某型號(hào)手動(dòng)變速器掛三檔異響改善

摘 要：本課題是通過(guò)故障變速器失效模式、掛擋機(jī)理分析發(fā)現(xiàn)同步器工藝缺陷，并通過(guò)工藝改進(jìn)從而有效解決了該問(wèn)題，提升了整車駕駛及乘坐的舒適性。

關(guān)鍵詞：手動(dòng)變速器；同步器；異響；齒環(huán)

引言

隨著新三包法的出臺(tái)，消費(fèi)者與汽車生產(chǎn)商對(duì)汽車產(chǎn)品質(zhì)量要求不斷提升，變速器作為汽車關(guān)鍵總成，對(duì)其質(zhì)量要求更加嚴(yán)格，而變速器掛三檔異響問(wèn)題占公司售后質(zhì)量問(wèn)題的主要原因，其不良造成整車駕駛舒適性降低并逐漸導(dǎo)致變速器早期失效，給顧客與生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)巨大的財(cái)產(chǎn)損失，故對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行改善。

1 變速器掛三檔異響故障描述[2，3]

統(tǒng)計(jì)售后市場(chǎng)行駛里程都在1萬(wàn)公里以內(nèi)，故障為行駛過(guò)程中駕駛員掛三檔過(guò)程中變速器內(nèi)部有咔咔的響聲，經(jīng)4S店維修人員檢查聲音來(lái)源于變速器內(nèi)部，更換變速器后故障消除；故障為變速器在掛檔同步過(guò)程中產(chǎn)生異響，故將對(duì)三檔掛檔同步機(jī)理進(jìn)行分析。

2 同步機(jī)理分析

掛三檔過(guò)程零件主要由1齒套，2齒環(huán)，3齒轂，4聯(lián)齒，5三檔輪組成。

同步機(jī)理：掛三檔時(shí)，齒套齒端倒角面壓三檔齒環(huán)外齒端倒角面，齒環(huán)受軸向力和圓周切向力，軸向力傳遞到齒環(huán)同步錐面產(chǎn)生摩擦力，摩擦力使齒輪與齒套轉(zhuǎn)速同步，齒套滑過(guò)齒環(huán)聯(lián)齒與齒輪聯(lián)結(jié)齒齒端接觸，齒套花鍵齒撥動(dòng)齒輪聯(lián)結(jié)齒，到達(dá)聯(lián)結(jié)齒工作位置，完成換檔動(dòng)作。見(jiàn)（圖1）

通過(guò)以上分析結(jié)論：（1）齒套、聯(lián)齒、齒環(huán)倒角位置度超差，換檔過(guò)程中倒角齒尖相互干涉碰撞出異響，造成掛三檔時(shí)異響。（2）當(dāng)齒環(huán)后備量不足變速器在掛檔過(guò)程中不能達(dá)到預(yù)同步效果導(dǎo)致同步器齒套與三檔輪轉(zhuǎn)速不同步，齒套與三檔輪聯(lián)齒結(jié)合過(guò)程中產(chǎn)生碰撞，造成掛三檔時(shí)咔咔異響。

3 故障變速器拆解檢查

3.1 對(duì)齒套、聯(lián)齒、齒環(huán)倒角位置度尺寸進(jìn)行測(cè)量

結(jié)果符合技術(shù)要求，可以確定非倒角問(wèn)題引起。

3.2 對(duì)齒環(huán)后備量檢查

后備量是指齒環(huán)錐面與聯(lián)齒錐面貼合后，齒環(huán)端面到聯(lián)齒端面距離。

結(jié)論：后備量不足導(dǎo)致掛三檔異響，由于后備量由聯(lián)齒與齒環(huán)配合后形成，故將對(duì)其相關(guān)尺寸進(jìn)行檢查。

3.3 后備量相關(guān)尺寸檢查

對(duì)聯(lián)齒及齒環(huán)的角度及尺寸進(jìn)行檢測(cè)，齒環(huán)加規(guī)尺寸要求0±0.1，實(shí)測(cè)-1.36，結(jié)果不合格。

齒環(huán)加規(guī)尺寸小異常磨損導(dǎo)致后備量不足。

造成異常磨損的原因：（1）齒環(huán)自身質(zhì)量問(wèn)題。（2）齒環(huán)相配件干涉造成齒環(huán)與聯(lián)齒錐面無(wú)法完全貼合異常磨損；針對(duì)此兩點(diǎn)進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)齒環(huán)相關(guān)尺寸合格，但齒環(huán)與齒轂配合外圓處有異常磨損，結(jié)合齒環(huán)與齒轂配合原理，齒環(huán)磨損處與齒轂內(nèi)腔間隙配合，故對(duì)齒轂內(nèi)腔直徑進(jìn)行檢查。

3.4 齒轂內(nèi)腔直徑檢查

綜上分析：齒轂內(nèi)腔孔小與同步器齒環(huán)干涉導(dǎo)致齒環(huán)內(nèi)錐面與聯(lián)齒外錐面無(wú)法貼合，齒環(huán)換檔過(guò)程中偏載嚴(yán)重磨損無(wú)后備量，換檔時(shí)錐面無(wú)摩擦力不能帶動(dòng)三檔輪同步，齒套強(qiáng)行進(jìn)入仍有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的三檔聯(lián)齒，導(dǎo)致異響；為確定分析結(jié)果將故障箱齒環(huán)與齒轂更換后進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)。

3.5 結(jié)果驗(yàn)證：臺(tái)架試驗(yàn)

結(jié)論：試驗(yàn)合格故障消除，原因分析正確；將針對(duì)齒轂內(nèi)腔小從工藝上進(jìn)行分析。

4 齒轂工藝分析

說(shuō)明：通過(guò)分析齒轂工藝流程，影響齒轂內(nèi)腔尺寸精度有：（1）精車內(nèi)腔加工小。（2）熱處理變形，為確定問(wèn)題工序，對(duì)這兩個(gè)工序齒轂內(nèi)腔直徑進(jìn)行SPC分析。

5 齒轂內(nèi)腔直徑過(guò)程能力分析

對(duì)內(nèi)腔直接連續(xù)抽樣100件，精車Ppk=1.68，能力充足，熱處理后尺寸Ppk=1.10，齒轂熱處理變形導(dǎo)致內(nèi)腔直徑過(guò)程能力不足。

6 熱處理變形分析

齒轂是壁薄且圓周上有三個(gè)均布的滑塊槽，在熱處理工序存在零件表面溫度熱循環(huán)不連續(xù)，局部存在溫度差，熱后變形大。由于受零件結(jié)構(gòu)易熱處理變形及熱處理工藝能力無(wú)法再提升影響，綜合考慮成本與工藝可行性，將通過(guò)增加熱處理后車削內(nèi)腔直徑來(lái)保證該尺寸。

7 工藝改進(jìn)及效果驗(yàn)證

熱處理后增加內(nèi)腔直徑車削工序；并設(shè)計(jì)通止規(guī)進(jìn)行過(guò)程檢測(cè)；內(nèi)腔直徑改善后PP=1.88 PPK=1.69，能力充足，過(guò)程穩(wěn)定；效果驗(yàn)證：內(nèi)部通過(guò)連續(xù)2個(gè)月用通止規(guī)全檢未發(fā)現(xiàn)齒轂內(nèi)腔小零件；裝配變速器后投放市場(chǎng)驗(yàn)證6個(gè)月未投訴。

8 結(jié)束語(yǔ)

本項(xiàng)目是在某公司一款型號(hào)手動(dòng)汽車變速器售后掛三檔異響問(wèn)題的背景下開(kāi)展的，取得了一定成果，也發(fā)現(xiàn)了一些難題。歸總?cè)缦拢海?）根據(jù)故障表現(xiàn)特點(diǎn)再結(jié)合變速器換檔工作機(jī)理對(duì)故障箱相關(guān)件的尺寸進(jìn)行檢測(cè)和分析，并開(kāi)展臺(tái)架試驗(yàn)驗(yàn)證確定問(wèn)題件尺寸；又通過(guò)對(duì)問(wèn)題件加工工藝分析改善，提升了該零件尺寸的過(guò)程能力。（2）從改善機(jī)理和成效來(lái)看，該改善方案同時(shí)在因客觀因素造成零件熱處理變形大，又無(wú)法通過(guò)熱處理工藝調(diào)整進(jìn)行改善的情況下，有效降低了零件廢品率與設(shè)備投入，并為類似零件提供了改善方案。（3）掛三檔異響改善的研究，不僅提升了產(chǎn)品品質(zhì)，也為日后處理類似問(wèn)題積累了經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

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