轻型卡车软轴式变操系统的设计与计算.docx

轻型卡车软轴式变操系统的设计与计算轻型卡车软轴式变速操纵系统的设计与计算提要:近几年来,随着客户对卡车操纵舒适度要求的提高,如何选用匹配合理的软轴式变速操纵系统提高整车的可操控性及舒适度,成为了众多卡车生产厂家关注的重点。本文介绍了软轴式变速操纵系统的部件及功能,并举例介绍了软轴式变速操纵系统在整车上的设计及计算方法。关键词:软轴式变速操纵系统选换档力选换档行程效率前言我国的卡车技术坚持技术引进和自主开发相结合的方针发展到今天,已经取得了长足的进步,随着人们生活水平的提高,特别是近几年汽车行业的迅速发展,对卡车,尤其是轻型卡车的操控性,舒适性,安全性等方面提出了更高的要求。变速操纵的可靠性和舒适性已成为人们对卡车的一个重要评价指标。1软轴式变速操纵系统的重要性及其优势驾驶过程中,驾驶员主要是通过转向,变速控制,制动,离合,加速等动作来实现车辆在道路上的行进。很显然,变速控制是在对车辆控制过程中出现频率较高的动作。对于轻型卡车主要用于长短途的运输,如果变速操纵系统的设计不合理,会使驾驶员换档困难,操纵沉重或出现掉档等情况,直接影响到人们对卡车的评价。变速操纵系统是通过操纵器及软轴或硬杆连接到变速器的选换档摇臂上,利用杠杆原理,来传递驾驶员的变速换挡动作,操纵变速器进行挡位变换,从而实现发动机动力按不同挡位进行传递。变速操纵系统分为硬杆和软轴操纵。软轴操纵与杆式操纵机构相比,其具有重量轻、布置灵活、安装简便、更换容易和维护成本低等优点。随着各汽车厂车型更新换代的周期越来越短,采用软轴则正好可以满足这些日益苛刻的要求,它更适合于专业化大批量生产,因此具有良好的发展前景。2软轴式变速操纵系统的组成及各部件的功能以现南京依维柯轻卡采用软轴变速操纵系统为例操纵机构操纵机构是操纵系统中关键的部件,安装在驾驶区域,它一般由支座,换档臂和选档摇臂等主要零件组成。常见的支座有铝铸件,钢铸件或钣金件。它对整个机构起基础支撑作用,同时也是操纵机构与驾驶室地板的连接件。实际情况要根据整个系统的匹配和负载等因素来定。驾驶员操纵的是操纵杆上的操纵手柄,主要实现换选档动作,纵向操纵手柄为换档动作横向操纵手柄为选档动作。图1跃进轻卡操纵机构换档操纵时,选档摇臂不动,换档臂做前后摆动控制换档软轴进行换档。在选档操纵时,换档臂左右摆动,并通过其他联动机构(如十字轴承)带动选档臂作摆动,从而控制选档软轴选档。操纵机构就是根据杠杆原理设计的,换档常为一级杠杆,选档是二级杠杆转化。2)软轴软轴是系统中操纵力和操纵行程的传递介质,系统一般由两根软轴组成,一根用来选档,另一根用来换档,两根软轴的一端连接操纵机构,另一端连接转换机构或直接连在变速箱的变速操纵轴上。推拉软轴是由芯线总成和外管总成及其他附件组成(图示2).它的芯线是由多股钢丝构成,是传力构件,有的芯线外面还缠有一层钢带,,,可在一根粗的中心钢丝上绕制不同捻数的细钢丝,也可在一捻或几捻细钢丝的外层绕制一根或几根扁钢丝,根据不同的使用强度要求,对索芯的结构和外形有不同的要求。索芯是软轴中的关键部件,是承力部件,所以结构的合理性和强度的选择都很关键。衬管是热包在索芯的外面,常用材料是HDPE,主要作用是使索芯能绕制后更为牢固,成为一个整体,同时也使索芯在推拉运动的过程中减少摩擦。要求热包后表面平整光滑,特别对其外径有严格的要求,外径的控制直接影响到最后软轴的内阻力和传动效率。内衬套,绞制钢丝和外套管形成一个整体,它要求有一定的柔韧性的,同时也要保证软轴在底盘上布置时,内衬套的孔径不发生很大的变形,绞制钢丝相当于“骨架”,能有效地防治这种变形,内衬套的的孔壁要求光滑平整,使索芯在内衬套内推拉顺畅。索芯和内衬套的间隙是软轴一个很重要的控制点,间隙过大,会使系统的空行程大,传动效率低。间隙过小会使摩擦力大软轴的索芯和套管的间隙、索芯表面减摩材料及内充润滑油脂、输入力、输出力、长度(L一(L1+L2))和总弯曲度,对索的行程效率、载荷效率和使用寿命有较大的影响。我国钢丝材料与国外相比有一定差距,为弥补这一不足,在设计选型上适当加粗了芯线的直径,并对芯线总成的结构进行了改进,在钢丝绳的外面缠绕了一层扁钢带,以提高其承载能力。同时对芯线采取冷轧工艺,既降低了芯线表面度,也提高了芯线的强度。经过反复试验确定了软轴芯线两端的压紧负荷。压紧负荷太大会导致钢丝在压嵌过程中受损,使用中造成疲劳断裂;而压紧负荷过小则在使用中会造成芯线与接头拉脱。因此需不断改进软轴结构,工艺,提高软轴寿命和效率。3)选换挡支架选换挡支架是固定软轴与变速器选换档摇臂的连接,软轴一端与变速器的选换档摇臂相连,通过支架将拉丝导