汽車(chē)變速器操縱機(jī)構(gòu)及氣路控制原理分析

汽車(chē)變速器操縱機(jī)構(gòu)及氣路控制原理分析

系列速度計(jì)算系統(tǒng)故障頻發(fā)：動(dòng)閥故障、掛紙重量。本文深入剖析了其操縱及氣路控制原理,分析查找故障原因,對(duì)該系列變速器的操縱系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)。對(duì)操縱裝置總成結(jié)構(gòu)、工藝性進(jìn)行比較分析,闡明了改進(jìn)后的經(jīng)濟(jì)價(jià)值及實(shí)用價(jià)值。法士特某系列變速器廣泛應(yīng)用在公路長(zhǎng)途運(yùn)輸車(chē)、非公路自卸車(chē)等領(lǐng)域,以其皮實(shí)耐用的特性為廣大客戶(hù)認(rèn)可。但現(xiàn)有單H操縱機(jī)構(gòu)氣路采用了隨動(dòng)閥,其本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜,故障率高,價(jià)格昂貴,不可維修等嚴(yán)重影響了整車(chē)的正常工作,提高了變速器使用成本,用戶(hù)抱怨較多。法士特公司通過(guò)對(duì)單H操縱機(jī)構(gòu)及氣路原理的分析比較,決定對(duì)操縱機(jī)構(gòu)及氣路進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。隨動(dòng)閥隨動(dòng)原理法士特某系列雙中間軸變速器采用單H操縱,主箱為手操動(dòng),副箱高低檔轉(zhuǎn)換為氣操縱,氣動(dòng)路線(xiàn)原理示意圖如圖1所示。來(lái)自整車(chē)儲(chǔ)氣罐的壓縮空氣(0.7～0.8MPa)經(jīng)過(guò)空氣濾清調(diào)節(jié)器(1),調(diào)壓至0.41-0.44MPa后,經(jīng)主氣管(2)進(jìn)入隨動(dòng)閥,隨動(dòng)閥的通斷狀態(tài)由手球上的高低檔轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)來(lái)控制:當(dāng)手球上開(kāi)關(guān)在低檔區(qū)時(shí),主氣管(2)與低檔區(qū)氣管(4)接通,變速器在低檔區(qū)工作;當(dāng)手球上開(kāi)關(guān)在高檔區(qū)時(shí),主氣管(2)與高檔區(qū)氣管(5)接通,變速器在高檔區(qū)工作。當(dāng)變速器處在空檔位置時(shí),隨動(dòng)桿處在圖2中所示位置,空檔燈接通;當(dāng)變速器掛上任一檔位時(shí),撥叉軸會(huì)推動(dòng)隨動(dòng)桿向右移動(dòng),壓縮空檔燈的觸頭,空檔燈斷開(kāi),同時(shí)隨動(dòng)桿向右移動(dòng)推動(dòng)隨動(dòng)閥柱銷(xiāo),隨動(dòng)閥柱銷(xiāo)頂住隨動(dòng)閥活塞,此時(shí),隨動(dòng)閥進(jìn)出氣路固定,避免了變速器工作時(shí),高低檔的突變跳檔(如1,6檔,2,7檔等的互變),保證變速器的正常工作。圖3為隨動(dòng)閥的工作原理圖,S與主進(jìn)氣口常通,當(dāng)手球處于低檔位置時(shí),S管與P管接通,氣路如圖3(a)所示,低檔氣管通氣,變速器在低檔區(qū)工作;當(dāng)手球處于高檔位置時(shí),S管與P管斷開(kāi),氣路如圖3(b)所示,高檔氣管通氣,變速器在高檔區(qū)工作。該氣路功能上很好的實(shí)現(xiàn)了該系列變速器的操縱要求,但由于隨動(dòng)閥結(jié)構(gòu)復(fù)雜,緊貼主箱殼體安裝,溫度高,閥體內(nèi)O型圈失效快,故障率高,價(jià)格昂貴,不可維修等嚴(yán)重影響了整車(chē)的正常工作和變速器使用成本,用戶(hù)抱怨較多。同時(shí),上蓋上三根撥叉軸孔與隨動(dòng)桿安裝孔垂直偏心交錯(cuò),且軸孔較深,工藝上難以保證四孔同軸度及位置度要求,上蓋廢品率高;撥叉軸與隨動(dòng)桿配合處有細(xì)軸頸,剛度受到較大影響;軸孔同軸度超差和撥叉軸剛度減弱,掛檔時(shí)撥叉軸與軸孔壁的摩擦增大,同時(shí)撥叉軸推動(dòng)隨動(dòng)桿要克服隨動(dòng)桿的摩擦阻力,導(dǎo)致變速器使用中掛檔沉重,嚴(yán)重影響了整車(chē)使用。采用低壓閥和氣路控制閥組合替代,實(shí)現(xiàn)高層次版產(chǎn)改進(jìn)采用了單H閥和氣路控制閥組合代替隨動(dòng)閥,改進(jìn)后的氣動(dòng)路線(xiàn)原理如圖4(單桿左操縱為例)。來(lái)自整車(chē)儲(chǔ)氣罐的壓縮空氣(0.7～0.8MPa)經(jīng)過(guò)空氣濾清調(diào)節(jié)器(1),調(diào)壓至0.41～0.44MPa后,進(jìn)入主氣管(2)和控制進(jìn)氣管(3)(紅色氣管)。當(dāng)主箱處于空檔位置時(shí),氣路控制閥(4)開(kāi)通,壓縮氣體經(jīng)過(guò)氣路控制閥后進(jìn)入單H閥(6),當(dāng)手球按鈕處于低檔區(qū)時(shí),控制出氣管(7)內(nèi)有氣,氣管5～9接通,進(jìn)入單H閥的壓縮空氣會(huì)通過(guò)低檔氣管(9)進(jìn)入副箱換檔氣缸,從而實(shí)現(xiàn)低檔。當(dāng)手球按鈕處于高檔區(qū)時(shí),控制出氣管(7)內(nèi)無(wú)氣,氣管5～8接通,則壓縮空氣會(huì)通過(guò)高檔氣管(8)進(jìn)入副箱換檔氣缸,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高檔?？刂瞥鰵夤?7)內(nèi)有氣與否,與換檔手柄上的高低檔轉(zhuǎn)換撥頭所處位置有關(guān)。當(dāng)撥頭處于高位時(shí),控制出氣管內(nèi)無(wú)氣,可實(shí)現(xiàn)高檔;當(dāng)撥頭處于低位時(shí),控制出氣管內(nèi)有氣,則可實(shí)現(xiàn)低檔。當(dāng)主箱處于掛檔位置時(shí),氣路控制閥斷開(kāi),此時(shí)壓縮空氣不能進(jìn)入單H閥,也無(wú)法實(shí)現(xiàn)高低檔轉(zhuǎn)換。也就是說(shuō),只有主箱在空檔位置時(shí),才能進(jìn)行高低檔轉(zhuǎn)換,同時(shí),主箱處于掛檔時(shí),氣路控制閥斷開(kāi),副箱高低檔轉(zhuǎn)換氣缸活塞兩側(cè)均無(wú)氣壓,為防止整車(chē)顛簸時(shí)副箱活塞震動(dòng)脫檔,在氣缸撥叉軸上加了防脫檔機(jī)構(gòu),這樣即可避免跳檔(如1,6檔,2,7檔等的互變)和副箱脫檔,保證變速器正常工作。單H閥的工作原理:當(dāng)p氣管不通氣時(shí),氣管8與氣管5接通,氣管9與通氣塞11接通;當(dāng)p氣管通氣時(shí),氣管9與氣管5接通,氣管8與通氣塞10接通。氣路控制閥的工作原理:當(dāng)觸頭處于自由狀態(tài)時(shí),氣管2與氣管5接通;當(dāng)觸頭被壓下時(shí),氣管2與氣管5斷開(kāi)。此氣路完全滿(mǎn)足某系列變速器的換檔操縱要求。將原氣路中隨動(dòng)閥用單H閥和氣路控制閥組合替代,由于單H閥和氣路控制閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可靠性好,單個(gè)閥出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)只需更換其中一個(gè)閥,且兩閥價(jià)格總和不到隨動(dòng)閥價(jià)格的一半,單從閥體本身即大大降低了整箱的生產(chǎn)成本,同時(shí)也降低了用戶(hù)的使用成本?！敖?jīng)過(guò)近兩年推廣應(yīng)用,表明單H閥和氣路控制閥取代隨動(dòng)閥在單H操縱中的應(yīng)用完全滿(mǎn)足使用要求,且具有更高的可靠性?！辈倏v機(jī)構(gòu)的加工基于氣路原理的改變,我們對(duì)操作結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),重新設(shè)計(jì)的操縱結(jié)構(gòu)盡量多的借用了已有零部件,結(jié)構(gòu)相對(duì)舊的操縱更簡(jiǎn)單,圖5(a)、(b)分別為改進(jìn)設(shè)計(jì)前后雙桿右操縱裝置結(jié)構(gòu)圖。經(jīng)過(guò)改進(jìn)設(shè)計(jì)后,單桿(左/右)操縱裝置兩信號(hào)燈都裝在操縱殼體上,上蓋上原有的信號(hào)燈孔和隨動(dòng)桿安裝的橫孔不需要再加工,且省去了隨動(dòng)桿,三根撥叉軸上與隨動(dòng)桿配合的槽也不需要再加工,變速器殼體上裝隨動(dòng)閥的面及面上的孔也可以不用加工,從工藝加工及零件數(shù)量上來(lái)看,也對(duì)降低成本有較大作用;改進(jìn)設(shè)計(jì)后的雙桿操縱(左/右),除了倒檔燈要裝在上蓋上,兼具上述優(yōu)點(diǎn),且操縱裝置本身結(jié)構(gòu)得到了很大的簡(jiǎn)化,圖5為改進(jìn)前后的雙桿右操縱裝置總成,不難看出,裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,零件數(shù)量減少,可靠性更強(qiáng),維修更方便。在新產(chǎn)品上的應(yīng)用將得到顯著發(fā)展經(jīng)過(guò)近兩年推廣應(yīng)用,表明單H閥和氣路控制閥取代隨動(dòng)閥在單H操縱中的應(yīng)用完全滿(mǎn)足使用要求,且具有更高的可靠性。新氣路被廣泛認(rèn)可,主機(jī)廠(chǎng)紛紛要求對(duì)原有技術(shù)協(xié)議進(jìn)行了相應(yīng)改進(jìn),終端用戶(hù)也主動(dòng)要求改為新氣路。新氣路的推廣促進(jìn)了該系列變速器的廣泛使用,明顯提高了顧客對(duì)該系列變速器的滿(mǎn)意度,提高