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優(yōu)化止動器剖面提高手動變速器的換擋品質(zhì)

現(xiàn)今消費(fèi)者在選擇汽車時對汽車換擋品質(zhì)的要求日益提高，理想的換擋品質(zhì)則依靠合適的換擋力實現(xiàn)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(xiàn)頓挫感，同步器同步后鎖止環(huán)釋放接合套，輸入端與輸出端產(chǎn)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(fā)生碰撞，產(chǎn)生二次沖擊現(xiàn)象，出現(xiàn)換擋頓挫或滯澀，因此通過優(yōu)化止動器剖面可以解決該問題。詳細(xì)闡述了影響換擋品質(zhì)的各種因素，通過優(yōu)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)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(jié)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(yīng)該是相同的，但由于各擋同步器產(chǎn)生的脈沖不同，使得各擋換擋力之間產(chǎn)生差異，靜態(tài)條件下該力變化的范圍應(yīng)當(dāng)維持在5N以內(nèi)。通過對止動器剖面進(jìn)行優(yōu)化來減輕同步器脈沖帶來的影響。由于影響換擋品質(zhì)的因素中除了止動器剖面外，換擋操縱桿質(zhì)量、回位裝置和接觸面的摩擦等均會對換擋品質(zhì)產(chǎn)生影響，因此在優(yōu)化止動器剖面時，主要考慮換擋操縱桿質(zhì)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(yōu)化止動器剖面所需要的算法做了介紹，并結(jié)合運(yùn)動學(xué)分析理論，對汽車靜態(tài)和動態(tài)條件下各種參數(shù)進(jìn)行了測量，利用換擋品質(zhì)評價系統(tǒng)對選取的5擋手動變速器換擋品質(zhì)進(jìn)行評價。評價過程中發(fā)現(xiàn)，止動器剖面優(yōu)化前4擋至5擋和5擋至4擋的力約為23～34N，差異達(dá)到了11N。優(yōu)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(jié)果驗證了通過優(yōu)化止動器剖面改善換擋品質(zhì)的有效性。

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

編譯：王祥