直接操縱式變速器特有的操縱方式，使得變速器的操縱桿和所有換檔操縱裝置都必須設(shè)置在變速器蓋上，而變速器則要布置在駕駛員座位的近旁，才可以實(shí)現(xiàn)它的功能。正是這種特有的結(jié)構(gòu)，變速器的換檔機(jī)構(gòu)在布置上存在空間擁擠、零部件的累積間隙大，變速器整體換擋感覺(jué)差，改善空間較小，針對(duì)以上的問(wèn)題點(diǎn)，我們通過(guò)不斷的嘗試，最終通過(guò)在機(jī)構(gòu)上增加一個(gè)換檔塊和定位銷來(lái)解決換檔吸入感差的問(wèn)題，并且同時(shí)減小了換檔的空行程比例，換擋感覺(jué)明顯改善。首先通過(guò)如下圖1來(lái)了解一款直接操縱變速器的選換擋機(jī)構(gòu)。

　　圖1

　　注：① 操縱桿 ② 選換檔軸合件 ③ 各檔撥塊 ④ 自鎖彈簧 ⑤ 各檔撥叉軸及撥叉

　　圖1為一款愛(ài)信產(chǎn)直接操縱式變速器的選換檔操縱機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)通過(guò)①操縱桿--②選換檔軸合件--③換檔撥塊--⑤撥叉軸及撥叉的傳遞順序?qū)崿F(xiàn)換檔，圖中可以看出，操縱桿球頭首先與選換檔臂相連接，再通過(guò)選換檔軸合件與各檔位換檔撥塊連接，各撥塊再傳遞到撥叉和同步器齒套相連，通過(guò)我們對(duì)實(shí)際機(jī)構(gòu)的測(cè)繪，這個(gè)過(guò)程間隙累積了約1.5mm，如果按照6的杠桿比推算到駕駛室球頭，空行程達(dá)到了9mm，占到總行程的10%，這對(duì)換檔感覺(jué)來(lái)說(shuō)是個(gè)很壞的影響。在這個(gè)機(jī)構(gòu)中，作用到駕駛員手上的力主要來(lái)自機(jī)構(gòu)中的④自鎖彈簧力、同步器彈簧力及變速器各機(jī)構(gòu)的摩擦阻力。

　　為了有效改善以上問(wèn)題，我們?cè)谶x換檔軸合件上增加了一個(gè)換檔塊，在原操縱座上增加了一個(gè)定位銷(定位銷的應(yīng)用在乘用車及商用車很多車型已經(jīng)有較為成功的經(jīng)驗(yàn))，見(jiàn)下圖2

圖2

圖3

　　圖3為圖2中M銷機(jī)構(gòu)的局部放大圖，通過(guò)增加圖3中的換檔塊，可以對(duì)原有設(shè)計(jì)帶來(lái)以下幾點(diǎn)的優(yōu)化：

　　1、前面已經(jīng)提到原機(jī)構(gòu)的操縱傳遞順序及各個(gè)組件之間的間隙存在，增加換檔塊后，我們可以在設(shè)計(jì)時(shí)把原機(jī)構(gòu)中換檔頭與換檔撥塊的間隙、撥叉與齒套的間隙包容到換檔塊的行程設(shè)計(jì)中，使駕駛員在操作時(shí)只感受到操縱桿與選換檔臂的間隙，而這個(gè)間隙在設(shè)計(jì)時(shí)可以設(shè)計(jì)的很小。

　　2、為了保證變速器整體的換檔力大小，我們必須把把原機(jī)構(gòu)中的力調(diào)整小。在優(yōu)化原機(jī)構(gòu)換檔性能的方案研究過(guò)程中，我們?cè)鲞^(guò)一個(gè)實(shí)際的驗(yàn)證，就是對(duì)機(jī)構(gòu)不做其他調(diào)整，只是增加自鎖彈簧的剛度，通過(guò)實(shí)際的測(cè)量，我們發(fā)現(xiàn)除了彈簧力對(duì)機(jī)構(gòu)的影響，系統(tǒng)的摩擦阻力也隨之變大了。相反，我們?cè)跍p小自鎖彈簧力的時(shí)候，系統(tǒng)的摩擦阻力也會(huì)變小，這對(duì)機(jī)構(gòu)中力的構(gòu)成是極好的。

　　3、換檔塊的增加對(duì)選換檔機(jī)構(gòu)的空擋位置有了一個(gè)精確地定位，選檔時(shí)的選檔卡滯現(xiàn)象也比改進(jìn)前改善了很多，或者可以說(shuō)已經(jīng)完全避免了因操作或者加工超差帶來(lái)的輕微選檔卡滯現(xiàn)象，這是我們所喜聞樂(lè)見(jiàn)的。

　　那么在換檔塊和定位銷的設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意哪些要素呢，總結(jié)起來(lái)大致有以下兩點(diǎn)：

　　1、換檔塊的設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)要領(lǐng)其實(shí)就是常見(jiàn)的M槽設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)是應(yīng)將換擋過(guò)程中幾個(gè)力的因素考慮全面，通過(guò)前面的圖2就可以清晰的看出每個(gè)起作用的力在那個(gè)節(jié)點(diǎn)上起的作用，在這里的作用無(wú)非就是助力和阻力兩種，像換檔塊在爬坡階段就是阻力，下坡階段就是助力，而系統(tǒng)的摩擦力或拖曳力一直起阻力的作用，如果每個(gè)檔位的撥叉軸上還設(shè)計(jì)有M槽的話，還應(yīng)考慮各個(gè)力的作用節(jié)點(diǎn)要設(shè)計(jì)的合理，不能適得其反。在這里引入一個(gè)概念，叫定位銷爬坡與下坡的行程比，以下簡(jiǎn)稱行程比。例如在換檔塊的M槽設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮撥叉軸上M槽的行程比，設(shè)計(jì)原則最好是撥叉軸上的行程比略小于換檔塊的行程比，另外對(duì)于同步器在換擋過(guò)程中的力的作用也要綜合考慮，只有相關(guān)的幾個(gè)力設(shè)計(jì)合適，才可以對(duì)換檔摘擋時(shí)的吸入力有實(shí)質(zhì)性的幫助。

　　2、定位銷的設(shè)計(jì)，應(yīng)尤其注意在換檔塊上的干涉情況，應(yīng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中做好充分的圖紙模擬和校驗(yàn)工作。

　　顯而易見(jiàn)，通過(guò)在原機(jī)構(gòu)上增加換檔塊及定位銷，使直接操縱式變速器的選換檔性能得到了很好的提升，但是在變速器總成中，對(duì)換檔力的影響因素很多，在我們的研究過(guò)程中我們也發(fā)現(xiàn)有很多其他的細(xì)節(jié)需要去更加深入的研究和創(chuàng)新，我們也會(huì)在該領(lǐng)域繼續(xù)探索，與大家共同分享技術(shù)創(chuàng)新帶來(lái)的收獲。