轿车换挡吸入感的研究及提升

张朋+杨璐璐+贾玉灵

摘要： 本文针对轿车换挡吸入感进行研究，分析了吸入感产生的原因，通过详细设计计算，受力分析等方法对变速器M型曲线结构进行提升，并进行验证测试。最终证明该方案改善效果良好，能够明显提升换挡吸入感品质。

Abstract： The passage makes a research for suction sense of sedan gear shifting， to analyze the reasons of production suction sense， improve the M pattern curve structure of transmission via specific design and calculation， and make a verifying test. Finally， it proves that the improvement scheme is within good effects， and obviously improves the quality of suction sense during gear shifting.

关键词： 吸入感；M型曲线；换挡品质。

Key words： suction sense；M pattern curve；gearshift quality

中图分类号：U463.212 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）29-0111-02

0 引言

手动型轿车在换挡评价过程中，换挡吸入感作为一个重要评价因素，能够直接被顾客感知，对顾客评价车辆好与否产生重要影响。

本文主要对变速器换挡吸入感进行研究及提升，并且在实际生产中进行了成功的应用，取得明显的效果，验证了研究的正确性，对提高产品换挡品质奠定基础。

1 吸入感影响因素

定义：换挡过程中，由换挡机构提供的帮助换挡进程的能力，一般体现在同步阶段后的滑行阶段。如图1所示。

原理：选换挡感力块上设计的M型结构就是提供在换挡过程中产生吸入感的一种结构，将手球力通过一系列换挡机构传递到选换挡感力块，致使选换挡感力快与锁球弹簧座发生相对运动，让顾客通过手球感受被带入换挡的感觉。

吸入感影响因素：

①M型结构。图2所示，M型结构a段斜度越高，说明换挡吸入感越强。

②水平分力。在空挡挂入在挡过程中，当达到预同步时，钢球的水平分力的大小影响换挡吸入感是否可顺利进入上图a区域，进而达到在挡状态，当预同步时的水水平分力大于来自于齿毂、齿套的摩擦力时，既满足要求。

③锁球弹簧座的弹簧型变量。

根据弹簧本身最大压缩量，来校核实际应用过程中所产生的最大弹簧压缩量，只有当实际应用的弹簧压缩量小于弹簧本身的最大压缩量时，才能满足换挡吸入感的改善。

2 改善M型结构，增加吸入感

计算：

①能量释放比：图3所示，吸入感用公式表达为（X-Y）/X*100%=**%，用能量释放比来表达吸入感，当能量释放比越高则吸入感越强，但能量释放比过大会导致不回位的情形，故在设计过程中两方面都要考虑。

②受力分析：

设：如图4所示，设弹簧初始弹性力为F，弹簧刚度为K，在空挡位置的弹簧压缩量为X1，在预同步完成时的弹簧压缩量为X2，β为预同步完成后选换挡感力块选转的角度。

则：空挡时，钢球受到的水平分力

F1=F*Sinα；

预同步完成时，钢球受到的水平分力

F2=F1+（K*X2）Sinβ

（备注：初始弹簧力的计算：假设弹簧型变量为a，弹簧力为f1，弹簧型变量为b时，弹簧力为f2，则K=（f2-f1）/（b-a），当a=X1，f1=F时，F=f2+K（X1-b）

如图5所示：通过受力分析，可知挂空挡至预同步行程之后的感力块回拨力（水平分力F2）大于齿毂与齿套的摩擦力时，钢球可顺利进入图6所示位置（挂档位）。

③弹簧压缩量的校核：

如图7所示，设弹簧本身的最大压缩量是Y，空挡时的弹簧压缩量为X1，预同步时的弹簧压缩量为X2，预同步阶段弹簧被压缩到最大，故在预同步时的弹簧压缩量总量为X3=X1+X2；若X3小于Y，则说明设计满足要求，否则重新设计M型结构或者弹簧本身，直到满足要求。

3 总结

经过实践验证，对M型结构进行结构改善后，换挡吸入感明显，此项研究非常成功，换挡吸入感品质得以明显提升，对手动车型换挡环境、手感有着至关重要的改善，为顾客制造换挡惊喜，提高轿车品质。

参考文献：

[1]姜维山主编.变速器[M].北京：人民交通出版社，1990.

[2]陈新亚编著.汽车为什么会跑[M].北京：机械出版社，2009.

[3]李宗申主编.手动变速器和驱动桥[M].北京：教育科学出版社，2003.

[4]高品贤编著.振动、冲动及噪声测试技术[M].成都：西南交通大学出版社，2010.