(dòng)大、一致性差現(xiàn)象，從后驅(qū)車型驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)&制動(dòng)內(nèi)阻入手，剖析從零件制造精度一致性、整車裝配和調(diào)整到質(zhì)量檢驗(yàn)、油耗測(cè)試前檢查等方面對(duì)最終油耗臺(tái)架測(cè)試的影響，探索出新車油耗一致性的控制方法，既能保證量產(chǎn)車型油耗一致性和穩(wěn)定性，也為將來產(chǎn)品采取何種降油耗措施提供依據(jù)和參考。

燃油經(jīng)濟(jì)性；一致性；驅(qū)動(dòng)橋；內(nèi)阻

CLC NO.:U463.8 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)07-210-04

前言

當(dāng)前，汽車節(jié)能減排已升級(jí)到國(guó)家戰(zhàn)略高度，政策和法規(guī)要求汽車節(jié)油目標(biāo)逐年提高，GB27999-2011要求2015年和2020年我國(guó)乘用車產(chǎn)品平均燃料消耗量降至6.9L/100km 和5.0L/100km的目標(biāo)。各汽車企業(yè)的CAFC(企業(yè)平均燃料消耗量）值面臨前所未有的壓力，油耗一致性控制及降油耗就顯得尤為重要。

在對(duì)本公司各車型新車油耗一致性監(jiān)測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有后驅(qū)車型油耗波動(dòng)較大，一致性差，滿足新法規(guī)油耗要求存在一定風(fēng)險(xiǎn)。為此，各部門聯(lián)合成立攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，基于驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)&制動(dòng)內(nèi)阻優(yōu)化，采取倒推的方法,從零件挑選、裝車跟蹤、質(zhì)量檢驗(yàn)、油耗測(cè)試前檢查到油耗臺(tái)架測(cè)試，每一環(huán)節(jié)層層把控，通過對(duì)比控制措施前后油耗的波動(dòng)和降幅，驗(yàn)證并形成了有效控制油耗一致性的方法，主要涉及以下4方面：驅(qū)動(dòng)橋零件制造精度一致性、總裝手剎調(diào)整工藝的合理性、質(zhì)量檢測(cè)線阻滯率加嚴(yán)控制、油耗測(cè)試前的檢查。

1、驅(qū)動(dòng)橋制造精度一致性提高

首先識(shí)別出影響傳動(dòng)&制動(dòng)內(nèi)阻的驅(qū)動(dòng)橋總成各子系統(tǒng)關(guān)鍵尺寸和公差，進(jìn)過實(shí)踐和專家論證形成一個(gè)關(guān)鍵控制項(xiàng)清單，見表1。通過對(duì)驅(qū)動(dòng)橋供應(yīng)商現(xiàn)狀核查發(fā)現(xiàn)，部分供應(yīng)商生產(chǎn)工藝落后，現(xiàn)場(chǎng)抽檢零件發(fā)現(xiàn)部分尺寸超差，合格率很低，無法滿足零件設(shè)計(jì)要求。基于此，要求供應(yīng)商積極配合主機(jī)廠的油耗控制工作，必要時(shí)淘汰落后工藝，添置新設(shè)備，采用新工藝，并定期匯報(bào)整改進(jìn)展。經(jīng)過供應(yīng)商的持續(xù)整改與跟蹤，效果較明顯。比如某一供應(yīng)商驅(qū)動(dòng)橋橋殼端面垂直度這個(gè)公差，如圖1所示，整改前設(shè)計(jì)要求為0.1，但現(xiàn)狀核查發(fā)現(xiàn)合格率不足5%，在投入新設(shè)備新工藝后，設(shè)計(jì)要求加嚴(yán)至0.05，合格率也基本能達(dá)90%以上，見表2的抽樣數(shù)據(jù)（三坐標(biāo)測(cè)量）。

表1 驅(qū)動(dòng)橋關(guān)鍵控制項(xiàng)清單

圖1 制動(dòng)底板安裝位相對(duì)于軸承位中心線的垂直度示意圖

表2 橋殼端面垂直度抽樣檢測(cè)數(shù)據(jù)

3、總裝手剎調(diào)整工藝優(yōu)化

公司各車型駐車制動(dòng)型式均為機(jī)械拉索式結(jié)構(gòu)，手動(dòng)操控，即手剎。手剎調(diào)整的松緊度不僅影響駐坡表現(xiàn)、顧客操作感知（即費(fèi)力或者省力），還會(huì)影響是否產(chǎn)生制動(dòng)拖滯。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)公司CN系列車型手剎調(diào)整普遍過緊，不僅操作手感吃力，還會(huì)產(chǎn)生較大的初始拖滯，這不但會(huì)加快制動(dòng)蹄片的磨損，對(duì)新車油耗的也會(huì)產(chǎn)生極大的影響。因此有必要重新優(yōu)化調(diào)整工藝，使其達(dá)到適當(dāng)?shù)闹?。故基于這樣的原則來優(yōu)化調(diào)整要求：

(1)GB7258 對(duì)駐車制動(dòng)系統(tǒng)手操縱力（手操縱力≤300N）和20%坡度駐坡行程(3/4 有效行程內(nèi)駐住)的要求。

(2)手剎調(diào)整后不產(chǎn)生額外的制動(dòng)拖滯。可以通過對(duì)比手剎調(diào)整前后驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的力矩來判斷是否有拖滯的增量。

經(jīng)過小批量將手剎調(diào)松驗(yàn)證，達(dá)到預(yù)期效果：

(1)操縱力如圖2所示，優(yōu)化后手剎操縱力較之前明顯降低，操作手感更舒適。從客戶角度考慮，客戶停車后一手向上拉手剎手柄，按放松后的狀態(tài)拉起的齒數(shù)會(huì)落在7-10齒范圍內(nèi)，從數(shù)據(jù)看9齒力值落在200±10N 內(nèi)，遠(yuǎn)低于法規(guī)要求。

(2)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩如表3所示，數(shù)據(jù)表明，優(yōu)化后啟動(dòng)力矩前后基本一致，無明顯增量，符合預(yù)期要求。

圖2 手剎調(diào)整優(yōu)化前后操縱力對(duì)比

表3 手剎調(diào)整優(yōu)化前后啟動(dòng)力矩對(duì)比

4、質(zhì)量檢測(cè)線阻滯率加嚴(yán)控制

GB7258定義車輪阻滯率要求為：進(jìn)行制動(dòng)力檢驗(yàn)時(shí)，各車輪的阻滯力均應(yīng)小于等于輪荷的10%，即：阻滯率=該輪阻滯力值/該輪輪荷。公司內(nèi)控目標(biāo)為9%，較國(guó)標(biāo)要求的10% 稍嚴(yán)。為了可以通過設(shè)備100%檢驗(yàn)的關(guān)卡來保證下線車輛不存在嚴(yán)重初始拖滯進(jìn)而影響到新車油耗的波動(dòng)，建議收嚴(yán)阻滯率的控制要求，即由9%收嚴(yán)至6% 甚至4%加以控制，這樣由于手剎裝調(diào)不當(dāng)或者零部件原因造成的嚴(yán)重拖滯的車輛將會(huì)被篩選出來并及時(shí)得到返修，從而保障下線車輛的一致性。通過抽取公司CN系列車型檢測(cè)線制動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在按9%的目標(biāo)控制時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪阻滯率分布較分散，在驅(qū)動(dòng)橋制造精度一致性提高持續(xù)整改及總裝手剎裝調(diào)工藝優(yōu)化后，阻滯率按6%的目標(biāo)控制時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪阻滯率分布明顯較之前集中，一致性穩(wěn)定，如圖3、圖4所示?；谶@個(gè)車型的成功經(jīng)驗(yàn)，最終完成公司所有車型的阻滯率9%到6%的切換，某些車型甚至下調(diào)至4%控制。

圖3 CN系列車型驅(qū)動(dòng)輪阻滯率按9%控制時(shí)的分布

圖4 CN系列車型驅(qū)動(dòng)輪阻滯率按6%控制時(shí)的分布

5、油耗測(cè)試前檢查

油耗是整車的一個(gè)集成表現(xiàn)，車輛各個(gè)系統(tǒng)都可能對(duì)油耗產(chǎn)生影響，所以在做油耗一致性監(jiān)測(cè)時(shí)需確認(rèn)抽樣車輛的狀態(tài)，做好各方面的點(diǎn)檢。基于操作便捷性及關(guān)鍵點(diǎn)確認(rèn)，制定了一個(gè)點(diǎn)檢表，如表4所示。其中較為關(guān)鍵的一點(diǎn)就是驅(qū)動(dòng)輪啟動(dòng)力矩的測(cè)量和調(diào)整，這里的啟動(dòng)力矩是指車輛熄火、掛空擋、手剎放松，驅(qū)動(dòng)輪懸空，測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)車輪所需的力。為使測(cè)量結(jié)果量化，需制定一個(gè)簡(jiǎn)易工裝，如圖5所示，一面與指針扳手結(jié)合，另一面卡在車輪對(duì)角螺帽上，然后按照車輪前進(jìn)時(shí)驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向勻速緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)至少一圈，讀取扭力扳手刻度值即為該輪啟動(dòng)力矩。啟動(dòng)力矩分為冷態(tài)和熱態(tài)，冷態(tài)是指車輛在25 ℃左右的環(huán)境下恒溫6小時(shí)以上的測(cè)量值，熱態(tài)是指車輪充分熱車后。（比如在轉(zhuǎn)鼓上高速運(yùn)行15-20分鐘）

圖5 驅(qū)動(dòng)輪啟動(dòng)力矩測(cè)試工裝及方法

表4 油耗臺(tái)架測(cè)試前點(diǎn)檢表

測(cè)量值。根據(jù)測(cè)量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，冷熱態(tài)啟動(dòng)力矩≤15 N.M才能確保不出現(xiàn)車輛存在嚴(yán)重的拖滯，油耗一致性波動(dòng)大的現(xiàn)象。如果出現(xiàn)啟動(dòng)力矩偏大的情形，最簡(jiǎn)單的方法是通過調(diào)整手剎松緊度或者制動(dòng)器蹄鼓間隙來解決。

6、結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證

圖6 CN系列某車型整改前后各項(xiàng)對(duì)比

經(jīng)過了零件挑選、裝車跟蹤、質(zhì)量檢驗(yàn)、油耗測(cè)試前檢查到最終油耗臺(tái)架測(cè)試，再完成了一系列的各種測(cè)試，就可以與整改前的各項(xiàng)進(jìn)行對(duì)比，包括驅(qū)動(dòng)輪啟動(dòng)力矩、滑行阻力（轉(zhuǎn)鼓上測(cè)試）、滑行距離（初速度為50km/h）、NEDC工況測(cè)試綜合油耗。圖5所示為CN系列某車型整改前后各項(xiàng)對(duì)比圖，從圖可以看出，整改后驅(qū)動(dòng)輪啟動(dòng)力矩、滑行阻力、滑行距離都較整改前有明顯改觀。NEDC工況測(cè)試的綜合油耗一致性較好，波動(dòng)幅值Δ值由0.19降為0.04，另均值還有一定的降幅，為0.13 L/1OOkm。

7、結(jié)論

圖7 油耗一致性關(guān)鍵控制過程

綜上所述，基于驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)&制動(dòng)內(nèi)阻優(yōu)化對(duì)新車油耗一致性影響的驗(yàn)證，可以得出油耗一致性的關(guān)鍵控制過程，如圖6所示。通過這個(gè)關(guān)鍵控制過程，可以控制好量產(chǎn)車型油耗的一致性，還能繼續(xù)挖掘油耗的下降空間，為公司企業(yè)平均燃料消耗量（CAFC）做出一定的貢獻(xiàn)。

[1] GB 27999-2011,乘用車燃料消耗量評(píng)價(jià)方法及指標(biāo)［S］.

[2] GB 19233-2008,輕型汽車燃料消耗量試驗(yàn)方法［S］.

[3] 王帥,孫洋,張瑩,張正明.汽車節(jié)能技術(shù)分析［J］.汽車實(shí)用技術(shù),2014(7):18-20.

[4] 王兆.乘用車燃料消耗量標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能技術(shù)分析報(bào)告.中國(guó)汽車技術(shù)研究中心,2013.

[5] 李偉,于津濤,楊正軍. 典型機(jī)外技術(shù)對(duì)工況法油耗測(cè)試結(jié)果影響的研究［J］.天津科技,2014,41(4):34-37.

Research on effect of vehicle fuel consumption consistency based on driving axle gearing & brake drag

Zhou Junxiao, Zhong Yuanming, Liang Fei
( The saic-gm-wuling automobile Co. Ltd., Guangxi Liuzhou 545007 )

It’s a hard issue for all vehicle companies to carry out directed measures for improving fuel economy. And these measures is based on fuel consumption consistency of vehicles in production because the fuel improvement can be measured after measure implementing. Aiming at the vehicles fuel fluctuation and poor consistency, based on driving axle gearing & brake drag, the four parts including component’s accuracy of manufacturing, vehicle assembly process, quality inspection and double check before bench test are discussed thoroughly toward to theeffect of fuel economy. Then the control process for vehicle fuel consumption consistency is confirmed which can not only assure the vehicle fuel consistencyandstability for in production but also provide reference for improving fuel economy in future.

Fuel economy; Consistency; Driving axle; Drag

U463.8

A

1671-7988(2016)07-210-04

周君曉，就職于上汽通用五菱汽車股份有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.07.066