一種客車變速器控制拉線防凍裝置設(shè)計(jì)

于秩祥

(江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院 實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)管理處， 江蘇 徐州 221116)

大型客車一般采用發(fā)動(dòng)機(jī)后置后驅(qū)動(dòng)模式，且大都采用5～6個(gè)前進(jìn)擋位的手動(dòng)變速器。在車頭位置的變速器操縱桿與在車尾位置的變速器之間需要通過一根操縱拉線來實(shí)現(xiàn)變速器的控制，完成換擋操作[1]。拉線為金屬鋼絲，長(zhǎng)度一般在6～8 m，拉線套外殼一般采用橡膠、塑料或尼龍材質(zhì)。拉線套外殼被固定在車廂底部，鋼絲拉線在拉線外殼內(nèi)移動(dòng)，拉線外殼與拉線之間存在一定間隙。拉線屬于易損部件，需要定期更換。

1 變速器拉線存在的問題

根據(jù)某型客車使用環(huán)境進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在環(huán)境溫度0 ℃以上時(shí)使用，僅存在拉線外殼與內(nèi)部鋼絲磨損，磨損至一定程度時(shí)需要更換，不會(huì)發(fā)生其他問題。但當(dāng)環(huán)境溫度在0～-30 ℃時(shí)，客車高速行駛(擋位掛在最高擋上)，尤其在雨雪交加的氣候環(huán)境行駛時(shí)，車廂內(nèi)部因使用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)采暖，溫度可以達(dá)到15～20 ℃。此時(shí)車廂底板背面會(huì)與變速器拉線外殼進(jìn)行冷熱交換產(chǎn)生水汽。由于拉線外殼與拉線存在間隙，會(huì)導(dǎo)致變速器拉線外殼與內(nèi)部金屬拉線之間形成水汽，車輛長(zhǎng)時(shí)間高速行駛時(shí)，在低溫和冷風(fēng)作用下，冷空氣將金屬拉線和拉線外殼之間的水汽凝結(jié)冰凍在一起，導(dǎo)致拉線不能在拉線外殼內(nèi)移動(dòng)，變速器擋桿卡在某一擋位上換不了擋，行駛中存在安全隱患。

2 防凍變速器拉線設(shè)計(jì)

根據(jù)客車變速器操縱拉線存在的這一缺陷，設(shè)計(jì)一種防凍拉線，如圖1所示。拉線一端1與變速器換擋桿連接，另一端10與變速器外殼操縱桿連接，整根拉線通過拉線外殼8和拉線支架2和9固定在車廂體下部。在拉線兩端安裝兩個(gè)金屬貯油器4，通過進(jìn)油口單向閥3向金屬貯油器4內(nèi)加注潤(rùn)滑脂，使其注入到金屬拉線5和拉線外殼8內(nèi)之間的間隙內(nèi)[2-5]。在拉線中間位置安裝金屬出油器7，用來檢查和控制加入潤(rùn)滑脂的注入量。當(dāng)整根拉線注滿潤(rùn)滑脂并超過一定壓力后潤(rùn)滑脂就會(huì)從出油口單向閥6溢出。

1—變速器接口； 2—變速器拉線支架； 3—進(jìn)油口單向閥；4—金屬貯油器； 5—金屬拉線(鋼絲)； 6—出油口單向閥；7—金屬出油器； 8—拉線外殼； 9—變速器拉線支架;10—變速器操縱桿接口。

圖2為拉線防凍裝置剖面圖。在潤(rùn)滑脂充壓壓力及拉線在其外殼內(nèi)左右移動(dòng)的作用下，鋼絲拉線與拉線外殼間間隙充滿潤(rùn)滑脂，從而有效避免了拉線與外殼間間隙形成水汽和磨損等現(xiàn)象。

1—進(jìn)油口單向閥； 2—出油口單向閥； 3—進(jìn)油口； 4—出油口；5—拉線外殼； 6—潤(rùn)滑脂； 7—金屬貯油器； 8—金屬出油器；9—金屬拉線。

3 對(duì)比試驗(yàn)分析

試驗(yàn)車輛采用某型國(guó)產(chǎn)大型客車，發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器安裝在車輛尾部，變速器為手動(dòng)6擋位，采用拉線連接選換擋。參照GB/T 19055—2003《汽車可靠性試驗(yàn)方法》進(jìn)行測(cè)試[6]。試驗(yàn)環(huán)境：氣溫0～-28 ℃，晴，微風(fēng)；道路類型為城市公路和高速公路，其中城市公路占20%，高速公里占80%；路面為柏油瀝青和混凝土路面，車輛行駛速度在60～100 km/h。

采用兩輛同款車型進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)分析。原客車變速器操縱控制裝置采用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，拉線外殼與金屬拉線之間無法注入潤(rùn)滑油脂，拉線長(zhǎng)度為7.63 m，拉線外殼材料為合成樹脂軟塑料。改型試驗(yàn)車輛拉線長(zhǎng)度不變，變速器拉線裝置采用圖1所示改型結(jié)構(gòu)，拉線外殼改為尼龍材料(在低溫環(huán)境下具備一定彈性)，在外殼與2個(gè)金屬貯油器中注滿潤(rùn)滑脂。所加注潤(rùn)滑脂為合成潤(rùn)滑脂，適用溫度為-30～180 ℃，具有抗低溫、抗水性、防腐蝕、優(yōu)良的摩擦性和粘附性，在寬溫度范圍內(nèi)保持潤(rùn)滑性能穩(wěn)定。兩輛車經(jīng)過3個(gè)月使用測(cè)試，車輛均行駛了40 000 km，對(duì)比數(shù)據(jù)見表1。

表1 試驗(yàn)對(duì)比數(shù)據(jù)

根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，原車在行駛中為避免拉線被凍住，駕駛員頻繁換擋，防止拉線靜止時(shí)間過長(zhǎng)。另外，客車在環(huán)境溫度低的露天長(zhǎng)時(shí)間停放時(shí)，也存在變速器拉線凍住的情況。由于拉線與拉線外殼之間的摩擦，拉線磨損快，要頻繁更換。通過優(yōu)化改進(jìn)的變速器拉線能完全解決上述問題，同時(shí)提高換擋的平順性，在車輛整個(gè)壽命周期內(nèi)只要定期注入潤(rùn)滑脂，拉線無需更換，降低了車輛使用成本。

4 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)低溫環(huán)境下客車變速器拉線存在的問題進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)，將拉線外殼與金屬拉線之間的間隙內(nèi)注滿潤(rùn)滑脂，避免了變速器金屬拉線被凍住或卡滯，減少了拉線磨損，降低了傳動(dòng)振動(dòng)，提高變速器換擋過程中的平順性，消除變速器操縱控制機(jī)構(gòu)中存在的安全隱患，同時(shí)降低車輛使用和維護(hù)成本。