DCT變速器疲勞壽命試驗斷齒問題分析

楊偉龍，葛宗強(qiáng)，李向兵，劉春峰，師愿

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

DCT變速器疲勞壽命試驗斷齒問題分析

楊偉龍，葛宗強(qiáng)，李向兵，劉春峰，師愿

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

在某型號DCT變速器完成疲勞壽命試驗拆解后，發(fā)現(xiàn)差速器主減從動齒輪斷裂1個齒。在對故障件斷口形貌，金相組織、硬度、硬化層深等指標(biāo)排查后，最后認(rèn)為差速器主減從動齒斷裂的原因應(yīng)為臺架控制所致。

DCT變速器；疲勞壽命；斷齒；臺架控制

CLC NO.: U472.3 Document Code: B Article ID: 1671-7988 (2017)10-221-02

引言

DCT變速器即雙離合變速器，憑借其換擋舒適性、結(jié)構(gòu)緊湊型、動力匹配多樣性等特點，越來越受到國內(nèi)各大汽車廠商的推崇和廣大汽車愛好者的喜愛和關(guān)注。

為了保證DCT變速器的品質(zhì)，需要對其進(jìn)行全方面的測試。疲勞壽命試驗作為變速器各項測試中必不可少的一項，可以驗證變速器樣機(jī)整體功能、各傳動部件的質(zhì)量和耐久性是否符合要求。本文主要針對某型號DCT變速器疲勞壽命試驗后，出現(xiàn)的差速器主減從動齒斷裂問題進(jìn)行分析，為解決變速器試驗中出現(xiàn)的問題提供多維度參考。

1、試驗過程再現(xiàn)

1.1 試驗系統(tǒng)搭建

在臺架上，使用電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動和加載。每個測試工況點均為定轉(zhuǎn)速、定扭矩輸入，進(jìn)行一段穩(wěn)定工況的測試。

圖1 電機(jī)驅(qū)動疲勞耐久臺架設(shè)備簡圖

1.2 試驗方法

a）將變速器安裝到臺架上，與整車安裝姿態(tài)保持一致；

b）連接數(shù)據(jù)采集設(shè)備；

c）控制變速器油溫保持試驗要求溫度；

d）控制臺架按試驗工況運(yùn)行。

表1 國標(biāo)推薦試驗工況

1.3 試驗結(jié)果

在變速箱經(jīng)過參考國標(biāo)并結(jié)合企表綜合設(shè)定的工況完成疲勞壽命試驗后，拆解發(fā)現(xiàn)差速器主減從動齒斷裂一個齒。

圖2 差速器主減從動齒斷裂

2、原因分析

2.1 故障件分析

在對故障件的斷口形貌分析后，斷裂源于齒輪表面的脆性，由表面向內(nèi)疲勞擴(kuò)展，屬于沿晶斷裂。

圖3 斷口形貌

接著對故障件的硬度梯度、金相組織、硬度、以及硬化層深都做了相應(yīng)的檢測，發(fā)現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)都符合設(shè)計參數(shù)要求。原因排查重點鎖定在臺架控制上。

2.2 臺架控制排查

疲勞壽命試驗對于臺架控制的要求是：1首先啟動驅(qū)動電機(jī)控制轉(zhuǎn)速在怠速；2 結(jié)合DCT變速箱檔位、結(jié)合離合器；3 將驅(qū)動電機(jī)和加載電機(jī)設(shè)定到試驗工況； 4 按試驗工況測試一定時間完成試驗。

k：檔位測試系數(shù) N：輸入軸循環(huán)次數(shù) n：發(fā)動機(jī)最大扭矩對應(yīng)轉(zhuǎn)速 C：循環(huán)次數(shù)

由于各檔位測試周期的長短直接影響試驗結(jié)果所以對影響試驗周期的因素進(jìn)行排查，發(fā)現(xiàn)是由于臺架在怠速工況切換到試驗工況的過程中，臺架扭矩和轉(zhuǎn)速上升時間過長導(dǎo)致試驗周期無形中被加長了一段時間。

圖4 工況測試曲線

3、結(jié)束語

通過對DCT變速器差速器主減從動齒斷齒的分析，找出了主要原因。為變速器試驗問題的分析提供了參考。試驗臺架作為變速器各項試驗必不可少的設(shè)備，在開展試驗前要綜合考察其各項參數(shù)、指標(biāo)，從而才能保證試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性以及可靠性。

[1] 鐘群鵬,張崢,田永江.機(jī)械裝備失效分析診斷技術(shù)[ J ] ．北京航空航天大學(xué)學(xué)報.2002.28(5):497—502．

[2] 蔡朝華,裴建華,韓政等.20CrMnTiH齒輪軸脆斷及裂紋原因分析[ J ].山東冶金,2012,34（6）:45-47.

[3] 邵瑞勇,申磊.20CrMnTiH鋼差速器齒圈局部斷裂原因分析中小企業(yè)管理與科技.2016年第13期.

[4] 姜曉東,劉立文,練兵. 柴油機(jī)噴油泵齒輪斷齒問題分析內(nèi)燃機(jī)與動力裝置.2016年第3期.

DCT transmission fatigue life test of broken teeth problem analysis waylon Bertram mschwab s division is willing to In hefei

Yang Weilong, Ge Zongqiang, Li Xiangbing, Liu Chunfeng, Shi Yuan
( Anhui Jianghuai Automobile group Co. Ltd., Anhui Hefei 230601 )

In a certain type of DCT transmission after completion, the fatigue life test and dismantling found differential main fracture a driven gear teeth. In fault fracture surface morphology, microstructure, hardness and hardening layer depth indicator after the screening, finally think differential main driven gear reduction caused by the cause of the fault should be in the control bench.

DCT transmission; The fatigue life; Broken teeth; In the control bench

U472.3

B

1671-7988 (2017)10-221-02

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.10.076

楊偉龍，就職于安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司。