一种重卡高效率选换档软轴的优化设计

高畅;葛文政

【摘 要】文章以某重卡的选换档软轴为研究对象.通过台架试验来分析不同结构的软轴负载效率、行程效率的差别,并在整车上进行试装验证,采用效率最高的软轴状态以提高变速操纵系统的轻便性. 【期刊名称】《汽车实用技术》 【年(卷),期】2017(000)012 【总页数】3页(P97-99)

【关键词】重卡;变速操纵;选换档软轴 【作 者】高畅;葛文政

【作者单位】安徽江淮汽车集团股份有限公司,安徽合肥 230601;安徽江淮汽车集团股份有限公司,安徽合肥 230601 【正文语种】中 文 【中图分类】U467

重卡变速操纵系统按布置方式可分为纯硬杆式、硬杆加软轴式、纯软轴式等。随着重卡不断高端化的发展，硬杆式由于占用的空间较大、布置不便等原因在应用上越来越少，而纯软轴式由于占用空间小、布置方便、安装简单等原因，逐渐成为重卡变速操纵系统的首选方式。在纯软轴式变速操纵系统里，软轴的负载、行程效率直接决定了选换档力、选换档行程的大小，对选换档清晰度、准确性等也影响较大。因此提高软轴的传递(负载、行程)效率，对变速操纵系统的轻便性有着重要的意义。

重卡变速操纵系统的软轴多采用内部芯线(拉丝)，外部护套的结构方式。

国内重卡采用的软轴的材料虽各有不同，但主要性能基本接近。选取其中一个使用最广泛的软轴，参数如下：

可以看出，这种结构软轴的效率是很低的，有将近20-25%的效率损失，对变速操纵轻便性有很大的不利，需要开发一种更高效率的软轴。

影响软轴传递效率的主要因素有：芯线和护套的刚度、芯线披覆层和护套内衬的间隙、护套内衬和芯线披覆层的材料、芯线与护套之间的润滑脂等。为了设计更高效率的软轴，通过理论分析和经验判断，采用不同结构的护套、芯线、内衬和润滑脂进行优化组合，得到8种不同结构的软轴。

参考 QC/T29101标准，采用多功能汽车软轴性能试验台，对上述8种软轴按照实车走向进行模拟台架试验。 2.1.1 模拟实车效率

分别施加300N、500N的拉力，要求负载、行程效率不小于85%，结果如下： 可以看出，7#、8#件的效率有较大幅度的提升，达到试验要求。 2.1.2 耐久后模拟实车效率

将软轴弯曲成R200mm，施加拉力为900N，频率为20-30次/分钟，行程为40mm，动作100万次后施加300N的拉力测试产品效率，要求负载、行程效率不小于85%。

可以看出，软轴效率都有一定程度的下降，但7#、8#件仍然合格。 2.1.3 耐久前后空载阻力试验

测量软轴在无负荷状态下的推拉阻力，要求耐久前不大于10N，耐久后不大于15N。

可以看出，采用 PTFE内衬的软轴全部合格，采用 PE内衬的软轴全部不合格。 2.1.4 耐久前后自由间隙试验

将软轴弯曲180°，施加10N拉力测量自由间隙，要求耐久前后的变化量小于1mm。

可以看出，样件全部合格，8#件的变化量最小。 通过以上试验对比分析，可以得出以下结论：

（1）采用14.5E-2-6.0护套(PTFE内衬)后，软轴的负载、效率在现有软轴提高了10%左右，可以达到90%。

（2）14.5E-2-6.0护套(PTFE内衬) 与4.7fe5.5p芯线配合效果最好；并且耐磨性好，效率衰减小，有利于维持软轴的初始性能；

（3）采用进口油脂后，对软轴的负载效率略有提升，对软轴的空载阻力改善明显。 综上所述，8#样件的方案效果最好，采用 14.5E-2-6.0的护套和4.7fe5.5p的芯线配合，并使用进口润滑脂，能大幅度提升软轴的性能。

为了确认普通软轴和高效率软轴的差距，按照上述方案制作2套样件，分别在4×2载货车、6×4牵引上进行试装验证。在保持变速操纵座、变速器一致的情况下，分别测量普通软轴、高效率软轴的换挡力，结果如下：

样车试装的效果台架试验的结果基本吻合。高效率软轴可以有效的降低换挡力，提高变速操纵的轻便性，可在重卡产品上大批量推广。

随着重卡产品的高端化和驾驶员年龄的年轻化，变速操纵系统的轻便性、舒适性也越来越重要，对零部件的要求也有着更高的要求。本文通过台架试验和试装验证，开发了一款高效率软轴，可有效提高变速操纵系统的轻便性。该产品已在我公司重卡产品上全部推广应用，取得了良好的客户反馈。

【相关文献】

[1] 王望予.汽车设计.[M]机械工业出版社. [2] 陈家瑞.汽车构造 .[M]机械工业出版社.