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1、 后驱五挡变速器优化方向探讨 摘要：当前，我公司供客户的后驱五挡变速器（以下称SC16M5系列变速器）已经发展到第六个年头，具有换挡性能稳定、故障率低、传动效率高等特点。从变速器近年来的发展历程来看，变速器不是一成不变的，需要适应社会的需求进行优化改进，才能不被淘汰。本文从用户的需求和变速器优化可行性进行分析，对SC16M5系列变速器的优化方向进行探讨。关键词：SC16M5变速器；用户需求；优化方向1 概述我公司供客户的SC16M5系列变速器从2011年开始批产，便开始牢牢占据着公司生产总额的半壁江山，该系列变速器2016年产量90万台，2017年预计85万台，2017年产量预计能占到柳州公司
2、变速器总产量的50%以上。如此高的产量，说明该变速器性能稳定，被客户认可。变速器表现优秀，这与持续改进是分不开的。见下表，从2015年开始，我司SC16M5系列变速器进行的持续改进有8项之多，包括输入轴油封漏油改进、五挡难挂、三四挡打齿、分离轴承异响等。所以说，不断的持续改进，才把产品做得更好。本文针对市场的发展需求并兼顾变速器改进的可性行，对未来SC16M5系列变速器的优化方向进行探讨。2 持续改进的指导性原则变速器持续改进的输入一般客户提出需求，我们公司的宗旨是一切以客户为导向。客户提出需求的原因一般分为两种，一种是应对市场问题，另一种是自身性能需求。比如以上表提出的SC16M5C3C8输
3、入轴油封漏油改进，是为了应对市场问题；对于SC16M5D3提出的NVH性能、换挡性能提升，则是客户对于整车整体性能提升的需求。了解到持续改进的指导性原则，我们才能更好的预测未来变速器的改进方向。3 持续改进的方向探讨以下是笔者遵循持续改进原则作出的几个改进预测。3.1 倒挡增加同步环同步环在变速器内起到的作用是换挡过程中减少同步器齿套和结合齿结合瞬间的冲击，它的原理是靠同步器齿套推动滑块，滑块再推动同步环锥面与齿轮锥面摩擦，在摩擦力矩作用下使得同步环齿套与齿轮结合齿啮合之前保证转速相同，即相对静止状态，之后迅速啮合，消除了换挡冲击1。但目前，我公司在供客户的SC16M5系列变速器上倒挡系统是没
4、有同步环的（见图1），为什么呢？因为倒挡是在开车时比较少用的一个挡位，按照驾校理论和开车常识，挂倒挡时车辆基本上都处于静止状态，变速器内的五倒挡同步器齿套与倒挡结合齿也处于静止状态，所以不需要同步环就可以顺利完成挂入倒挡动作。但随着社会的进步，人们的思想越来开放，特别是年轻人更不想循规蹈矩，他们越来越重视自身的感官舒适性，一些司机在挂倒挡时更不会每次都刻意使得汽车静止，所以会产生打齿声音影响感官感受。如果能在倒挡方向增加同步环，就可以使得挂倒挡时不需要车辆静止，同步环会产生摩擦力矩使得倒挡从动齿与同步器齿套同向转动并顺利结合。如果变速器倒挡不加同步环，可以预见，随着人们对汽车性能需求越来越高，
5、倒挡打齿也会成为一个投诉热点；同时，对于车企来说，倒挡增加同步环降低了客户的驾驶难度，倒车更任性，这也是一个卖点。从技术层面上说，增加倒挡同步环在结构上是可行的，需要更改同步器、加同步环、倒挡从动齿增加锥面（见图2），难度不大。会增加小额成本，这需要客户提出输入，才可以进行更改。3.2 机械式分离轴承改液压分离轴承在手动变速器结构中，分离轴承起到的作用是，推动离合器分离弹簧、切断发动机与变速器的动力传输，减轻齿轮间的冲击，以便于换挡。分离轴承一般分为两种，一种是机械式，一种是液压式。使用机械式分离轴承的分离系统结构比较复杂（见图3），结构基本上由机械式分离轴承、分离拨叉、分离拨叉定位螺栓、分离
6、摇臂、分离摇臂衬套、分离摇臂衬套卡簧组成，装配比较繁琐；离合系统频繁使用，环境恶劣，高温、异物粉尘较多，机械式分离轴承属于开放式结构，容易使得异物侵入、润滑不良，使得轴承容易损坏，产生分离异响、分离困难等故障。使用液压轴承的分离系统则结构相对简单（见图4），仅由液压分离轴承、分离油管和固定螺栓组成，由于液压分离轴承集成化、全密封、液压助推，所以工作起来分离平稳、省力、故障率低、维修方便，对于整车厂来说占空间小，更容易布置匹配当下流行的双质量飞轮离合器系统。目前，我公司供客户的SC16M5系列变速器仅SC16M5D3使用液压分离轴承，其余的SC16M5C3C8B9还在使用机械式分离轴承，可以预计
7、在将来，人们对车辆的性能要求更高，液压分离轴承成本进一步降低时，机械式分离轴承将被液压分离轴承取代。3.3 增加空挡位置检测系统现在的汽车越来越智能化，一键启动的汽车已不再稀奇。一键启动最早起源于宝马7系，但从2015年开始一键启动汽车才开始流行，目前发展到上百家国内车企都开发了可一键启动的汽车。一键启动省去了驾驶员插入钥匙并扭动钥匙点火的动作，只需轻轻一按，车子便会启动，相当具有科技感，使得汽车看起来更上档次。手动挡汽车的一键启动原理是使用了空挡位置检测系统，空挡位置检测系统基本上有两类，一类是接触式，一类是非接触式。非接触式在工作过程无机械接触，不存在磨损，且感应位置准确、寿命长，被广泛运
8、用，所以本文只介绍非接触式空挡位置检测系统。非接触式空挡位置检测系统其功能由空挡位置传感器和磁铁感应块共同作用实现：磁铁感应块通过弹性销固定在变速器换挡轴上，空挡位置感应器则固定在换挡轴附近的壳体上，换挡轴带动感应块移动，使空挡位置传感器与感应块的相对位置发生变化，传感器内置的霍尔芯片感应磁場强度的变化，并对应当前挡位处于空挡还是在挡状态输出不同的电信号，再提供给整车相关系统判断是否处于空挡，从而实现整车一键启动的功能2。非接触式空挡位置检测系统的结构如图5所示。换挡时磁铁感应块转动不同的角度，使得传感器输出高电平或低电平信号。挂空挡时，磁铁感应块正对传感器，传感器输出高电平；挂进挡时，磁铁感
9、应块斜对传感器，传感器输出低电平。工作原理如图6所示。当前我们公司SC16M5系列变速器都没有匹配一键启动的汽车，这是一个发展方向。要改一键启动并不难，需要解决的是如何将空挡位置检测系统植入，我公司的SC16M5D系列产品操纵盖总成属于纵向结构，选换挡轴系统工作区域的空间较大（见图7），可以把磁铁感应块安装在选换挡轴上，位置传感器装在空间外围的轴承箱上。SC16M5BC系列的操纵盖总成则比较紧凑（见图8），需加长选换挡轴并拓展操纵盖壳体空间，才能增加空挡位置检测系统。4 结语以上是笔者从用户需求和变速器优化可行性的角度，对公司SC16M5系列变速器的优化方向的简单探讨，这些优化方案比较简单，当下也比较常见。这些优化在技术层面上是没有问题的，一切以客户的需求为导向才可以进行更改。参考文献：1刘惟信.汽车设计M.北京：清华大学出版社，2012.2郑立朋，柳见喜，徐雷.手动变速器空挡位置传感器在智能启停系统中的应用D.北京：第六届国际汽车变速器及驱动技术研讨会论文集，2014. -全文完-
