中型商用車軟軸操縱系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

安俊龍，于龍，辛?xí)扎?，王琦，張隴平

設(shè)計(jì)研究

中型商用車軟軸操縱系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

安俊龍，于龍，辛?xí)扎?，王琦，張隴平

（陜西重型汽車有限公司汽車工程研究院，陜西 西安 710200）

文章對(duì)變速器軟軸操縱系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)、計(jì)算分析及應(yīng)用情況進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。開發(fā)建立軟軸操縱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用體系，為新車型操縱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供開發(fā)依據(jù)和技術(shù)支持。

軟軸操縱系統(tǒng)；選擋性能；換擋性能；中型商用車

引言

隨著駕駛員群體逐漸年輕化，整車駕駛操作性能要求日益苛刻。換擋操縱系統(tǒng)作為車輛操作的一部分[1]，是執(zhí)行駕駛員命令、實(shí)現(xiàn)車輛選、換擋操控的裝置，其性能的好壞對(duì)車輛的操控性、平順性、舒適性、動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性都有直接的影響。為確保操縱系統(tǒng)的滿足駕駛員操作需求，操縱裝置的開發(fā)設(shè)計(jì)過程就尤為重要[2]。

1 某中型汽車軟軸系統(tǒng)計(jì)算分析

1.1 操縱器杠桿比計(jì)算

通過運(yùn)動(dòng)原理分析，此操縱設(shè)計(jì)杠桿比選擋杠桿比i1公式如下[3]：

式中：i1—選擋杠桿比；X1—選擋時(shí)手柄球旋轉(zhuǎn)半徑；X2—選擋搖臂連接孔中心距；X3—選檔軸與軟軸連接孔中心距； X4—選檔搖臂孔位中心距。

圖1 操縱器選擋杠桿示意圖

通過運(yùn)動(dòng)原理分析，此操縱器換擋杠桿比i2公式如下[3]：

式中：i2—換擋杠桿比；X5—換擋時(shí)手柄球旋轉(zhuǎn)半徑；X6—換擋搖臂半徑。

圖2 操縱器換擋杠桿示意圖

1.2 手柄球選換擋力計(jì)算分析

根據(jù)此軟軸操縱系統(tǒng)設(shè)計(jì)的選擋杠桿比i1，換檔杠桿比i2；通過計(jì)算分析，手柄球端選、換擋力計(jì)算公式[3]如下：

式中：F3—手柄球端選檔力，F(xiàn)4—換擋力為，η負(fù)—軟軸負(fù)載效率。

1.3 手柄球選換擋行程計(jì)算分析

若此中型車匹配國(guó)內(nèi)某變速器（雙桿操作）,變速器搖臂端的性能指數(shù)詳見表1：

表1 搖臂端選換擋參數(shù)

根據(jù)此軟軸操縱系統(tǒng)設(shè)計(jì)的選擋杠桿比i1，換檔杠桿比i2；通過計(jì)算分析，手柄球端選、換擋行程計(jì)算公式[3]如下：

式中： L3—手柄端選檔行程，L4—手柄端換檔行程, L1—搖臂端選檔行程， L2—搖臂端換檔行程，η行—軟軸行程效率。

其中變速器選換擋行程計(jì)算公式[3]為：

2 三維模型建立

根據(jù)計(jì)算分析及某中型車的數(shù)模搭建，將此變速器操縱系統(tǒng)三維模型布置如下：

圖3 變速器軟軸操縱三維模型示意圖

3 裝配驗(yàn)證及試驗(yàn)測(cè)試

通過裝配驗(yàn)證，確認(rèn)此軟軸系統(tǒng)設(shè)計(jì)裝配關(guān)系合理，滿足車輛裝配工藝[4]。

通過試驗(yàn)測(cè)試變速器搖臂端及手柄球端選換擋性能，確認(rèn)此變速器操縱系統(tǒng)選換擋性能滿足設(shè)計(jì)中型設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，而且符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中換擋性能的指標(biāo)評(píng)價(jià)范圍[5]。

4 結(jié)論

本文通過對(duì)軟軸操縱系統(tǒng)理論計(jì)算分析，將操縱系統(tǒng)杠桿比、手柄球端換擋性能計(jì)算關(guān)系式搭建出來，并完成三維數(shù)模設(shè)計(jì)、通過裝配驗(yàn)證及試驗(yàn)測(cè)試確認(rèn)此變速器選換擋性能達(dá)到最佳狀態(tài)，并確認(rèn)操縱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)滿足中卡設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

[1] 陳家瑞.汽車構(gòu)造.北京∶機(jī)械工業(yè)出版社,2002.

[2] 王望予.汽車設(shè)計(jì).北京∶機(jī)械工業(yè)出版社,2004.

[3] 孫訓(xùn)方等.材料力學(xué).北京.高等教育出版社,2009.

[4] 陳心赤等.汽車裝配工藝編制與質(zhì)量控制.重慶.重慶大學(xué)出版社.2011.

[5] 何耀華.汽車試驗(yàn)技術(shù).北京.機(jī)械工業(yè)出版社,2010.

The system design and application development of medium commercial vehicle flexible shaft control system

An Junlong, Yu Long, Xin Xiaoying, Wang Qi, Zhang Longping
( Shaanxi Automoblie Group CO., Ltd Institute of Automotive Engineering R&D, Shaanxi Xi'an 710200 )

This paper briefly introduces the development design, calculation analysis and application of the gearbox's flexible shaft control system. The design and application system of flexible shaft control system is developed to provide the development basis and technical support for the design of the control system of the new models.

Flexible shaft control system; Choose blocking performance; Shift performance; Medium commercial vehicle CLC NO.: U462.1 Document Code:A Article ID: 1671-7988 (2017)16-10-02

U462.1

A

1671-7988 (2017)16-10-02

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2017.16.004

安俊龍，（1986-）助理工程師，就職于陜西重型汽車有限公司汽車工程研究院，主要從事變速器系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)工作。