一种客车变速器控制拉线防冻装置设计

2021-04-23于秩祥

客车技术与研究 2021年2期

于秩祥

(江苏建筑职业技术学院实验实训管理处，江苏徐州 221116)

大型客车一般采用发动机后置后驱动模式，且大都采用5～6个前进挡位的手动变速器。在车头位置的变速器操纵杆与在车尾位置的变速器之间需要通过一根操纵拉线来实现变速器的控制，完成换挡操作[1]。拉线为金属钢丝，长度一般在6～8 m，拉线套外壳一般采用橡胶、塑料或尼龙材质。拉线套外壳被固定在车厢底部，钢丝拉线在拉线外壳内移动，拉线外壳与拉线之间存在一定间隙。拉线属于易损部件，需要定期更换。

1 变速器拉线存在的问题

根据某型客车使用环境进行调查发现，在环境温度0 ℃以上时使用，仅存在拉线外壳与内部钢丝磨损，磨损至一定程度时需要更换，不会发生其他问题。但当环境温度在0～-30 ℃时，客车高速行驶(挡位挂在最高挡上)，尤其在雨雪交加的气候环境行驶时，车厢内部因使用发动机冷却系统采暖，温度可以达到15～20 ℃。此时车厢底板背面会与变速器拉线外壳进行冷热交换产生水汽。由于拉线外壳与拉线存在间隙，会导致变速器拉线外壳与内部金属拉线之间形成水汽，车辆长时间高速行驶时，在低温和冷风作用下，冷空气将金属拉线和拉线外壳之间的水汽凝结冰冻在一起，导致拉线不能在拉线外壳内移动，变速器挡杆卡在某一挡位上换不了挡，行驶中存在安全隐患。

2 防冻变速器拉线设计

根据客车变速器操纵拉线存在的这一缺陷，设计一种防冻拉线，如图1所示。拉线一端1与变速器换挡杆连接，另一端10与变速器外壳操纵杆连接，整根拉线通过拉线外壳8和拉线支架2和9固定在车厢体下部。在拉线两端安装两个金属贮油器4，通过进油口单向阀3向金属贮油器4内加注润滑脂，使其注入到金属拉线5和拉线外壳8内之间的间隙内[2-5]。在拉线中间位置安装金属出油器7，用来检查和控制加入润滑脂的注入量。当整根拉线注满润滑脂并超过一定压力后润滑脂就会从出油口单向阀6溢出。

1—变速器接口； 2—变速器拉线支架； 3—进油口单向阀；4—金属贮油器； 5—金属拉线(钢丝)； 6—出油口单向阀；7—金属出油器； 8—拉线外壳； 9—变速器拉线支架;10—变速器操纵杆接口。

图2为拉线防冻装置剖面图。在润滑脂充压压力及拉线在其外壳内左右移动的作用下，钢丝拉线与拉线外壳间间隙充满润滑脂，从而有效避免了拉线与外壳间间隙形成水汽和磨损等现象。

1—进油口单向阀； 2—出油口单向阀； 3—进油口； 4—出油口；5—拉线外壳； 6—润滑脂； 7—金属贮油器； 8—金属出油器；9—金属拉线。

3 对比试验分析

试验车辆采用某型国产大型客车，发动机与变速器安装在车辆尾部，变速器为手动6挡位，采用拉线连接选换挡。参照GB/T 19055—2003《汽车可靠性试验方法》进行测试[6]。试验环境：气温0～-28 ℃，晴，微风；道路类型为城市公路和高速公路，其中城市公路占20%，高速公里占80%；路面为柏油沥青和混凝土路面，车辆行驶速度在60～100 km/h。

采用两辆同款车型进行对比试验分析。原客车变速器操纵控制装置采用传统结构，拉线外壳与金属拉线之间无法注入润滑油脂，拉线长度为7.63 m，拉线外壳材料为合成树脂软塑料。改型试验车辆拉线长度不变，变速器拉线装置采用图1所示改型结构，拉线外壳改为尼龙材料(在低温环境下具备一定弹性)，在外壳与2个金属贮油器中注满润滑脂。所加注润滑脂为合成润滑脂，适用温度为-30～180 ℃，具有抗低温、抗水性、防腐蚀、优良的摩擦性和粘附性，在宽温度范围内保持润滑性能稳定。两辆车经过3个月使用测试，车辆均行驶了40 000 km，对比数据见表1。

表1 试验对比数据

根据调查发现，原车在行驶中为避免拉线被冻住，驾驶员频繁换挡，防止拉线静止时间过长。另外，客车在环境温度低的露天长时间停放时，也存在变速器拉线冻住的情况。由于拉线与拉线外壳之间的摩擦，拉线磨损快，要频繁更换。通过优化改进的变速器拉线能完全解决上述问题，同时提高换挡的平顺性，在车辆整个寿命周期内只要定期注入润滑脂，拉线无需更换，降低了车辆使用成本。