中衡变速操纵【设计明细】指南

奇瑞汽车有限公司
变速操纵机构（底盘部）设计指南
编制：吴方正肖俊华
校对：
审核：
批准：
汽车工程研究院
1.简要说明
1.1综述
1汽车变速操纵机构分为手动变速操纵机构（）、自动变速操纵机构（））。

2按传递行程和力的方式可分为拉索式操纵、杆系操纵及电讯号直接驱动；
拉索式操纵因其易于布置，传递效率高，成本低廉，目前是最常用的结构；
1.2 设计目的
1 在任何行驶条件下须保证操纵机构总成可靠的操纵力及操纵行程输出。

2 布置上，应充分考虑到人机工程因素，确保最适宜的行程、力及操作位置，保证拉线在前舱的走向应平
顺，避开相关干涉，远离热源等；
3涉及到电子通讯部分，须保证对输入信号的准确识别、可靠的信号处理及精确输出，并具备相应的抗干扰能力；
4满足在不同工作温度下，保证足够的传递效率及操作手感；
5使用寿命的要求
6对外观有要求的件（如换档手柄、防尘罩等），应与整车内饰相匹配，并满足整车定位对料质、做工等因素的品质要求及价格限制；
7结构简单、紧凑、质量小、工艺性好、维修方便及适合大批量生产，充分体现平台共用最大化的原则；
1.3 适用范围
适用于各车型通用的软操纵式变速操纵机构装置；
1.4 装置的零部件构成图
1.变速操纵机构总成
2.螺栓
3.过渡支架总成
4.选换档拉线总成
5.螺栓
6.软轴卡箍
7．软轴支架 8螺栓 9.开口销 10.换档手柄及护罩总成
2 设计构想
2.1 设计原则
2.1.1 该零件的功能要求
1. 保证操纵机构总成可靠的操纵力及操纵行程输出。

2.涉及到电子通讯部分，须保证对输入信号的准确识别、可靠处理及精确输出，并具备相应的抗干扰能力；
3.寿命要求；通过性能试验及整车可靠性试验要求；
2.1.2 该零件的顾客要求
1.操纵须轻便、准确；
2.外观应与内饰搭配协调，做工较精细，手感应较好
2.1.3 该零件的性能要求
1. 工作性能应稳定、可靠，使用寿命长。

2.应保证在－40°C至90°C温度区间内，可靠的实现功能；
3.详细要求参见产品计划；附录1
4.力求做到结构简单、紧凑、重量轻、制造工艺性好及拆装维修调整方便等。

2.2 设计参数。

2.2.1 决定尺寸的因素
¶布置因素：总成周边的边界空间是决定总成外廓尺寸和软轴走向的直接因素；
¶变速箱对输入的要求：主要涉及换档行程和换档力的输入要求，结合人机工程的布置及总体杠杆比调校
，即可确定总成的运动尺寸；
¶接口结构：为保证零部件的通用性及可靠性，装置内各零部件已基本实行标准化接口； 2.2.2 决定重量的因素 ¶零部件外廓尺寸：参见2.2.1
¶加工工艺及材质：目前广泛采用的是整体注塑成型工艺，一般为工业塑料；部分高档产品也采用铸铝件； 冲压焊接件因其重量大，工艺复杂，质量过程控制困难等因素，已渐有减少的趋势 2.2.3拉线式变速操纵机构的设计计算
拉线式换档机构的简化模型
=
a b × 1f η×α
1× 1 (N) H =b a
×x
1η× h1 ()
=
a c ×d e
× 1f η× α1×1 (N) X =c a ×e d
×x
1η× X1 ()
式中: 1 — 换档力,变速箱换档所需力 (N); 1 — 选档力,变速箱选档所需力(N);
h1 — 换档位移量,变速箱换档所需行程 (); X1 — 选档位移量,变速箱选档所需行程 ()
— 驾驶员操纵换档机构所需换档力(N); — 驾驶员操纵换档机构所需选档力(N);
h — 驾驶员操纵换档机构所需换档行程(); X — 驾驶员操纵换档机构所需选档行程(); ηf — 拉线载荷效率 ηx — 拉线位移效率
α — 换档机构传动效率
2.2.4软轴拉线的布置
拉线在前仓布置时走向应平顺（最小曲率半径为R200）,过渡的圆弧越大越好；避免和前仓内的运动件干涉，远离热源；为降低力在拉线上的损失,通过软轴支架圆心的法线(如下图),应通过变速箱选换档遥臂圆心，如下图所示。

2.2.5根据对大量车型的测量数据统计及主观评价结果，
对于,最为理想的手柄操作行程（轿车）为±60，操作力为25N;
对于，操纵力及行程的要求见..\变速操纵修正\换档机构评价附录2
2.3 环境条件
2.3.1 零件的工作温度范围
在-40º90ºC工作温度区间内应保证润滑充分，橡胶部件其特性无变异，档位操纵顺畅准确；电子器件工作特性正常，外观件不得有不可回复的变形；在120ºC温度区间放置10分钟，不得有零件自燃及可燃成分滴下；
2.3.2 其他注意事项
选换档拉线及其附件（支架、卡箍等）因布置于前仓，环境复杂恶劣，故对温度，盐雾，老化，臭氧均有严格要求；详见企业标准.04.285附录3
2.4 设计基本限制因素
2.4.1变速箱输入
主要包括：档位布置（前进档位数及各档位分布情况）,行程，选换档力(或换档冲量)，空行程量，同步器冲击力等；详见..\变速操纵修正\变速箱选换档行程、力附录4
2.4.2对输入信号及控制策略的要求
主要针对或变速箱；
随着自动变速箱技术的日益成熟，控制策略也越加复杂；因我公司目前尚未具备变速箱的完全开发能力，故目前自动档车型均大量引进欧美日成熟变速箱；其控制策略多种多样，要求操纵机构的输入信号也都不同；
较为简单的是采用开关触发信号（如B11－1504010）；复杂的有采用霍尔电磁感应式传感器（A15-1504010）等；鉴于国内供应商的开发实力，较为常规的做法是仿制原件进行开发；对于自行研发或合作研发的自动变速箱则统一了通讯信号的定义，如18及420等，都采取了B11的通讯信号系统；
变速箱的控制策略决定了操纵机构的电路系统；前期的操纵机构只是起着传递行程和力的基本用途，其研发
难度与相当；但随着汽车电子技术和变速箱技术飞速发展，特别是手自一体式变速箱和的出现，对操纵机构的电路系统提出更高的要求：操纵机构需提供“＋、－”档的操纵信号，档位信号，仪表显示；提供P档锁止的输入端子；某些特殊功能如“”模式、“”模式、“”模式的操纵触发信号等；
2.4.3布置因素
包括软轴拉线的布置：曲率应大于等于R200；走向应留有弯曲余量，以确保动力总成抖动时（按最大±15）的可伸缩量；远离热源和运动部件等；
操纵手柄的布置：应符合人机工程要求;
2.4.4外观要求
取决于手柄和面板（防尘罩）的A面造型及整车的内饰定义；常见的表面处理有仿桃木、镀铬（镍）、包裹真皮等；
2.5 零件装配设计
2.5.1组成该系统的的零部件
参见装置图
2.5.2该部件在该零件上的定位、装配模式／组装
若机构为机构为冲压焊接件，则其安装、定位靠主要靠焊接夹具予以保证；产品一致性较差；如B11-1504010、S11-1703010等；（附图）
目前广泛应用的为注塑成形；其主体部分为一次注塑成形，部件连接多采用过盈配合压装，辅以卡箍、铆钉等多种连接方式；虽然模具的一次性投入较大，但重量轻，质量稳定，生产成本低，更适宜大批量生产；此种结构的主要缺点是模具修整困难，不易返工；拆装不便等；如A15-1504010等；（附图）
拉线与操纵机构，拉线与车身、拉线与软轴支架、手柄与操纵杆等的装配，均采用自锁式卡接结构，且连接处多采用橡胶阻尼，以增强缓冲，改善振动与操作手感；
2.5.3各部件的装配要求
装置内部各部件之间的连接要求定位准确，连接可靠；最好为“软连接”，以抵消动力总成振动引起的冲击；尤其是拉线与操纵机构之间的连接通常要求拉线为长度可调的，以确保拉线的行程可以均匀分配；
3.系统内的部件材料说明
因各种操纵机构的结构、制造方式不同，下面以A21变速操纵机构装置为例说明；
见附表A21换档系统材料实验规范0222；附录5
4．特别注意事项
4.1装置内应设置可调节的开口环，确保最终的装配误差可在此处予以释放，以保证实现4.1的要求；
通常此调节处设置于拉线与机构连接处（或拉线与变速箱摇臂连接处）
4.2；各部件之间的接口采用通用化、标准化接口，以保证可靠性，加快开发进度；
4.3行程匹配与杠杆比的选择
作为顾客要求，确保操纵装置各档位行程和操纵力均匀，且数值保持在适宜范围内，操作便利（见2.2.5）条4.4对于有特殊功能要求的变速操纵系统，应在结构设计初期予以充分考虑；
例如自动档的“P”档锁止功能，档位指示灯顺序显示功能等；手动档的倒档锁止功能等；
4.5通讯信号
应确保操纵机构所发出的信号免受温度、干扰信号等的影响，可准确、唯一、可靠的传递至或，执行正确的操作指令；
5.图纸模式
图纸应包含以下内容：
4.1.1装置各部件的轮廓尺寸；
4.1.2行程尺寸；
4.1.3系统各部件间及系统间的配合接口尺寸；
4.1.4通讯信号的定义及检测方式；
4.1.5技术要求
包含静态、动态强度，及耐久性，耐温性，耐蚀性，耐候性的性能要求；
4.1.6布置尺寸
含整车的相关布置坐标信息及布置要求；。