卡车助力式换挡定位操纵器开发与研究

邹本惠, 李树成, 张仁国，张志欧，宋志杰

(一汽解放青岛汽车有限公司研发部,山东青岛 266043)

0 引言

随着卡车工业的发展，驾驶员对车辆变速操纵舒适性也提出了更高的要求。目前卡车变速操纵机构普遍存在换挡方向空行程大、换挡平顺性一般的问题，与乘用车相比还存在较大差距。许多卡车生产商家已经进行了相应的操纵机构改进工作。操纵器作为驾驶员手部直接接触的部件，改进后对于提升挡位清晰度与换挡平顺性较为明显，助力式换挡定位操纵器的开发可以一定程度上提升上述两项性能。

本文作者以一款卡车A为例，对助力式换挡定位操纵器的开发过程及评价方法进行了阐述。

1 操纵机构现状

1.1 机构构成

A车辆为重型载货车，变速操纵机构主要包括操纵器、变速软轴及变速器，见图1。挡位标牌如图2所示。

操纵器采用球铰式，具有选挡方向定位簧，但无换挡方向定位簧，具体结构见图3。

图1 操纵机构

图2 挡位标牌

图3 操纵器

1.2 机构舒适性

该操纵机构为某公司成熟且使用多年的机构，但近些年随着用户对整车操纵舒适性的提高，结构及性能就略显不足。经过该公司专业设备的评测，该机构变速操纵舒适性如下。

(2)换挡向余隙偏大；

图4中带圆圈数字代表手柄的静态挡位位置。

选换挡轨迹位为从空挡位置到相应挡位、再回到空挡的轨迹，分为进挡线1和回挡线2。

(1)挡位排布较正，选换挡力对称性好，前后排挡换挡位移对称性好；

根据图4中所示的选换挡力值彩谱，可以得知挡位轨迹所对应的操纵力力值范围。

结果评价：

这份犹如不平等条约般的声明吸引了众多好奇的申请者，包括我，不可否认也许这是一个并不高明的宣传手段，但是它成功了。

(2)选换挡轨迹线重合度较差。

图4 静态挡位位置与选换挡轨迹(优化前)

依据图12及表5，结果评价：选挡向余隙均值下降9.7%，换挡向余隙均值下降85.5%，挡位清晰度大幅提高。

种植体植入术前，109例患者受植区颌骨HU值为409.47～1179.98，不同受植区域颌骨HU值由高到底依次为：下颌前牙>下颌后牙>上颌前牙>上颌后牙；受植区术前颌骨HU值男、女分别为739.03±162.93、755.54±161.06(P>0.05)。经Kruskal-Wallis U检验，下颌种植区域的HU值及ISQ值均显著高于上颌(P<0.05)；不同区域的ISQ值均为种植体植入后12周显著高于术后即刻(P<0.05)(表2)。

挡位余隙是指手柄挂入各挡位后的自由空间，见图5。

图5 挡位余隙(优化前)

依据图5及表1，结果评价：选挡向余隙均值24.86 mm，换挡向余隙达到31.25 mm，换挡向余隙偏大。

宝宝总是率性而为，想怎么做就怎么做。那么，面对一些生活常规的事，宝宝不愿意去做时，你该怎么办？例如：该吃饭的时候不好好吃饭、不愿意洗澡或不让父母洗头发、睡觉时间到了却坚持要玩这个玩那个。

表1 挡位余隙数据(改进前) mm

1.2.3 选挡性能

(4)左向刚度偏小。

标记2所标记的拐点位置为1/2挡所对应的挡口位置；

标记3为选挡最右侧的拐点位置，也就是5/6挡所对应的挡口位置；零点位置为3/4挡口位置。

依据图6及表2，结果评价：

(1)选挡进程线重合度较差，且1/2挡口处曲线杂乱，挡口不清晰。

(2)左侧空挡回挡力为4 N,右侧空挡回挡力接近于0，基本实现自动回位。

(3)R挡选挡力小于110 N，其余挡口间选挡力小于65 N，满足技术要求。

3) CTV不具备储油功能，但能航行，能调配到邻近的FPSO所在位置或其他海域作业，具有强大的动力定位能力，与FPSO之间无缆绳连接，与常规油船之间采用单点系泊，通过油管卸油。

图6 选挡性能曲线(优化前)

表2 选挡性能测试结果(优化前)

1.2.4 静态换挡性能

下面以1挡为例，其静态换挡性能曲线见图7。

建筑劳务企业作为推动我国经济发展的重要支柱之一，理所当然应当受到国家的高度重视。为了推动建筑劳务企业的发展，国家应当紧跟时代步伐，不断完善建筑相关的法律法规，从而规范建筑劳务企业可能出现的种种不良行为，并为他们提供相应的发展方向。建筑劳务企业也应当在满足法律法规的前提下，制定符合自身发展需要的内部规章制度，从而为自身的发展提供制度保障。建筑劳务企业可以建立内部激励机制、质量保障机制以及实名制管理等，这些制度的建立都能够有效提高工作效率以及工作质量，实现自身的可持续发展。

(1)最大入挡力与出挡力合适，小于80 N，满足技术要求。

(2)入挡后吸入感一般。

从舆论反应看，不少人在为此叫好的同时也表示出疑虑：辽A09取消了，今后这些车会不会以其他“特殊牌照”形式出现？该如何彻底堵住“特权车”的行驶空间？

图7 1挡静态换挡性能曲线

表3 静态换挡性能测试结果 N

1.2.5 系统刚度

系统刚度分为选挡向和换挡向刚度，曲线分别见图8、图9。

2.3 无形成果 圈员自品管手法、解决问题的能力、沟通协调能力、责任心、自信心、积极性、团队凝聚力及和谐度共8项对QCC实施前后进行评分，每项每人最高5分，最低1分，经统计对比，各项总分及平均分提高明显，见图5。

图8 选挡向刚度曲线

图9 换挡向刚度曲线

图8中，左向系统刚度为4.88 N/mm，右向系统刚度为5.25 N/mm。

图9中，前向系统刚度为7.97 N/mm，后向系统刚度为5.64 N/mm。

综合来看4个方向的刚度只有左向刚度小于5 N/mm，其余满足技术要求。

老道呵呵一笑，摆手说道：“客爷你有所不知，这批玉器可是非你莫属。你看这些玉器心中躁动，正是你们有缘才能有所交感啊。你先别急，缘由得从半年前说起。”说着他一指王祥，“这些玉器原本是他家的藏物。他家在农村，日子过得也挺滋润。哪知道半年前，他们村子突然出了一连串怪事。”

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2 部件优化

从评测的结果来看，有以下几方面影响了变速操纵舒适性：

(1)选换挡轨迹线重合度较差；

1.2.1 静态挡位位置与选换挡轨迹

(3)换挡吸入感一般；

图6中标记1为选挡最左侧的拐点位置，也就是R挡所对应的挡口位置；

从公司的以往对标结果可以看出，变速器及软轴的性能水平已经处于行业前列，但操纵器多年未予改进，需要全方位的提升。改进项目见表4。

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表4 操纵器改进项目

改进后的操纵器即助力式换挡定位操纵器见图10。

2.3 免疫组化结果比较 结果显示ABCG2阳性染色呈棕色，大多分布在胞浆内，部分在胞膜，见图2。采用IPP 6.0(Image-Pro Plus)分析系统及GraphPad Prism 5绘图软件得出IOD值，然后用SPSS 17.0软件处理数据。因方差齐性，采用LSD法组间对比，四组之间两两比较差异均有统计学意义(P<0.05)。与对照组相比，阿霉素组ABCG2蛋白表达较高，苦参素组和联合组中 ABCG2蛋白水平明显下降，见表2。

图10 助力式换挡定位操纵器

该操纵器的定位机构消除了换挡向余隙，提升了挡位清晰度，同时助力面的作用在于操纵杆越过定位槽顶部后，杆轴向的压力压到助力面后，助力面对杆有反作用力，起到助力作用，轮式定位机构可以降低摩擦力，相应的选挡方向的球面不增加阻力。但需要注意的是，换挡定位簧的采用必然增大换挡力，所以相应地减小变速器自锁簧刚度，维持换挡力数值。改进后的操纵舒适性评测见下一节。

所有挡位测试结果见表3，结果评价：

3 优化后舒适性评测

3.1 静态挡位位置与选换挡轨迹

优化后静态挡位位置与选换挡轨迹如图11所示。

结果评价：

(1)挡位排布较正，换挡力对称性好，前后排挡换挡位移对称性较好；

(2)选换挡轨迹线重合度较好。

图11 静态挡位位置与选换挡轨迹(优化后)

3.2 挡位余隙

1.2.2 挡位余隙

图12 挡位余隙(优化后)

表5 挡位余隙数据(改进后) mm

3.3 选挡性能

依据图13及表6，结果评价：

(1)选挡进程线重合度提高，且1/2挡口处拐角尖锐，挡口清晰度提高。

(2)两侧空挡回挡力为0，自动回位性好。

(3)R挡选挡力小于110 N，其余挡口间选挡力小于65 N，满足技术要求。

图13 选挡性能曲线(优化后)

表6 选挡性能测试结果(优化后)

3.4 静态换挡性能

下面以1挡为例，优化后静态换挡性能曲线，见图14。

所有挡位测试结果见表7，结果评价：

(1)各挡最大入挡力较为接近，均值减小7.9%；最大出挡力均值减小2.7%；

(2)入挡及出挡吸入感均有提高，且入位更为精准。

图14 1挡静态换挡性能曲线(优化后)

表7 静态换挡性能测试结果 N

3.5 系统刚度

图15、图16中：左向系统刚度为5.57 N/mm，提高14.1%，右向系统刚度为5.41 N/mm，提高3.0%；前向系统刚度为8.75 N/mm，提高9.8%；后向系统刚度为22.57 N/mm，提高300%。

人才培养是国家重要的战略资源储备。“一带一路”倡议视野下国际贸易法律复合人才法律英语教学的开展，需要高校明确国际贸易法律复合人才培养法律英语教学理念，加快教学师资队伍建设，增加教学设施投入，推进教学实践与应用，培养国际贸易法律复合应用型人才，为我国国际贸易实务发展提供优质的人力资源供给，推进“一带一路”倡议向纵深推进。

图15 选挡向刚度曲线(优化后)

图16 换挡向刚度曲线(优化后)

对于优化后的系统，除了舒适性评测外，还需要进行CAE力学分析，具体详见下一节。

例3：Securities laws require companies to treat all shareholders reasonably equally.

4 优化后CAE分析

由于操纵器为受力部件，特别是动态换挡时受力更大，CAE力学分析是必要的，见图17—图21。

图17 换挡臂分析结果

图18 角形臂分析结果

图19 底座分析结果

图20 心轴分析结果

图21 纵杆分析结果

CAE分析结果显示：部件的最大应力σ/屈服极限σs均大于1.4，操纵器的各部件材料及结构均满足力学性能要求。

5 结论

通过对原操纵机构结构及操纵舒适性的评测及分析，明确了操纵器的改进方向，确定了提升挡位清晰度、换挡吸入感、增大系统刚度为主要工作目标。通过增加换挡定位机构及助力面，提升了挡位清晰度及换挡吸入感；通过操纵杆的再造型提升了系统的刚度，并且相关舒适性指标的提升通过评测有所体现；CAE分析结果也从理论上验证了操纵器的力学性能。此外，为了验证操纵器的可靠性，操纵器通过整车坏路8 000 km、山路3 000 km、高速6 000 km实验验证了操纵器及机构的可靠性，且路试后性能未有明显衰减，验证了前述相关结论和优化策略的有效性。