高暢，葛文政

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

一種重卡高效率選換檔軟軸的優(yōu)化設(shè)計(jì)

高暢，葛文政

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

文章以某重卡的選換檔軟軸為研究對象。通過臺架試驗(yàn)來分析不同結(jié)構(gòu)的軟軸負(fù)載效率、行程效率的差別，并在整車上進(jìn)行試裝驗(yàn)證，采用效率最高的軟軸狀態(tài)以提高變速操縱系統(tǒng)的輕便性。

重卡；變速操縱；選換檔軟軸

引言

重卡變速操縱系統(tǒng)按布置方式可分為純硬桿式、硬桿加軟軸式、純軟軸式等。隨著重卡不斷高端化的發(fā)展，硬桿式由于占用的空間較大、布置不便等原因在應(yīng)用上越來越少，而純軟軸式由于占用空間小、布置方便、安裝簡單等原因，逐漸成為重卡變速操縱系統(tǒng)的首選方式。在純軟軸式變速操縱系統(tǒng)里，軟軸的負(fù)載、行程效率直接決定了選換檔力、選換檔行程的大小，對選換檔清晰度、準(zhǔn)確性等也影響較大。因此提高軟軸的傳遞(負(fù)載、行程)效率，對變速操縱系統(tǒng)的輕便性有著重要的意義。

1 現(xiàn)狀描述

重卡變速操縱系統(tǒng)的軟軸多采用內(nèi)部芯線(拉絲)，外部護(hù)套的結(jié)構(gòu)方式。

圖1 內(nèi)部芯線結(jié)構(gòu)

圖2 外部護(hù)套結(jié)構(gòu)

國內(nèi)重卡采用的軟軸的材料雖各有不同，但主要性能基本接近。選取其中一個使用最廣泛的軟軸，參數(shù)如下：

表1

可以看出，這種結(jié)構(gòu)軟軸的效率是很低的，有將近20-25%的效率損失，對變速操縱輕便性有很大的不利，需要開發(fā)一種更高效率的軟軸。

2 方案優(yōu)化

2.1 方案設(shè)計(jì)

影響軟軸傳遞效率的主要因素有：芯線和護(hù)套的剛度、芯線披覆層和護(hù)套內(nèi)襯的間隙、護(hù)套內(nèi)襯和芯線披覆層的材料、芯線與護(hù)套之間的潤滑脂等。為了設(shè)計(jì)更高效率的軟軸，通過理論分析和經(jīng)驗(yàn)判斷，采用不同結(jié)構(gòu)的護(hù)套、芯線、內(nèi)襯和潤滑脂進(jìn)行優(yōu)化組合，得到8種不同結(jié)構(gòu)的軟軸。

表2

2.2 試驗(yàn)分析

參考 QC/T29101標(biāo)準(zhǔn)，采用多功能汽車軟軸性能試驗(yàn)臺，對上述8種軟軸按照實(shí)車走向進(jìn)行模擬臺架試驗(yàn)。

2.1.1 模擬實(shí)車效率

分別施加300N、500N的拉力，要求負(fù)載、行程效率不小于85%，結(jié)果如下：

表3

可以看出，7#、8#件的效率有較大幅度的提升，達(dá)到試驗(yàn)要求。

2.1.2 耐久后模擬實(shí)車效率

將軟軸彎曲成R200mm，施加拉力為900N，頻率為20-30次/分鐘，行程為40mm，動作100萬次后施加300N的拉力測試產(chǎn)品效率，要求負(fù)載、行程效率不小于85%。

表4

可以看出，軟軸效率都有一定程度的下降，但7#、8#件仍然合格。

2.1.3 耐久前后空載阻力試驗(yàn)

測量軟軸在無負(fù)荷狀態(tài)下的推拉阻力，要求耐久前不大于10N，耐久后不大于15N。

表5

可以看出，采用 PTFE內(nèi)襯的軟軸全部合格，采用 PE內(nèi)襯的軟軸全部不合格。

2.1.4 耐久前后自由間隙試驗(yàn)

將軟軸彎曲180°，施加10N拉力測量自由間隙，要求耐久前后的變化量小于1mm。

表6

可以看出，樣件全部合格，8#件的變化量最小。

2.3 方案確認(rèn)

通過以上試驗(yàn)對比分析，可以得出以下結(jié)論：

（1）采用14.5E-2-6.0護(hù)套(PTFE內(nèi)襯)后，軟軸的負(fù)載、效率在現(xiàn)有軟軸提高了10%左右，可以達(dá)到90%。

（2）14.5E-2-6.0護(hù)套(PTFE內(nèi)襯) 與4.7fe5.5p芯線配合效果最好；并且耐磨性好，效率衰減小，有利于維持軟軸的初始性能；

（3）采用進(jìn)口油脂后，對軟軸的負(fù)載效率略有提升，對軟軸的空載阻力改善明顯。

綜上所述，8#樣件的方案效果最好，采用 14.5E-2-6.0的護(hù)套和4.7fe5.5p的芯線配合，并使用進(jìn)口潤滑脂，能大幅度提升軟軸的性能。

3 試裝驗(yàn)證

為了確認(rèn)普通軟軸和高效率軟軸的差距，按照上述方案制作2套樣件，分別在4×2載貨車、6×4牽引上進(jìn)行試裝驗(yàn)證。在保持變速操縱座、變速器一致的情況下，分別測量普通軟軸、高效率軟軸的換擋力，結(jié)果如下：

表7

樣車試裝的效果臺架試驗(yàn)的結(jié)果基本吻合。高效率軟軸可以有效的降低換擋力，提高變速操縱的輕便性，可在重卡產(chǎn)品上大批量推廣。

4 結(jié)束語

隨著重卡產(chǎn)品的高端化和駕駛員年齡的年輕化，變速操縱系統(tǒng)的輕便性、舒適性也越來越重要，對零部件的要求也有著更高的要求。本文通過臺架試驗(yàn)和試裝驗(yàn)證，開發(fā)了一款高效率軟軸，可有效提高變速操縱系統(tǒng)的輕便性。該產(chǎn)品已在我公司重卡產(chǎn)品上全部推廣應(yīng)用，取得了良好的客戶反饋。

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

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

The Optimization Design of The High Efficiency Shift Cable Used in The Heavy Truck

Gao Chang, Ge Wenzheng
( Anhui Jianghuai Automobile Co. Ltd., Anhui Hefei 230601 )

In this paper, the select and shift cable of heavy truck is taken as the object of study.Through the bench test, we analysis the differences of stroke and load efficiency in different cable structures. Then we chose the best one for. test verification in the vehicle, in order to improve the portability of the shift control system.

heavy truck; shift control system; select and shift cable

CLC NO.: U467 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)12-97-03

U467 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7988(2017)12-97-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.12.032

高暢，就職于安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心。