某型变速器一二档拨叉偏摆量过大与二档脱档的初步研究.docxVIP

??

?

??

某型变速器一二档拨叉偏摆量过大与二档脱档的初步研究

?

??

?

?

?

?

?

?

?

???

?

?

?

?

?

摘要：通过对国产某品牌汽车变速器在路试过程中出现的二档脱档故障的分析研究，拆解故障变速器并检视测量二档换档相关零部件后，发现一二档拨叉偏摆量过大，初步分析出一二档拨叉偏摆量过大的原因及其对二档脱档有一定的贡献，评估出失效风险，提出遏制措施和后续优化方案，为解决该型号变速器二档脱档，为后续变速器的优化设计和提高变速器的换挡性能，具有一定的指导意义。

关键词：变速器；二档脱档

引言

本文针对某国产品牌汽车的一款前驱变速器在路试过程中出现的二档跳档问题，通过互换试验排除整车因素和变速器外围件影响后，拆解故障变速器并检视测量换档相关零部件，发现一二档拨叉在使用过程中受力变形导致拨叉偏摆量过大，而该型号变速器二档换档行程尺寸链要求又较为苛刻，拨叉偏摆超差后对二档跳档有一定贡献，后续进行设计优化（迭代方案中使用钢拨叉和直线轴承）或零件加工工艺优化（提升拨叉的硬度和强度）等方法抑制因拨叉偏摆量过大对二档换挡行程带来的影响，降低该失效模式的发生概率。

1故障原因分析

1.1故障现象描述及原因探究

国产某品牌汽车在路试试验的过程中，反馈在正常行驶中发生二档脱档现象。通过更换整车操纵机构和换挡拉索，故障依旧存在，说明此二档脱档现象与与整车操纵机构及换档拉索无关。接着通过跳档车变速器和不跳档车变速器互换，二档脱档这一故障模式跟随变速器转移，失效源锁定变速器。

1.2换挡原理

为了最大限度地满足汽车总体布局的需要，目前手动变速器的操纵机构基本采用拉索式结构，即外部操纵机构的运动通过拉索传给内部操纵机构，其机构简图如图1所示。

图1手动变速器操纵机构示意图

外部操纵机构由换挡杆铆合件、底座焊合件、连动板组件、滑套、扭簧等构成，如图2所示。

1-换挡杆铆合件；2-滑套；3-底座焊合件；4-连动板组件；5-选档拉索；6-换挡拉索；7-扭簧

图2外部操纵机构示意图

内部操纵机构包括操纵器盖、选挡摇臂、选挡拨头、换挡摇臂、换挡拨头、拨叉轴、拨块、自锁、互锁和安全装置等。驾驶员拨动变速杆左右运动时，变速杆的下端带动选挡拉索中的软轴在套管中实现推、拉运动。选挡摇臂在拉索软轴的作用下压缩操纵器盖中的回位弹簧，使卡在换挡拨头槽中的选挡拨头做横向运动，换挡拨头在拨块槽中进行横向选挡，这一过程即为选挡；空挡时拨头被回位弹簧限定在拨块槽中。当换挡拨头到达所选定挡位的拨块槽中部时，驾驶员向前、后方向推动变速杆，换挡拉索软轴带动换挡拨头推动拨块移动，使得拨叉带着同步器接合套与待结合齿啮合，实现换挡。

由此可见，驾驶员的换挡过程应该是：先选挡（推动变速杆左、右运动）再进挡（推动变速杆前、后运动），变速杆的运动轨迹是一个“王”字形。

2尺寸测量和失效原因分析

2.1尺寸测量

故障变速器拆解后，对二档脱档重点关注零件项进行测量，结果如表1所示。

表1二档脱档重点关注零件项

尺寸名称

操纵盖行程

拨叉脚面磨损量

拨叉偏摆量

后壳体位置度

图纸要求

16.74±0.3

/

/

0.08

实测值

16.63

0.2867/0.1918/0.3644

0.89

0.05

备注：“/”表示图纸暂未定义要求。

根据以上测量结果，操纵盖换挡行程、后壳体位置度等重点关注零件尺寸均符合图纸要求，唯独一二档拨叉偏摆量明显偏大。

2.2失效原因锁定

为探究一二档拨叉偏摆量明显偏大是否偶发个案，从市场返回件仓库随机挑选18台失效模式为二档脱档的变速器进行拆解，并就一二档拨叉偏摆量展开测量，测量数据如表2所示。

表2市场返回18台变速器一二档拨叉偏摆量（mm）

序号

测量位置

序号

测量位置

A处

B处

C处

A处

B处

C处

1

0.716

0.396

0.281

10

0.871

0.461

0.346

2

0.779

0.468

0.329

11

0.763

0.342

0.284

3

0.901

0.568

0.376

12

0.585

0.331

0.234

4

0.81

0.58

0.373

13

0.666

0.339

0.297

5

0.809

0.458

0.297

14

1.02

0.65

0.414

6

0.705

0.426

0.315

15

1.018

0.516

0.497

7

0.82

0.437

0.375

16

0.794

0.476

0.328

8

0.92

0.503

0.414

17

0.51

0.276

0.181

9

0.669

0.429

0.301

18

0.937

0.622

0.435

备注：一二档拨叉偏摆量测量位置A处、B处和C处如图3所示。

图3一二档拨叉偏摆量测量位置分布

基于表2中市场返回18台测量出的