关于某轻型卡车档位卡滞问题改进的分析

何果，司志明，徐顺，李青章，倪冬

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

关于某轻型卡车档位卡滞问题改进的分析

何果，司志明，徐顺，李青章，倪冬

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

文章对某车型换档卡滞的原因和改进方法进行分析。结合影响换档系统的相关零部件和整车布置因素，确定了影响换档卡滞的多个原因，并提出了相应改进方法。通过GSA设备和专业驾驶人员对改进前后此车型换档性能的测试和主观评价，验证了相关结论的有效性。

变速器；换档；卡滞；阻力

CLC NO.:U467.5 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)08-194-03

随着科技水平的进步，人们对生活品质的要求也不断提高。自动变速箱技术的发展，满足了人们驾驶汽车对换档舒适度的要求。然而在轻型卡车领域，因为自动变速箱成本和扭矩等问题，大部分车型还是采用手动换档，此种情况在国内尤为明显。虽然轻型卡车大部分采用手动变速箱，但是人们对驾程体验化的舒适程度要求越来越高，而换档性能直接反应驾乘体验的舒适化，越来越收到客户的重视。本文基于此种情况，对影响换档手感的换档卡滞感做一些初步分析，以某车型为例，通过从设计角度对档位卡滞原因的分析，从而制定相应改进措施，解决此问题，为手动车型档位卡滞改进提供一种思路。

1、对换档卡滞原因分析

较繁多，如离合分离不彻底，软轴布置差等，下面首先针对档位卡滞此问题进行FTA分析。

图1 档位卡滞FTA分析

1.1 对离合系统的分析

离合是否彻底分离，对于整车换档是否卡滞具有至关重要的作用。当离合不能彻底分离的时候，换档容易出现卡滞，尤其在低档情况下，此种情况尤为明显，对此车型离合器进行测量，其性能指标符合标准要求，并非造成档位卡滞的主要原因。

档位卡滞是手动档汽车中较为常见的故障，影响因素比

表1 离合器性能参数

1.2 对变速系统布置的分析

变速操纵系统软轴的布置对换档性能有很大影响，软轴半径弯曲过小或者软轴摇臂与变速箱摇臂和操纵座摇臂连接的不垂直，都会增加软轴的阻力，引起软轴操纵不顺畅，从而造成换档卡滞。

1.2.1 软轴与摇臂位置分析

软轴与驾驶室摇臂和变速箱摇臂之间的夹角保持在90 ±5度之间，对选换档系统的性能影响不大，超过5°后，选换档性能下降明显，而此车型经过测量，软轴与驾驶室夹角在93度，软轴与变速箱摇臂在89度，都在设计要求范围之内，并非造成档位卡滞的原因。

1.2.2 软轴弯曲半径分析

软轴在整车布置的时候，要求弯曲半径大于200mm，因为过小的弯曲半径不仅影响软轴的使用寿命，同时软轴的顺畅性变差，影响整车的换档手感。此车型布置的软轴弯曲半径在215mm左右，并非造成档位卡滞的主要原因。

1.3 对操纵座的分析

操纵座的阻力和刚度对换档手感是否干脆有较大影响，通过测量，此车型操纵座的性能都在要求之内，并不是造成档位卡滞的主要原因。

表2 操纵座性能参数

1.4 对软轴的分析

阻力和效率是软轴的重要性能指标，较大的阻力和较小的效率都会造成换档卡滞。通过测试，此车型软轴的负载效率较低，是造成档位卡滞的部分原因。

表3 软轴性能参数

1.5 对变速箱同步容量的分析

表4 同步容量计算相关参数

对各档位换档力进行理论计算，都满足小于100N的设计要求，因此同步容量并不是影响档位卡滞的主要原因.

1.6 变速箱档位定位装置差

良好的定位装置，不仅会提升换档手感，增强换档吸入感。此台车型的换档定位装置只有自锁弹簧，同时进档曲线轮廓比较平缓，是档位不畅的一个主要原因。换档结构拨叉轴上两个自锁槽之间有一个平的部位，换档期间，自锁球将在这个平的部位产生滑动摩擦，增加了进档阻力。

图2 改进前换档机构轮廓

1.7 变速箱关键零部件尺寸分析

通过对变速箱关键零部件的测试，发现齿轮的锥面距、一档齿轮与中环的位置度同目标值，存在一定偏差。变速箱二档的锥面距公差在0.1mm之内，而故障车已达到0.15mm；同时一档齿轮与中环的位置度公差在0.1mm之内，而故障车已达到0.2mm。变速箱零部件尺寸差是导致档位卡滞的一个原因。

2、改进优化

根据上述分析，软轴性能较差、变速箱定位装置差和变速箱关键零件尺寸不合格是导致此车型档位卡滞的主要原因。

2.1 软轴性能改进

表5 软轴芯轴结构更改对比

对软轴结构进行分析，之前采用的软轴，芯轴结构为金属和塑料摩擦，阻力较大。对软轴芯轴采用注塑结构，在软轴运动过程中，形成塑料和塑料的滑动摩擦，降低摩擦力，提高负载效率。同时之前芯轴采用主钢丝结构，一旦整车布置成较小的弯曲半径，阻力很容易增加，新改进的芯轴采用多股细钢丝缠绕而成，从而可以做到更小的弯曲半径。

表6 软轴改进前后性能参数列表

2.2 变速箱档位定位装置改进

通过对换档拨叉自锁机构轮廓的改进，使轮廓呈现一种中间略高，两端略低。此种轮廓在进档的时候，后半过程依靠轮廓的斜度使自锁球自动进入档位，即形成一种档位吸入感。同时对该自锁机构表面的粗糙度进行改善，建议为0.8um ～1.6um，这个改进将会减小换档力，增加换档的平顺性。

图3 改进后自锁机构轮廓

2.3 变速箱零部件测试合格

表7 变速箱重点性能参数管控表

3、试验验证

为了检验上述的改进措施是否有效，对上述改进部件进行制作：改进后的软轴、新的变速箱定位装置和合格零部件，然后在整车上进行GSA换档曲线测试，并请专业驾驶人员对换档手感进行主观评价。

图4 进前换档力轮廓图

图5 进后换档力轮廓图

表8 整车档位评价参数表

4、结论

通过对变速换档系统的分析，明确了与换档相关的各种影响因素，针对各种影响因素一一分析，最终确定影响换档卡滞的主要原因，并对其主要影响因素提出相应改进措施。最终通过整车GSA测试和专业人员评价，从主观和客观方面验证了，文章前面原因分析的正确性和改进措施的有效性，为手动车型换档卡滞提供一种系统解决思路。

[1] 王望予.汽车设计.第四版,北京: 机械工业出版社,2004年8月.

[2] 陈家瑞.汽车构造.第三版,北京: 机械工业出版社,2009年2月.

[3] 何果.关于换档顿挫感的一些浅析.汽车实用技术,2015（2）:52-275.

Questions about a light-duty truck gear binding analysis for improvement

He Guo, Si Zhiming, Xu Shun, Li Qingzhang, Ni Dong
（Anhui Jianghuai Automotive Co., d., Anhui Hefei 230601）

Evaluation method and the case of shift sense of frustration were analyzed for the truck. Multiple influencing factors affecting shift sense of frustration were presented based on the system of shifting and the vehicle layout, and proposed the improvement strategies. Through the GSA experiment and the professional driver to improve the shift performance were tested before and after analysis, to verify the effectiveness of the related conclusion.

transmission; shift; Sense of frustration; resistance

U467.5

A

1671-7988 (2017)08-194-03

何果，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.08.066