客５（） 第１期 车技术与研究 ＢＵＳ＆ＣｏＡＣＨ ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ ＡＮＤ ＲＥＳＥＡＲＣＨ 离合踏板抖动原因分析与控制 焦红莲，汪 江，李光明，唐（安徽江淮汽车股份有限公一Ｊ，合肥俊，孙晋松 ２３０６０１） 摘 要：针对某乘用车离合器踏板在离合器半接合状态下抖动的问题，对离合器踏板进行振动特性和振源 分析。提出相应的控制对策和实施方案，并对实施方案效果进行验证。结果表明，实施控制方案后，离合器 踏板接合平顺性得到有效改善，为解决同类问题提供参考。 关键词：离合踏板；接合；抖动；传递路径；控制 中图分类号：Ｕ４６３．２１１ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００６—３３３１（２０１５）０１—００５０—０３ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｎ Ｃａｕｓｅ ｏｆ Ｃｌｕｔｃｈ Ｐｅｄａｌ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ Ｊｉａｏ Ｈｏｎｇｌｉａｎ，Ｗａｎｇ Ｊｉａｎｇ，Ｌｉ Ｇｕａｎｇｍｉｎｇ，Ｔａｎｇ Ｊｕｎ，Ｓｕｎ Ｊｉｎｓｏｎｇ （Ａｎｈｕｉ Ｊｉａｎｇｈｕａｉ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｈｅ ｉ ２３０６０１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｔｈｅ ｃｌｕｔｃｈ ｐｅｄａｌ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｐａｓｓｅｎｇｅｒ ｃａｒ ｉｎ ｔｈｅ ｓｅｍｉ－ｊｏｉｎ ｓｔａｔｅ，ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒｓ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｓｏｕｒｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｌｕｔｃｈ ｐｅｄａｌ，ａｎｄ ｐｒｏｐｏｓｅ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｓｏｌｕ— ｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｐｒｏｇｒａｍｓ ｗｈｉｃｈ ｅｆｆｅｃｔｓ ａｒｅ ｖａｉｌｄａｔｅｄ．Ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｏｇｒａｍｓ，ｔｈｅ ｒｅ— ｓｕｉｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｍｏｏｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｃｌｕｔｃｈ ｐｅｄａｌ ｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｔｈｉｓ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｒｅｆｅｒ— ｅｎｅｅ ｆｏｒ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｎｇ ｓｉｍｉｌａｒ ｐｒｏｂｌｅｍｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｌｕｔｃｈ ｐｅｄａｌ；ｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ；ｖｉｂｒａｔｉｏｎ；ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｐａｔｈ；ｃｏｎｔｒｏｌ 汽车在起步和换档过程中，踩离合器时，离合器踏 板有时会有抖动现象，并随着车速的提高，踏板抖动加 剧，让驾驶员感觉极不舒适，甚至有脚麻的感觉，从而影 的上升，离合器踏板抖动现象加剧，判定车辆不合格。因 而必须对离合器踏板抖动进行控制。 专家团队对问题车辆进行主观评价，评价 况为怠 速和行车加速两种，发动机转速范围在７５０～５ ０００ ｒ／ｍｉｎ，评价得分为５～５．５分。此类车辆对离合踏板ＮＶＨ 性能市场定位品质要求７级以上，因此，必须进行整改。 响整车质量，引起用户抱怨，降低汽车品牌形象。本文结 合同内某品牌乘用车型，对所发现的离合踏板抖动问题 进行分析，提出了通过对抖动传播途径进行优化，进而 解决抖动问题的方案，最终采用试验和主观评价的方式 主观评价依据标准［３１见表１。 表１一般主观评价方案 ｌ、２、３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ ｌ０ 验证了方案实施效果，为从根本上解决离合踏板抖动问 题提供参考ｌｌｌ。 不可接受 Ｊ犬烦 有待提高 适中 轻柔 非常轻柔 微量 尢法察觉 １ 离合器踏板抖动原因分析 １．１ 离合器踏板抖动现象 １．２离合器踏板抖动特性辨识 搭载某１．５ＶＶＴ汽油机的某轿车，配５档手动变速 器的两驱车型，怠速工况下，踩下离合器踏板１０％或抬 起离合踏板９０％左右（空行程１５ ｍｍ处），保持离合器 发动机到离合踏板激励路径：发动机一离合器一离 合液压操纵机构一离合器踏板。 根据踏板抖动传递路径，采用故障树分析法（ＦＴＡ） （见图１）对系统零部件逐一进行排查，确定可能引起离 合器踏板抖动故障的原因。 由冈１可以看出发动机是振动源，但其是否是造 半接合状态，离合器踏板抖动明显；行驶过程中，转速在 ３ ０００ ｒ／ｍｉｎ左右时，在离合踏板相同位置处踏板抖动加 剧，甚至主观感觉到脚麻Ｉ 。对下线故障车辆进行检查， 发现离合器在半接合状态下，踩油门，随着发动机转速 成离合器踏板抖动的根本原因还需试验验证。 作者简介：焦红莲（１９８４一），女，主要从事汽车底盘传动系统设计开发１＿作。 第１期 焦红莲，汗江，李光明，等：离合踏板抖动原因分析与控制 ［困 冈１ 传递路径相关零部件故障树图 １．３振源分析验证 振源测试方法 如下：首先要布置传感器， 一一一一一一一一 在离合系 统传递链中，选择容易测量的４个点布置ＮＶＨ传感器，一一 一 同时在离合器踏板上布置踏板位置传感器，以便记录离 合器踏板不同位置处的振动情况。ＮＶＨ传感器同时布 置在发动机飞轮轴向及径向侧，分离拨叉和离合器踏板 面上，离合器踏板位置传感器布置在离合踏板面上．传 感器布置位置简图如图２所示。 （㈦推杆加速 踏板加速 发动机转速 图２传感器布置位置简图 传感器安装完毕后，拉起驻车制动器，保证整个试 验过程中车辆静止不动，将变速器挂入空档，起动发动 机，左脚将离合踏板匀速踩到底并保持，右脚逐渐踩下 油门踏板，使发动机转速从怠速缓慢升至５ ０００ ｒ／ｍｉｎ， 重复以上动作几次，并记录定制扫描结果圈。 用以上测试方法分别对踏板抖动车辆和合格车辆 进行对比测试。测试结果如图３一图５所示。 离合器踏板全行程匀速运动过程中，在１２～１８ ｍｍ 处抖动较为明显，该处行程恰为离合器半接合状态。合 格车辆在离合器半接合状态，踏板抖动加速度较为微 弱，振幅偏低，驾驶员几乎感觉不到；而不合格车辆则相 反 Ｅ 『】～ｌ２［１］ｌ ：ｊ１区２一间Ｉ ８［１ｌ ｌ】８～１ ３８ ｍｍ 一ｊ… …▲ ‘ ■ —’ ’＿ ＿’ ！ ” 三 、、Ｌ— ／ 一 一 ｜ ｊ 苎强 一团 ／ ＿ ±１５ｍｍ ／ ’ Ｉ３８ ｍ 营 ３ｌ ５０ ５ ５２ ４８ 图３ 踏板抖动位置与振动关系图 ４对比试验 由图４可知，离合器踏板踩到底的情况下，发动机 转速从怠速缓慢升至５ ０００ ｒ／ｍｉｎ的过程中，在转速３ ０００ ｒ／ｍｉｎ、４０００ ｒ／ａｒｉｎ附近，离合器踏板振动较明显。初步判 断为离合系统同有频率与该转速下发动机频率接近，导 致发生共振。 １．４振源分析结果 根据以上分析，离合器踏板在离合器半接合状态 下，踏板抖动较为明显。当踏板踩过空行程时，即当作用 力传递到离合器上，离合器与飞轮贴合后，作用力就施 加在飞轮上，此时离合器踏板抖动消失。由此可推断，发 动机工作过程中曲轴会产生轴向振动，同时曲轴弯曲会 引起飞轮摆动。两者叠加产生一个轴向激励作用在离合 器上，经过分离轴承、摇臂传至离合分泵，然后通过液压 管路传递至主泵，最终引起了离合器踏板的抖动 】。 通过以上试验表明，发动机点火时曲轴轴向窜动引 起的飞轮振动是离合踏板抖动的最根本原因。 ２控制对策与实施效果 ２．１ 控制对策 虽然离合器踏板振动的根源是发动机曲轴的轴向 窜动，但是，对于任何一款发动机来说，轴向窜动都无法 避免 如果从根源出发，对曲轴轴向窜动量进行优化，以 日前的技术实力和制造１ 艺来看，短时问内不会有明湿 Ｆ（ ｌ／ｍｉｌｌ ｎｎ ｎ…九＾ｎ＾ｎｎｎＡｎｎｎ＾Ａ，、ＡｎＡ ｎ， ，Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ Ｖ… Ｖ 的改善。凶此，为了尽快地解决此问题，综合考虑离合传 动系统的结构和测试振动特性，需从切断振动路线力 而 人手，将振动进行隔离Ｉ １。 ‘ Ｊ ． Ｊ． ‘ ． Ｊ Ｉ ｌ ＿ ● Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ榛 ｌ’ 『１ｌｌ 、一 一 一茑主 结合离合器踏板抖动的传递路线，可考虑枉离合液 压操纵机构中增加隔振器，以隔离发动机振动，从而解 （ａ）控制｝１ｉ『 口 ｌ／ｉＴｌｉｎ ｎｎ 决离合器踏板抖动问题。 ￣ＶＶＶＶＷＷＷＶＶＶＶＶ Ｖ ＷＶｖｖ Ｐｅｄ，ＩＩ 『１ ／、 。一 （Ｉ１）控制后 ＫＩ ＾ 羽６踏板行程１５ ｍｉｌｌ处抓动控制 后对比 Ｊ ＿＿Ｊ Ｉ丰缸 八 阀芯｝Ｉ／＼ １分缸Ｉ １．．．．．．＿＿１．．．．．．．．．．．．．．．． Ｉ．０ 罔５离合系统隔振器 在离合液压管路中，增设如 ５所示的隔振器，其 结构和ｌ 作原理如下Ｉ Ｉ：将不ＩｑＨｉｌ度的弹簧ｌ和弹簧２分 别套在隔振器阀芯两端，两弹簧刚度Ｋ，＜Ｋ 、、当踩下或 抬起踏板时。阀体两端的液压平衡被打‘破。当阀液 力 Ｆ：＝Ｐ Ｓ：＞ ． （抬起离合踏板）或者Ｉ｛；ＩｉＩ液 力ＦＩ＝Ｐ Ｓｉ＞Ｋ Ｘ！（踩下离合器踏板）时，Ｉ７埘芯打开，传递液ＪＥ Ｔｉｌｔ Ｈｚ ＰｅｄａＩ振动（ＣＨ５ （ａ）控制前 完成离合液 操纵功能；但是， 不踩离合踏板或者踩 下离合踏板不动并保持离合器半接合状态时，阀芯两 端的液 力半衡，ｒｈ于连接ｌｊｊ｛Ｉ芯两端的弹簧压阀力 振动（（：¨５ Ｘ ＜ ：Ｘ ，阀心－４４＋，白动关闭，将来白发动机端的液 脉 动消除。其中， ，、 为弹簧１和弹簧２的预压缩镀； －ｆ ｓ 、 为阀芯靠近主缸和分缸的液压面积；Ｐ 、 分别 为踩下离合器踏板和抬起离合器踏板时的液 系统 力 Ｏｌ。 ２．２方案实施效果 （Ｉ ）控制 冈７对比可以看 ，随着发动机转速『：Ｓｔ ，增』』ＩＩ 隔振播后，踏板抖动明显减弱。 方案实施效果采用客脱测试和主观评价两种方式。 １）客观测试对比。为进一步验证方案实施效果， ２）主观评价。对实施控制方案后的车辆进行离合 器踏扳陛能主观评价，得分为７．０～７．５分，ｌ』『ｌ】表２所 对 一车辆离合液 操纵机构改进后离合器踏板抖动 改善情况进行验证。测试结果如网６一 ７ ６测试结 ，Ｊ ，达到了整车技术要求。 表２控制后离合器踏板主观评价得分 踏板行程／％ 怠速 ｌ ０００ ２ ０００ ３（ｘ】Ｏ ４ ０００ ５ ０００ ｒ／ｍｉｎ ｒ／ａｉｒｎ ｒ／ｒａｉｎ 果是在怠速Ｔ况下，离合器处于半接合状态，对离合器 踏板进行抖动加速度测试（Ｐｅｄａｌ振动：踏板抖动加速 度波动；ＥＧ ｒ／ｒａｉｎ：发动机转速波动）。从测试结果ｌｌ『以 Ｄ～１００（分离） ８ ８ ８ ７．５ ８ ７ 日～１Ｏ０（结合） ７．５ ７ ８ ８ ８ ７．５ 看出，离合器踏板抖动加速度降低，踏板抖动情况明显 改善 注：踏板在不同行程下保持不动，评价不动转速下踏板特性，每 个转速下踏板保持５～１０ ｓ （下转第６２页） 客车技术与研究 投稿注意事项 目前，各行各业都在进一步加强规范管理工作。为认真贯彻新广出发［２０１４１４６号文件“关于规范学术期刊出版秩序 促进学术期刊健康发展的通知”精神，更好地规范学术期刊出版秩序，优化学术期刊出版环境，提高学术期刊出版质 量，促进学术期刊健康发展，编辑部将从今年起，依照国家《出版管理条例》、《期刊出版管理规定》等相关规章，进一步对 收到的每篇稿件在送审前和付印前进行“重复性”检测。检测后，如发现所投稿件与已发表稿件的重复率超过４０％的 （含标题基本一样的），我们将不再送审或付印，并作退稿处理。 稿件的“重复性”检测主要针对一稿多投或重复发表两种情况。 １．所谓“一稿多投”：１）将同一篇论文同时投给多个刊物；２）在约定或法定回复期内，将论文再次投给其他刊物；３） 在未接到刊物确认撤稿的正式通知前，将稿件投给其他刊物；４）将只有较小差别的多篇论文，同时投给多个刊物；５）在 收到首次投稿刊物回复之前或在约定或法定期内，将论文稍作修改后，投给其他刊物。一篇论文只能投给一家刊物发 表，只有在确知被退稿后，才能改投到其它刊物。 ２．所谓“重复发表”：１）将自己（或自己作为作者之一）已经发表的论文，原封不动或做较小修改后，再次投稿到本刊 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…１］郭梦梦，赵福全，杨安志，等．离合踏板振动与优化ＩＪ１．农、Ｉ 装备与车辆Ｔ程，２０１２，（１０） 修改稿日期：２０１４—１０—２６
