優化止動器剖面提高手動變速器的換擋品質

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優化止動器剖面提高手動變速器的換擋品質

現今消費者在選擇汽車時對汽車換擋品質的要求日益提高，理想的換擋品質則依靠合適的換擋力實現迅速而精確的換擋。由于變速器中同步器的使用會使換擋出現頓挫感，同步器同步后鎖止環釋放接合套，輸入端與輸出端產生新的角速度差，造成接合套與接合齒圈嚙合過程中鎖止面之間發生碰撞，產生二次沖擊現象，出現換擋頓挫或滯澀，因此通過優化止動器剖面可以解決該問題。詳細闡述了影響換擋品質的各種因素，通過優化止動器剖面改善施加在換擋操縱桿上的力。

使用手動變速器時其遵循標準換擋模式，也稱為H-模式。H-模式由一系列換擋平面組成，這些換擋平面即為止動器剖面，所有用于換擋的止動器剖面分為選擇剖面和換擋剖面兩類。駕駛員換擋時首先選擇目標擋位所在的平面，此時選擇止動器剖面開始工作。之后駕駛員前后操縱換擋操縱桿與所需的齒輪結合，此時換擋止動器剖面開始工作。理想情況下，通過各齒輪換擋時所需的換擋力應該是相同的，但由于各擋同步器產生的脈沖不同，使得各擋換擋力之間產生差異，靜態條件下該力變化的范圍應當維持在5N以內。通過對止動器剖面進行優化來減輕同步器脈沖帶來的影響。由于影響換擋品質的因素中除了止動器剖面外，換擋操縱桿質量、回位裝置和接觸面的摩擦等均會對換擋品質產生影響，因此在優化止動器剖面時，主要考慮換擋操縱桿質量的影響。換擋操縱桿的重力沿重心垂直向下，由于桿在不同擋位時傾斜的角度不同，因而需要逐一分析各擋位處換擋操縱桿重力的影響。以一個5擋手動變速器為例，對優化止動器剖面所需要的算法做了介紹，并結合運動學分析理論，對汽車靜態和動態條件下各種參數進行了測量，利用換擋品質評價系統對選取的5擋手動變速器換擋品質進行評價。評價過程中發現，止動器剖面優化前4擋至5擋和5擋至4擋的力約為23～34N，差異達到了11N。優化后4擋至5擋和5擋至4擋的力約為24～27N，差異縮減至3N。該結果驗證了通過優化止動器剖面改善換擋品質的有效性。

Karthik Bhargav Siriyapuraju et al. SAE 2015-01-1135.

編譯：王祥