汽车变速器换档非典型打齿故障的机理探究

樊智宏 范星星 张梦华

(麦格纳动力总成 格特拉克(江西)传动系统有限公司 设计工程部，江西 南昌 330013)

引言

汽车变速器换档打齿故障的典型成因是同步器结构设计的接近尺寸小于0(接近尺寸说明见下图1)，而本文要讨论的是打齿故障的一种非典型成因及其对策，这种打齿故障的产生机理相对特殊，行业内少见，但又持续困扰了公司的相关生产单位两三个月的时间，影响的是数以万计的变速器的正常交货进程，所以有一定研究价值和现实紧迫性。

图1 接近尺寸说明

1 案例描述

我公司新近开发的一款手动变速器，在样机试验阶段通过了各种耐久性试验的考验，顺利进入小批试生产阶段，并提供了样机给客户做整车试验。在整车试验中，变速器的各项常规功能、性能指标都表现优异，但当客户的试车专家把发动机转速调整到2000rpm左右时，从四档挂五档经常会出现明显的打齿声，30次换档中出现8次打齿，而从六档挂五档则听不到打齿声，此种状况客户无法接受。图2为发动机转速2000rpm时四档挂五档换档性能测试力学曲线对比。

图2 力学曲线对比

图2纵坐标数值为换档力，横坐标数值为换档位移。当换档位移行进在20～40mm之间时，同步器完成的是主同步过程，在这个阶段，如果同步环锥面没有贴合齿轮锥面，就不会有同步摩擦的产生，主同步阶段的换档力自然就不会升高(蓝色曲线所示)。也正因为主同步阶段同步摩擦扭矩的缺失导致齿套与齿圈的转速不同步，当换档位移行进到40～80mm之间进入齿套齿圈的花键啮合阶段时，碰撞打齿就成为十有八九的大概率事件了。……