變速操縱設(shè)計(jì)指南

1、上汽集團(tuán)奇瑞汽車有限公司變速操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)開發(fā)指南編制日期：2004-04-29編者： 吳方正版次：01頁(yè)次：- 8 - 奇瑞汽車有限公司變速操縱機(jī)構(gòu)（底盤部）設(shè)計(jì)指南編制：吳方正 肖俊華校對(duì)：審核：批準(zhǔn)：汽車工程研究院1.簡(jiǎn)要說明 1.1綜述1 汽車變速操縱機(jī)構(gòu)分為手動(dòng)變速操縱機(jī)構(gòu)（MT）、自動(dòng)變速操縱機(jī)構(gòu)（AT&CVT&AMT）。2 按傳遞行程和力的方式可分為拉索式操縱、桿系操縱及電訊號(hào)直接驅(qū)動(dòng)；拉索式操縱因其易于布置，傳遞效率高，成本低廉，目前是最常用的結(jié)構(gòu)；1.2 設(shè)計(jì)目的1 在任何行駛條件下須保證操縱機(jī)構(gòu)總成可靠的操縱力及操縱行程輸出。2 布置上，應(yīng)充分考慮到人機(jī)工程因

2、素，確保最適宜的行程、力及操作位置，保證拉線在前艙的走向應(yīng)平順，避開相關(guān)干涉，遠(yuǎn)離熱源等；3 涉及到電子通訊部分，須保證對(duì)輸入信號(hào)的準(zhǔn)確識(shí)別、可靠的信號(hào)處理及精確輸出，并具備相應(yīng)的抗干擾能力； 4 滿足在不同工作溫度下，保證足夠的傳遞效率及操作手感；5 使用壽命的要求6 對(duì)外觀有要求的件（如換檔手柄、防塵罩等），應(yīng)與整車內(nèi)飾相匹配，并滿足整車定位對(duì)料質(zhì)、做工等因素的品質(zhì)要求及價(jià)格限制；7 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、質(zhì)量小、工藝性好、維修方便及適合大批量生產(chǎn)，充分體現(xiàn)平臺(tái)共用最大化的原則；1.3 適用范圍適用于各車型通用的軟操縱式變速操縱機(jī)構(gòu)裝置；1.4 裝置的零部件構(gòu)成圖 1.變速操縱機(jī)構(gòu)總成 2.螺栓

3、 3.過渡支架總成 4.選換檔拉線總成 5.螺栓 6.軟軸卡箍7軟軸支架 8螺栓 9.開口銷 10.換檔手柄及護(hù)罩總成2 設(shè)計(jì)構(gòu)想2.1 設(shè)計(jì)原則2.1.1 該零件的功能要求1. 保證操縱機(jī)構(gòu)總成可靠的操縱力及操縱行程輸出。2.涉及到電子通訊部分，須保證對(duì)輸入信號(hào)的準(zhǔn)確識(shí)別、可靠處理及精確輸出，并具備相應(yīng)的抗干擾能力； 3.壽命要求；通過性能試驗(yàn)及整車可靠性試驗(yàn)要求；2.1.2 該零件的顧客要求1. 操縱須輕便、準(zhǔn)確；2. 外觀應(yīng)與內(nèi)飾搭配協(xié)調(diào)，做工較精細(xì)，手感應(yīng)較好2.1.3 該零件的性能要求1. 工作性能應(yīng)穩(wěn)定、可靠，使用壽命長(zhǎng)。2. 應(yīng)保證在40°C至90°C溫度區(qū)間

4、內(nèi)，可靠的實(shí)現(xiàn)功能；3. 詳細(xì)要求參見產(chǎn)品DVP&R計(jì)劃；DVP&R附錄14. 力求做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、重量輕、制造工藝性好及拆裝維修調(diào)整方便等。2.2 設(shè)計(jì)參數(shù)。2.2.1 決定尺寸的因素 ¶布置因素：總成周邊的邊界空間是決定總成外廓尺寸和軟軸走向的直接因素； ¶變速箱對(duì)輸入的要求：主要涉及換檔行程和換檔力的輸入要求，結(jié)合人機(jī)工程的布置及總體杠桿比調(diào)校，即可確定總成的運(yùn)動(dòng)尺寸；¶接口結(jié)構(gòu)：為保證零部件的通用性及可靠性，裝置內(nèi)各零部件已基本實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化接口；2.2.2 決定重量的因素¶零部件外廓尺寸：參見2.2.1¶加工工藝及材質(zhì)

5、：目前廣泛采用的是整體注塑成型工藝，一般為工業(yè)塑料；部分高檔產(chǎn)品也采用鑄鋁件；沖壓焊接件因其重量大，工藝復(fù)雜，質(zhì)量過程控制困難等因素，已漸有減少的趨勢(shì)2.2.3拉線式變速操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 拉線式換檔機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)化模型Fh = ××× Fh1 (N)H =×× h1 (mm)Fx =× × × ×Fx1 (N) X =××× X1 (mm)式中: Fh1 換檔力,變速箱換檔所需力 (N); Fx1 選檔力,變速箱選檔所需力(N);h1 換檔位移量,變速箱換檔所需行程 (mm);

6、X1 選檔位移量,變速箱選檔所需行程 (mm)Fh 駕駛員操縱換檔機(jī)構(gòu)所需換檔力(N); Fx 駕駛員操縱換檔機(jī)構(gòu)所需選檔力(N);h 駕駛員操縱換檔機(jī)構(gòu)所需換檔行程(mm); X 駕駛員操縱換檔機(jī)構(gòu)所需選檔行程(mm);f 拉線載荷效率 x 拉線位移效率 換檔機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率 2.2. 4軟軸拉線的布置 拉線在前倉(cāng)布置時(shí)走向應(yīng)平順（最小曲率半徑為R200）,過渡的圓弧越大越好；避免和前倉(cāng)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)件干涉，遠(yuǎn)離熱源；為降低力在拉線上的損失 ,通過軟軸支架圓心的法線(如下圖),應(yīng)通過變速箱選換檔遙臂圓心，如下圖所示。 2.2.5根據(jù)對(duì)大量車型的測(cè)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及主觀評(píng)價(jià)結(jié)果，對(duì)于MT,最為理想的手柄操作行

7、程（轎車）為±60mm，操作力為25N; 對(duì)于AT，操縱力及行程的要求見.變速操縱修正換檔機(jī)構(gòu)評(píng)價(jià)AT LEVER.xls附錄22.3 環(huán)境條件2.3.1 零件的工作溫度范圍在-40ºC90ºC工作溫度區(qū)間內(nèi)應(yīng)保證潤(rùn)滑充分，橡膠部件其特性無變異，檔位操縱順暢準(zhǔn)確；電子器件工作特性正常，外觀件不得有不可回復(fù)的變形；在120ºC溫度區(qū)間放置10分鐘，不得有零件自燃及可燃成分滴下；2.3.2 其他注意事項(xiàng)選換檔拉線及其附件（支架、卡箍等）因布置于前倉(cāng)，環(huán)境復(fù)雜惡劣，故對(duì)溫度，鹽霧，老化，臭氧均有嚴(yán)格要求；詳見企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SQR.04.285.doc附錄32.4 設(shè)

8、計(jì)基本限制因素2.4.1變速箱輸入主要包括： 檔位布置（前進(jìn)檔位數(shù)及各檔位分布情況）,行程，選換檔力(或換檔沖量)，空行程量，同步器沖擊力等；詳見.變速操縱修正變速箱選換檔行程、力.xls附錄42.4.2TCU對(duì)輸入信號(hào)及控制策略的要求主要針對(duì)AT或CVT變速箱；隨著自動(dòng)變速箱技術(shù)的日益成熟，控制策略也越加復(fù)雜；因我公司目前尚未具備變速箱的完全開發(fā)能力，故目前自動(dòng)檔車型均大量引進(jìn)歐美日成熟變速箱；其控制策略多種多樣，要求操縱機(jī)構(gòu)的輸入信號(hào)也都不同；較為簡(jiǎn)單的是采用開關(guān)觸發(fā)信號(hào)（如B111504010）；復(fù)雜的有采用霍爾電磁感應(yīng)式傳感器（A15-1504010）等；鑒于國(guó)內(nèi)供應(yīng)商的開發(fā)實(shí)力，較為

9、常規(guī)的做法是仿制原件進(jìn)行開發(fā)；對(duì)于自行研發(fā)或合作研發(fā)的自動(dòng)變速箱則統(tǒng)一了通訊信號(hào)的定義，如CVT18及4HP20等，都采取了B11的通訊信號(hào)系統(tǒng)；變速箱的控制策略決定了操縱機(jī)構(gòu)的電路系統(tǒng)；前期的操縱機(jī)構(gòu)只是起著傳遞行程和力的基本用途，其研發(fā)難度與MT相當(dāng)；但隨著汽車電子技術(shù)和變速箱技術(shù)飛速發(fā)展，特別是手自一體式變速箱和CVT的出現(xiàn)，對(duì)操縱機(jī)構(gòu)的電路系統(tǒng)提出更高的要求：操縱機(jī)構(gòu)需提供“、”檔的操縱信號(hào)，檔位信號(hào)，儀表顯示；提供P檔鎖止的輸入端子；某些特殊功能如“WINTER”模式、“SPORT”模式、“OVERDRIVE”模式的操縱觸發(fā)信號(hào)等；2.4.3布置因素包括軟軸拉線的布置：曲率應(yīng)大于等于

10、R200；走向應(yīng)留有彎曲余量，以確保動(dòng)力總成抖動(dòng)時(shí)（按最大±15mm）的可伸縮量；遠(yuǎn)離熱源和運(yùn)動(dòng)部件等；操縱手柄的布置：應(yīng)符合人機(jī)工程要求;2.4.4外觀要求取決于手柄和面板（防塵罩）的A面造型及整車的內(nèi)飾定義；常見的表面處理有仿桃木、鍍鉻（鎳）、包裹真皮等；2.5 零件裝配設(shè)計(jì)2.5.1組成該系統(tǒng)的的零部件 參見裝置圖2.5.2該部件在該零件上的定位、裝配模式組裝 若機(jī)構(gòu)為機(jī)構(gòu)為沖壓焊接件，則其安裝、定位靠主要靠焊接夾具予以保證；產(chǎn)品一致性較差；如B11-1504010、S11-1703010等；（附圖） 目前廣泛應(yīng)用的為注塑成形；其主體部分為一次注塑成形，部件連接多采用過盈配合壓

11、裝，輔以卡箍、鉚釘?shù)榷喾N連接方式；雖然模具的一次性投入較大，但重量輕，質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)成本低，更適宜大批量生產(chǎn)；此種結(jié)構(gòu)的主要缺點(diǎn)是模具修整困難，不易返工；拆裝不便等；如A15-1504010等；（附圖） 拉線與操縱機(jī)構(gòu)，拉線與車身、拉線與軟軸支架、手柄與操縱桿等的裝配，均采用自鎖式卡接結(jié)構(gòu)，且連接處多采用橡膠阻尼，以增強(qiáng)緩沖，改善振動(dòng)與操作手感； 2.5.3各部件的裝配要求 裝置內(nèi)部各部件之間的連接要求定位準(zhǔn)確，連接可靠；最好為“軟連接”，以抵消動(dòng)力總成振動(dòng)引起的沖擊；尤其是拉線與操縱機(jī)構(gòu)之間的連接通常要求拉線為長(zhǎng)度可調(diào)的，以確保拉線的行程可以均勻分配； 3. 系統(tǒng)內(nèi)的部件材料說明因各種操縱機(jī)

12、構(gòu)的結(jié)構(gòu)、制造方式不同，下面以A21變速操縱機(jī)構(gòu)裝置為例說明；見附表A21換檔系統(tǒng)材料實(shí)驗(yàn)規(guī)范0222.xls；附錄54特別注意事項(xiàng)4.1 裝置內(nèi)應(yīng)設(shè)置可調(diào)節(jié)的開口環(huán)，確保最終的裝配誤差可在此處予以釋放，以保證實(shí)現(xiàn)4.1的要求； 通常此調(diào)節(jié)處設(shè)置于拉線與機(jī)構(gòu)連接處（或拉線與變速箱搖臂連接處）4.2；各部件之間的接口采用通用化、標(biāo)準(zhǔn)化接口，以保證可靠性，加快開發(fā)進(jìn)度；4.3行程匹配與杠桿比的選擇作為顧客要求，確保操縱裝置各檔位行程和操縱力均勻，且數(shù)值保持在適宜范圍內(nèi)，操作便利（見2.2.5）條4.4對(duì)于有特殊功能要求的變速操縱系統(tǒng)，應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初期予以充分考慮；例如自動(dòng)檔的“P”檔鎖止功能，檔位指示燈順序顯示功能等；手動(dòng)檔的倒檔鎖止功能等；4.5通訊信號(hào)應(yīng)確保操縱機(jī)構(gòu)所發(fā)出的信號(hào)免受溫度、干