消除某车型变速器二三档异响问题

潘存福　庞世松　梁树生

摘要：现在汽车用户对汽车综合性能要求越来越高，无论是乘坐的舒适度、安全性、操作性还是整车运行流畅度。而由于汽车生产、制造或是驾驶中出现的一些技术性错误，可能会导致汽车某些部件有异响。这其中最有广泛和常见的当属变速器的异响问题。变速器异响不仅影响乘坐舒适感，甚至危及乘坐人员的生命安全。本文主要针对变速器的异响的原因进行分析和检测验证，最终经过讨论得出一系列的相应对策来避免变速器的异响。

关键词：变速器；异响；齿轮

引言

变速器是能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比的齿轮传动装置，又称变速箱。汽车变速器，是一套用于來协调发动机的转速和车轮的实际行驶速度的变速装置，用于发挥发动机的最佳性能，是汽车传动系中最主要的部件之一。变速器可以在汽车行驶过程中，在发动机和车轮之间产生不同的变速比，通过换挡可以使发动机工作在其最佳的动力性能状态下。变速器由传动机构和变速机构组成，可制成单独变速机构或与传动机构合装在同一壳体内。变速器异响是指变速器工作时发出的不正常的响声。

1.变速器异响现象

汽车变速器异响一般是指汽车变速器听起来刺耳令人不愉快的异常噪音。目前还没有测量仪器对异响进行定量测定，国际国内的各汽车制造商都采用人耳对汽车异响通常是由于变速器油位偏低或变质、齿轮啮合间隙过大或过小、齿轮啮合不良引起的。啮合间隙过大时，主动齿轮转动时撞击被动齿轮发出撞击声，此响声通常随着变速器温度的越高而愈加严重。啮合间隙过小时，发出的异响声通常是连续不断的，有的较均匀，有的不均匀，而且车速越快，响声越严重，并且往往会使变速器的润滑油过热。

2.变速器异响问题描述

某车型挂入二档或三档，加速至发动机转速3000r/min，松开油门后整车滑行产生“吹口哨”啸叫持续至1000r/min（具体数据可见图1）；噪声、振动与声振粗糙度（简称NVH）频谱测试，二三档滑行噪音持续超控制限；严重刺激乘员听觉。根据以往车型开发经验，二三档滑行啸叫的车辆非常罕见，此次出现二三档滑行啸叫可能是零件质量问题或者存在产品设计缺陷。

3.变速器异响问题分析

根据产品结构罗列出变速器异响的可能原因，其各种原因全部得出解决措施（如图2所示）。

4.变速器的检测和验证

4.1对变速器内部相关零部件关键尺寸进行检测分析

各轴支撑轴承振动值、壳体支撑轴承孔径/形位尺寸、齿轮齿面粗糙度Ra、齿轮齿形齿向倾斜公差fHa/fHβ、齿轮齿形齿向鼓形Ca/Cβ、齿轮齿圈径向累积Fp/跳动Fr。结果显示齿轮齿形齿向倾斜公差fHa/fHβ、齿轮齿形齿向鼓形Ca/Cβ、齿轮齿圈径向累积Fp/跳动Fr这3个关键尺寸超差（结果见下图3）。

小结：通过测试故障件齿轮齿形齿向、累积、齿 圈跳动均存在不同程度超差。测量50套齿轴，挑选3套齿轮参数完全合格装车测试，整车测试结果显示齿轮齿形齿向制造精度不合格，是产生变速器异响的主要因素。

4.2对各轴支撑轴承设计精度、齿轮副重合度ε设计精度设计重新核算

技术重新制定重合度参数方案、制作新重合度样件30套，通过空载测试；随机挑选12套进行装车NVH测试，变速器异响消失。技术重新核算结论是：二/三档齿轮副重合度ε偏小是造成啸叫异响的原因（具体见图4所示）。

5.对策的制定及实施结果

针对造成变速器二三档滑行啸叫的原因，经过反复小组成员讨论，制定了相应的对策，并编制了对策如下表1：

在采用新的措施实施后该车型售前零公里，生产出变速器总成在整车实施2周共23个班次监控，二三档滑行啸叫故障有明显下降。同时，自更换成改进后变速器总成售出3个月未接到故障车报告。

6.结束语

分析实验我们不难发现，造成该型号2、3档变速器异响的原因主要是三个：即齿轮齿形齿向参数fHa/fHβ/Ca/Cβ/Fr/Fp参数超差；齿轮齿形齿向参数fHa/fHβ/Ca/Cβ/Fr/Fp参数超差；齿轮副重合度ε设计精度不足。采用提升齿轮制造质量、优化齿轮设计参数、提升齿轮副啮合接触面积，等一系列技术手段可以有效避免变速器的异响。

参考文献：

[1]卢剑伟，沈博，钱立军.基于齿轮非线性动力学的变速器异响分析[J].汽车工程，2007，06：533-536.

[2]司志明.某车型变速器怠速异响原因分析[J].汽车实用技术，2014，01：111-113.

[3]王素芳.基于神经网络的汽车变速器可靠性研究[D].中南大学，2007.

作者简介：潘存福，男，本科，工程师，现工作于上汽通用五菱汽车股份有限公司，主要从事发动机质量方面的工作。