GSA測試在重卡選換擋性能提升中的應用

丁元俊，倪西春

（安徽江淮汽車集團股份有限公司技術中心，安徽 合肥 230601）

引言

GSA測試(Gear Shift Analysis)，又稱換檔性能測量評估系統，通過對換檔球頭或變速器選換檔搖臂端的力、行程、加速度等重要參數的實時測量、分析，從選換檔力（行程）、系統剛度、自由間隙和動態換檔等方面系統性的評價整車的選換擋性能。該方法將駕駛員的主觀感受通過客觀數據進行解釋，為系統的選換檔性能改善提供有力的數據支持。

1 現狀描述

某款重卡4×2載貨車匹配6檔變速器，在市場上多次收到客戶投訴，反饋掛檔時檔位不好找、爬坡時檔位難掛等問題。為了能準確找到問題的根源，采用GSA設備對一臺樣車進行測量，并系統的評價該車變速操縱系統的各項性能。

圖1

圖2

1.1 檔位清晰度

H門測試是評價檔位清晰度的重要指標。對換檔手柄處的選換擋軌跡進行測量，得到該車的H門。可以看出，擋位靜態間距較小，H門重疊，且覆蓋相鄰檔位自由間隙區域，檔位清晰度表現很不好。

1.2 靜態選換擋

圖3

從上面的測試數據可以看出：

（1）靜態換擋力大小適中，極差值為14N；

（2）換擋行程大小適中，范圍90mm～110mm，極差值為20mm；

（3）選擋力及行程大小適中，且對稱性較好。

1.3 自由間隙

自由間隙的大小，直接影響著選換擋的準確性。一般推薦自由間隙(換檔×選檔，mm)控制在30×15是比較優秀的。

圖4

該車各檔位的自由間隙普遍偏大，對換擋準確性的影響較大，也是客戶反饋不好找檔位的現象基本相符。

1.4 動態換檔

從上面測試可以看出，3檔→2檔、2檔→1檔時同步沖量明顯偏大，同步時間偏長，這說明同步器的容量不足，不能及時完成同步，導致駕駛員感覺難換檔。

圖5

1.5 小結

從該車的GSA測試可以看出，主要問題集中在：

（1）自由間隙偏大，H門重疊嚴重，導致檔位不清晰；

（2）同步器容量不足，導致同步時間長、換擋力較大。

2 方案優化

通過GSA測試找到問題的關鍵點之后，有的放矢，就可以非常有針對性的制定解決措施。一般來說，自由間隙偏大的問題主要通過減小變速操縱系統(換擋器、軟軸)的間隙來解決；同步容量不足的問題主要通過增大同步器的同步能力來解決。

2.1 換擋器的優化

由目前使用的球碗式操縱桿修改為關節軸承式操縱機構，自由間隙由≤4mm提高到≤2mm。

圖6

2.2 軟軸的優化

護套內襯管材料由PE改為PTFE，提高傳遞效率。護套內徑改小，減少護套與芯線之間的間隙從而降低軟軸的空行程0.7～1.0mm。

圖7

2.3 變速器的優化

由目前的雙錐同步器改為雙錐同步器，大幅增加同步能力。

圖8

3 方案應用

將新結構的換擋器、軟軸和變速器更換到樣車上，重新進行GSA測試，主要關注檔位清晰度、自由間隙和動態換檔的同步容量。

3.1 檔位清晰度

從H門測試可以看出，檔位清晰度有了明顯的改善。

圖9

3.2 自由間隙

自由間隙有了大幅度減小，基本滿足30×15的要求，比較優秀。

圖10

圖11

3.3 動態換檔

同步器同步容量的提升明顯，動態換檔的的同步沖量明顯減小。

3.4 小結

通過以上有針對性的整改措施，該車的選換擋性能有了明顯的提升，投入市場后，駕駛員普遍反映良好，市場投訴量大幅度下降。

4 結束語

GSA測試用客觀數據解釋主觀評價現象，能夠將駕駛員的主管感受量化為客觀數據，可以很好的指導改進措施的制定，節省大量的時間和資源，具有不可比擬的優勢。該測試在乘用車已經有了廣泛的應用，在重卡選換擋性能提升中也將發揮越來越重要的作用。

參考文獻

[1] 王望予.汽車設計[M].機械工業出版社.

[2] 陳家瑞.汽車構造[M].機械工業出版社.