研究表明,一輛轎車的質量若能減少10%,則其燃油經濟性可提高3%~4%,同時汽車的排放也會降低。為此,各國的汽車制造廠家為了實現這一目標,都在采用現代設計方法和有效手段對汽車產品進行優化設計,或使用新材料在確保汽車綜合性能指標的前提下,盡可能降低汽車產品自身重量,以達到減重、降耗、環保和安全的綜合指標。
汽車自動變速箱濾清器是汽車自動變速箱中的一個總成,對自動變速箱油起著過濾的作用,從它的發展過程來看,基本符合輕量化的設計理念。汽車自動變速箱濾清器總成主要由3個零件部分組成:上蓋、下蓋、過濾介質。對總成的質量要求包括:
外觀要求:金屬蓋外面不得有明顯的指感劃傷、壓塌、銹斑、裂紋、周邊過大毛刺;塑料蓋外觀應色澤均勻,表面無氣孔、裂紋、注塑合模毛邊等。
密封度:產品抽真空至規定壓力時,關閉閥門,觀測真空表,顯示的泄漏速度不超過規定數值。
清潔度:總成表面目測無明顯污染物,每件產品的測試沉積物質需符合變速箱總成對本產品的要求。
壓力降:壓力降曲線應符合各應用變速箱對本產品的要求。
到現在為止,汽車自動變速箱濾清器發展過程大致上可定義為全鐵濾清器、半鐵半塑濾清器、全塑濾清器。下面,就其發展的每個階段從零件的材料組成、產品重量、產品人工成本作出闡述。
全鐵濾清器
(1)組成材料:一般由4個零件組成,我們以F-222產品為例,分別是:上蓋,使用材料一般為冷軋鋼板;下蓋,使用材料一般為冷軋鋼板;濾網支架,使用材料一般為冷軋鋼板;過濾介質,使用材料一般為濾網(不銹鋼絲網或黃銅絲網)。
(2)總成的重量 :該總成凈重0.2905 kg。
(3)人工成本 :典型的產品流程為,上下蓋經過4道沖壓工序,濾網需要1-2道沖壓工序。每個零件完成后還要經過工序間防銹、組裝、沖孔等過程才能完成一個產品的生產。以產品F-222為例,該產品總的人工工時為:0.0496。
(4)產品質量表現
外觀方面:金屬蓋外表面容易出現明顯的指感劃傷、壓塌、銹斑。零件在沖壓過程中,容易出現批量裂紋,廢品率高,組裝后周邊容易產生毛刺。
密封度方面:由于上下蓋和中間過濾介質都是金屬件,組裝在一起后很難保證產品的密封度要求。
清潔度方面:由于金屬零件需要做工序間的防銹處理,零件表面粘有防銹油,很難滿足清潔度的要求。
壓力降方面:能滿足要求。
半鐵半塑濾清器
顧名思義,該產品有一半是鐵件,一半是塑料件。
(1)組成材料:一般由3個零件組成,我們以F-234為例,組成零件的材料為: 上蓋,使用材料為尼龍66+一定比例玻纖;下蓋,一般使用冷軋鋼板材料;過濾介質,一般使用聚酯氈濾紙材料。
(2)人工成本:上蓋采用注塑工藝,一次注塑成型;下蓋由于是鋼件,同以前的沖壓工藝;過濾介質(濾紙),采用落料工藝。 可以看出,相比于全鐵產品,每件人工小時減少了0.0392-0.025=0.0142。
(3)產品質量表現
外觀方面:金屬蓋外面容易出現明顯的指感劃傷、壓塌、銹斑。零件在沖壓過程中,容易出現批量裂紋,廢品率高,組裝后周邊容易產生毛刺。
密封度方面:由于上蓋是塑料件,過濾介質是聚酯氈片,同時減少了網子支撐零件,組裝在一起后能保證產品的密封度要求。
清潔度方面:由于金屬零件需要做工序間的防銹處理,零件表面粘有防銹油,很難滿足清潔度的要求。
壓力降方面:能滿足要求。
全塑濾清器
隨著超聲波焊接、振動摩擦焊接、激光焊接等新工藝的成熟以及塑料零件替代金屬沖壓件在汽車領域的廣泛應用,全塑濾清器逐漸被各個汽車廠家采用。近幾年,汽車品牌種類繁多,產量逐年遞增。自動變速箱也隨著汽車型號的變化而不斷更新。由于自動變速箱結構的變化,就要求安裝在變速箱內的濾清器的外形和結構也要隨之變化。我們知道,復雜的外形結構和空間尺寸有時用板料沖壓工藝很難實現,甚至是無法實現,但是,用塑料注塑工藝就很容易達到要求。全塑濾清器由3個零件構成,上下蓋和中間的過濾介質通過振動摩擦焊工藝熔接在一起,外形尺寸更復雜、密封性能更好,更易保證產品的清潔度。
(1)組成材料:由3個零件組成,組成零件的材料為:上蓋,使用材料為尼龍66+一定比例玻纖;下蓋,使用材料為尼龍66+一定比例玻纖;過濾介質,使用材料一般為聚酯氈濾紙。
(2)總成的重量:以F-300總成為例,該產品外形尺寸接近半鐵半塑濾清器F-234。可以看出,F-300的總重0.2513kg,比F-234減少了0.0412kg,減輕比例為: 0.0412/0.02925×100%=14.1%。
(3)人工成本:上蓋采用注塑工藝,一次注塑成型;下蓋采用注塑工藝,一次注塑成型;過濾介質(濾紙),采用落料工藝。 可以看出,相比于半鐵半塑濾清器產品,每件人工小時減少了0.025-0.0174=0.0076。
(4)產品質量表現
外觀方面:塑料蓋外面不易出現指感劃傷、壓塌、銹斑等缺陷,采用振動摩擦焊接工藝,焊縫整潔、沒有毛刺,外觀整體漂亮、光滑
密封度方面:由于上下蓋是塑料件,過濾介質是聚酯氈片,同時采用振動摩擦焊接工藝,組裝在一起后能保證產品的密封度要求。
清潔度方面:塑料零件表面光滑、清潔,完全能夠滿足清潔度要求。
壓力降方面:能滿足要求
汽車輕量化是在保證汽車整體品質和性能不受影響甚至提高的前提下,同時兼顧高輸出功率、低噪聲、低振動,以及良好的操縱性和高可靠性等,盡可能降低汽車產品自身重量,以實現節能減排。汽車自動變速箱濾清器的發展正是符合這一前提,而且降低了人工成本。在產品性能方面,其剛性、耐熱性及抗蠕變性與鋼板沖壓件相比,完全能夠滿足要求,而其抗腐蝕性要優于鋼板沖壓件。在其產品自身質量方面,3種類型的產品相比,無論是外觀、密封度還是清潔度方面,都是越來越優秀。