某輕型貨車檔位清晰度的分析與改進(jìn)

司志明

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

引言

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，各類交通工具呈現(xiàn)爆發(fā)式的增長(zhǎng)，道路交通越發(fā)的擁堵，輕型卡車作為長(zhǎng)短途運(yùn)輸?shù)闹髁姡疾ㄓ谏虉?chǎng)、集市等各種復(fù)雜的道路環(huán)境中，駕駛員需在較小的場(chǎng)地頻繁的切換前進(jìn)檔、倒擋，疲勞、注意力分散，加上輕型卡車的換檔力相對(duì)較大，檔位不清晰，特別是六檔變速器車型，易發(fā)生誤掛倒擋和一檔的問題。為了改善客戶的選換擋舒適性，提升檔位清晰度，本文對(duì)輕卡六檔變速器檔位不清晰問題進(jìn)行了分析和整改。

1 現(xiàn)狀及原因分析

對(duì)于匹配六檔變速器的乘用車來說，通常會(huì)在換檔器上根據(jù)變速器選檔行程設(shè)置R 檔（倒檔）鎖止機(jī)構(gòu)（圖1），選1/2 檔時(shí)，向駕駛員方向搬動(dòng)手柄至最左，選R 檔時(shí)提起鎖止塊（或下壓手柄），使其越過R 檔擋塊才能繼續(xù)往R 檔方向選檔，檔位清晰。

圖1 帶倒檔鎖的換檔器

而對(duì)于輕型卡車（或中、大型客車），由于其較長(zhǎng)的選換檔拉索（通常在3m 左右），從變速器選檔搖臂到換檔器位置的行程損失及衰減導(dǎo)致變速器實(shí)際1/2 檔位置與換檔器設(shè)計(jì)1/2 檔位置不一致（偏左或偏右）（圖2），無法換檔。

圖2 檔位排布圖

對(duì)車輛進(jìn)行換檔軌跡測(cè)試，靜態(tài)換檔軌跡如圖3，可見換檔軌跡分散，重合度差，特別是1/2 檔，掛入1/2 檔的位置離散，導(dǎo)致駕駛者無法確定所掛入檔位——檔位不清晰。原因?yàn)槭直恢眠x檔間隙過大，該間隙由變速換檔系統(tǒng)中的各個(gè)部件間隙累加產(chǎn)生。

a、變速器選檔間隙：通常內(nèi)選檔撥頭兩側(cè)設(shè)計(jì)有壓縮狀態(tài)的回位彈簧，無法自由活動(dòng)，此處間隙可忽略。

b、拉絲：拉絲靠芯軸與護(hù)管襯套的摩擦產(chǎn)生位移及傳遞力，芯軸和護(hù)管必然存在間隙，以便減小阻力（及涂抹潤(rùn)滑脂），由此產(chǎn)生的間隙相對(duì)較大。

圖3 某輕卡車換檔軌跡

c、拉絲固定支架：在拉絲運(yùn)動(dòng)中發(fā)生變形，從而產(chǎn)生間隙。

d、操縱機(jī)構(gòu)：放大拉絲傳遞來的位移（間隙）和自身旋轉(zhuǎn)球與球碗、選檔臂與選檔鉤的間隙。

結(jié)論如下：1、換檔軌跡重合度差，分散；2、檔位不清晰，R 檔與1/2 檔部分交叉。

2 改進(jìn)過程

2.1 改進(jìn)措施

減小檔位間隙，提升換檔軌跡重合度，選換檔過程間隙由如下部件產(chǎn)生：

a、操縱機(jī)構(gòu) b、拉絲 c、變速器d、選檔拉絲固定支架

2 增加R 檔與1/2 檔識(shí)別度：即用戶可以清晰的識(shí)別移動(dòng)手柄過程中所處的檔位。

（1）增加檔位鎖止機(jī)構(gòu)

由于輕卡變速器端選檔行程相對(duì)較大，拉絲較長(zhǎng)，布置路徑中受各類管路、支架影響，布置位置變化大，引起拉絲連接端尺寸有變化△l，經(jīng)操縱機(jī)構(gòu)放大，導(dǎo)致如圖2 所示的位置不準(zhǔn)，同時(shí)由于選檔力相對(duì)較大，對(duì)操縱機(jī)構(gòu)剛度、強(qiáng)度要求高，易引起早起磨損，進(jìn)而失去鎖止功能，故不予使用（市場(chǎng)上也未發(fā)現(xiàn)有使用該結(jié)構(gòu)的輕卡車型）。

（2）提升R 檔“靠背感”

乘用車是用倒擋鎖來幫組駕駛員識(shí)別1/2 檔位置，選檔過程中選至此位置時(shí)受到阻擋，選檔力急速上升行程停止，選檔力/行程曲線如圖4。

圖4 某乘用車選檔曲線

基于本文開始的分析，輕卡無法在操縱機(jī)構(gòu)上使用R 檔鎖止機(jī)構(gòu)，我們可以采用選至1/2 位置時(shí)選檔力急速上升的方案來幫助駕駛員來識(shí)別1/2 檔，具體方案如圖5，在撥頭上部設(shè)計(jì)一阻力坡，增加R 檔限位彈簧、鋼球，在選1/2、5/6 檔時(shí)，鋼球在同一平面上滾動(dòng)，由于彈簧無壓縮變化，無額外選檔力產(chǎn)生，當(dāng)選至R 檔位置時(shí)，鋼球開始爬坡，選檔力急速增大，體現(xiàn)到駕駛員的感覺為：選檔到位，停止選檔，從而識(shí)別此位置為1/2 檔到位位置。

圖5 選檔機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖

當(dāng)駕駛員欲選取R 檔時(shí)，需用較大力來克服彈簧爬坡壓縮產(chǎn)生的力，當(dāng)完成爬坡后，選檔力降低，選至極限位置（R檔）后，力再次上升，選檔到位。

3 效果確認(rèn)

圖6 選檔軌跡圖（改進(jìn)前）

圖7 選檔軌跡圖（改進(jìn)后）

改進(jìn)前/后輕卡選檔力/行程軌跡如圖6、圖7，從軌跡圖上可以看出，改進(jìn)后檔位清晰，主觀評(píng)價(jià)及市場(chǎng)驗(yàn)證均認(rèn)可此項(xiàng)改進(jìn)。

4 結(jié)論

通過以上改進(jìn)，實(shí)車測(cè)試及評(píng)價(jià)檔位清晰度明顯提升，達(dá)到改進(jìn)目標(biāo)，此改進(jìn)方案可以作為卡車、客車等不適合在 操縱機(jī)構(gòu)上設(shè)計(jì)倒檔鎖止機(jī)構(gòu)車型的選檔改進(jìn)方案，同時(shí)該方案易于實(shí)施且改動(dòng)成本較低。