亓建永　彭北京　陳禮信　陳冬冬（浙江錢江摩托股份有限公司　浙江　溫嶺　317500）

摩托車變檔卡滯問題的分析處理

亓建永彭北京陳禮信陳冬冬
（浙江錢江摩托股份有限公司浙江溫嶺317500）

摘要：摩托車變檔卡滯是新產品開發(fā)過程中經常發(fā)生的問題，通過對變檔定位機構進行力學分析計算，找到了解決變檔卡滯的關鍵控制點，對變檔系統設計和問題處理起到了理論和實際指導作用。關鍵詞：摩托車變檔卡滯理論分析計算

引言

變速器的作用是改變傳動比，擴大驅動輪扭矩和轉速的變化范圍，以適應經常變化的道路條件，同時使發(fā)動機在最有利的工況下工作，達到油耗低、功率大的目的[1]。然而變檔卡滯是新產品開發(fā)過程中經常發(fā)生的問題，通常有兩種情況：

1）離合器分離不清晰導致的變檔卡滯；

2）變檔系統零部件存在的設計問題。

在處理變檔卡滯問題時，首先要排除第一種情況，即調節(jié)離合器控制線纜，使離合器能夠正常分離，在此前提下，再去分析變檔系統零部件的設計問題[2]。

1　變檔卡滯問題描述：

變檔卡滯的現象描述：當騎行摩托車并換擋時，變檔桿踩下去有一種踩了一半就踩不動的感覺，同時沒有實現順利變檔，給人的總體感覺是變檔卡、不順暢。變檔時檔位齒輪的移動過程如圖1～圖3所示。

在換擋過程中，如果瞬間處于圖3卡檔狀態(tài)，給人的感覺就會是變檔卡滯。

圖1　空擋（棘爪之間有1.5mm間隙）

圖2正常換擋（棘爪插入槽內）

圖3卡檔（棘爪之間卡住，未入槽）

2　對標產品變檔順暢的機理分析

針對變檔系統零部件，我們以國外某知名公司變檔順暢的摩托車產品為標桿進行了理論計算和分析，找到了解決變檔卡滯的理論設計依據和關鍵控制點。

首先我們對對標產品的所有零部件進行了逆向測繪，并進行了理論分析，圖4～7為三維設計的主要零部件。

以下從理論角度，重點研究了對標產品的定位星輪、定位輪、撥叉、變檔鼓等零件的幾何尺寸和相互關系，建立了數學分析模型，并用數據圖表揭示了順利變檔的關鍵因素。

圖4　對標產品變速換擋系統零部件

圖5　對標產品定位星輪

圖6　定位星輪的一個角

圖7　星輪一個角的放大圖

圖8～10是模擬從二檔變到三檔，定位輪和星輪型線的接觸位置的變化過程，根據圖中線段L1-L5的幾何關系，利用余弦定理，以變檔鼓轉角為變量，使用Excel表格計算出定位滾輪對變檔鼓的定位力矩，如表1所示。

表1　定位滾輪對變檔鼓的定位力矩

圖8　二檔定位狀態(tài)（定位輪和第一段圓弧處于相切位置）

圖9　定位輪位于第一段圓弧結束和第二段圓弧開始位置

圖10　定位輪位于第二段圓弧結束和第三段圓弧開始位置

以變檔鼓轉動角度為橫坐標，以變檔鼓上受到的扭矩為縱坐標，繪制了變檔鼓從0°～72°轉角范圍內受到的扭矩曲線，如圖11所示。

圖11　對標產品變檔鼓扭矩曲線分析

從二檔向三檔換擋過程中，撥叉向三檔齒輪移動1.5mm時，變檔鼓轉過的弧長為14.64 mm（如圖12所示），變檔鼓外徑為38 mm，轉化為變檔鼓的轉角為14.64/（PI（）*38）*360=44.15°，此時變檔鼓受到的驅動力矩為208 N·mm。當卡檔發(fā)生時，人的腳由于踩不動會自然地進行變檔回位的操作，此時由于變檔鼓受到定位滾輪的驅動力矩，這個力矩會克服內部零件的摩擦力使檔位齒輪從卡檔狀態(tài)過渡到三檔狀態(tài)，從而避免了卡檔的問題。

圖12　對標產品變檔鼓型線圖

3　問題機型變檔卡滯原因分析

我們對問題機型同樣進行了變檔鼓扭矩分析，得到圖13。當齒輪棘爪卡住時，變檔鼓受到的驅動力矩僅為35 N·mm，由于此驅動扭矩很小，不能克服內部零件的摩擦力，即使檔位齒輪棘爪由于速差錯開，但不足以使變檔鼓繼續(xù)轉動和使齒輪發(fā)生軸向移動，從而表現為變檔定位輪停滯在第二段小圓弧上，無法順利變檔。

圖13　變檔卡滯機型的變檔鼓扭矩分析

4　結論

通過以上對比分析發(fā)現：當齒輪棘爪卡住時，變檔鼓所受到的定位輪驅動力矩的大小是變檔鼓能否自行轉動、變檔順暢的關鍵[3]，該扭矩大于200 N·mm時能夠順利變檔。我們通過研究其他幾款國外樣機發(fā)現此值基本在200～250 N·mm之間。針對本公司變檔卡滯的幾款機型，我們通過優(yōu)化定位星輪型線和定位輪回位扭簧扭矩大小，使齒輪棘爪卡住時，變檔鼓受到的驅動力矩在220 N·mm左右，都順利解決了變檔卡滯的問題，得到了客戶的一致好評。

參考文獻

1楊光興，葉盛焱，程善斌.摩托車發(fā)動機原理與設計[M].武漢：武漢測繪科技大學出版社，1993

2趙英君.汽車修理（上冊）（發(fā)動機與手動變速器修理分冊）[M].北京：科學出版社，2009

3袁兆成.內燃機設計（第二版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2012.

中圖分類號：U483

文獻標識碼：A

文章編號：2095-8234（2015）02-0082-05

收稿日期：（2015-02-06）

作者簡介：亓建永（1978-），男，工程師，主要研究方向為摩托車發(fā)動機變速系統。

Analysisand Solution of theM otorcycle Shifting Sluggishness

Qi Jianyong，Peng Beijing，Chen Lixin，Chen Dongdong
ZhejiangQianjiangMotorcycle Company LTD（Wenling，Zhejiang，317500，China）

Abstract：The motorcycle shifting sluggishness often occurs in new products development.Through mechanical analysis and calculation of shifting positioningmechanism，key control pionts are found for shifting system design and solving shifting sluggishness problems，which play a guiding role in the theory and practice.

Keywords：Motorcycle，Shiftsluggishness，Theoreticalanalysisand calculation，Controlpoints