劉沖

二次沖擊作為手動(dòng)變速器換擋性能的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)，直接影響變速器的整體性能，且直接給予終端客戶主觀感受。后備量作為這項(xiàng)指標(biāo)的關(guān)鍵影響因素之一，卻主要關(guān)注在耐久方面的影響，對(duì)于二次沖擊的影響反而關(guān)注較小。因此筆者希望通過對(duì)后備量的分析，找到更好解決二次沖擊的積極方案。

1 二次沖擊及同步環(huán)耐久與后備量的關(guān)系

1.1 變速器的二次沖擊

二次沖擊是變速器換擋過程中，同步器齒套與接合齒圈轉(zhuǎn)速差為零后，同步器齒套越過空行程與齒圈接時(shí)發(fā)生的撞擊，此撞擊主要體現(xiàn)在發(fā)生的頻率和沖量大小，而空行程的長短受后備量直接影響[1]。

變速器的二次沖擊通過整車的主客觀評(píng)價(jià)來確認(rèn)。主觀評(píng)價(jià)：有經(jīng)驗(yàn)的駕駛?cè)藛T通過駕駛汽車，在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)情況下?lián)Q擋感受二次沖擊的頻率及大小來評(píng)估。客觀評(píng)價(jià)：專業(yè)的測(cè)試人員，通過GSA或GSQA設(shè)備采集換擋參數(shù)的變化值，擬合成換擋曲線并對(duì)數(shù)值進(jìn)行分析，確認(rèn)發(fā)生二次沖擊的比率和沖量值來評(píng)估。

1.2 同步環(huán)耐久

同步環(huán)的耐久作為變速器的耐久考核標(biāo)準(zhǔn)之一，具有關(guān)鍵作用。同步環(huán)的耐久不僅受摩擦材料及基體材料影響，也受后備量的大小影響，其影響著同步環(huán)允許磨損的量。

1.3 后備量的定義

后備量即同步環(huán)裝配到擋位的齒輪組件或齒圈上后，同步環(huán)的端面距離齒圈端面的最小距離[2]。如圖1所示，圖中①～④都是反饋后備量的值，其中②～④僅僅影響耐久性能，①既影響耐久又會(huì)影響二次沖擊。

圖1 后備量示意圖

2 如何通過控制后備量來解決二次沖擊

2.1 二次沖擊產(chǎn)生的原理

首先由于接合齒圈和同步器齒套需要齒進(jìn)行嚙合傳遞扭矩，當(dāng)換擋時(shí)，同步器齒套是隨機(jī)與接合齒圈接觸，不可避免的會(huì)與齒圈接觸產(chǎn)生二次沖擊。其次，同步器齒套在換擋過程中，先同步轉(zhuǎn)速差為零后，還需要經(jīng)過空行程距離，此時(shí)受拖拽扭矩及摩擦的影響，齒套與齒圈會(huì)再次產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差，轉(zhuǎn)速差太大會(huì)增加發(fā)生二次沖擊的頻率及沖量值。

2.2 后備量大小與二次沖擊的關(guān)系

后備量的大小首先影響的是同步環(huán)的耐久，也是變速器的耐久，改進(jìn)后備量數(shù)值的前提是需要先滿足耐久性能，一般性設(shè)計(jì)為1.0～1.5之間，尤其摩擦材料為銅螺紋時(shí)。使用碳和其他耐磨材料時(shí)可適當(dāng)減小，但建議大于0.9。

理論上后備量增大，耐久會(huì)更好，但是后備量太大，就會(huì)增加空行程距離，受拖拽扭矩及摩擦力影響，轉(zhuǎn)速差就會(huì)增大，發(fā)生二次沖擊的概率和沖量就會(huì)變大。因此后備量數(shù)值不易過大，也不易過小，過小會(huì)降低耐久性能。當(dāng)后備量過大時(shí)，可以考慮齒套增加長齒來降低其對(duì)二次沖擊的影響，從而優(yōu)化設(shè)計(jì)。

3 結(jié)束語

本文主要從后備量方面分析其對(duì)二次沖擊的影響，為解決或改善變速器的二次沖擊提供思路和方向，達(dá)到有針對(duì)性的對(duì)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)換擋性能的提升。

[1][德]Harald Naunheimer等著,宋進(jìn)桂等譯.汽車變速器理論基礎(chǔ)、選擇、設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2014.

[2]陳家瑞著.汽車構(gòu)造[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009.