中型商用车软轴操纵系统开发设计与应用

安俊龙，于龙，辛晓鹰，王琦，张陇平

设计研究

中型商用车软轴操纵系统开发设计与应用

安俊龙，于龙，辛晓鹰，王琦，张陇平

（陕西重型汽车有限公司汽车工程研究院，陕西 西安 710200）

文章对变速器软轴操纵系统的开发设计、计算分析及应用情况进行简单介绍。开发建立软轴操纵系统的设计应用体系，为新车型操纵系统的设计提供开发依据和技术支持。

软轴操纵系统；选挡性能；换挡性能；中型商用车

引言

随着驾驶员群体逐渐年轻化，整车驾驶操作性能要求日益苛刻。换挡操纵系统作为车辆操作的一部分[1]，是执行驾驶员命令、实现车辆选、换挡操控的装置，其性能的好坏对车辆的操控性、平顺性、舒适性、动力性、经济性都有直接的影响。为确保操纵系统的满足驾驶员操作需求，操纵装置的开发设计过程就尤为重要[2]。

1 某中型汽车软轴系统计算分析

1.1 操纵器杠杆比计算

通过运动原理分析，此操纵设计杠杆比选挡杠杆比i1公式如下[3]：

式中：i1—选挡杠杆比；X1—选挡时手柄球旋转半径；X2—选挡摇臂连接孔中心距；X3—选档轴与软轴连接孔中心距； X4—选档摇臂孔位中心距。

图1 操纵器选挡杠杆示意图

通过运动原理分析，此操纵器换挡杠杆比i2公式如下[3]：

式中：i2—换挡杠杆比；X5—换挡时手柄球旋转半径；X6—换挡摇臂半径。

图2 操纵器换挡杠杆示意图

1.2 手柄球选换挡力计算分析

根据此软轴操纵系统设计的选挡杠杆比i1，换档杠杆比i2；通过计算分析，手柄球端选、换挡力计算公式[3]如下：

式中：F3—手柄球端选档力，F4—换挡力为，η负—软轴负载效率。

1.3 手柄球选换挡行程计算分析

若此中型车匹配国内某变速器（双杆操作）,变速器摇臂端的性能指数详见表1：

表1 摇臂端选换挡参数

根据此软轴操纵系统设计的选挡杠杆比i1，换档杠杆比i2；通过计算分析，手柄球端选、换挡行程计算公式[3]如下：

式中： L3—手柄端选档行程，L4—手柄端换档行程, L1—摇臂端选档行程， L2—摇臂端换档行程，η行—软轴行程效率。

其中变速器选换挡行程计算公式[3]为：

2 三维模型建立

根据计算分析及某中型车的数模搭建，将此变速器操纵系统三维模型布置如下：

图3 变速器软轴操纵三维模型示意图

3 装配验证及试验测试

通过装配验证，确认此软轴系统设计装配关系合理，满足车辆装配工艺[4]。

通过试验测试变速器摇臂端及手柄球端选换挡性能，确认此变速器操纵系统选换挡性能满足设计中型设计标准，而且符合企业标准中换挡性能的指标评价范围[5]。

4 结论

本文通过对软轴操纵系统理论计算分析，将操纵系统杠杆比、手柄球端换挡性能计算关系式搭建出来，并完成三维数模设计、通过装配验证及试验测试确认此变速器选换挡性能达到最佳状态，并确认操纵系统的设计满足中卡设计标准。

[1] 陈家瑞.汽车构造.北京∶机械工业出版社,2002.

[2] 王望予.汽车设计.北京∶机械工业出版社,2004.

[3] 孙训方等.材料力学.北京.高等教育出版社,2009.

[4] 陈心赤等.汽车装配工艺编制与质量控制.重庆.重庆大学出版社.2011.

[5] 何耀华.汽车试验技术.北京.机械工业出版社,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

安俊龙，（1986-）助理工程师，就职于陕西重型汽车有限公司汽车工程研究院，主要从事变速器系统设计开发工作。