離合踏板臺架側向間隙試驗方法分析及改進

蔡富業，李麗，梁坤豐

(上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西柳州 545006)

0 引言

國內汽車市場快速發展，用戶的需求也更趨于理性。外觀、性能、新技術的應用、駕駛舒適度、性價比都成為用戶購買汽車時考慮的因素。由于汽車行業發展水平和消費能力偏低，國內及廣大發展中國家中用手動變速器的汽車都占有相當大的比例。日常駕駛手動變速器車型，離合踏板操縱舒適性主要從踏板晃動量、踏板力、踏板行程、踏板高度、是否有異響這5個方面來感知。踏板晃動量作為離合操縱舒適性重要的一環，對其進行檢測和限定非常必要。

1 國標測試方法及要求

目前國標汽車踏板晃動量臺架測試采用以下描述的方法進行試驗和限定。

1.1 測試方法

按實車狀態在夾具上固定踏板裝置，并將踏板輸出端(離合器拉索或離合器主缸連接處)在踏板工作行程的中間位置固定。在踏板一側與水平面平行且過踏板幾何中心點處施加側向力T，保持1 min后確定踏板側向位移測量點，然后解除側向力；再施加方向相反的側向力T，保持1 min后，在預先確定的測量點測量踏板的水平位移(變形)量ΔLT(見圖1)。

1.2 測試要求

在(50±2)N正反方向的側向力作用下，踏板的晃動量小于等于4.0 mm。

2 國標測試方法及要求的不足

上述測試方法與踏板用戶實際使用情況存在一定的差距，造成測量數據與實際使用感觀不一致，測試結果沒有實際參考意義。

2.1 測試方法不符合實車使用

(1)測試狀態不符。用戶在使用踏板時，感覺到晃動量是在踩踏板時的初始位置，而目前國內測試方法中將測試位置放在踏板行程中間位置。

(2)安裝狀態不符。踏板在實車安裝時，輸出端和離合主泵的U形叉安裝在一起，是屬于間隙安裝(運動副)，而目前國內測試方法中則將輸出端完全固定。

(3)測試力值不符。由于踏板臂(踏板桿)都比較長，在50 N測試力下，整個踏板支座(支架)和工裝將承受比較大的力矩而變形，所測數據并非是晃動量的值，其中還包含了支座(支架)、工裝的變形量。

2.2 測試要求不符合實際情況

由于測試結果數據包含了支座(支架)、工裝的變形量，其值遠超測試要求值。表1為幾款車型的實測數據。所測數值均遠大于國內測試要求值。由此可以斷定此測試要求不可作為評判標準。

表1 國標測試方法離合踏板晃動量 mm

3 試驗方法及要求改進

由于目前國標踏板晃動量測試方法及要求有各種不足，需要重新確定一種合適的測試方法及判定要求。

3.1 測試方法改進

新測試方法基于原來國內測試方法，并對原來不合理之處進行改進：(1)測試狀態調整為實車安裝及實車踏板初始位置；(2)根據一般機械產品晃動量測量方法的經驗、腳踩踏板時的側向力度將測試力值調整為10 N。

新測試方法按以下步驟進行：

(1)將離合踏板模擬實車狀態固定在試驗臺上；

(2)踏板輸出端模擬實車狀態固定到初始位置，固定裝置不限于工裝或實車上裝配零部件；

(3)在踏板一側施加平行于踏板面且過踏板面幾何中心點的側向力5 N，保持1 min，確定側向位移點(位移量具的讀數)L1(見圖1)，然后解除側向力；再施加相反方向側向力10 N，保持1 min，確定反向位移點(位移量具的讀數)L2(見圖1)。

按下列公式計算晃動量：

ΔLT=|L1-L2|

式中：L1為左側讀數(mm)；L2為右側讀數(mm)；ΔLT為晃動量(mm)。

3.2 測試要求改進

由于目前國標測試要求不合理,需要重新確定測試要求。可從下面幾點進行改進分析。

3.2.1 大量實測數據

表2為國內幾款在售車型用新測試方法測量離合踏板晃動量結果。其中乘用車是離合踏板單獨結構，商用車是離合制動踏板做成一總成的雙踏板結構。

表3為從離合踏板生產線隨機抽取3個樣件用新測試方法測量離合踏板晃動量結果。

表2 新測試方法離合踏板晃動量 mm

表3 新測試方生產線抽檢離合踏板晃動量 mm

3.2.2 生產裝配及成本

影響離合踏板晃動量的主要因素為踏板臂與支座轉軸處的安裝配合。配合間隙小或者間隙過盈，都可減小踏板晃動量，但會造成生產裝配困難及使用過程中磨損加速風險。

各級資金政策專責小組要因地制宜，大力推進村級集體經濟、產業扶貧及易地扶貧搬遷后續扶持等工作，不斷增加貧困群眾持續穩定脫貧能力。

提高加工精度也可以減小側向間隙的產生，但是提高加工精度的同時也增加了企業的生產成本。將晃動量要求值定在可接受的范圍內，同時又沒有大幅度增加生產成本，則是這次改進的難點。

下面為其中某款踏板轉軸處的尺寸鏈計算(見圖2—4)。

圖2 踏板桿

圖3 軸銷

圖4 內襯

理論最大裝配間隙：

(16+0.1)-(14-0.1)-(1-0.05)×2=0.3 mm

理論最小轉配間隙：

(16+0.05)-(14+0)-(1+0)×2=0.05 mm

結論：轉軸處理論設計最小間隙已經很小，理論側向間隙(裝配間隙×杠桿比)為0.9 mm，實測側向間隙3.35 mm。

如果繼續減小轉軸處理論間隙，將會造成生產裝配困難及使用過程中磨損加速的風險。

如果提高加工精度，使其側向間隙接近理論間隙，則生產成本將增加30%左右。

3.2.3 實車晃動量主觀評價

實車晃動量主觀評價由3位離合踏板產品工程師、3位試驗工程師、3位一般駕駛員構成一個評價團隊。對每輛車的踏板晃動量進行評分，主觀分數評定標準見表4。最終評價得分為去掉最高分和最低分后7個分數的平均值，各車型的評價得分見表5。

表4 晃動量評分標準

表5 各車型晃動量評分

3.2.4 側向間隙試驗要求

綜合第3.2.1—3.2.3節內容可以看出：由于成本的原因，商用車產品設計、加工精度、制造工藝等都不如乘用車，晃動量比乘用車大，但其晃動量都在可接受范圍之內。可將乘用車與商用車的測試要求進行區分。

綜合分析第3.2.1—3.2.3節，離合踏板晃動量測試要求可定為：

乘用車新零件狀態離合踏板側向間隙小于等于3 mm，耐久后狀態側向間隙小于等于5 mm。

商用車新零件狀態離合踏板側向間隙小于等于4 mm，耐久后狀態側向間隙小于等于6 mm。

4 結束語

重新定義離合踏板晃動量的測試方法，并通過多種途徑確定了晃動量的合理要求值。經某公司和離合踏板生產廠家驗證，應用此測試方法測試過的離合踏板，上市后完全沒有售后不良反饋，滿足離合踏板使用的舒適性、耐久性和生產成本的平衡。當然讀者也可以根據文中的分析案例，確定符合自己產品定位的離合踏板晃動量測試方法和要求。

參考文獻:

[1]陳家瑞.汽車構造(下冊)[M].2版.北京:機械工業出版社,2000:98-116.