機(jī)械式變速器分離撥叉異響解決方案

李艷紅

摘 要：合理選擇機(jī)械式手動變速器分離撥叉的材料、支撐銷材料、表面處理工藝，以及優(yōu)化設(shè)計撥叉與分離軸承的的相對滑移率等，可以有效的消除商用車踩離合器踏板時，分離撥叉發(fā)出的“吱吱”異響聲。配合恰當(dāng)?shù)臐櫥梢员Ｗo(hù)各運(yùn)動副，避免干磨擦造成分離撥叉、支撐銷磨損，不僅可以消除異響，還能提高分離系統(tǒng)的使用壽命。

關(guān)鍵詞：變速器 離合器 分離撥叉 異響 滑移率

Solution to Abnormal Noise of Mechanical Transmission Separation Fork

Li Yanhong

Abstract：Reasonable selection of the material for the release fork of the mechanical manual transmission， support pin material， surface treatment， and optimized design of the relative slip rate of the fork and release bearing， etc.， can effectively eliminate the "creaking" noise from the shift fork when the commercial vehicles step on the clutch pedal. With proper lubricating grease， each movement pair can be protected to avoid wear of the separation fork and support pin caused by dry friction. At the same time ， it can eliminate abnormal noise and increase the service life of the separation system.

Key words：transmission， clutch， release fork， abnormal noise， slip rate

當(dāng)今國內(nèi)市場上的輕卡、皮卡汽車，其使用的變速器總成，大多數(shù)沿用了傳統(tǒng)的機(jī)械式分離撥叉機(jī)構(gòu)。其缺點(diǎn)是在踩離合器時，由于多個摩擦副相對運(yùn)動摩擦，發(fā)生刺耳的“吱吱”異響。隨著人們的生活水平提高，商用車駕駛員也越來越注重其車輛的駕駛感受，其抱怨分離撥叉異響的售后案例越來越頻繁。對于踩離合器時的異響問題，通常難以通過理論或經(jīng)驗(yàn)上的預(yù)測，而是需要通過實(shí)際試驗(yàn)?zāi)M驗(yàn)證，從而進(jìn)行分析得出結(jié)論并解決。本文從一款實(shí)際應(yīng)用的手動變速器的分離系統(tǒng)出發(fā)，并對其進(jìn)行臺架試驗(yàn)測試，分析零件材料、表面處理工藝、潤滑脂對分離撥叉異響的影響，給實(shí)際變速器產(chǎn)品的分離系統(tǒng)開發(fā)帶來參考意義。

1 分離撥叉異響原理

1.1 分離撥叉異響現(xiàn)象

分離撥叉異響是一種商用車手動變速器常見的故障模式，其發(fā)生于踩離合器踏板時，離合器分離缸頂著分離撥叉相對其支撐點(diǎn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動、分離撥叉的叉腳頂著分離軸承的支撐點(diǎn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，因?yàn)槠溥\(yùn)動副之間產(chǎn)生干摩擦，從而一方面給變速器帶來“吱吱”異響噪音，另一方面加劇運(yùn)動副之間磨損，而后者又加劇了前者的發(fā)生。雖然這種異響和磨損不會給傳動系統(tǒng)帶來立即失效的故障，但是每次踩離合時都伴隨一聲刺耳的異響聲，主觀上不能接受。

1.2 異響發(fā)生原理

在分離撥叉工作過程中，分離撥叉以杠桿的形式在以支撐銷作為支點(diǎn)的圓球面上滾動，如圖2所示，理論上兩者做相對滾動，其動摩擦系數(shù)較低，不會產(chǎn)生難以接受的摩擦異響。實(shí)際上，因?yàn)榉蛛x撥叉采取沖壓工藝，其材料選用局限于低碳鋼板，例如Q235碳素結(jié)構(gòu)鋼，正火后未經(jīng)過其它硬化處理，在承受離合器膜片彈簧載荷下有較大的彈性變形，從而導(dǎo)致實(shí)際工裝狀態(tài)以相對滑動為主，如圖3所示，其摩擦副之間的相對滑移率較高，從而帶來較大的摩擦異響噪音。

2 異響解決方案研究

2.1 優(yōu)化摩擦副接觸面尺寸

如圖4所示，撥叉與支撐銷接觸處的摩擦面為球面，球面與撥叉本體連接處的圓弧斜率突變，在此點(diǎn)上，摩擦力的方向?qū)a(chǎn)生急劇變化，零件振動加劇，從而產(chǎn)生異響。優(yōu)化方法：加大過渡處的圓弧倒角，使其摩擦力緩慢平穩(wěn)改變方向，降低摩擦音。

2.2 添加潤滑脂

在分離撥叉球窩里涂抹涂潤滑脂，如圖5所示，可以有效降低摩擦異響。以德國科德寶OKSS潤滑脂為例。其特點(diǎn)：

√ 可以在變速器離合器腔體里的高溫度范圍及極端應(yīng)力下提供潤滑;

√ 低損耗，延長潤滑周期，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

3 強(qiáng)化撥叉硬度

采取滲氮方式（浸滲），提高撥叉表面硬度，一方面可以減小撥叉運(yùn)動接觸面的形變，另一方面可以減小表面磨損，這兩者都可以有效降低摩擦異響聲。表1為滲氮之前與滲氮后分離撥叉的硬度實(shí)測數(shù)據(jù)，從臺架試驗(yàn)結(jié)果對比，未硬化的撥叉普遍在1000次分離循環(huán)內(nèi)發(fā)生異響，而經(jīng)過硬化的撥叉可以達(dá)到50萬次分離無異響。

4 在支撐銷上增加尼龍

通過包塑工藝在支撐銷頂部增加一層尼龍PA66+GF30%+PTFE15%，如圖6所示，可以有效降低動摩擦系數(shù)到0.6%以內(nèi)，從而大幅度的降低摩擦異響噪音。

5 結(jié)語

通過對以上四種措施反復(fù)的進(jìn)行臺架試驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析（因篇幅有限，本文沒有列出所有的試驗(yàn)計劃、試驗(yàn)方法、試驗(yàn)參數(shù)、試驗(yàn)分析過程等），可以得出解決商用車分離撥叉異響問題的四種措施，這四種措施不一定需要同時在同一變速器系統(tǒng)實(shí)施，需要根據(jù)實(shí)際的整車應(yīng)用選取其中的方案。如果出現(xiàn)個別車輛需要在特定的惡劣工況試驗(yàn)，例如在敞開露天、沙塵粒、凍土這些極端工況下，以上四條措施可能還不足以應(yīng)對異響問題，則建議直接采取CSC液壓分離軸承來徹底避免異響問題。

參考文獻(xiàn)：

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