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        商用車變速器選換擋性能的優(yōu)化與實(shí)施

        2017-11-20 21:55:49劉麗
        山東工業(yè)技術(shù) 2017年22期

        摘 要:本文詳細(xì)介紹了對(duì)商用車變速器選換擋性能優(yōu)化的全過(guò)程,從對(duì)影響選換擋性能的根本原因和間接影響因素進(jìn)行分析,到最終制定優(yōu)化方案并實(shí)施后最終得到客戶的認(rèn)可。

        關(guān)鍵詞:商用車變速器;選換擋性能;頂蓋結(jié)構(gòu);零件加工精度

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.001

        1 引言

        隨著人們對(duì)商用車操縱性能不斷提高的要求,不斷有客戶反饋個(gè)別車型存在手柄球空行程大及選換擋困難、平順性差等問(wèn)題,不能滿足駕駛員操作舒適輕便,有明顯換擋吸入感的要求。這就需要從變速器自身的結(jié)構(gòu)和零件加工精度等方面出發(fā),找到影響選換擋性能的根本原因和間接影響因素,加以優(yōu)化。

        2 某輕型變速器選換擋性能的優(yōu)化過(guò)程

        2017年3月,客戶對(duì)某輕型變速器在整車上的操縱性進(jìn)行了評(píng)價(jià),存在如下問(wèn)題:

        (1)選擋力合適(現(xiàn)狀50N,標(biāo)準(zhǔn)50N以下),但選擋行程大(現(xiàn)狀95,目標(biāo)60);

        (2)換擋力合適且較輕(現(xiàn)狀35N,標(biāo)準(zhǔn)65N以下),但換擋行程大(現(xiàn)狀120,目標(biāo)80);

        (3)換擋空行程大(約40-50);

        (4)變速器選換擋性能的一致性差。

        根據(jù)上述評(píng)估結(jié)果,對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行了原因分析并確定優(yōu)化方案。

        1)選換擋行程大,可以通過(guò)更改選換擋搖臂長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)節(jié),故將換選擋搖臂孔距由75改為55、擋搖臂孔距由120改為80。

        2)由于選擋搖臂減短,選擋力會(huì)變大。為保證選擋力滿足要求。經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算將原來(lái)的選擋定中彈簧剛度為2.2N/mm,更改為1.02 N/mm (彈簧剛度減小54%),在保證選擋力達(dá)標(biāo)情況下,同時(shí)確保選擋回位順暢無(wú)卡滯。將1、R擋處自鎖彈簧截短2.8~3mm,此措施為在換擋搖臂減短的情況下保證選擋力能滿足要求。

        3)影響選擋力的另外一個(gè)重要因素是選擋轉(zhuǎn)臂軸的摩擦力,選擋軸處O型圈由2件改為1件,此措施大幅度減小了選擋軸自身的摩擦力。如下圖:

        4)優(yōu)化零件結(jié)構(gòu)提高零件的加工精度,傳感器頂銷增加R1.8-R2圓角,對(duì)應(yīng)粗糙度由3.2提高為1.6。提高一倒檔變速叉軸、二三檔變速叉軸、四五檔變速叉軸各叉軸溝槽以及圓角部粗糙度,由3.2提高為1.6。傳感器驅(qū)動(dòng)環(huán)增加R0.8-R1圓角,如下圖:

        通過(guò)一系列措施的優(yōu)化和實(shí)施,整車整車手柄球處實(shí)測(cè)靜態(tài)選換擋力數(shù)據(jù)如下表:

        根據(jù)以上數(shù)據(jù),改進(jìn)后整車手柄球處實(shí)測(cè)的換擋力<65N,選擋力<50N,換擋行程< 80mm,選擋行程<60mm,滿足目標(biāo)要求,達(dá)到了預(yù)期效果。

        3 某重型變速器選換擋性能的優(yōu)化過(guò)程

        2017年6月,某重型變速器在道路試驗(yàn)中,出現(xiàn)超速擋變速器3/4擋靜態(tài)換擋力超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值,且明顯大于其他擋位,駕駛員操作強(qiáng)度大。要求降低超速擋3/4擋靜態(tài)換擋力,達(dá)到各擋手柄球處?kù)o態(tài)換擋力50±5N 。

        根據(jù)上述要求,對(duì)超速擋3/4擋靜態(tài)換擋力進(jìn)行原因分析:

        變速器內(nèi)各擋同步器相同,作用在超速擋同步器上的有效換擋力F1應(yīng)與其他擋位相當(dāng),實(shí)測(cè)超速擋的換擋力F明顯大于其他擋位,是因?yàn)閾Q擋動(dòng)作產(chǎn)生的阻力Ff1和Ff2大。近似計(jì)算如下式:

        現(xiàn)用結(jié)構(gòu)為三根叉軸,超速擋撥叉空套在叉軸上,有效換擋力F1作用下叉軸對(duì)撥叉產(chǎn)生支反力的力臂L短,支反力f1和f2大,同時(shí)撥叉和叉軸間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)μ大,由此產(chǎn)生的撥叉滑動(dòng)摩檫力Ff1和Ff2大。降低換擋力F ,需要降低換擋時(shí)操縱機(jī)構(gòu)滑動(dòng)部位的摩擦力Ff1和Ff2 。近似計(jì)算如下式:

        要降低靜態(tài)換擋力F,就要增大撥叉支撐跨距L或降低摩擦系數(shù)μ。

        具體措施如下:

        (1)增大撥叉支撐跨距L ,由三根叉軸優(yōu)化為四根叉軸,增加一根叉軸固定超速擋撥叉 。四根叉軸時(shí)超速擋撥叉固定在叉軸上,有效換擋力F1作用下殼體對(duì)叉軸產(chǎn)生支反力f1和f2的撥叉支撐跨距L大,力值小,由此產(chǎn)生的滑動(dòng)摩檫力Ff1和Ff2小。

        (2)降低摩擦系數(shù)μ,通過(guò)在超速擋撥叉和叉軸間安裝線軸承,將該處滑動(dòng)摩擦改為滾動(dòng)摩擦,降低摩擦系數(shù)μ,提高換擋效率,以降低換擋力F。

        通過(guò)一系列措施的優(yōu)化和實(shí)施,整車整車手柄球處實(shí)測(cè)靜態(tài)選換擋力數(shù)據(jù)如下表:

        4 結(jié)束語(yǔ)

        以上為兩種商用車變速器選換擋性能優(yōu)化和實(shí)施過(guò)程,主要是通過(guò)改變變速器頂蓋部分的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和提高零件加工精度,使得變速器的選換擋性能得到明顯提升,滿足了客戶需求。但是對(duì)于變速器性能的提高還有很多影響因素,需要我們今后在工作中不斷的分析和總結(jié)經(jīng)驗(yàn),以適應(yīng)不斷提升的市場(chǎng)要求。

        參考文獻(xiàn):

        [1]王望予,汽車設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2000.

        [2]陳家瑞.汽車構(gòu)造(下冊(cè))[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2006.

        作者簡(jiǎn)介:劉麗(1983-),女,山西大同人,本科,工程師,從事汽車傳動(dòng)應(yīng)用設(shè)計(jì)工作。endprint

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