何果，司志明，徐順，李青章，倪冬

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

關(guān)于某輕型卡車檔位卡滯問題改進的分析

何果，司志明，徐順，李青章，倪冬

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

文章對某車型換檔卡滯的原因和改進方法進行分析。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原因，并提出了相應(yīng)改進方法。通過GSA設(shè)備和專業(yè)駕駛?cè)藛T對改進前后此車型換檔性能的測試和主觀評價，驗證了相關(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

隨著科技水平的進步，人們對生活品質(zhì)的要求也不斷提高。自動變速箱技術(shù)的發(fā)展，滿足了人們駕駛汽車對換檔舒適度的要求。然而在輕型卡車領(lǐng)域，因為自動變速箱成本和扭矩等問題，大部分車型還是采用手動換檔，此種情況在國內(nèi)尤為明顯。雖然輕型卡車大部分采用手動變速箱，但是人們對駕程體驗化的舒適程度要求越來越高，而換檔性能直接反應(yīng)駕乘體驗的舒適化，越來越收到客戶的重視。本文基于此種情況，對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，通過從設(shè)計角度對檔位卡滯原因的分析，從而制定相應(yīng)改進措施，解決此問題，為手動車型檔位卡滯改進提供一種思路。

1、對換檔卡滯原因分析

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

圖1 檔位卡滯FTA分析

1.1 對離合系統(tǒng)的分析

離合是否徹底分離，對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，對此車型離合器進行測量，其性能指標(biāo)符合標(biāo)準要求，并非造成檔位卡滯的主要原因。

檔位卡滯是手動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 對變速系統(tǒng)布置的分析

變速操縱系統(tǒng)軟軸的布置對換檔性能有很大影響，軟軸半徑彎曲過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，對選換檔系統(tǒng)的性能影響不大，超過5°后，選換檔性能下降明顯，而此車型經(jīng)過測量，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候，要求彎曲半徑大于200mm，因為過小的彎曲半徑不僅影響軟軸的使用壽命，同時軟軸的順暢性變差，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 對操縱座的分析

操縱座的阻力和剛度對換檔手感是否干脆有較大影響，通過測量，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造成換檔卡滯。通過測試，此車型軟軸的負載效率較低，是造成檔位卡滯的部分原因。

表3 軟軸性能參數(shù)

1.5 對變速箱同步容量的分析

表4 同步容量計算相關(guān)參數(shù)

對各檔位換檔力進行理論計算，都滿足小于100N的設(shè)計要求，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，不僅會提升換檔手感，增強換檔吸入感。此臺車型的換檔定位裝置只有自鎖彈簧，同時進檔曲線輪廓比較平緩，是檔位不暢的一個主要原因。換檔結(jié)構(gòu)撥叉軸上兩個自鎖槽之間有一個平的部位，換檔期間，自鎖球?qū)⒃谶@個平的部位產(chǎn)生滑動摩擦，增加了進檔阻力。

圖2 改進前換檔機構(gòu)輪廓

1.7 變速箱關(guān)鍵零部件尺寸分析

通過對變速箱關(guān)鍵零部件的測試，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)，而故障車已達到0.15mm；同時一檔齒輪與中環(huán)的位置度公差在0.1mm之內(nèi)，而故障車已達到0.2mm。變速箱零部件尺寸差是導(dǎo)致檔位卡滯的一個原因。

2、改進優(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

表5 軟軸芯軸結(jié)構(gòu)更改對比

對軟軸結(jié)構(gòu)進行分析，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。對軟軸芯軸采用注塑結(jié)構(gòu)，在軟軸運動過程中，形成塑料和塑料的滑動摩擦，降低摩擦力，提高負載效率。同時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，新改進的芯軸采用多股細鋼絲纏繞而成，從而可以做到更小的彎曲半徑。

表6 軟軸改進前后性能參數(shù)列表

2.2 變速箱檔位定位裝置改進

通過對換檔撥叉自鎖機構(gòu)輪廓的改進，使輪廓呈現(xiàn)一種中間略高，兩端略低。此種輪廓在進檔的時候，后半過程依靠輪廓的斜度使自鎖球自動進入檔位，即形成一種檔位吸入感。同時對該自鎖機構(gòu)表面的粗糙度進行改善，建議為0.8um ～1.6um，這個改進將會減小換檔力，增加換檔的平順性。

圖3 改進后自鎖機構(gòu)輪廓

2.3 變速箱零部件測試合格

表7 變速箱重點性能參數(shù)管控表

3、試驗驗證

為了檢驗上述的改進措施是否有效，對上述改進部件進行制作：改進后的軟軸、新的變速箱定位裝置和合格零部件，然后在整車上進行GSA換檔曲線測試，并請專業(yè)駕駛?cè)藛T對換檔手感進行主觀評價。

圖4 進前換檔力輪廓圖

圖5 進后換檔力輪廓圖

表8 整車檔位評價參數(shù)表

4、結(jié)論

通過對變速換檔系統(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，并對其主要影響因素提出相應(yīng)改進措施。最終通過整車GSA測試和專業(yè)人員評價，從主觀和客觀方面驗證了，文章前面原因分析的正確性和改進措施的有效性，為手動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.第四版,北京: 機械工業(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股份有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.08.066