一种轻卡变速器分离卡滞故障分析与改进

费逢宇 权双璐

摘 要：变速箱是轻卡重要的传动部件，起到分离/切断动力，改变传动比的作用。文章分析了一种分离卡滞的故障，并提出一种解决方案，以此来降低分离卡滞故障率，提高整车舒适性、安全性。

关键词：轻卡;分离卡滞;润滑

中图分类号：U463.212 文献标识码：A

0 引言

变速器是卡车中的一种核心装备，是汽车传动系统的重要部件，其主要功能是保证动力的输入、输出和改变转速，实现不同档位下安全可靠的传递动力。由于结构极其精密、工作环境恶劣、动作次数较为频繁等因素，所以这也是容易出现故障原因之一。国产轻卡变速器多采用的是机械齿轮式变速器。机械齿轮式变速器由变速传动机构和操纵机构两大部分组成。变速器常见故障有自动脱挡、分离卡滞、乱挡、异响等。变速器产生故障后，由于不能正常实现变速，易造成车辆行驶困难，并影响行车的安全性。其中变速器分离卡滞故障是最为常见的故障之一，主要故障表现为司机在踩下离合踏板至离合器彻底分离过程汇总存在分离不畅、卡滞等情况，一旦变速器分离卡滞将造成分离舒适性差、分离不彻底、甚至造成无法换挡危及整车行驶安全，因此及时发现故障并在设计初进行改进对保障行车安全具有重要意义。

目前市场有一款轻卡专用变速器，设有8个前进档，采用主副箱、全同步器/滑套结构。操纵简便，成本低，销售前景好。但在用户使用过程中分离系统出现分离卡滞，分离摇臂断裂等故障。针对该故障情况，本文对问题变速器进行了拆解，并且通过分析和理论计算查明了分离卡滞故障原因，进而提出了有效的解决措施和优化方案。

1 分离卡滞故障原因分析

如图1所示，给出了客户反馈的某型轻卡变速器分离摇臂断裂故障图。从图中可看出，由于变速器分离卡滞导致分离摇臂受力过大从而发生分离摇臂断裂故障。分离摇臂断裂将导致汽车换挡失效，严重影响汽车的正常行车安全。本文通过对故障车辆的拆解分析，从多方面对该型减速器分离卡滞进行了故障分析，并最终确定了故障原因和改进方案。

1.1 分离摇臂材质分析

如图2所示给出了该型轻卡变速器分离摇臂杆剖面图。该分离摇臂材质为ZG310-570/45钢，该材料为各类摇臂常用材料，设计合理，摇臂断裂与摇臂本身材质及成型方式无关。

1.2 变速器结构分析

该分离摇臂及拨叉轴为某型变速器常用结构，某车型自开发之初即采用该结构。经查此次故障件为了适应整车快速装配需求，调整了变速器的部分结构，将拨叉轴伸出距离由263 mm改为215 mm，摇臂偏移距离相应由24 mm改为71 mm，图3给出了调整后的分离摇臂及其拨叉轴结构。变速器结构改变可能是变速器分离卡滞故障的原因之一。

1.3 其他分析

根据实验分析普通车型离合器分离力为5 500 N，而故障车型离合器分离力为6 000 N，变速器分离摇臂处所受分离力较传统结构大500 N，原分离摇臂结构强度可能不满足新型离合器分离力需要。

综上，该型变速器出现分离卡滞，分离摇臂断裂故障的可能原因是：为了适应新型离合器设计需要，变速器结构进行了改进，加之新型离合器所需分离力增大，分离摇杆强度不能满足设计要求。

2 分离卡滞优化设计方案

2.1 变速器结构优化设计

2.1.1 变速器分离结构优化

考虑到新型变速器分离摇臂与拨叉轴强度不足的问题，在原有结构的基础上对分离摇臂及拨叉轴进行了优化设计，优化前和优化后结构对比如图4所示，其中摇臂偏离距离由71 mm变为37 mm，拨叉轴轴径由20 mm变为25 mm。图4给出了分离摇臂在分离力作用下的结构改进前后的有限元仿真分析结果，从仿真结果看优化后的摇臂最大应力为500 MPa比优化前的1 192 MPa大幅缩小，该应力满足材料许用应力值，表明改进后的分离摇臂强度有所提升，可满足新型离合器分离力的需要。

此外，为了避免由于拨叉轴与壳体之间由于摩擦力过大造成的分离卡滞故障，将拨叉轴与壳体之间配合零件由衬套改为滚针轴承，外径及长度尺寸相应调整，具体调整方案如图5所示。

2.1.2 变速器润滑结构优化

为了有效解决分离卡滞问题，在分离拨叉轴原有润滑结构的基础上，在拨叉轴输出端处再加入一个润滑脂加注口。该结构已在新型变速器上实现并投产。

2.2 整车保养里程优化

为有效避免分離卡滞故障，需对整车保养里程进行优化，缩短走合保养里程并严格按照新车型变速器箱保养手册要求对拨叉轴处加注润滑油脂，具体要求为：

（1）加注要求：加注前应先清洁润滑脂嘴及所需润滑部位，再加注润滑脂;加注后应擦去多余部分，若装有油嘴壶，请按原样盖好。

（2）润滑脂推荐型号：二号工业锂基润滑脂。

（3）加注润滑脂部位及保养里程要求如下表：

3 结论

本文以论文以市场上专门匹配中轻型卡车的某型变速器由于匹配新型离合器导致的分离卡滞故障为例，分别从分离摇臂材质、加工工艺及检测、变速器分离结构等方面对故障产生的原因进行了分析，确定故障导致的主要原因为变速器分离结构强度不足。之后分别从变速器分离结构优化、变速器拨叉轴润滑结构优化以及整车保养里程方案优化三方面进行了变速器优化，该优化方案现已投产并安装在整车中，目前客户反应良好，未再发生分离卡滞故障。

参考文献：

[1]马全云.浅析汽车自动变速器故障检测与维修[J].时代汽车，2021（6）：175-176.

[2]陈家瑞.汽车构造[M].北京：人民交通出版社，2005.