中型商用車軟軸操縱系統開發設計與應用

安俊龍，于龍，辛曉鷹，王琦，張隴平

設計研究

中型商用車軟軸操縱系統開發設計與應用

安俊龍，于龍，辛曉鷹，王琦，張隴平

（陜西重型汽車有限公司汽車工程研究院，陜西 西安 710200）

文章對變速器軟軸操縱系統的開發設計、計算分析及應用情況進行簡單介紹。開發建立軟軸操縱系統的設計應用體系，為新車型操縱系統的設計提供開發依據和技術支持。

軟軸操縱系統；選擋性能；換擋性能；中型商用車

引言

隨著駕駛員群體逐漸年輕化，整車駕駛操作性能要求日益苛刻。換擋操縱系統作為車輛操作的一部分[1]，是執行駕駛員命令、實現車輛選、換擋操控的裝置，其性能的好壞對車輛的操控性、平順性、舒適性、動力性、經濟性都有直接的影響。為確保操縱系統的滿足駕駛員操作需求，操縱裝置的開發設計過程就尤為重要[2]。

1 某中型汽車軟軸系統計算分析

1.1 操縱器杠桿比計算

通過運動原理分析，此操縱設計杠桿比選擋杠桿比i1公式如下[3]：

式中：i1—選擋杠桿比；X1—選擋時手柄球旋轉半徑；X2—選擋搖臂連接孔中心距；X3—選檔軸與軟軸連接孔中心距； X4—選檔搖臂孔位中心距。

圖1 操縱器選擋杠桿示意圖

通過運動原理分析，此操縱器換擋杠桿比i2公式如下[3]：

式中：i2—換擋杠桿比；X5—換擋時手柄球旋轉半徑；X6—換擋搖臂半徑。

圖2 操縱器換擋杠桿示意圖

1.2 手柄球選換擋力計算分析

根據此軟軸操縱系統設計的選擋杠桿比i1，換檔杠桿比i2；通過計算分析，手柄球端選、換擋力計算公式[3]如下：

式中：F3—手柄球端選檔力，F4—換擋力為，η負—軟軸負載效率。

1.3 手柄球選換擋行程計算分析

若此中型車匹配國內某變速器（雙桿操作）,變速器搖臂端的性能指數詳見表1：

表1 搖臂端選換擋參數

根據此軟軸操縱系統設計的選擋杠桿比i1，換檔杠桿比i2；通過計算分析，手柄球端選、換擋行程計算公式[3]如下：

式中： L3—手柄端選檔行程，L4—手柄端換檔行程, L1—搖臂端選檔行程， L2—搖臂端換檔行程，η行—軟軸行程效率。

其中變速器選換擋行程計算公式[3]為：

2 三維模型建立

根據計算分析及某中型車的數模搭建，將此變速器操縱系統三維模型布置如下：

圖3 變速器軟軸操縱三維模型示意圖

3 裝配驗證及試驗測試

通過裝配驗證，確認此軟軸系統設計裝配關系合理，滿足車輛裝配工藝[4]。

通過試驗測試變速器搖臂端及手柄球端選換擋性能，確認此變速器操縱系統選換擋性能滿足設計中型設計標準，而且符合企業標準中換擋性能的指標評價范圍[5]。

4 結論

本文通過對軟軸操縱系統理論計算分析，將操縱系統杠桿比、手柄球端換擋性能計算關系式搭建出來，并完成三維數模設計、通過裝配驗證及試驗測試確認此變速器選換擋性能達到最佳狀態，并確認操縱系統的設計滿足中卡設計標準。

[1] 陳家瑞.汽車構造.北京∶機械工業出版社,2002.

[2] 王望予.汽車設計.北京∶機械工業出版社,2004.

[3] 孫訓方等.材料力學.北京.高等教育出版社,2009.

[4] 陳心赤等.汽車裝配工藝編制與質量控制.重慶.重慶大學出版社.2011.

[5] 何耀華.汽車試驗技術.北京.機械工業出版社,2010.

The system design and application development of medium commercial vehicle flexible shaft control system

An Junlong, Yu Long, Xin Xiaoying, Wang Qi, Zhang Longping
( Shaanxi Automoblie Group CO., Ltd Institute of Automotive Engineering R&D, Shaanxi Xi'an 710200 )

This paper briefly introduces the development design, calculation analysis and application of the gearbox's flexible shaft control system. The design and application system of flexible shaft control system is developed to provide the development basis and technical support for the design of the control system of the new models.

Flexible shaft control system; Choose blocking performance; Shift performance; Medium commercial vehicle CLC NO.: U462.1 Document Code:A Article ID: 1671-7988 (2017)16-10-02

U462.1

A

1671-7988 (2017)16-10-02

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2017.16.004

安俊龍，（1986-）助理工程師，就職于陜西重型汽車有限公司汽車工程研究院，主要從事變速器系統設計開發工作。