踩油門沖擊(tip in clunk)一般發(fā)生在半軸扭矩正負轉(zhuǎn)換的時刻即當(dāng)車輛滑行后踩油門，汽車傳動系統(tǒng)出現(xiàn)的瞬態(tài)沖擊，此時也會伴隨發(fā)生地板振動并會在車內(nèi)聽到撞擊噪聲，讓人感覺到傳動系統(tǒng)間隙大或者松散，懷疑車輛傳動系出現(xiàn)故障。

一、問題描述

某前置前驅(qū)車發(fā)動機橫置 ，變速箱為帶鎖止液力變矩器無極變速箱(CVT)，該變速箱最大承受扭矩為250 N?m，鋼帶最大速比為 2.72，最小速比為 0.378；行星齒輪組為實現(xiàn)前進擋和后退檔的功能；半軸固定節(jié)為八鋼珠，移動節(jié)為三叉銷式結(jié)構(gòu)，其中傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示。

該車在低速20 km/h～40 km/h時候，tip in過程中猛踩和輕度踩油門都會出現(xiàn)clunk，客戶駕評不能接受，嚴(yán)重影響駕駛性。其中clunk發(fā)生在47.16 s，該時刻右轉(zhuǎn)向節(jié)產(chǎn)生瞬時沖擊，沖擊能量達到1.1 g。    

現(xiàn)截取該時刻1 s的數(shù)據(jù)進行快速傅里葉變換，發(fā)現(xiàn)clunk車內(nèi)噪音的頻率為 800 Hz～1 200 Hz，其中與轉(zhuǎn)向節(jié)存在對應(yīng)關(guān)系，且右轉(zhuǎn)向節(jié)振動能量較大。

二、產(chǎn)生機理分析

汽車傳動系是一個復(fù)雜旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，其中一般包括齒、花鍵、半軸移動節(jié)和固定節(jié)等結(jié)構(gòu)，其中齒輪副如果不存在間隙，齒輪將旋轉(zhuǎn)不了，所以這些結(jié)構(gòu)不免存在間隙。當(dāng)汽車半軸扭矩從負值轉(zhuǎn)換到正值過程中，傳動系間隙將會消除，在這消除間隙過程中，如果間隙過大或者消除間隙過快，很容易出現(xiàn)tip in clunk。

三、優(yōu)化方案

1、傳遞路徑：分別實施包裹變速箱、在變速箱懸置、后懸置和轉(zhuǎn)向節(jié)加質(zhì)量等方案，車內(nèi)噪音和振動都不能有效的降低，tip in clunk 優(yōu)化不明顯。上述方案說明對于沖擊這種特殊的瞬態(tài)信號，路徑上很難通過加質(zhì)量把振動壓下去，只能從源頭上減小沖擊。

2、整車標(biāo)定優(yōu)化：如果發(fā)動機扭矩在靠近零扭矩區(qū)間上升斜率很陡，齒輪減速面分離到加速面嚙合過程中時間很短，沒有存在過渡，齒輪加速面嚙合時會存在沖擊，tip in clunk就較嚴(yán)重；如果發(fā)動機扭矩在靠近零扭矩區(qū)間斜率很緩，齒輪減速面分離到加速面嚙合過程中時間較長，齒輪加速面嚙合時很柔和，嚙合沖擊較小，tip in clunk 就不明顯，但這樣汽車加速很慢，駕駛性很差。為了平衡駕駛性和clunk兩個屬性，發(fā)動機標(biāo)定（簡稱 ECU）和變速箱標(biāo)定（簡稱 TCU）通過修改標(biāo)定參數(shù)，調(diào)整發(fā)動機扭矩曲線形狀，來平衡兩個屬性目標(biāo)。  

原始發(fā)動機扭矩與調(diào)整后發(fā)動機扭矩對比

通過修改標(biāo)定參數(shù)可以實現(xiàn)發(fā)動機扭矩和半軸扭矩上升斜率的改變。但駕評所有這些組合發(fā)現(xiàn)，改變標(biāo)定參數(shù)不能有效地平衡駕駛性和tip in clunk兩種屬性的目標(biāo)，需要繼續(xù)排查問題的源頭。

3、傳動系動態(tài)間隙：對比不同油門開度發(fā)現(xiàn)，除二軸到變速箱差速器從動齒輪間隙相差0.19°外，其余2個間隙都相差約0.1°，說明油門開度對動態(tài)間隙測量的影響較小。按照傳統(tǒng)的經(jīng)驗，這些間隙都較小，滿足設(shè)計要求。為了進一步驗證間隙對 clunk 的影響，隨機從 10 套變速箱齒輪中選取大的齒寬距齒輪進行變速箱裝配，減小齒輪副的間隙，裝車駕評發(fā)現(xiàn)對clunk優(yōu)化不明顯。

不同油門開度傳動系間隙值

四、最終解決方案    

結(jié)合上述工作的，詳細分析tip in工況下傳動系統(tǒng)的運動姿態(tài)，發(fā)現(xiàn)在tip in時刻，整個傳動系統(tǒng)會存在一個繞整車Y方向的旋轉(zhuǎn)，并引起半軸角度的變化，導(dǎo)致半軸移動節(jié)存在整車Y方向的滑移，如果滑移量偏大，且潤滑不充分，可能引起 tip in clunk。

現(xiàn)把移動節(jié)球環(huán)的直徑增大0.1 mm，把原始OLCI油脂更換成CX-SP1油脂。

將改制的工程半軸樣件進行裝車，連續(xù)采集10次tip in工況數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)向節(jié)沖擊振動消失，clunk優(yōu)化明顯，客戶駕評可以接受。上述方案有效地減小了間隙，使得潤滑更加充分，很好地解決了工程性問題。

參考文獻，袁振松，《某前置前驅(qū)車tip in clunk機理研究及優(yōu)化》