某變速器換擋性能提升分析及改進(jìn)

馬利東

（中國重汽集團大同齒輪有限公司 技術(shù)中心，山西 大同 037305）

引言

隨著技術(shù)的發(fā)展，人們對商用車操縱性能有了較高的要求，希望換擋性能有如駕駛轎車般的舒適輕便。這就需要變速器生產(chǎn)廠商對自身產(chǎn)品性能進(jìn)行提升，滿足客戶的需求。

1 某變速器換擋力現(xiàn)狀

客戶提出變速器各擋位換擋力控制在60 N以內(nèi)，針對這一需求，中國重汽集團大同齒輪有限公司（以下簡稱大齒）對該變速器目前的換擋力做了測量統(tǒng)計，結(jié)果如表1所示（測量位置：整車換擋手柄球上）。

表1 某變速器改進(jìn)前換擋力測量數(shù)據(jù)表 N

從表1可以看出，該變速器一至四擋及倒擋換擋力為60N 以內(nèi)滿足客戶需求，五擋及六擋超出了客戶要求，需要對五六擋換擋力大進(jìn)行分析改進(jìn)。

2 五六檔換擋力大原因分析

影響換擋力的因素有很多，從設(shè)計的角度考慮有換擋撥頭與換擋導(dǎo)塊之間的間隙不合適的影響［1］，齒套與錐轂的模數(shù)齒數(shù)選用的影響，轉(zhuǎn)換搖臂的杠桿比選用的影響，換擋變速叉軸自鎖槽角度及粗糙度要求的影響［2］，換擋自鎖彈簧強度選用的影響，同步器彈簧強度選用的影響等等。通過對以上因素一一試驗驗證，找出了影響換擋力的主因，并考慮用較小的改進(jìn)成本來實現(xiàn)客戶的需求，將改進(jìn)方向定為選用合適的自鎖彈簧、選用合適的同步器彈簧、在叉軸自鎖槽兩端增加圓角、調(diào)整轉(zhuǎn)換搖臂杠桿比等方法來降低五六檔的換擋力。

3 降低五六檔換擋力改進(jìn)

1）選用合適的自鎖彈簧及同步器彈簧。該變速器在設(shè)計時為了減小脫擋風(fēng)險對自鎖彈簧及同步器彈簧進(jìn)行了強化，但這樣的后果就是加大了換擋阻力。大齒在滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的要求下對自鎖、同步器2個彈簧參數(shù)重新進(jìn)行了計算，經(jīng)過計算確定自鎖彈簧參數(shù)為彈簧剛度8.5N／mm，長度38mm，規(guī)定負(fù)荷80N；同步器彈簧參數(shù)為彈簧剛度2.5N／mm，長度16mm，規(guī)定負(fù)荷20N。

2）在叉軸自鎖槽兩端增加圓角。該變速器叉軸自鎖槽原設(shè)計兩端沒有倒圓角，在掛檔時鋼球從槽中沿斜坡越過頂端時需要克服較大的阻力，而兩端增加過渡圓弧后，鋼球可以平滑越過頂端降低阻力（如圖1所示），從而減小換擋力最大值，也可實現(xiàn)換擋手感平順。

圖1 叉軸自鎖槽示意圖

3）調(diào)整轉(zhuǎn)換搖臂杠桿比。因該變速器六擋為超速擋，擋位排列與直接擋不一致。為適應(yīng)司機操作習(xí)慣，避免駕駛時掛錯擋位，在設(shè)計時增加了轉(zhuǎn)換搖臂使五六擋擋位互換（如圖2所示）。該搖臂在設(shè)計時為實現(xiàn)較小的換擋行程，將杠桿比設(shè)計為a／b＝0.8，這樣就導(dǎo)致手柄球上的換擋力增大。大齒與整車廠家協(xié)商后，在滿足換擋行程要求的條件下將換擋搖臂杠桿比調(diào)整為a／b＝1，來實現(xiàn)手柄球上換擋力的減小。

圖2 換擋搖臂示意圖

4 換擋力改進(jìn)驗證

在實施以上改進(jìn)后，對改進(jìn)后的變速器換擋力進(jìn)行了測量統(tǒng)計，結(jié)果如表2所示（測量位置：整車換擋手柄球上）

表2 某變速器改進(jìn)后換擋力測量數(shù)據(jù)表 N

從表2可以看出，各擋換擋力均有下降，其中五六擋效果最明顯，達(dá)到了各擋換擋力控制在60 N 以內(nèi)的需求，改進(jìn)有效。

5 結(jié)語

通過選用合適的自鎖彈簧及同步器彈簧，在叉軸自鎖槽兩端增加圓角，調(diào)整轉(zhuǎn)換搖臂杠桿比等措施，某變速器的換擋性能得到提升，滿足了客戶需求，提升了大齒產(chǎn)品競爭力，實現(xiàn)了公司利潤增長。

［1］王望予.汽車設(shè)計［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2000.

［2］陳家瑞.汽車構(gòu)造（下冊）［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2006.