浅谈软轴式变速操纵系统(职称论文).d

客车软轴式变速操纵系统的设计与应用

[摘要]近几年来，随着客户对客车使用舒适度的要求的提高，软轴式变速操纵系统慢慢的代替了硬杆式变速操纵系统，并在客车技术中的得到了广泛的运用。选用匹配合理的软轴式变速操纵系统可以提高整车的可操控性和变速操纵的舒适度。

主题词：软轴变速操纵系统设计故障排除性能评价

The design and application of Bus cable shift control system Abstract:Recently years,with the improvement that customer to bus useage’s comfort. The hard shift system have been replaced by cable shift system step by step.and it have be widely apply in bus technology.chose reasonable cable shift system can improve operation performance and comfort of whole vehicle.

Key words: Cable shift system Design Obviate Failure Performace estimate

1 前言

我国的客车技术坚持技术引进和自主开发相结合的方针发展到今天，已经取得了长足的进步，随着人们生活水平的提高，特别是近几年旅游业的迅速发展，对客车的操控性，舒适性，安全性等方面提出了更高的要求。变速操纵的可靠性和舒适性已成为人们对客车的一个重要评价指标。

2 软轴式变速操纵系统的重要性及其优势

众所周知，驾驶员主要是通过转向，变速控制，制动，离合，

加速等动作来实现车辆在道路上的行进。很显然，变速控制是在对车辆控制过程中出现频率较高的动作，特别是城市公交和旅游车，他们需要频繁变换档位和长时间的操控。如果变速操纵系统的设计和选用不合理，会使驾驶员换档困难，操纵沉重或出现掉档等情况。变速操纵杆（手柄）表面处理的色泽及造型也会影响到驾驶区域的整体内饰效果，这些都直接影响到人们对客车的评价。

和传统的硬杆式操纵系统比较，软轴式操纵系统有着不可替代的优势。硬杆式操纵系统多采用空心杆作为主要的传力部件，对于动力后置的客车，就需要4-5段空心杆串连起来传递行程和扭矩，各段之间需要用支座，滑套和万向节等机构来实现连接。随着城市公交向低地板的方向发展，对安装空间的有了一定的限制，就会出现布置困难的情况。联接机构之间的摩擦力及杆系本身的自重会增大换选档操纵时阻力。同时，随着近两年原材料的涨价，硬杆操纵系统给各大主机厂的成本控制带来了一定的难度，软轴式操纵系统与硬杆式操纵系统最主要的区别在于它是采用软轴作为传递行程和力矩的媒介，软轴的柔性给安装带来了很大的便利，它的轻便又能有效地减轻整车的重量。总之，软轴式操纵系统在安装布置，调整维护，成本控制方面具有一定的优势。

3 软轴式变速操纵系统的组成及各部件的功能

3.1 操纵机构

操纵机构是操纵系统中关键的部件，安装在驾驶区域，它一般由支座，换档臂和选档摇臂等主要零件组成。常见的支座有铝铸件，钢

铸件或钣金件。它对整个机构起基础支撑作用，同时也是操纵机构与客车底盘上的横梁或底板的连接件，一般而言，七米以上的客车常选用以铝铸件或钢铸件作为支座的操纵机构。如上海东风泰利福莫尔斯控制系统生产并广泛运用于客车市场的MK3,MK4,MK6,MK8操纵机构其主要部件为铝铸件。对于七米内的中巴车，较多的是选用钣金件结构的操纵机构，实际情况要根据整个系统的匹配和负载等因素来定。驾驶员操纵的是操纵杆上的操纵手柄，主要实现换选档动作，纵向操纵手柄为换档动作横向操纵手柄为选档动作。换档操纵时，选档摇臂不动，换档臂做前后摆动控制换档软轴进行换档。在选档操纵时，换档臂左右摆动，并通过其他联动机构（如十字轴承）带动选档臂作摆动，从而控制选档软轴选档。操纵机构就是根据杠杆原理设计的，换档常为一级杠杆，选档是二级杠杆转化。

3.2 软轴

软轴是系统中操纵力和操纵行程的传递介质，系统一般由两根软轴组成，一根用来选档，另一根用来换档，两根软轴的一端连接操纵机构，另一端连接转换机构或直接连在变速箱的变速操纵轴上。设计有不同的规格的软轴适用于不同的负载场合，一般软轴由里向外是由索芯，衬管，内衬套，绞制钢丝和外套管组成，见下图：

索芯外套管

绞制钢丝

索芯有不同的绕制形式，可在一根粗的中心钢丝上绕制不同捻数的细钢丝，也可在一捻或几捻细钢丝的外层绕制一根或几根扁钢丝，根据不同的使用强度要求，对索芯的结构和外形有不同的要求。索芯是软轴中的关键部件，是承力部件，所以结构的合理性和强度的选择都很关键。衬管是热包在索芯的外面，常用材料是HDPE（高密度聚乙烯），主要作用是使索芯能绕制后更为牢固，成为一个整体，同时也使索芯在推拉运动的过程中减少摩擦。要求热包后表面平整光滑，特别对其外径有严格的要求，外径的控制直接影响到最后软轴的内阻力和传动效率。内衬套，绞制钢丝和外套管形成一个整体，它要求有一定的柔韧性的，同时也要保证软轴在底盘上布置时，内衬套的孔径不发生很大的变形，绞制钢丝相当于“骨架”，能有效地防止这种变形，内衬套的的孔壁要求光滑平整，使索芯在内衬套内推拉顺畅。索芯和内衬套的间隙是软轴一个很重要的控制点，间隙过大，会使系统的空行程大，传动效率低。间隙过小会使摩擦力大。

软轴在安装使用时，其布置的折弯半径和折弯角度都会影响使用的效率和寿命，根据美国Morse（汽车用软轴专业厂家）的研究，推荐使用的最小弯曲半径如下表：（客车上使用30-100软轴系列）

输入力和输出力之间存在以下关系:

输入力=输出力x 折弯率

在使用推荐的最小折弯半径时,折弯率主要受折弯角度的影响,两者之间有如下关系:

3.3 转换机构及附件

转换机构是对变速箱的变速输出花键轴实施直接操控的部件，在系统中主要功能是合理的调整力和行程的大小。变速箱上的变速控制可设置为双杆输出轴，和单杆输出轴。对于双杆控制的变速箱，无须单独的转换机构，直接将软轴连接在两个摇臂上即可。一般摇臂上会设置多个安装孔，用来调整力臂。在工作中，软轴将是使换选档摇臂在一定角度里的摆动，从而实现档位转换。我们知道，对于档位是单杆输出轴控制的变速箱，选档时是使输出轴在轴线方向上作直线运动，而换档是使输出轴一定角度里的摆动，

4 软轴式变速操纵系统的选用和安装调试

4.1 软轴式变速操纵系统的选用