倪冬，李青章，徐順，司志明，何果

（安徽江淮汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

輕型卡車(chē)檔位松曠問(wèn)題的分析與改進(jìn)

倪冬，李青章，徐順，司志明，何果

（安徽江淮汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

為了改善客戶(hù)的選換擋舒適性，提升換擋手感，文章對(duì)輕卡檔位松曠問(wèn)題進(jìn)行分析，從變速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成識(shí)別問(wèn)題來(lái)源，利用理論計(jì)算、臺(tái)架測(cè)試、對(duì)比等方法確定了檔位松曠問(wèn)題的主要因素，有針對(duì)性地進(jìn)行了改進(jìn)，并結(jié)合GSA測(cè)試設(shè)備對(duì)改進(jìn)后整車(chē)換擋間隙進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)證，有效地解決了檔位松曠問(wèn)題。

檔位松曠；GSA測(cè)試；換檔舒適性

CLC NO.:U463.2 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)08-210-03

引言

隨著城市交通日益繁忙、道路阻塞日趨加劇，輕型卡車(chē)主要用于長(zhǎng)短途運(yùn)輸，頻繁換檔給汽車(chē)司機(jī)帶來(lái)了眾多不便，司機(jī)易疲勞、注意力分散，這就導(dǎo)致客戶(hù)對(duì)輕型卡車(chē)的操控性、舒適性、安全性等方面提出了更高的要求[1]。我國(guó)的卡車(chē)技術(shù)堅(jiān)持技術(shù)引進(jìn)和自主開(kāi)發(fā)相結(jié)合的方針發(fā)展到今天，變速系統(tǒng)各方面性能已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但輕卡選換檔性能與乘用車(chē)相比仍存在一定差距，主要問(wèn)題表現(xiàn)在：檔位松曠、系統(tǒng)剛度低、換擋卡滯等方面，其中檔位松曠問(wèn)題直接影響客戶(hù)的換擋手感，導(dǎo)致?lián)Q擋時(shí)手感不明顯，且也是客戶(hù)能簡(jiǎn)單、直觀感受到的問(wèn)題。

為了改善客戶(hù)的選換擋舒適性，提升換擋手感，本文對(duì)輕卡檔位松曠問(wèn)題進(jìn)行了分析和整改。

1、現(xiàn)狀分析

檔位松曠問(wèn)題具體指空檔及在檔狀態(tài)下，以較小的力晃動(dòng)手把，手把處晃動(dòng)量大，存在松曠的問(wèn)題，換檔不舒適。其間接表現(xiàn)為靜態(tài)換擋檔位自由間隙大。如表1所示，通過(guò)對(duì)1#樣車(chē)、某標(biāo)桿車(chē)、乘用車(chē)進(jìn)行GSA測(cè)試[2]，對(duì)比其整車(chē)換擋自由間隙發(fā)現(xiàn)：1#樣車(chē)空檔及3/4/5/6檔位間隙比標(biāo)桿間隙大，尤其5/6檔人工測(cè)量和GAS測(cè)試間隙皆比其他間隙大很多，而與乘用車(chē)相比差距較大。

2、原因分析

通過(guò)對(duì)手把檔位間隙來(lái)源進(jìn)行分析，確定了如下的末端因素分解圖，如圖1所示。

圖1 末端因素分解圖

根據(jù)輕卡變速系統(tǒng)部件對(duì)檔位間隙的影響程度，并將部件與標(biāo)桿對(duì)比，同時(shí)考慮不同換擋杠桿比對(duì)間隙的放大程度，將整車(chē)換擋間隙指標(biāo)分解，如表2所示。

表2 變速系統(tǒng)換擋間隙分解目標(biāo)

根據(jù)表2換擋間隙分解目標(biāo)，結(jié)合理論計(jì)算、臺(tái)架測(cè)試及對(duì)比法，最終確定了變速器總成換檔間隙大和軟軸總成[3]換檔間隙大。

2.1 軟軸總成間隙大

1）理論間隙

影響軟軸間隙主要由芯軸和護(hù)套管配合尺寸、軟軸彎曲總弧度兩方面組成，其間隙計(jì)算公式為：

其中：C：內(nèi)襯與芯軸間的間隙；θ：彎曲的總弧度。

根據(jù)上述公式，按軟軸處于U型彎曲下計(jì)算軟軸間隙，即θ=π，結(jié)果為2.5mm～3.8mm,不滿(mǎn)足分解目標(biāo)要求（≤2mm）。

2）臺(tái)架試驗(yàn)檢測(cè)

將軟軸按實(shí)車(chē)布置在臺(tái)架上進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果3.6mm，不滿(mǎn)足分解目標(biāo)要求（≤2mm）。

對(duì)比軟軸總成間隙理論計(jì)算和臺(tái)架試驗(yàn)數(shù)據(jù)， 結(jié)果相吻合，且皆不滿(mǎn)足分解目標(biāo)要求（≤2mm），與其相差1.6mm左右。根據(jù)軟軸總成間隙組成，及公式S=C*θ，對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步深入分析，確定內(nèi)襯管與芯軸配合尺寸和公差不合理是導(dǎo)致軟軸總成間隙大的一個(gè)主要因素。

2.2 變速器總成換擋間隙大

1）理論計(jì)算

變速器總成換檔間隙由換檔頭與撥叉槽配合尺寸公差、撥叉移動(dòng)量、自鎖鋼球與滑道配合尺寸公差三部分組成，計(jì)算其間隙，結(jié)果如表3所示，其中5/6檔間隙上限3.13mm，不滿(mǎn)足分解目標(biāo)要求（≤1.8mm），而下限1.69mm剛滿(mǎn)足分解目標(biāo)要求（≤1.8mm），其余檔位間隙皆滿(mǎn)足要求。

2）臺(tái)架測(cè)試

對(duì)變速器總成換擋間隙進(jìn)行臺(tái)架測(cè)試，測(cè)試結(jié)果5/6檔平均間隙約2.9mm，不滿(mǎn)足分解目標(biāo)要求（≤1.8mm），如表3所示。

表3 變速器總成換檔間隙測(cè)試數(shù)據(jù)

上述變速器總成換檔間隙理論和臺(tái)架測(cè)試數(shù)據(jù)，與整車(chē)GSA測(cè)試數(shù)據(jù)皆表明5/6檔間隙大。根據(jù)5/6檔換擋間隙組成，再進(jìn)行進(jìn)一步深入分析，確定兩個(gè)要因，如下：

圖2 5/6檔換檔機(jī)構(gòu)

a.5/6檔換檔頭槽與主換擋頭配合尺寸公差不合理

通過(guò)理論計(jì)算分析， 5/6檔換擋頭槽與主換擋頭間隙經(jīng)杠桿比放大反饋到換擋搖臂銷(xiāo)端最大行程為1.34mm，占變速器總成換檔間隙目標(biāo)（≤1.8mm）的74.4%。

b.5/6檔換檔頭與撥叉槽口配合尺寸公差不合理

5/6檔換擋頭與撥叉槽口間隙經(jīng)杠桿比放大反饋到換擋搖臂銷(xiāo)端最大行程為1.28mm，占變速器總成換檔間隙目標(biāo)（≤1.8mm）的71.1%。

3、改進(jìn)措施及樣件驗(yàn)證

1）優(yōu)化軟軸內(nèi)襯管與芯軸配合尺寸和公差

芯軸與內(nèi)襯的間隙C減小，會(huì)導(dǎo)致空載阻力的增加。而同樣間隙C情況下，空載阻力與內(nèi)襯材料、芯軸粗細(xì)、芯軸結(jié)構(gòu)有關(guān)。綜合考慮空載阻力影響及參考標(biāo)桿，在現(xiàn)有軟軸基礎(chǔ)上，其他不變，僅將間隙c由原最小0.8mm減小到0.25mm，通過(guò)芯軸外徑由4.2mm增加為4.4mm；內(nèi)襯管內(nèi)徑由5mm減小為4.7mm；

軟軸按照實(shí)車(chē)布置，用15N的力推拉軟軸，測(cè)試其自由間隙和阻力。測(cè)試結(jié)果如表4所示，間隙滿(mǎn)足目標(biāo)要求（≤1.8mm），空載阻力滿(mǎn)足要求（≤10N）。

表4 樣件整車(chē)布置下間隙和阻力測(cè)試數(shù)據(jù)

2）優(yōu)化5/6檔換擋撥頭與撥叉槽、5/6檔主換檔頭配合尺寸和公差

5/6擋換擋頭與5/6撥叉槽間隙過(guò)小可能造成干涉，考慮到該位置的換擋頭不需要選擋移動(dòng)，始終放在5/6擋撥叉槽中旋轉(zhuǎn)，只需要確保不干涉即可，最小0.1mm間隙較為合適；同時(shí)該位置間隙減少有助于5/6檔換擋頭槽的定位，有助于避免主換擋頭選5/6擋時(shí)也可能與5/6檔換擋頭槽干涉。而主換擋頭與5/6擋換擋頭槽之間間隙對(duì)標(biāo)量產(chǎn)成熟產(chǎn)品，該位置間隙0.2mm～0.35mm，最小值由0.35mm改為0.3mm，不存在風(fēng)險(xiǎn)。

表5 樣件換擋間隙實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

從上表5所示，樣件檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果均滿(mǎn)足分解目標(biāo)要求。

3）整車(chē)換擋間隙測(cè)試

整改后樣件裝車(chē)，進(jìn)行GSA測(cè)試和手工測(cè)量，對(duì)比結(jié)果均滿(mǎn)足要求，如表6和圖3所示。

表6 整改后換擋間隙測(cè)試對(duì)比數(shù)據(jù)

圖3 GSA換擋間隙測(cè)試數(shù)據(jù)

4、總結(jié)

本文對(duì)輕卡檔位松曠問(wèn)題進(jìn)行分析，從變速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成識(shí)別問(wèn)題來(lái)源，利用理論計(jì)算、臺(tái)架測(cè)試、對(duì)比等方法確定了檔位松曠問(wèn)題的主要因素，有針對(duì)性地進(jìn)行了改進(jìn)，并結(jié)合GSA測(cè)試設(shè)備對(duì)改進(jìn)后整車(chē)換擋間隙進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)證，有效地解決了檔位松曠問(wèn)題，提升了換擋手感。

[1] 曹愷.基于nsga-Ⅱ的某微型汽車(chē)換檔性能優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 武漢:武漢理工大學(xué),2010.

[2] 成欽.汽車(chē)手動(dòng)變速器換檔試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)研究及換檔品質(zhì)分析[D].武漢:武漢理工大學(xué),2010.

[3] 鄭平.輕型卡車(chē)軟軸式變速操縱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算[J].輕型汽車(chē)技術(shù),2014(11/12):43-49.

Analysis And Improvement of The Problem of Large Shift Gap for Truck

Ni Dong, Li Qingzhang, Xu Shun, Si Zhiming, He Guo
( Anhui Jianghuai Automobile Group Co., Ltd, Anhui Hefei 230601 )

To improve the shift comfortableness of client, this Paper has analyzed the causes of large shift gap for truck from the source of structure of transmission system. According to the methods of theory calculate, bench testing and contrast, the main reasons on the issue of large shift gap have been picked up. At the same time, some targeted measures have been taken. Finally, shift gap of the improved truck is tested with GSA device to solve the problem of large shift gap effectively.

Large Shift Gap; GSA Test; Shift Comfortableness

U463.2

A

1671-7988 (2017)08-210-03

倪冬，就職于安徽江淮汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.08.072