后驅五擋變速器優化方向探討

摘要：當前，我公司供客戶的后驅五擋變速器（以下稱SC16M5系列變速器）已經發展到第六個年頭，具有換擋性能穩定、故障率低、傳動效率高等特點。從變速器近年來的發展歷程來看，變速器不是一成不變的，需要適應社會的需求進行優化改進，才能不被淘汰。本文從用戶的需求和變速器優化可行性進行分析，對SC16M5系列變速器的優化方向進行探討。

關鍵詞：SC16M5變速器；用戶需求；優化方向

1 概述

我公司供客戶的SC16M5系列變速器從2011年開始批產，便開始牢牢占據著公司生產總額的半壁江山，該系列變速器2016年產量90萬臺，2017年預計85萬臺，2017年產量預計能占到柳州公司變速器總產量的50%以上。如此高的產量，說明該變速器性能穩定，被客戶認可。變速器表現優秀，這與持續改進是分不開的。見下表，從2015年開始，我司SC16M5系列變速器進行的持續改進有8項之多，包括輸入軸油封漏油改進、五擋難掛、三四擋打齒、分離軸承異響等。所以說，不斷的持續改進，才把產品做得更好。本文針對市場的發展需求并兼顧變速器改進的可性行，對未來SC16M5系列變速器的優化方向進行探討。

2 持續改進的指導性原則

變速器持續改進的輸入一般客戶提出需求，我們公司的宗旨是一切以客戶為導向?？蛻籼岢鲂枨蟮脑蛞话惴譃閮煞N，一種是應對市場問題，另一種是自身性能需求。比如以上表提出的SC16M5C3＼＼C8輸入軸油封漏油改進，是為了應對市場問題；對于SC16M5D3提出的NVH性能、換擋性能提升，則是客戶對于整車整體性能提升的需求。了解到持續改進的指導性原則，我們才能更好的預測未來變速器的改進方向。

3 持續改進的方向探討

以下是筆者遵循持續改進原則作出的幾個改進預測。

3.1 倒擋增加同步環

同步環在變速器內起到的作用是換擋過程中減少同步器齒套和結合齒結合瞬間的沖擊，它的原理是靠同步器齒套推動滑塊，滑塊再推動同步環錐面與齒輪錐面摩擦，在摩擦力矩作用下使得同步環齒套與齒輪結合齒嚙合之前保證轉速相同，即相對靜止狀態，之后迅速嚙合，消除了換擋沖擊[1]。但目前，我公司在供客戶的SC16M5系列變速器上倒擋系統是沒有同步環的（見圖1），為什么呢？因為倒擋是在開車時比較少用的一個擋位，按照駕校理論和開車常識，掛倒擋時車輛基本上都處于靜止狀態，變速器內的五倒擋同步器齒套與倒擋結合齒也處于靜止狀態，所以不需要同步環就可以順利完成掛入倒擋動作。但隨著社會的進步，人們的思想越來開放，特別是年輕人更不想循規蹈矩，他們越來越重視自身的感官舒適性，一些司機在掛倒擋時更不會每次都刻意使得汽車靜止，所以會產生打齒聲音影響感官感受。如果能在倒擋方向增加同步環，就可以使得掛倒擋時不需要車輛靜止，同步環會產生摩擦力矩使得倒擋從動齒與同步器齒套同向轉動并順利結合。如果變速器倒擋不加同步環，可以預見，隨著人們對汽車性能需求越來越高，倒擋打齒也會成為一個投訴熱點；同時，對于車企來說，倒擋增加同步環降低了客戶的駕駛難度，倒車更任性，這也是一個賣點。從技術層面上說，增加倒擋同步環在結構上是可行的，需要更改同步器、加同步環、倒擋從動齒增加錐面（見圖2），難度不大。會增加小額成本，這需要客戶提出輸入，才可以進行更改。

3.2 機械式分離軸承改液壓分離軸承

在手動變速器結構中，分離軸承起到的作用是，推動離合器分離彈簧、切斷發動機與變速器的動力傳輸，減輕齒輪間的沖擊，以便于換擋。分離軸承一般分為兩種，一種是機械式，一種是液壓式。使用機械式分離軸承的分離系統結構比較復雜（見圖3），結構基本上由機械式分離軸承、分離撥叉、分離撥叉定位螺栓、分離搖臂、分離搖臂襯套、分離搖臂襯套卡簧組成，裝配比較繁瑣；離合系統頻繁使用，環境惡劣，高溫、異物粉塵較多，機械式分離軸承屬于開放式結構，容易使得異物侵入、潤滑不良，使得軸承容易損壞，產生分離異響、分離困難等故障。使用液壓軸承的分離系統則結構相對簡單（見圖4），僅由液壓分離軸承、分離油管和固定螺栓組成，由于液壓分離軸承集成化、全密封、液壓助推，所以工作起來分離平穩、省力、故障率低、維修方便，對于整車廠來說占空間小，更容易布置匹配當下流行的雙質量飛輪離合器系統。目前，我公司供客戶的SC16M5系列變速器僅SC16M5D3使用液壓分離軸承，其余的SC16M5C3＼＼C8＼＼B9還在使用機械式分離軸承，可以預計在將來，人們對車輛的性能要求更高，液壓分離軸承成本進一步降低時，機械式分離軸承將被液壓分離軸承取代。

3.3 增加空擋位置檢測系統

現在的汽車越來越智能化，一鍵啟動的汽車已不再稀奇。一鍵啟動最早起源于寶馬7系，但從2015年開始一鍵啟動汽車才開始流行，目前發展到上百家國內車企都開發了可一鍵啟動的汽車。一鍵啟動省去了駕駛員插入鑰匙并扭動鑰匙點火的動作，只需輕輕一按，車子便會啟動，相當具有科技感，使得汽車看起來更上檔次。手動擋汽車的一鍵啟動原理是使用了空擋位置檢測系統，空擋位置檢測系統基本上有兩類，一類是接觸式，一類是非接觸式。非接觸式在工作過程無機械接觸，不存在磨損，且感應位置準確、壽命長，被廣泛運用，所以本文只介紹非接觸式空擋位置檢測系統。

非接觸式空擋位置檢測系統其功能由空擋位置傳感器和磁鐵感應塊共同作用實現：磁鐵感應塊通過彈性銷固定在變速器換擋軸上，空擋位置感應器則固定在換擋軸附近的殼體上，換擋軸帶動感應塊移動，使空擋位置傳感器與感應塊的相對位置發生變化，傳感器內置的霍爾芯片感應磁場強度的變化，并對應當前擋位處于空擋還是在擋狀態輸出不同的電信號，再提供給整車相關系統判斷是否處于空擋，從而實現整車一鍵啟動的功能[2]。非接觸式空擋位置檢測系統的結構如圖5所示。換擋時磁鐵感應塊轉動不同的角度，使得傳感器輸出高電平或低電平信號。掛空擋時，磁鐵感應塊正對傳感器，傳感器輸出高電平；掛進擋時，磁鐵感應塊斜對傳感器，傳感器輸出低電平。工作原理如圖6所示。

當前我們公司SC16M5系列變速器都沒有匹配一鍵啟動的汽車，這是一個發展方向。要改一鍵啟動并不難，需要解決的是如何將空擋位置檢測系統植入，我公司的SC16M5D系列產品操縱蓋總成屬于縱向結構，選換擋軸系統工作區域的空間較大（見圖7），可以把磁鐵感應塊安裝在選換擋軸上，位置傳感器裝在空間外圍的軸承箱上。SC16M5B＼＼C系列的操縱蓋總成則比較緊湊（見圖8），需加長選換擋軸并拓展操縱蓋殼體空間，才能增加空擋位置檢測系統。

4 結語

以上是筆者從用戶需求和變速器優化可行性的角度，對公司SC16M5系列變速器的優化方向的簡單探討，這些優化方案比較簡單，當下也比較常見。這些優化在技術層面上是沒有問題的，一切以客戶的需求為導向才可以進行更改。

參考文獻：

[1]劉惟信.汽車設計[M].北京：清華大學出版社，2012.

[2]鄭立朋，柳見喜，徐雷.手動變速器空擋位置傳感器在智能啟停系統中的應用[D].北京：第六屆國際汽車變速器及驅動技術研討會論文集，2014.

作者簡介：覃新傳（1986），男，壯族，廣西壯族自治區來賓人，本科，研究方向：乘用車后驅變速器開發。