關(guān)于某輕型卡車檔位卡滯問題改進(jìn)的分析

何果，司志明，徐順，李青章，倪冬

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

關(guān)于某輕型卡車檔位卡滯問題改進(jìn)的分析

何果，司志明，徐順，李青章，倪冬

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

文章對(duì)某車型換檔卡滯的原因和改進(jìn)方法進(jìn)行分析。結(jié)合影響換檔系統(tǒng)的相關(guān)零部件和整車布置因素，確定了影響換檔卡滯的多個(gè)原因，并提出了相應(yīng)改進(jìn)方法。通過(guò)GSA設(shè)備和專業(yè)駕駛?cè)藛T對(duì)改進(jìn)前后此車型換檔性能的測(cè)試和主觀評(píng)價(jià)，驗(yàn)證了相關(guān)結(jié)論的有效性。

變速器；換檔；卡滯；阻力

CLC NO.:U467.5 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)08-194-03

隨著科技水平的進(jìn)步，人們對(duì)生活品質(zhì)的要求也不斷提高。自動(dòng)變速箱技術(shù)的發(fā)展，滿足了人們駕駛汽車對(duì)換檔舒適度的要求。然而在輕型卡車領(lǐng)域，因?yàn)樽詣?dòng)變速箱成本和扭矩等問題，大部分車型還是采用手動(dòng)換檔，此種情況在國(guó)內(nèi)尤為明顯。雖然輕型卡車大部分采用手動(dòng)變速箱，但是人們對(duì)駕程體驗(yàn)化的舒適程度要求越來(lái)越高，而換檔性能直接反應(yīng)駕乘體驗(yàn)的舒適化，越來(lái)越收到客戶的重視。本文基于此種情況，對(duì)影響換檔手感的換檔卡滯感做一些初步分析，以某車型為例，通過(guò)從設(shè)計(jì)角度對(duì)檔位卡滯原因的分析，從而制定相應(yīng)改進(jìn)措施，解決此問題，為手動(dòng)車型檔位卡滯改進(jìn)提供一種思路。

1、對(duì)換檔卡滯原因分析

較繁多，如離合分離不徹底，軟軸布置差等，下面首先針對(duì)檔位卡滯此問題進(jìn)行FTA分析。

圖1 檔位卡滯FTA分析

1.1 對(duì)離合系統(tǒng)的分析

離合是否徹底分離，對(duì)于整車換檔是否卡滯具有至關(guān)重要的作用。當(dāng)離合不能徹底分離的時(shí)候，換檔容易出現(xiàn)卡滯，尤其在低檔情況下，此種情況尤為明顯，對(duì)此車型離合器進(jìn)行測(cè)量，其性能指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)要求，并非造成檔位卡滯的主要原因。

檔位卡滯是手動(dòng)檔汽車中較為常見的故障，影響因素比

表1 離合器性能參數(shù)

1.2 對(duì)變速系統(tǒng)布置的分析

變速操縱系統(tǒng)軟軸的布置對(duì)換檔性能有很大影響，軟軸半徑彎曲過(guò)小或者軟軸搖臂與變速箱搖臂和操縱座搖臂連接的不垂直，都會(huì)增加軟軸的阻力，引起軟軸操縱不順暢，從而造成換檔卡滯。

1.2.1 軟軸與搖臂位置分析

軟軸與駕駛室搖臂和變速箱搖臂之間的夾角保持在90 ±5度之間，對(duì)選換檔系統(tǒng)的性能影響不大，超過(guò)5°后，選換檔性能下降明顯，而此車型經(jīng)過(guò)測(cè)量，軟軸與駕駛室夾角在93度，軟軸與變速箱搖臂在89度，都在設(shè)計(jì)要求范圍之內(nèi)，并非造成檔位卡滯的原因。

1.2.2 軟軸彎曲半徑分析

軟軸在整車布置的時(shí)候，要求彎曲半徑大于200mm，因?yàn)檫^(guò)小的彎曲半徑不僅影響軟軸的使用壽命，同時(shí)軟軸的順暢性變差，影響整車的換檔手感。此車型布置的軟軸彎曲半徑在215mm左右，并非造成檔位卡滯的主要原因。

1.3 對(duì)操縱座的分析

操縱座的阻力和剛度對(duì)換檔手感是否干脆有較大影響，通過(guò)測(cè)量，此車型操縱座的性能都在要求之內(nèi)，并不是造成檔位卡滯的主要原因。

表2 操縱座性能參數(shù)

1.4 對(duì)軟軸的分析

阻力和效率是軟軸的重要性能指標(biāo)，較大的阻力和較小的效率都會(huì)造成換檔卡滯。通過(guò)測(cè)試，此車型軟軸的負(fù)載效率較低，是造成檔位卡滯的部分原因。

表3 軟軸性能參數(shù)

1.5 對(duì)變速箱同步容量的分析

表4 同步容量計(jì)算相關(guān)參數(shù)

對(duì)各檔位換檔力進(jìn)行理論計(jì)算，都滿足小于100N的設(shè)計(jì)要求，因此同步容量并不是影響檔位卡滯的主要原因.

1.6 變速箱檔位定位裝置差

良好的定位裝置，不僅會(huì)提升換檔手感，增強(qiáng)換檔吸入感。此臺(tái)車型的換檔定位裝置只有自鎖彈簧，同時(shí)進(jìn)檔曲線輪廓比較平緩，是檔位不暢的一個(gè)主要原因。換檔結(jié)構(gòu)撥叉軸上兩個(gè)自鎖槽之間有一個(gè)平的部位，換檔期間，自鎖球?qū)⒃谶@個(gè)平的部位產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦，增加了進(jìn)檔阻力。

圖2 改進(jìn)前換檔機(jī)構(gòu)輪廓

1.7 變速箱關(guān)鍵零部件尺寸分析

通過(guò)對(duì)變速箱關(guān)鍵零部件的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)齒輪的錐面距、一檔齒輪與中環(huán)的位置度同目標(biāo)值，存在一定偏差。變速箱二檔的錐面距公差在0.1mm之內(nèi)，而故障車已達(dá)到0.15mm；同時(shí)一檔齒輪與中環(huán)的位置度公差在0.1mm之內(nèi)，而故障車已達(dá)到0.2mm。變速箱零部件尺寸差是導(dǎo)致檔位卡滯的一個(gè)原因。

2、改進(jìn)優(yōu)化

根據(jù)上述分析，軟軸性能較差、變速箱定位裝置差和變速箱關(guān)鍵零件尺寸不合格是導(dǎo)致此車型檔位卡滯的主要原因。

2.1 軟軸性能改進(jìn)

表5 軟軸芯軸結(jié)構(gòu)更改對(duì)比

對(duì)軟軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，之前采用的軟軸，芯軸結(jié)構(gòu)為金屬和塑料摩擦，阻力較大。對(duì)軟軸芯軸采用注塑結(jié)構(gòu)，在軟軸運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，形成塑料和塑料的滑動(dòng)摩擦，降低摩擦力，提高負(fù)載效率。同時(shí)之前芯軸采用主鋼絲結(jié)構(gòu)，一旦整車布置成較小的彎曲半徑，阻力很容易增加，新改進(jìn)的芯軸采用多股細(xì)鋼絲纏繞而成，從而可以做到更小的彎曲半徑。

表6 軟軸改進(jìn)前后性能參數(shù)列表

2.2 變速箱檔位定位裝置改進(jìn)

通過(guò)對(duì)換檔撥叉自鎖機(jī)構(gòu)輪廓的改進(jìn)，使輪廓呈現(xiàn)一種中間略高，兩端略低。此種輪廓在進(jìn)檔的時(shí)候，后半過(guò)程依靠輪廓的斜度使自鎖球自動(dòng)進(jìn)入檔位，即形成一種檔位吸入感。同時(shí)對(duì)該自鎖機(jī)構(gòu)表面的粗糙度進(jìn)行改善，建議為0.8um ～1.6um，這個(gè)改進(jìn)將會(huì)減小換檔力，增加換檔的平順性。

圖3 改進(jìn)后自鎖機(jī)構(gòu)輪廓

2.3 變速箱零部件測(cè)試合格

表7 變速箱重點(diǎn)性能參數(shù)管控表

3、試驗(yàn)驗(yàn)證

為了檢驗(yàn)上述的改進(jìn)措施是否有效，對(duì)上述改進(jìn)部件進(jìn)行制作：改進(jìn)后的軟軸、新的變速箱定位裝置和合格零部件，然后在整車上進(jìn)行GSA換檔曲線測(cè)試，并請(qǐng)專業(yè)駕駛?cè)藛T對(duì)換檔手感進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)。

圖4 進(jìn)前換檔力輪廓圖

圖5 進(jìn)后換檔力輪廓圖

表8 整車檔位評(píng)價(jià)參數(shù)表

4、結(jié)論

通過(guò)對(duì)變速換檔系統(tǒng)的分析，明確了與換檔相關(guān)的各種影響因素，針對(duì)各種影響因素一一分析，最終確定影響換檔卡滯的主要原因，并對(duì)其主要影響因素提出相應(yīng)改進(jìn)措施。最終通過(guò)整車GSA測(cè)試和專業(yè)人員評(píng)價(jià)，從主觀和客觀方面驗(yàn)證了，文章前面原因分析的正確性和改進(jìn)措施的有效性，為手動(dòng)車型換檔卡滯提供一種系統(tǒng)解決思路。

[1] 王望予.汽車設(shè)計(jì).第四版,北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2004年8月.

[2] 陳家瑞.汽車構(gòu)造.第三版,北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2009年2月.

[3] 何果.關(guān)于換檔頓挫感的一些淺析.汽車實(shí)用技術(shù),2015（2）:52-275.

Questions about a light-duty truck gear binding analysis for improvement

He Guo, Si Zhiming, Xu Shun, Li Qingzhang, Ni Dong
（Anhui Jianghuai Automotive Co., d., Anhui Hefei 230601）

Evaluation method and the case of shift sense of frustration were analyzed for the truck. Multiple influencing factors affecting shift sense of frustration were presented based on the system of shifting and the vehicle layout, and proposed the improvement strategies. Through the GSA experiment and the professional driver to improve the shift performance were tested before and after analysis, to verify the effectiveness of the related conclusion.

transmission; shift; Sense of frustration; resistance

U467.5

A

1671-7988 (2017)08-194-03

何果，就職于安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.08.066