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故障现象:一辆2010年产迈腾1.4TSI轿车,搭载0AM型7挡干式直接换挡变速器,行驶里程3万km。用户反映该车在以2挡行驶缓加速时,发动机舱内会传出剧烈的振动声。
检查分析:维修人员试车,当仪表板显示变速器处于2挡时,正常踩下加速踏板。在踩下加速踏板的同时,从发动机舱内传来强烈的机械振动声,而且在车内也能感受到这种振动。但车辆急加速或在冷车行驶时,这种现象并不存在。检测发动机和变速器控制单元,未见任何故障码。
0AM型变速器可以等效为2套手动变速器。当车辆以2挡行驶时,振动传递的主要途径为:发动机曲轴一双质量飞轮一离合器一2挡齿轮机构一传动轴一车轮。显然振源应是曲轴,且振动是通过传动系统传出来的。那么为什么振动现象只是出现在2挡,而其他挡位却没有振感呢?
曲轴的振动是由于发动机扭矩输出的脉动性引起的,一般情况下,利用飞轮的转动惯量可以消除这种振动。但当发动机的负荷率过高时,曲轴不仅不能给飞轮提供足够的转动惯量,反而还要借用飞轮的转动惯量来压缩混合气。这使飞轮对曲轴的振动平滑作用下降,发动机的振幅加大。变速器如果能够将发动机的负荷率始终保持在一个较低水平。振动现象本应可以避免。但该车的振动是明显存在的,难道是发动机与变速器匹配不当吗?
查看出现振动时发动机的数据流,发现在这种情况下,发动机的负荷率的确很高(图1)。发动机的负荷率与其转速有关。当发动机的转速较低时,由于空气惯性的存在,气缸的进气量不可能迅速提高,所以当节气门开大时,输出扭矩的增量较小。如果此时不能及时减小发动机的负载,负荷率会变得过高,难免出现振动现象。
查阅资料得知,海外版本的迈腾轿车上,0AM型变速器所匹配的原型1.4L发动机是双增压发动机。会不会是因为这个原因,原型发动机在2挡行驶时,由于机械增压器的贡献,即使转速低时发动机的负荷率也不会过高。但国产车型由于没有机械增压器,而涡轮增压器在发动机低转速时尚未充分起效。因此在同样的转速比下,发动机的负荷率会偏高。这一点从冷车行驶时故障现象不存在,可以间接地看到。这是因为冷车时,在一定的涡轮转速下,增压器推入进气管的空气,其密度相对较高。这样,在同样的行驶条件下,发动机的输出扭矩较高,负荷率较低,故障不会出现。通过分析判断,该车的故障可能是发动机与变速器匹配不当。
虽然找到了故障的原因,但在这种情况下,要想降低发动机的负荷率是不可能的。那么,是否有权宜之策来解决问题呢?观察振动的传递路径,发动机与传动系统共同组成了一个机械振动系统,而该系统必然有其固有的共振频率。从故障来势凶猛和稍纵即逝的情况看,振动应属于共振现象。而且共振仅存在于2挡齿轮机构介入时,说明此时整个振动系统的共振频率恰好落入了发动机曲轴振幅最大时的振动频率范围内。如果能够将该振动系统的共振频率躲开发动机高负荷率时的振动频率,问题便可以解决。
维修人员通过了解双质量飞轮的工作原理,终于找到了解决问题的方案。双质量飞轮是通过减振弹簧将曲轴飞轮与传动系统隔离开来的(图2),这样—来,只要改变弹簧的弹力,便可改变整个振动系统的共振频率。如果能够将共振频率挪到发动机高负荷区之外,便可消除共振现象。
故障排除:更换新型双质量飞轮总成,故障排除。
检查分析:维修人员试车,当仪表板显示变速器处于2挡时,正常踩下加速踏板。在踩下加速踏板的同时,从发动机舱内传来强烈的机械振动声,而且在车内也能感受到这种振动。但车辆急加速或在冷车行驶时,这种现象并不存在。检测发动机和变速器控制单元,未见任何故障码。
0AM型变速器可以等效为2套手动变速器。当车辆以2挡行驶时,振动传递的主要途径为:发动机曲轴一双质量飞轮一离合器一2挡齿轮机构一传动轴一车轮。显然振源应是曲轴,且振动是通过传动系统传出来的。那么为什么振动现象只是出现在2挡,而其他挡位却没有振感呢?
曲轴的振动是由于发动机扭矩输出的脉动性引起的,一般情况下,利用飞轮的转动惯量可以消除这种振动。但当发动机的负荷率过高时,曲轴不仅不能给飞轮提供足够的转动惯量,反而还要借用飞轮的转动惯量来压缩混合气。这使飞轮对曲轴的振动平滑作用下降,发动机的振幅加大。变速器如果能够将发动机的负荷率始终保持在一个较低水平。振动现象本应可以避免。但该车的振动是明显存在的,难道是发动机与变速器匹配不当吗?
查看出现振动时发动机的数据流,发现在这种情况下,发动机的负荷率的确很高(图1)。发动机的负荷率与其转速有关。当发动机的转速较低时,由于空气惯性的存在,气缸的进气量不可能迅速提高,所以当节气门开大时,输出扭矩的增量较小。如果此时不能及时减小发动机的负载,负荷率会变得过高,难免出现振动现象。
查阅资料得知,海外版本的迈腾轿车上,0AM型变速器所匹配的原型1.4L发动机是双增压发动机。会不会是因为这个原因,原型发动机在2挡行驶时,由于机械增压器的贡献,即使转速低时发动机的负荷率也不会过高。但国产车型由于没有机械增压器,而涡轮增压器在发动机低转速时尚未充分起效。因此在同样的转速比下,发动机的负荷率会偏高。这一点从冷车行驶时故障现象不存在,可以间接地看到。这是因为冷车时,在一定的涡轮转速下,增压器推入进气管的空气,其密度相对较高。这样,在同样的行驶条件下,发动机的输出扭矩较高,负荷率较低,故障不会出现。通过分析判断,该车的故障可能是发动机与变速器匹配不当。
虽然找到了故障的原因,但在这种情况下,要想降低发动机的负荷率是不可能的。那么,是否有权宜之策来解决问题呢?观察振动的传递路径,发动机与传动系统共同组成了一个机械振动系统,而该系统必然有其固有的共振频率。从故障来势凶猛和稍纵即逝的情况看,振动应属于共振现象。而且共振仅存在于2挡齿轮机构介入时,说明此时整个振动系统的共振频率恰好落入了发动机曲轴振幅最大时的振动频率范围内。如果能够将该振动系统的共振频率躲开发动机高负荷率时的振动频率,问题便可以解决。
维修人员通过了解双质量飞轮的工作原理,终于找到了解决问题的方案。双质量飞轮是通过减振弹簧将曲轴飞轮与传动系统隔离开来的(图2),这样—来,只要改变弹簧的弹力,便可改变整个振动系统的共振频率。如果能够将共振频率挪到发动机高负荷区之外,便可消除共振现象。
故障排除:更换新型双质量飞轮总成,故障排除。