一種新型車(chē)用變速箱主副箱互鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)

高建敏　鐘華　趙靖?jìng)?/p>

摘 要：設(shè)計(jì)了一種新型車(chē)用變速箱主副箱互鎖系統(tǒng)，該系統(tǒng)打破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，利用副箱氣缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)互鎖機(jī)構(gòu)的控制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加裝方便，成本可控，對(duì)于提高變后副箱同步器壽命，防止司機(jī)誤操作效果顯著。關(guān)鍵詞：主副箱;互鎖;同步器中圖分類(lèi)號(hào)：U462.1 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?文章編號(hào)：1671-7988（2020）08-57-02

Abstract： This paper develops a new type of interlock mechanism， which works depend on the cylinder of sub-gearbox . Gearbox， especially synchronizer， can be protected from misoperation by this simple and low cost mechanism.Keywords： Interlock Mechanism; Gear box; SynchronizerCLC NO.： U462.1 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）08-57-02

引言

國(guó)外重卡MT（ZF、EATON、VOLVO等）以及國(guó)內(nèi)高端MT（如法士特VOLVO產(chǎn)品、S系列產(chǎn)品）都已普遍應(yīng)用了主副箱互鎖等機(jī)構(gòu)，對(duì)于提高變速箱壽命，防止司機(jī)誤操作效果顯著。但對(duì)于普通的重卡MT，現(xiàn)存的主副箱互鎖機(jī)構(gòu)多在副箱內(nèi)部加裝機(jī)械式互鎖機(jī)構(gòu)控制副箱換擋，需對(duì)已有變速箱做較大改動(dòng)方可加裝，因成本限制，改裝復(fù)雜等原因，主機(jī)廠加裝較少，固因司機(jī)的搶檔操作等造成的副箱同步器故障率一直居高不下。因此，本文設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加裝方便，成本可控的新型主副箱互鎖系統(tǒng)，可在成本增加不多的情況下帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)效益。這對(duì)于降低副箱同步器故障率，提高產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力有重要意義。

1?主副箱互鎖系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

主副箱結(jié)構(gòu)的重型汽車(chē)變速箱副箱同步器損壞是較為常見(jiàn)的失效形式，其中副箱同步器沒(méi)有切換到位，主箱就開(kāi)始掛檔，導(dǎo)致同步慣量異常升高，造成摩擦材料劇烈磨損，同步器打齒是副箱同步器損壞的一重要原因。通過(guò)對(duì)副箱同步器性能的分析發(fā)現(xiàn)，掛低檔時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要高于掛高檔時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，掛低檔需要更長(zhǎng)的同步時(shí)間，因此更易出現(xiàn)搶檔，即副箱同步器沒(méi)有低檔切換到位，主箱就開(kāi)始掛檔的現(xiàn)象。

為解決上述問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)的新型主副箱互鎖系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)變速箱副箱同步器低檔側(cè)的保護(hù)。新型主副箱互鎖系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1所示。

2 新型主副箱互鎖系統(tǒng)的構(gòu)成及其工作原理

本文設(shè)計(jì)了一種安裝在副箱氣缸上的新型主副箱互鎖系統(tǒng)，將副箱換擋氣缸低檔區(qū)的氣路與限制主箱換擋的操縱裝置鎖檔機(jī)構(gòu)鎖檔氣缸的氣路連接，達(dá)到防止主副箱同時(shí)掛檔，從而起到保護(hù)副箱同步器的目的。

圖2是新型主副箱互鎖機(jī)構(gòu)的副箱氣缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。系統(tǒng)利用副箱氣缸、互鎖氣閥與操縱裝置鎖檔機(jī)構(gòu)共同實(shí)現(xiàn)主副箱互鎖保護(hù)，基于副箱氣缸運(yùn)動(dòng)來(lái)控制互鎖氣閥的開(kāi)啟與關(guān)閉，只需對(duì)氣缸蓋做微小改動(dòng)，增加的互鎖氣閥控制操縱裝置鎖檔機(jī)構(gòu)氣路的通斷，由操縱裝置鎖檔機(jī)構(gòu)控制主箱是否可以掛檔，從而有效降低搶檔操作，降低副箱同步器故障率。

副箱換低擋前，處于副箱高檔狀態(tài)，氣缸前端無(wú)氣壓，此時(shí)互鎖閥進(jìn)氣口無(wú)進(jìn)氣。氣缸后端氣壓為高檔氣壓，但因互鎖閥無(wú)進(jìn)氣，故而不管是否推動(dòng)互鎖閥氣閥柱塞，出氣口均無(wú)氣通給操縱裝置鎖檔機(jī)構(gòu)的鎖檔氣缸，對(duì)掛檔無(wú)影響;操縱裝置預(yù)選低檔后，副箱氣缸高檔側(cè)排氣為0，（低檔側(cè)一管氣進(jìn)入，氣壓很低或者沒(méi)有），此時(shí)互鎖閥依然無(wú)影響。接著主箱摘到空擋，氣缸低檔側(cè)進(jìn)氣，主副箱互鎖閥進(jìn)氣口通氣，氣路與出氣孔連通，操縱裝置鎖檔氣缸主副箱互鎖起作

用，換完低檔后，副箱氣缸高檔側(cè)無(wú)氣壓，高檔側(cè)推動(dòng)撥叉軸和活塞擠壓互鎖閥活塞桿，互鎖閥進(jìn)氣孔和出氣孔斷開(kāi)，排氣孔排氣，互鎖閥截止，互鎖氣缸無(wú)氣進(jìn)入，互鎖彈簧復(fù)位，互鎖結(jié)束。

副箱換高檔前，處于副箱高檔狀態(tài)，氣缸后端無(wú)氣壓，前端氣壓為低檔氣壓，主副箱互鎖閥進(jìn)氣口有氣但因柱銷(xiāo)頂端被副箱活塞擠壓，故而互鎖閥被截止;操縱裝置預(yù)選低高后，氣缸前端排氣為0，互鎖閥進(jìn)氣被排空，（一管氣進(jìn)入氣缸后端，氣壓很低或者沒(méi)有），然后主箱摘到空擋，氣缸后端進(jìn)氣，不管是否能夠推動(dòng)柱塞，因無(wú)進(jìn)氣，主副箱互鎖不起作用。

此處重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的是，互鎖閥的彈簧力設(shè)計(jì)，依據(jù)氣壓、桿頂直徑、軸向力等經(jīng)過(guò)嚴(yán)格計(jì)算和大量試驗(yàn)，保證在制定氣壓下，實(shí)現(xiàn)互鎖閥按照要求截止和開(kāi)啟，實(shí)現(xiàn)主副箱的互鎖保護(hù)。在閥座上的O型橡膠密封圈內(nèi)徑及壓縮率需滿足在低檔氣壓下，保證氣閥結(jié)合面處不漏氣。

3 結(jié)語(yǔ)

本文所設(shè)計(jì)的新型主副箱互鎖系統(tǒng)基于副箱換擋氣缸加裝了一個(gè)互鎖氣閥來(lái)控制操縱裝置鎖檔機(jī)構(gòu)氣路的通斷，與已有帶鎖檔機(jī)構(gòu)的操縱裝置關(guān)聯(lián)，相互控制，達(dá)到主副箱互鎖的目的，從而有效降低搶檔操作，降低副箱同步器故障率，大大提高了安全性。同時(shí)該系統(tǒng)只需對(duì)氣缸蓋做微小改動(dòng)，增加的互鎖氣閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性好，同時(shí)不需要增加新的安裝支架，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)成本低。

參考文獻(xiàn)

[1] 殷明貴.10檔變速器操縱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化，2012?（4）： 90-91，94.

[2] 常娟.變速器主副箱互鎖機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化， 2017（2）： 108-109，201.

[3] 劉維崗.重型多擋變速箱互鎖與自鎖機(jī)構(gòu)探析[J].機(jī)械管理開(kāi)發(fā)， 2017（12）：176-178，176.