重卡用操纵机构技术交流.doc

上海惟译汽配制造有限公司重型汽车用变速操纵机构行业技术发展方向分析纵观重型汽车手排变速操纵器的发展过程从硬杆软轴伸缩硬杆的不断进化。由硬杆转变到软轴，在技术上解决了驾驶室倾翻过程中一系列存在的问题以及安装空间的自由化，但是软轴的使用寿命短，效率损耗后驾驶员耗力过大的技术缺陷，增加了总装厂三包期的服务负担。伸缩硬杆既能满足驾驶室倾翻运动，又有坚固耐用，操作轻便灵活的优点。目前伸缩硬杆加换力器的硬杆操纵器是耗力最小又能保证球节径向受力的变速操纵器总成。随着汽车工业的技术发展必将发展到电控气动操纵器以及气液混合驱动操纵器。新技术的展示、介绍本公司推出的新产品WYH伸缩硬杆变速操纵系统的运动模式不同于国内外的同类产品：1、从一根主杆（伸缩杆）通过换力器转变为由两根副杆共同传动变速器，实现选换挡动作；2、由复合摆臂的副臂进行转换传动模式后实现球节无轴向承受力，延长球节寿命；3、两个部分均处于直线传动，降低了机械力损耗，实际操作过程中有明显的轻便灵活性能。 WYH伸缩硬杆变速操纵有四个优点：1、WYH操纵器是伸缩式硬杆可配置驾驶倾翻；2、硬杆终端联接换力器，选档位置的清晰度、耗力度优于软轴；3、效率损失可达到15%以下，驾驶员有明显的轻松灵活感受；4、是坚固耐用维护成本低的变速操纵系统。 主要技术性能：1、对变速箱有广泛的适应性，传统硬杆变速操纵只能配置单轴变速箱，WYH换力器既能配置单轴变速箱，又能配置双轴变速箱；2、对驾驶室有广泛的适应性，硬杆紧贴驾驶室顶盖，不侵占发动机位置；3、硬杆终端无摆动；4、驾驶室倾翻时伸缩硬杆自动解锁。产品开发能力介绍本公司设立产品研发专业团队，具备自主设计、制造、检测的整体能力，研制手排变速操纵用操纵器、操纵软轴、换力器等产品。自备9JS180变速器，实测新产品的技术性能。专业团队共9人，由50年机械设计资历的老工程师任技术总监，机械工程师2名，高分子工程师1名，技师3名，本科毕业实习生2名。在汽车制造行业已拥有数项国家发明专利。我厂不断吸收国内外同类产品之长，产品在结构和制造工艺上独具一格，质量达到先进水平，能满足国内外各生产厂商的需求。目前主要的配套厂家有郑州宇通客车股份有限公司、青岛一汽、山东泰安航天、宝鸡通力重汽、西安陕汽集团公司等。产品规范、技术要求介绍自主研发产品的目标是：1、FKB5型操纵器&软轴以18个月无故障为前提，据此台架耐疲劳测试的标准是负荷60kgf时100万次无损伤并达到预定磨损量（钢球与摆臂U型口间隙不大于1mm），软轴效率衰减不大于30%。2、伸缩杆操纵器以30个月无故障为前提，台架耐疲劳测试的200万次标准时全部球节无损坏，球节的磨损量不大于0.5mm。开发流程及各开发过程周期介绍序号任务名称周期（天）第一阶段:计划和确认项目阶段（12天左右）1市场调研分析12项目可行性评审13确定APQP开发计划14顾客输入(清单）15设计任务书16可靠性和质量目标的确定、项目投资明细27初始过程流程图28初始特殊特性清单29初始材料清单1第二阶段:产品设计和开发阶段-样件试制阶段（40天左右）11DFMEA分析512实验测试计划213零件与总成的3D、2D图纸设计1014样品设计图及零件清单发布115外协零件供应商确定及开发2016产品特殊特性更新117样件控制计划518手工样件制作及测试819设计确认1020工程图纸及明细表更新2第三阶段:过程设计和开发阶段-试生产准备阶段（7天左右）21过程流程图222过程特殊特性123过程PFMEA524工装模具检具要求及开发计划2025试生产控制计划的制定226试生产过程指导书2第四阶段:产品和过程确认阶段-试生产阶段(14天左右)27试生产计划及试生产1428样品检验1429生产控制计划的制定530生产工艺文件的更新：作业指导书、检验规程、工装、明细表等。5第五阶段：反馈、纠正和总结阶段-生产阶段31批量生产前评审32批量生产33开发经验总结生产阶段按一个月为一阶段，每月生产目标1000件。1）我公司重卡用变速器操纵产品介绍FKB5型软轴变速操纵系统 概括：FKB5型软轴变速操纵系统的技术特性是：选档与换档的负载峰值由原有的单根承担变为由两根软轴共同分担，提高软轴的驱动效率，延长软轴的使用寿命，降低操纵的人力消耗,以此适应重型汽车（城市公交客车、矿用车、混凝土搅拌车、土方车等）高频率变速的耐用性，同时又减少软轴的空行程，使驾驶员得到轻松舒适的感受。FKB5型操纵器和转换机构采用独特新颖的设计方案，变速器端软轴采用插入式定位定向安装，以及插销式的锁紧装置，为整车厂创造一个方便、准确的安装条件。 产品特点： 操纵杆长度275-700自由选择，档位清晰，选换档手感轻便。 操纵器与转换机构配套使用，换档时两根软轴同步运动，提高软轴的使用寿命。 本操纵系统配套的软轴与传统操纵系统的不同点：其特征在于调试过程中无需调节球节。 主要技术参数：最大换档行程：50mm 最大选档行程：40mm 总量90mm工作温度：-50100 手柄最大摆动角度：换档36、选档32FKB5型系列操纵器的特点是：两根软轴断裂任意的一根软轴后，还可以进入对角的共两个档位（与三拉索操纵器断裂任意两根软轴后的功能相同）。FKB5型系列操纵器配套的软轴使用寿命不亚于三拉索操纵器。其技术原理是：三拉索的运行过程除中间档以外，软轴属不对称非等量运动，随之失去全拉力运动的功能。三根软轴的其中一根纯属无效运动而浪费动能的消耗。FKB5型操纵器采用双软轴异同步复合运动，排除了此项技术缺陷。与传统K3操纵器相比较，有以下的技术特性差异：1、K3操纵器的选档运动软轴形成径向摆动6左右，FKB5操纵器无径向摆动，排除了推拉杆与导向管的摩擦力损耗。有效排除软轴断裂的弊端。2、K3操纵器选换档运动都存在着结构运动的力损失，FKB5操纵器换档运动无结构力损失。3、K3操纵器的换档运动，现象上是双向同步运动，实质上是双向非同步运动，在进档过程中操纵杆前后运动时存在左右漂移的晃动现象。其根源是定位连杆摆动造成两根软轴运动量的差异。FKB5型操纵器换档运动能够保持等量的双向运动。（详见图解）WYH硬杆操纵系统带中间换力器FKB5软轴操纵系统配置重型汽车操纵器&转换机构9TZ-220转换机构适用于铁马9TZ-220(左卧模式)ZHEH-01-00转换机构适用于法士特9JS115-240（左驾驶模式）ZHEW-01-00转换机构适用于法士特9JS115-240（右驾驶模式）推拉软轴l 软轴级别：u 80kgf级推拉软轴适用于变速器扭矩1000N/m以上至2400N/m。u 60kgf级推拉软轴适用于变速器扭矩550N/m以上至900N/m。u 45kgf级推拉软轴适用于变速器扭矩600N/m以下。l 软轴分类u YFPT型为普通推拉软轴，制造长度1.1m至15m。u YFNGW型为耐高温推拉软轴，凡前置发动机重型汽车或客车，受发动机排气系统的高温影响，普通推拉软轴无法适应时，适用耐高温软轴，其可以在350环境下长期持续运行。l 软轴三包推拉软轴配置本公司操纵器，保用期为：客车24个月，重型汽车18个月，特种车辆12个月。YFNGW耐高温软轴YFPT普通软轴2）重卡用变速器操纵最新技术及发展趋势(结合欧洲和北美)。国外已经开始采用电控气动、电控液压两类变速操纵器，本公司自主研发电控气动&气液混合驱动两类变速操纵器。1、 电控气动操纵器A、 操纵器实为电控开关，变速器加装两组气缸，一组负责选档，一组负责挂档，操纵器与变速器之间连接为一个多芯电缆。B、 目前正在研究的关键技术是负责挂档的一组气缸进档后的卸荷机构。C、 研制步骤为第一台的技术功能，只能配置于5+1档位的变速器。2、 气液混合驱动操纵器A、 操纵器实为一个手控的多位气阀&油阀，变速器加装两组气缸，一组负责选档，一组负责挂档，操纵器与变速器之间连接为一根多芯气管。B、 目前正在研究的关键技术是负责挂档的一组气缸进档后的卸荷机构。C、 研制步骤为第一台的技术功能，只能配置于5+1档位的变速器。3）变速器软轴操纵需要做哪些试验？怎么做？来保证产品品质。作为软轴操纵系统，软轴品质的优劣是关键，软轴制造过程中需控制如下几点： 一索芯的挑选，索芯是一根软轴好坏的重要因素之一。索芯应检查其抗拉强度是否达到要求。如达不到要求，软轴则容易拉断。用拉力机测试软轴抗拉强度一般要求为1770N。索芯还要检验其弹性，如果达不到要求，则软轴在使用过程中会导致驾驶手感不良，操纵杆不会复位。取一米钢绳，将其弯曲至U型，然后一个手放开让它自然弹回原位，如果会弹到原位，那说明此根索芯为弹性极佳的索芯，可以使用。 二内衬管检验，用一根索芯穿入内衬管，以形态弯曲，弯曲半径不小于100。一端加以砝码60kg，另一端连接台架试验机，以行程200mm，测试频率42次/分钟连续推拉120小时。取下试验段，解剖实验段采用投影仪检验磨损程度。 三检验内衬管内径及索芯外径，严格控制这2个数据，因为软轴在制作过程中，内衬管和索芯的间隙配合也是很重要的。太大容易出现空形成，使传动效率降低，太小容易增加软轴的阻力，导致选换挡吃力。 四拉脱力实验，软轴做好后固定软轴一头，另一头连接拉力机进行拉力试验，以较常用的80kgf级软轴用8000N为标准来拉软轴，如果在8000N以内被拉脱，需重新调整铆压机参数。产品实验测试具体实施方法选 换 挡 软 轴 试 验试验项目试验标准/规范试验方法备 注标准耐久试验50万次无失效在一台能够由FKB5操纵器驱动双根软轴双向各自推拉35kg砝码的同步运动，另加15kg的异步运动（模拟变速器选档与换挡的两种功能），由1.1千瓦电动机驱动软轴，进行连续运动。试验样品经受两次试验测试要求：35kg砝码以高度距离50mm的冲击力反作用于软轴 测试频率：42次/分钟 常温环境中：连续运动50万次； 此条件下测试完毕后索芯无断裂、索套无断丝、护管接头不脱落、导向管不脱落、球头无损坏。 台架寿命试验50万次无失效在一台能够由FK6D汽助力操纵器驱动单根软轴连接9JS180变速器，变速器输出轴150转/分钟，连续进行挂档运动。由压缩空气驱动FK6D，产生600N的推力与拉力，由软轴传递于变速器的挂档摆臂。 9JS180变速器输出轴由10kw变频电机带动。测试要求： 测试频率：60次/分钟 常温环境中：连续运动50万次； 此条件下测试完毕后索芯无断裂、护管接头不脱落、导向管不脱落、球头无损坏。 FKB5 型 操 纵 器 试 验试验项目试验标准/规范试验方法备 注强度试验操纵器输出2500N+1250N无变形在一台可供操纵器输出纵向5000N、横向2500N的专用平台上安装FKB5A-00操纵器，由专用平台分级施加作用力，到达2500N+1250N规定值时，保持带负荷静态24小时，卸荷后保持无变形。试验样品经受两次试验试验条件：外作用力由操纵杆输入 操纵杆长度为400mm操纵器力比为5:1，由3个百分表对准操纵器力矩输出点 2个牛顿表按5:1向操纵杆施加作用力。耐疲劳试验往复100万次在一台能够由FKB5操纵器驱动双根软轴双向各自推拉35kg砝码的同步运动，另加15kg的异步运动（模拟变速器选档与换挡的两种功能），由1.1千瓦电动机驱动软轴，进行连续运动。测试要求：35kg砝码以高度距离50mm的冲击力反作用于软轴 测试频率：42次/分钟 常温环境中：连续运动50万次； 此条件下测试完毕后索芯无断裂、索套无断丝、护管接头不脱落、导向管不脱落、球头无损坏。 软轴操纵机构整体测试试验项目试验标准/规范试验方法备 注标准耐久试验100万次无失效在一台能够由FKB5操纵器驱动双根软轴双向各自推拉35kg砝码的同步运动，另加15kg的异步运动（模拟变速器选档与换挡的两种功能），由1.1千瓦电动机驱动操纵器，进行连续运动。双根复合运动试验测试要求：35kg砝码以高度距离50mm的冲击力反作用于软轴 测试频率：42次/分钟 常温环境中：连续运动100万次；此条件下测试完毕后索芯无断裂、索套无断丝、护管接头不脱落、导向管不脱落、球头无损坏，操纵器无异常磨损、无损坏，转换机构无异常磨损、无损坏。 4）重卡用软轴操纵可靠性如何提升？ 软轴操纵引用于重型汽车后效率衰减是一个普遍存在的技术缺陷，经过近10年的跟踪售后服务，基本情况是：1、在正常状态下运行时限达到24个月后效率损失一般效率衰减30-35%，究其原因是润滑油汽化消失后增大了索芯与索套的摩擦力为主要因素。本公司正在研制无油自润滑软轴，索套内衬管壁含二硫化钼作自助润滑剂。2、造成软轴短期快速衰减主要因素是，软轴端密封件失效，关键在于安装或维修时操作工没有将防尘罩进入正确位置，造成雨水侵入，导致索芯钢绳氧化失去弹性，效率衰减达到55-60%。本公司在软轴成品的两端附上简要说明书，以此求得防尘罩的正确安装位置。3、随着发动机发展情况，排气温度的升高，软轴行径排气系统，遭受高温侵蚀而造成软轴变形至失效。本公司研究的耐高温软轴是在软轴的一端（1.2m）为全钢结构，能长期承受400高温保持正常运行的技术特性。地址：上海市浦东新区新场工业园区古爱路15号电话传真EMAIL：5）国内外重卡软轴操纵常见结构及优缺点分析。软轴操纵常见结构较多采用软轴驱动。其优点是：柔性较好可任意弯曲的推拉式软轴代替了刚性机构中的刚性拉杆, 减少了传动环节和运动部件的制约因素, 使总体布置得到简化, 能有效解决驾驶室翻转时机构与其它系统发生干涉的问题, 同时有利于减轻整车质量, 降低运动噪声。另外成本较低。其缺点是：在布置环境不尽其