商用車變速器選檔極限行程過大整車解決方案

摘 要：商用車變速器的選檔角度是考量變速器操控性的一個重要指標，它直接影響用戶選檔過程的手感體驗。文章對出現(xiàn)變速器的選檔行程設(shè)計與實際不符時，整車解決方案。

關(guān)鍵詞：變速器;選檔角度;整車總體解決方案

中圖分類號：U463.212 文獻標識碼：A

0 前言

變速器是汽車上非常重要的組成之一，其功用是在不同的使用條件下，改變發(fā)動機傳到驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，使汽車得到不同的牽引力和速比，同時使發(fā)動機在最有利的工況范圍內(nèi)工作，并且實現(xiàn)倒擋和空擋。隨著重型汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，市場競爭激烈化。重型汽車對整車的操控性要求也越來越高，商用車變速器的選檔角度是考量變速器操控性的一個重要指標，它直接影響用戶選檔過程的手感體驗。如果變速器的選檔角度不合理，將直接影響司機對整車的評價及印象。

1 情況介紹

國內(nèi)某主機廠在下線試車時發(fā)現(xiàn)，在駕駛室選檔時，預(yù)選閥（掛擋桿上裝置）已選至極限位置，但相應(yīng)的整車未體現(xiàn)相應(yīng)檔位，即變速器未能選檔到位。上述故障現(xiàn)象產(chǎn)品造成整車無法正常下線，車輛無法正常交付客戶（如圖1）。

變速器未能選檔到位表現(xiàn)為變速器的選檔角度不符合相關(guān)要求。根據(jù)故障現(xiàn)象猜測為變速器本身實測角度大于整車設(shè)計角度。

2 原因分析

分析整車選檔過程：

（1）駕駛員通過駕駛室的預(yù)選閥進行左右選檔操縱。預(yù)選閥與操縱器上的操縱桿直接連接。

（2）操縱器通過整車軟軸拉線連接到變速器的選檔搖臂上。

（3）軟軸支架固定軟軸與選檔搖臂安裝方向平順，保證軟軸在工作時不產(chǎn)生偏移力，繼而保證選檔平順。

（4）選檔搖臂與變速器操縱機構(gòu)使用螺栓硬性連接，實現(xiàn)變速器選檔操作。（如圖2）

根據(jù)故障反饋信息，變速器的實際選檔行程，在經(jīng)過上述整車杠桿比等因素計算后，轉(zhuǎn)化到操縱器的行程，大于操縱器本身設(shè)計時的行程。查閱相關(guān)技術(shù)文件，設(shè)計時參考角度為13±1.5°，實際現(xiàn)場測量為18.5～19.2°，與前期猜測相符。

3 解決/改進措施

根據(jù)整車選檔過程，涉及到結(jié)構(gòu)元件為：整車操縱器、軟軸、軟軸支架、選檔搖臂和變速器本體。

分析各元件工作原理，可以確定調(diào)整整車選檔行程的因素有三個。分別為：

（1）操縱器選檔行程。（2）變速器選檔角度。（3）選檔搖臂作用距離。

為解決本次故障，對標上述三種因素，可以實現(xiàn)的措施有：

（1）減小操縱器選檔行程。（2）縮減變速器本身選檔角度。（3）縮短選檔搖臂作用距離。

下面我們根據(jù)這三種措施，分別制定方案如下。

方案一：減小操縱器選檔行程。

具體操作：在操縱器選檔限位兩側(cè)處焊接限位塊，在保證能掛上檔的前提下，縮短操縱器行程，進而有效縮短手球處的極限選擋行程。（如圖3）

特點：需車身部門配合更改操縱器，操縱器變化對整車影響較大，兩側(cè)焊接需相同，對焊接工藝要求較高，會對整車造成潛在不利因素，實施難度較大。

備注：一般重型車廠，操縱器主要由車身設(shè)計部門負責，而變速器應(yīng)用主要為底盤動力總成設(shè)計部門負責。兩者非同一部門，整體協(xié)調(diào)較慢，周期較長。

方案二：縮減變速器選檔角度。

具體操作：在變速器內(nèi)部導(dǎo)塊凹槽處焊接鋼片減小極限間隙，縮減變速器選檔角度。在導(dǎo)塊凹槽中上部焊接約14 mm*14 mm*2 mm的鋼片（如圖4）。同時需要在倒檔撥叉在焊接前，取下倒檔鎖機構(gòu)中螺塞、倒檔鎖柱塞、倒擋鎖彈簧等裝置。

特點：變速器導(dǎo)塊屬于變速器內(nèi)部零件，屬于精密件。焊接鋼片對焊接工藝要求太高，在不拆除變速器的情況下，焊接后很難保證變速器內(nèi)部清潔度，難度較大。如新出零件生產(chǎn)周期一般較長，故障處理周期需加長，影響整車正常交付，進而造成客戶投訴等不良影響。

方案三：縮短選檔搖臂作用距離。

具體操作：將變速器選檔搖臂作用距離縮短，在保證手感可以接受的前提下，同時變速器內(nèi)部匹配使用更軟的平衡彈簧。由于選檔搖臂作用距離變化，導(dǎo)致軟軸于選檔搖臂連接產(chǎn)生角度，容易造成選檔不順，需要微調(diào)軟軸固定在支架處的角度固定位置。（如圖5）

特點：選檔搖臂鉆孔相對方便，軟軸支架安裝孔易調(diào)整，操作空間較大。更換變速器平衡簧相對容易，變速器內(nèi)部和操縱器等大型部件不發(fā)生變化。改裝周期短，易操作。

4 驗證情況

綜合操作難度和客戶交付周期等因素，最終優(yōu)先采用方案三進行改進驗證。

（1）整車廠協(xié)調(diào)就近機加工廠家，對選檔搖臂鉆孔，縮短選檔搖臂作用距離由80 mm更改為65 mm。減小變速器選檔行程的同時，整車選檔力會相應(yīng)增加。

（2）變速器廠家協(xié)調(diào)，調(diào)整變速器選檔平衡簧剛度和工作壓力，減小變速器選檔力，使整車選檔力符合整車原有設(shè)計要求。

更改前選檔彈簧剛度2.20 N/mm，工作壓力46 N。

更改后選檔彈簧剛度1.88 N/mm，工作壓力35 N。

（3）改變選檔搖臂與軟軸作用距離后，軟軸支架與改后軟軸作用方向產(chǎn)生角度，影響整車選檔平順性，對選檔支架重新鉆孔，調(diào)整合適位置。

完成上述步驟后，整車選檔正常，變速器選檔實施到位，多次試車驗證后，確定改進有效，故障解決，整車正常交付。

5 總結(jié)

方案一：適合整車自行調(diào)整，需進一步驗證是否存在潛在風險，不能使用在緊急場景，屬于長久驗證項目，改進時屬于備選項。

方案二：合適變速器廠家自己改進，涉及到變速器內(nèi)部精密零件，需新出零件進一步驗證效果，也不能使用在緊急場景，同時也屬于長久驗證項目，改進時也只能作為備選項。

方案三：整車與變速器廠家協(xié)同改進，涉及零件多非核心零件，改進空間大，不影響核心零件性能，改進周期短，效果立竿見影，狀態(tài)驗證后也可鎖定為整車基本狀態(tài)。

以上三種方案均可解決選檔角度不適問題，需綜合廠家現(xiàn)狀及現(xiàn)場各相關(guān)因素情況，擇優(yōu)選擇處理措施。

參考文獻：

[1]孫恒，傅則紹.機械原理[M].北京：高等教育出版社，

1989.

作者簡介：趙程程（1989—），男，陜西咸陽人，本科，工程師，研究方向：變速器匹配及應(yīng)用。