費(fèi)逢宇 權(quán)雙璐

摘 要：變速箱是輕卡重要的傳動(dòng)部件，起到分離/切斷動(dòng)力，改變傳動(dòng)比的作用。文章分析了一種分離卡滯的故障，并提出一種解決方案，以此來(lái)降低分離卡滯故障率，提高整車(chē)舒適性、安全性。

關(guān)鍵詞：輕卡;分離卡滯;潤(rùn)滑

中圖分類(lèi)號(hào)：U463.212 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

變速器是卡車(chē)中的一種核心裝備，是汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的重要部件，其主要功能是保證動(dòng)力的輸入、輸出和改變轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)不同檔位下安全可靠的傳遞動(dòng)力。由于結(jié)構(gòu)極其精密、工作環(huán)境惡劣、動(dòng)作次數(shù)較為頻繁等因素，所以這也是容易出現(xiàn)故障原因之一。國(guó)產(chǎn)輕卡變速器多采用的是機(jī)械齒輪式變速器。機(jī)械齒輪式變速器由變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)兩大部分組成。變速器常見(jiàn)故障有自動(dòng)脫擋、分離卡滯、亂擋、異響等。變速器產(chǎn)生故障后，由于不能正常實(shí)現(xiàn)變速，易造成車(chē)輛行駛困難，并影響行車(chē)的安全性。其中變速器分離卡滯故障是最為常見(jiàn)的故障之一，主要故障表現(xiàn)為司機(jī)在踩下離合踏板至離合器徹底分離過(guò)程匯總存在分離不暢、卡滯等情況，一旦變速器分離卡滯將造成分離舒適性差、分離不徹底、甚至造成無(wú)法換擋危及整車(chē)行駛安全，因此及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并在設(shè)計(jì)初進(jìn)行改進(jìn)對(duì)保障行車(chē)安全具有重要意義。

目前市場(chǎng)有一款輕卡專(zhuān)用變速器，設(shè)有8個(gè)前進(jìn)檔，采用主副箱、全同步器/滑套結(jié)構(gòu)。操縱簡(jiǎn)便，成本低，銷(xiāo)售前景好。但在用戶(hù)使用過(guò)程中分離系統(tǒng)出現(xiàn)分離卡滯，分離搖臂斷裂等故障。針對(duì)該故障情況，本文對(duì)問(wèn)題變速器進(jìn)行了拆解，并且通過(guò)分析和理論計(jì)算查明了分離卡滯故障原因，進(jìn)而提出了有效的解決措施和優(yōu)化方案。

1 分離卡滯故障原因分析

如圖1所示，給出了客戶(hù)反饋的某型輕卡變速器分離搖臂斷裂故障圖。從圖中可看出，由于變速器分離卡滯導(dǎo)致分離搖臂受力過(guò)大從而發(fā)生分離搖臂斷裂故障。分離搖臂斷裂將導(dǎo)致汽車(chē)換擋失效，嚴(yán)重影響汽車(chē)的正常行車(chē)安全。本文通過(guò)對(duì)故障車(chē)輛的拆解分析，從多方面對(duì)該型減速器分離卡滯進(jìn)行了故障分析，并最終確定了故障原因和改進(jìn)方案。

1.1 分離搖臂材質(zhì)分析

如圖2所示給出了該型輕卡變速器分離搖臂桿剖面圖。該分離搖臂材質(zhì)為ZG310-570/45鋼，該材料為各類(lèi)搖臂常用材料，設(shè)計(jì)合理，搖臂斷裂與搖臂本身材質(zhì)及成型方式無(wú)關(guān)。

1.2 變速器結(jié)構(gòu)分析

該分離搖臂及撥叉軸為某型變速器常用結(jié)構(gòu)，某車(chē)型自開(kāi)發(fā)之初即采用該結(jié)構(gòu)。經(jīng)查此次故障件為了適應(yīng)整車(chē)快速裝配需求，調(diào)整了變速器的部分結(jié)構(gòu)，將撥叉軸伸出距離由263 mm改為215 mm，搖臂偏移距離相應(yīng)由24 mm改為71 mm，圖3給出了調(diào)整后的分離搖臂及其撥叉軸結(jié)構(gòu)。變速器結(jié)構(gòu)改變可能是變速器分離卡滯故障的原因之一。

1.3 其他分析

根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析普通車(chē)型離合器分離力為5 500 N，而故障車(chē)型離合器分離力為6 000 N，變速器分離搖臂處所受分離力較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)大500 N，原分離搖臂結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可能不滿(mǎn)足新型離合器分離力需要。

綜上，該型變速器出現(xiàn)分離卡滯，分離搖臂斷裂故障的可能原因是：為了適應(yīng)新型離合器設(shè)計(jì)需要，變速器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，加之新型離合器所需分離力增大，分離搖桿強(qiáng)度不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

2 分離卡滯優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

2.1 變速器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1.1 變速器分離結(jié)構(gòu)優(yōu)化

考慮到新型變速器分離搖臂與撥叉軸強(qiáng)度不足的問(wèn)題，在原有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上對(duì)分離搖臂及撥叉軸進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化前和優(yōu)化后結(jié)構(gòu)對(duì)比如圖4所示，其中搖臂偏離距離由71 mm變?yōu)?7 mm，撥叉軸軸徑由20 mm變?yōu)?5 mm。圖4給出了分離搖臂在分離力作用下的結(jié)構(gòu)改進(jìn)前后的有限元仿真分析結(jié)果，從仿真結(jié)果看優(yōu)化后的搖臂最大應(yīng)力為500 MPa比優(yōu)化前的1 192 MPa大幅縮小，該應(yīng)力滿(mǎn)足材料許用應(yīng)力值，表明改進(jìn)后的分離搖臂強(qiáng)度有所提升，可滿(mǎn)足新型離合器分離力的需要。

此外，為了避免由于撥叉軸與殼體之間由于摩擦力過(guò)大造成的分離卡滯故障，將撥叉軸與殼體之間配合零件由襯套改為滾針軸承，外徑及長(zhǎng)度尺寸相應(yīng)調(diào)整，具體調(diào)整方案如圖5所示。

2.1.2 變速器潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)優(yōu)化

為了有效解決分離卡滯問(wèn)題，在分離撥叉軸原有潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在撥叉軸輸出端處再加入一個(gè)潤(rùn)滑脂加注口。該結(jié)構(gòu)已在新型變速器上實(shí)現(xiàn)并投產(chǎn)。

2.2 整車(chē)保養(yǎng)里程優(yōu)化

為有效避免分離卡滯故障，需對(duì)整車(chē)保養(yǎng)里程進(jìn)行優(yōu)化，縮短走合保養(yǎng)里程并嚴(yán)格按照新車(chē)型變速器箱保養(yǎng)手冊(cè)要求對(duì)撥叉軸處加注潤(rùn)滑油脂，具體要求為：

（1）加注要求：加注前應(yīng)先清潔潤(rùn)滑脂嘴及所需潤(rùn)滑部位，再加注潤(rùn)滑脂;加注后應(yīng)擦去多余部分，若裝有油嘴壺，請(qǐng)按原樣蓋好。

（2）潤(rùn)滑脂推薦型號(hào)：二號(hào)工業(yè)鋰基潤(rùn)滑脂。

（3）加注潤(rùn)滑脂部位及保養(yǎng)里程要求如下表：

3 結(jié)論

本文以論文以市場(chǎng)上專(zhuān)門(mén)匹配中輕型卡車(chē)的某型變速器由于匹配新型離合器導(dǎo)致的分離卡滯故障為例，分別從分離搖臂材質(zhì)、加工工藝及檢測(cè)、變速器分離結(jié)構(gòu)等方面對(duì)故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析，確定故障導(dǎo)致的主要原因?yàn)樽兯倨鞣蛛x結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足。之后分別從變速器分離結(jié)構(gòu)優(yōu)化、變速器撥叉軸潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及整車(chē)保養(yǎng)里程方案優(yōu)化三方面進(jìn)行了變速器優(yōu)化，該優(yōu)化方案現(xiàn)已投產(chǎn)并安裝在整車(chē)中，目前客戶(hù)反應(yīng)良好，未再發(fā)生分離卡滯故障。

參考文獻(xiàn)：

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