GSA测试在重卡选换挡性能提升中的应用

丁元俊，倪西春

（安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230601）

引言

GSA测试(Gear Shift Analysis)，又称换档性能测量评估系统，通过对换档球头或变速器选换档摇臂端的力、行程、加速度等重要参数的实时测量、分析，从选换档力（行程）、系统刚度、自由间隙和动态换档等方面系统性的评价整车的选换挡性能。该方法将驾驶员的主观感受通过客观数据进行解释，为系统的选换档性能改善提供有力的数据支持。

1 现状描述

某款重卡4×2载货车匹配6档变速器，在市场上多次收到客户投诉，反馈挂档时档位不好找、爬坡时档位难挂等问题。为了能准确找到问题的根源，采用GSA设备对一台样车进行测量，并系统的评价该车变速操纵系统的各项性能。

图1

图2

1.1 档位清晰度

H门测试是评价档位清晰度的重要指标。对换档手柄处的选换挡轨迹进行测量，得到该车的H门。可以看出，挡位静态间距较小，H门重叠，且覆盖相邻档位自由间隙区域，档位清晰度表现很不好。

1.2 静态选换挡

图3

从上面的测试数据可以看出：

（1）静态换挡力大小适中，极差值为14N；

（2）换挡行程大小适中，范围90mm～110mm，极差值为20mm；

（3）选挡力及行程大小适中，且对称性较好。

1.3 自由间隙

自由间隙的大小，直接影响着选换挡的准确性。一般推荐自由间隙(换档×选档，mm)控制在30×15是比较优秀的。

图4

该车各档位的自由间隙普遍偏大，对换挡准确性的影响较大，也是客户反馈不好找档位的现象基本相符。

1.4 动态换档

从上面测试可以看出，3档→2档、2档→1档时同步冲量明显偏大，同步时间偏长，这说明同步器的容量不足，不能及时完成同步，导致驾驶员感觉难换档。

图5

1.5 小结

从该车的GSA测试可以看出，主要问题集中在：

（1）自由间隙偏大，H门重叠严重，导致档位不清晰；

（2）同步器容量不足，导致同步时间长、换挡力较大。

2 方案优化

通过GSA测试找到问题的关键点之后，有的放矢，就可以非常有针对性的制定解决措施。一般来说，自由间隙偏大的问题主要通过减小变速操纵系统(换挡器、软轴)的间隙来解决；同步容量不足的问题主要通过增大同步器的同步能力来解决。

2.1 换挡器的优化

由目前使用的球碗式操纵杆修改为关节轴承式操纵机构，自由间隙由≤4mm提高到≤2mm。

图6

2.2 软轴的优化

护套内衬管材料由PE改为PTFE，提高传递效率。护套内径改小，减少护套与芯线之间的间隙从而降低软轴的空行程0.7～1.0mm。

图7

2.3 变速器的优化

由目前的双锥同步器改为双锥同步器，大幅增加同步能力。

图8

3 方案应用

将新结构的换挡器、软轴和变速器更换到样车上，重新进行GSA测试，主要关注档位清晰度、自由间隙和动态换档的同步容量。

3.1 档位清晰度

从H门测试可以看出，档位清晰度有了明显的改善。

图9

3.2 自由间隙

自由间隙有了大幅度减小，基本满足30×15的要求，比较优秀。

图10

图11

3.3 动态换档

同步器同步容量的提升明显，动态换档的的同步冲量明显减小。

3.4 小结

通过以上有针对性的整改措施，该车的选换挡性能有了明显的提升，投入市场后，驾驶员普遍反映良好，市场投诉量大幅度下降。

4 结束语

GSA测试用客观数据解释主观评价现象，能够将驾驶员的主管感受量化为客观数据，可以很好的指导改进措施的制定，节省大量的时间和资源，具有不可比拟的优势。该测试在乘用车已经有了广泛的应用，在重卡选换挡性能提升中也将发挥越来越重要的作用。

参考文献

[1] 王望予.汽车设计[M].机械工业出版社.

[2] 陈家瑞.汽车构造[M].机械工业出版社.