在進(jìn)行重型載貨汽車傳動系結(jié)構(gòu)布置時(shí), 目前普遍采用前置( 發(fā)動機(jī)) 后( 軸) 驅(qū)動布置型式, 變速器大都采用齒輪式有級變速器。這種型式具有維修發(fā)動機(jī)方便、傳動系和操縱系比較簡單等優(yōu)點(diǎn)。但由于變速器距駕駛員座位遠(yuǎn), 要實(shí)現(xiàn)變速器直接操縱較難, 因此需在變速操縱桿與變速器選擋搖臂和換擋搖臂間加裝輔助杠桿或傳動機(jī)構(gòu)以傳遞運(yùn)動, 從而構(gòu)成變速器遠(yuǎn)距離操縱機(jī)構(gòu)( 以下稱操縱機(jī)構(gòu)) 。操縱機(jī)構(gòu)按變速器選擋軸和換擋軸是否分開可分為雙桿式和單桿式兩種類型; 按變速拉桿結(jié)構(gòu)不同可分為剛性和柔性兩種類型; 按操縱機(jī)構(gòu)拉桿布置方式不同可分為左操縱型、右操縱型和左右操縱型3 種類型。在新車型開發(fā)過程中, 通常要兼顧變型車擴(kuò)展。
因此, 在進(jìn)行操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí), 主要設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于機(jī)構(gòu)既要能適應(yīng)駕駛室翻轉(zhuǎn)又不影響操縱機(jī)構(gòu)的正常工作。目前普遍采用的幾種操縱機(jī)構(gòu),各具有其特點(diǎn)。屬雙桿右操縱型剛性機(jī)構(gòu)。其主要特點(diǎn)是操縱性好、手感明顯, 但由于變速器選擋軸和換擋軸是分開的,操縱桿及支座總成布置在駕駛室地板上, 因此機(jī)構(gòu)零部件數(shù)量多, 結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
歐美汽車常用的單桿式操縱機(jī)構(gòu), 也屬于剛性機(jī)構(gòu), 主要特點(diǎn)是變速器選擋軸和換擋軸不分開, 操縱桿及支座總成布置在駕駛室下面的車架上, 為避免機(jī)構(gòu)受駕駛室翻轉(zhuǎn)影響, 在駕駛室地板上要開直徑較大的孔洞。也有布置在駕駛室地板上的,機(jī)構(gòu)的拉桿為伸縮式, 可隨駕駛室翻轉(zhuǎn)而翻轉(zhuǎn), 操縱性也較好, 但拉桿的設(shè)計(jì)布置相對復(fù)雜。
柔性( 軟軸) 操縱機(jī)構(gòu), 主要特點(diǎn)是用柔性較好的推拉式軟軸代替了剛性機(jī)構(gòu)中的剛性拉桿, 減少了傳動環(huán)節(jié)和運(yùn)動部件數(shù)量, 使總體布置得到簡化, 能有效解決駕駛室翻轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)構(gòu)與其它系統(tǒng)發(fā)生干涉的問題, 同時(shí)有利于減輕整車質(zhì)量, 降低運(yùn)動噪聲。
在進(jìn)行操縱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)問題。
a.保證駕駛室內(nèi)操縱桿位置符合GB/T15705《載貨汽車駕駛員操作位置尺寸》中相應(yīng)條款要求,即變速桿手柄工作位置應(yīng)位于轉(zhuǎn)向盤下面和駕駛員座椅右面且不低于座墊表面的特定區(qū)域; 變速桿手柄在任意位置時(shí), 距駕駛室內(nèi)其它零件或操縱桿的距離不得小于50 mm。
b.變速器操縱較頻繁, 為增強(qiáng)駕駛員操縱手感, 要求機(jī)構(gòu)具有足夠剛性, 且各連接件之間的間隙應(yīng)盡量減小。
c.變速拉桿總成支座應(yīng)盡量固定在與變速器殼體剛性連成一體的機(jī)件( 如發(fā)動機(jī)、離合器等) 上,避免或減小由于車架變形及汽車振動對操縱機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的不良影響。
d. 應(yīng)對駕駛員操縱力和操縱桿手柄的行程進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核。為減輕駕駛員疲勞, 要求操縱力不大于 90 N; 操縱桿手柄的雙向行程之和應(yīng)不大于 200mm。
e. 應(yīng)按變速器總成提供的直接操縱擋位圖和操縱機(jī)構(gòu)本身的動作特點(diǎn), 正確確定駕駛員操縱桿手柄上的擋位圖。
f.操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)有行程調(diào)節(jié)功能, 以便在操縱不靈活的情況下對機(jī)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整, 以保證操縱機(jī)構(gòu)靈活有效。
采用何種操縱機(jī)構(gòu)取決于車型特點(diǎn)、傳動系結(jié)構(gòu)布置、變速器總成結(jié)構(gòu)形式及駕駛室總成技術(shù)狀態(tài)等, 同時(shí)還應(yīng)兼顧汽車生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)和零部件資源儲備情況。
3.1 雙桿剛性操縱機(jī)構(gòu)
雙桿操縱機(jī)構(gòu)的操縱桿及支座總成布置在駕駛室地板上, 操縱機(jī)構(gòu)不僅要克服其零部件與其它系統(tǒng)發(fā)生干涉, 而且為滿足駕駛室翻轉(zhuǎn)需要, 還要增加連桿傳動機(jī)構(gòu), 并使搖臂及支座總成的轉(zhuǎn)軸中心盡可能與駕駛室翻轉(zhuǎn)中心接近或重合, 所以機(jī)構(gòu)復(fù)雜、零件數(shù)目多。
另外, 由于搖臂及支座總成與變速器距離遠(yuǎn), 需利用拉桿總成通過與車架縱梁相連接的選擋搖臂、T形支架總成、搖臂及臥式支座總成來傳遞動力。這一段機(jī)構(gòu)的布置可能會與冷卻系、排氣系、駕駛室后懸置總成等發(fā)生運(yùn)動干涉現(xiàn)象。所以應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí), 及時(shí)與總布置、車架及相關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)作好溝通與對接, 以免影響設(shè)計(jì)進(jìn)度。
3.2 單桿剛性操縱機(jī)構(gòu)
單桿操縱機(jī)構(gòu)的操縱桿支座布置在駕駛室地板下面的發(fā)動機(jī)上, 為使機(jī)構(gòu)不受駕駛室翻轉(zhuǎn)影響, 操縱桿從駕駛室地板較大的孔洞進(jìn)入駕駛室, 這時(shí)要考慮地板孔的防塵、防水、隔熱等密封問題。有時(shí)操縱桿支座布置在駕駛室地板上, 操縱機(jī)構(gòu)拉桿是伸縮式的, 以適應(yīng)駕駛室翻轉(zhuǎn)。對于前者,在發(fā)動機(jī)機(jī)體上應(yīng)預(yù)先鑄有操縱桿支座總成的安裝位置; 對于后者應(yīng)考慮車架和駕駛室總成在行車當(dāng)中的振動對機(jī)構(gòu)的影響。另外, 單桿機(jī)構(gòu)針對的變速器總成屬于選擋軸和換擋軸合為一體的情況, 選擋行程是沿平行于汽車Y 軸的軸線橫向運(yùn)動,換擋行程則繞著平行于汽車Y 軸的軸線前后轉(zhuǎn)動。
a.機(jī)構(gòu)完全不能適應(yīng)駕駛室翻轉(zhuǎn)。主要原因在于操縱機(jī)構(gòu)的類型選擇不當(dāng), 解決方法是增加連桿傳動機(jī)構(gòu)或選擇柔性操縱機(jī)構(gòu)。
b.機(jī)構(gòu)可以適應(yīng)駕駛室翻轉(zhuǎn)但在翻轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。主要原因在于機(jī)構(gòu)的動作空間不足,解決方法是: 選擇最佳的操縱機(jī)構(gòu)類型; 調(diào)整連桿傳動機(jī)構(gòu), 并使搖臂及支座總成的轉(zhuǎn)軸中心盡可能與駕駛室翻轉(zhuǎn)中心接近或重合。
c.機(jī)構(gòu)的操縱桿手柄與駕駛室內(nèi)其它零件的距離過小或發(fā)生碰撞。主要原因在于機(jī)構(gòu)的操縱桿手柄動作空間不足, 解決方法是調(diào)整機(jī)構(gòu)的傳動比和行程。
d.機(jī)構(gòu)選擋或換擋的動作不靈活、操縱不準(zhǔn)確。主要原因是機(jī)構(gòu)中運(yùn)動間隙過大或拉桿總成的長短不合適, 解決方法是減小機(jī)構(gòu)的運(yùn)動間隙或利用具有調(diào)整功能的拉桿進(jìn)行轉(zhuǎn)動, 實(shí)行長度微調(diào)。
e.機(jī)構(gòu)的操縱桿手柄的操縱擋位圖與實(shí)際車速不符。解決方法是按變速器總成提供的直接操縱擋位圖和操縱機(jī)構(gòu)本身的動作特點(diǎn), 正確確定駕駛員操縱桿手柄上的擋位圖。
f.機(jī)構(gòu)的操縱桿手柄選擋操縱力或換擋操縱力過大。主要原因是機(jī)構(gòu)的傳動比較小或變速器總成相應(yīng)的選擋搖臂或換擋搖臂不合適, 解決方法是調(diào)整機(jī)構(gòu)的傳動比或改變變速器總成的選擋搖臂或換擋搖臂的回轉(zhuǎn)半徑, 或提供具有換擋助力功能的變速器總成。
