一種輕卡變速器分離卡滯故障分析與改進

費逢宇 權雙璐

摘 要：變速箱是輕卡重要的傳動部件，起到分離/切斷動力，改變傳動比的作用。文章分析了一種分離卡滯的故障，并提出一種解決方案，以此來降低分離卡滯故障率，提高整車舒適性、安全性。

關鍵詞：輕卡;分離卡滯;潤滑

中圖分類號：U463.212 文獻標識碼：A

0 引言

變速器是卡車中的一種核心裝備，是汽車傳動系統的重要部件，其主要功能是保證動力的輸入、輸出和改變轉速，實現不同檔位下安全可靠的傳遞動力。由于結構極其精密、工作環境惡劣、動作次數較為頻繁等因素，所以這也是容易出現故障原因之一。國產輕卡變速器多采用的是機械齒輪式變速器。機械齒輪式變速器由變速傳動機構和操縱機構兩大部分組成。變速器常見故障有自動脫擋、分離卡滯、亂擋、異響等。變速器產生故障后，由于不能正常實現變速，易造成車輛行駛困難，并影響行車的安全性。其中變速器分離卡滯故障是最為常見的故障之一，主要故障表現為司機在踩下離合踏板至離合器徹底分離過程匯總存在分離不暢、卡滯等情況，一旦變速器分離卡滯將造成分離舒適性差、分離不徹底、甚至造成無法換擋危及整車行駛安全，因此及時發現故障并在設計初進行改進對保障行車安全具有重要意義。

目前市場有一款輕卡專用變速器，設有8個前進檔，采用主副箱、全同步器/滑套結構。操縱簡便，成本低，銷售前景好。但在用戶使用過程中分離系統出現分離卡滯，分離搖臂斷裂等故障。針對該故障情況，本文對問題變速器進行了拆解，并且通過分析和理論計算查明了分離卡滯故障原因，進而提出了有效的解決措施和優化方案。

1 分離卡滯故障原因分析

如圖1所示，給出了客戶反饋的某型輕卡變速器分離搖臂斷裂故障圖。從圖中可看出，由于變速器分離卡滯導致分離搖臂受力過大從而發生分離搖臂斷裂故障。分離搖臂斷裂將導致汽車換擋失效，嚴重影響汽車的正常行車安全。本文通過對故障車輛的拆解分析，從多方面對該型減速器分離卡滯進行了故障分析，并最終確定了故障原因和改進方案。

1.1 分離搖臂材質分析

如圖2所示給出了該型輕卡變速器分離搖臂桿剖面圖。該分離搖臂材質為ZG310-570/45鋼，該材料為各類搖臂常用材料，設計合理，搖臂斷裂與搖臂本身材質及成型方式無關。

1.2 變速器結構分析

該分離搖臂及撥叉軸為某型變速器常用結構，某車型自開發之初即采用該結構。經查此次故障件為了適應整車快速裝配需求，調整了變速器的部分結構，將撥叉軸伸出距離由263 mm改為215 mm，搖臂偏移距離相應由24 mm改為71 mm，圖3給出了調整后的分離搖臂及其撥叉軸結構。變速器結構改變可能是變速器分離卡滯故障的原因之一。

1.3 其他分析

根據實驗分析普通車型離合器分離力為5 500 N，而故障車型離合器分離力為6 000 N，變速器分離搖臂處所受分離力較傳統結構大500 N，原分離搖臂結構強度可能不滿足新型離合器分離力需要。

綜上，該型變速器出現分離卡滯，分離搖臂斷裂故障的可能原因是：為了適應新型離合器設計需要，變速器結構進行了改進，加之新型離合器所需分離力增大，分離搖桿強度不能滿足設計要求。

2 分離卡滯優化設計方案

2.1 變速器結構優化設計

2.1.1 變速器分離結構優化

考慮到新型變速器分離搖臂與撥叉軸強度不足的問題，在原有結構的基礎上對分離搖臂及撥叉軸進行了優化設計，優化前和優化后結構對比如圖4所示，其中搖臂偏離距離由71 mm變為37 mm，撥叉軸軸徑由20 mm變為25 mm。圖4給出了分離搖臂在分離力作用下的結構改進前后的有限元仿真分析結果，從仿真結果看優化后的搖臂最大應力為500 MPa比優化前的1 192 MPa大幅縮小，該應力滿足材料許用應力值，表明改進后的分離搖臂強度有所提升，可滿足新型離合器分離力的需要。

此外，為了避免由于撥叉軸與殼體之間由于摩擦力過大造成的分離卡滯故障，將撥叉軸與殼體之間配合零件由襯套改為滾針軸承，外徑及長度尺寸相應調整，具體調整方案如圖5所示。

2.1.2 變速器潤滑結構優化

為了有效解決分離卡滯問題，在分離撥叉軸原有潤滑結構的基礎上，在撥叉軸輸出端處再加入一個潤滑脂加注口。該結構已在新型變速器上實現并投產。

2.2 整車保養里程優化

為有效避免分離卡滯故障，需對整車保養里程進行優化，縮短走合保養里程并嚴格按照新車型變速器箱保養手冊要求對撥叉軸處加注潤滑油脂，具體要求為：

（1）加注要求：加注前應先清潔潤滑脂嘴及所需潤滑部位，再加注潤滑脂;加注后應擦去多余部分，若裝有油嘴壺，請按原樣蓋好。

（2）潤滑脂推薦型號：二號工業鋰基潤滑脂。

（3）加注潤滑脂部位及保養里程要求如下表：

3 結論

本文以論文以市場上專門匹配中輕型卡車的某型變速器由于匹配新型離合器導致的分離卡滯故障為例，分別從分離搖臂材質、加工工藝及檢測、變速器分離結構等方面對故障產生的原因進行了分析，確定故障導致的主要原因為變速器分離結構強度不足。之后分別從變速器分離結構優化、變速器撥叉軸潤滑結構優化以及整車保養里程方案優化三方面進行了變速器優化，該優化方案現已投產并安裝在整車中，目前客戶反應良好，未再發生分離卡滯故障。

參考文獻：

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