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tip in clunk机理研究及优化案例
踩油门冲击(tip in clunk)一般发生在半轴扭矩正负转换的时刻即当车辆滑行后踩油门，汽车传动系统出现的瞬态冲击，此时也会伴随发生地板振动并会在车内听到撞击噪声，让人感觉到传动系统间隙大或者松散，怀疑车辆传动系出现故障。
一、问题描述
某前置前驱车发动机横置 ，变速箱为带锁止液力变矩器无极变速箱(CVT)，该变速箱最大承受扭矩为250 N∙m，钢带最大速比为 2.72，最小速比为 0.378；行星齿轮组为实现前进挡和后退档的功能；半轴固定节为八钢珠，移动节为三叉销式结构，其中传动系统结构如图所示。
该车在低速20 km/h～40 km/h时候，tip in过程中猛踩和轻度踩油门都会出现clunk，客户驾评不能接受，严重影响驾驶性。其中clunk发生在47.16 s，该时刻右转向节产生瞬时冲击，冲击能量达到1.1 g。
现截取该时刻1 s的数据进行快速傅里叶变换，发现clunk车内噪音的频率为 800 Hz～1 200 Hz，其中与转向节存在对应关系，且右转向节振动能量较大。
二、产生机理分析
汽车传动系是一个复杂旋转系统，其中一般包括齿、花键、半轴移动节和固定节等结构，其中齿轮副如果不存在间隙，齿轮将旋转不了，所以这些结构不免存在间隙。当汽车半轴扭矩从负值转换到正值过程中，传动系间隙将会消除，在这消除间隙过程中，如果间隙过大或者消除间隙过快，很容易出现tip in clunk。
三、优化方案
1、传递路径：分别实施包裹变速箱、在变速箱悬置、后悬置和转向节加质量等方案，车内噪音和振动都不能有效的降低，tip in clunk 优化不明显。上述方案说明对于冲击这种特殊的瞬态信号，路径上很难通过加质量把振动压下去，只能从源头上减小冲击。
2、整车标定优化：如果发动机扭矩在靠近零扭矩区间上升斜率很陡，齿轮减速面分离到加速面啮合过程中时间很短，没有存在过渡，齿轮加速面啮合时会存在冲击，tip in clunk就较严重；如果发动机扭矩在靠近零扭矩区间斜率很缓，齿轮减速面分离到加速面啮合过程中时间较长，齿轮加速面啮合时很柔和，啮合冲击较小，tip in clunk 就不明显，但这样汽车加速很慢，驾驶性很差。为了平衡驾驶性和clunk两个属性，发动机标定（简称 ECU）和变速箱标定（简称 TCU）通过修改标定参数，调整发动机扭矩曲线形状，来平衡两个属性目标。
原始发动机扭矩与调整后发动机扭矩对比
通过修改标定参数可以实现发动机扭矩和半轴扭矩上升斜率的改变。但驾评所有这些组合发现，改变标定参数不能有效地平衡驾驶性和tip in clunk两种属性的目标，需要继续排查问题的源头。
3、传动系动态间隙：对比不同油门开度发现，除二轴到变速箱差速器从动齿轮间隙相差0.19°外，其余2个间隙都相差约0.1°，说明油门开度对动态间隙测量的影响较小。按照传统的经验，这些间隙都较小，满足设计要求。为了进一步验证间隙对 clunk 的影响，随机从 10 套变速箱齿轮中选取大的齿宽距齿轮进行变速箱装配，减小齿轮副的间隙，装车驾评发现对clunk优化不明显。
不同油门开度传动系间隙值
四、最终解决方案
结合上述工作的，详细分析tip in工况下传动系统的运动姿态，发现在tip in时刻，整个传动系统会存在一个绕整车Y方向的旋转，并引起半轴角度的变化，导致半轴移动节存在整车Y方向的滑移，如果滑移量偏大，且润滑不充分，可能引起 tip in clunk。
现把移动节球环的直径增大0.1 mm，把原始OLCI油脂更换成CX-SP1油脂。
将改制的工程半轴样件进行装车，连续采集10次tip in工况数据，发现转向节冲击振动消失，clunk优化明显，客户驾评可以接受。上述方案有效地减小了间隙，使得润滑更加充分，很好地解决了工程性问题。
参考文献，袁振松，《某前置前驱车tip in clunk机理研究及优化》
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