基于雙中間軸的變速器產(chǎn)品開發(fā)

基于雙中間軸的變速器產(chǎn)品開發(fā)

20世紀(jì)80年代，陜西法士特齒輪有限公司從美國伊頓公司引進(jìn)了完整的雙軸變速器制造技術(shù)（fuller）。經(jīng)過20多年的整合和創(chuàng)新，它已成為中國最大的重型商用車服務(wù)提供商。其產(chǎn)、銷量,市場占有率,全員勞動(dòng)生產(chǎn)率等綜合效益指標(biāo)均居行業(yè)前茅。本文對(duì)法士特生產(chǎn)、匹配國內(nèi)重型汽車的雙中間軸系列變速器的結(jié)構(gòu)、工作原理和技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行簡要介紹,供有關(guān)汽車廠家和行業(yè)人士參考。9(10)擋變速器:法士特雙中間軸系列變速器的基本結(jié)構(gòu)平臺(tái)其9(10)擋變速器由一個(gè)前置5擋的主變速器和一個(gè)2擋的副變速器組成(見圖1)。輸入軸(Ⅰ軸)與Ⅰ軸齒輪通過花鍵相聯(lián)接。中間軸(副軸)齒輪除倒擋和低擋齒輪與中間軸制成一體外,均以一定的過盈量與中間軸相配合,并輔以月牙鍵或長鍵聯(lián)結(jié)。主軸(Ⅱ軸)齒輪由花鍵墊片支撐,在Ⅱ軸上呈徑向浮動(dòng)狀態(tài),通過裝在內(nèi)孔上的止動(dòng)環(huán)、Ⅱ軸上的長六角鍵、花鍵墊和調(diào)整墊進(jìn)行軸向定位。通過選擇調(diào)整墊的厚度可以調(diào)整相鄰兩擋齒輪間的間隙。主、副變速器內(nèi)的各擋齒輪均為常嚙合。發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過離合器傳給變速器的輸入軸和Ⅰ軸齒輪。Ⅰ軸齒輪與中間軸傳動(dòng)齒輪常嚙合,驅(qū)動(dòng)中間軸轉(zhuǎn)動(dòng)。中間軸上的齒輪與主軸上的齒輪常嚙合,主軸齒輪在主軸上空轉(zhuǎn)。Ⅱ軸上的滑套與Ⅱ軸通過花鍵聯(lián)接,當(dāng)移動(dòng)滑套,使滑套的結(jié)合齒(外花鍵)與Ⅱ軸齒輪的內(nèi)齒(內(nèi)花鍵)結(jié)合時(shí),Ⅱ軸就與Ⅱ軸齒輪成為一體并按一定的速比轉(zhuǎn)動(dòng)而傳遞動(dòng)力。當(dāng)副變速器位于高擋區(qū)時(shí),主箱Ⅱ軸輸出的動(dòng)力通過副箱驅(qū)動(dòng)齒輪和副箱同步器齒套傳給輸出軸直接輸出;位于低擋區(qū)時(shí),主箱Ⅱ軸輸出的動(dòng)力通過副箱驅(qū)動(dòng)齒輪傳給副箱中間軸齒輪,再通過副箱減速齒輪和同步器齒套傳遞給輸出軸輸出。在9(10)擋變速器的基礎(chǔ)上,將Ⅱ軸上的1/2(5/6)擋、3/4(7/8)擋的滑動(dòng)齒套更換為鎖銷式同步器或鎖環(huán)式同步器,重新設(shè)計(jì)相關(guān)齒輪及換擋零件,可構(gòu)成9JS119T、9JS135T和9JS150T等系列全同步器型9擋變速器。在9(10)擋變速器的基礎(chǔ)上,去除主箱內(nèi)的一組低擋齒輪,重新調(diào)整其相應(yīng)的齒輪參數(shù)和結(jié)構(gòu),即為8JS118(120)、8JS135等系列8擋變速器。在9(10)擋變速器的基礎(chǔ)上,去除主箱內(nèi)的一組低擋齒輪,將前進(jìn)擋的2個(gè)滑移齒套更換為同步器,重新設(shè)計(jì)相關(guān)齒輪及換擋零件,可構(gòu)成8JS118T、8JS135(130)T等系列全同步器型8擋變速器。有2點(diǎn)需說明一下:(1)法士特雙中間軸9擋變速器與10擋變速器的主箱與副箱在結(jié)構(gòu)上完全相同,不同之處僅在于換擋機(jī)構(gòu)略有不同。(2)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力從Ⅰ軸齒輪通過滑套傳遞給Ⅱ軸,再由副箱驅(qū)動(dòng)齒傳給輸出軸,稱為“直接擋”傳動(dòng);當(dāng)輸出軸的轉(zhuǎn)速大于輸入軸的轉(zhuǎn)速時(shí),稱為“超速擋”傳動(dòng);倒擋中間齒輪通過滾針軸承套在倒擋中間軸上,移動(dòng)滑套結(jié)合Ⅱ軸倒擋齒輪可實(shí)現(xiàn)倒擋傳動(dòng)。12JS、16JS系列:法士特雙中間軸系列變速器新產(chǎn)品1.12JS系列雙中間軸變速器在9擋變速器基礎(chǔ)上,將變速器的殼體、Ⅱ軸加長,在主箱內(nèi)增添一組前進(jìn)擋齒輪和滑套,重新設(shè)計(jì)相關(guān)齒輪及換擋零件,使其成為一個(gè)主箱6擋變速器和一個(gè)2擋的副變速器,構(gòu)成一個(gè)6×2的結(jié)構(gòu),即為12JS系列嚙合套型變速器的雛形。在此基礎(chǔ)上,將1/2(7/8)擋、3/4(9/10)擋和5/6(11/12)擋的滑移齒套更換為鎖環(huán)式同步器,重新設(shè)計(jì)相關(guān)齒輪及換擋零件,可構(gòu)成12JS系列全同步器型變速器(見圖2),其副箱與9擋變速器副箱結(jié)構(gòu)類似。值得一提的是:12JS雙中間軸全同步器系列變速器是一款全新的重型汽車變速器產(chǎn)品。在設(shè)計(jì)上,有多處創(chuàng)新和提升:(1)主箱各前進(jìn)擋齒輪采用國際先進(jìn)的“細(xì)高齒”齒形設(shè)計(jì),能使齒輪副的嚙合系數(shù)增大,有效地降低傳動(dòng)噪聲,提高齒輪壽命,即“小模數(shù)多齒嚙合”的先進(jìn)傳動(dòng)理念;(2)主箱Ⅱ軸前進(jìn)擋采用法士特獨(dú)有的雙錐面非金屬碳纖維鎖環(huán)式同步器換擋,操縱更加輕便、可靠;(3)“倒王”氣操縱系統(tǒng)超越了從國外引進(jìn)的“雙H”和“單H”氣操縱系統(tǒng),使12JS系列雙中間軸全同步器型系列變速器的操縱性更臻完美,方便可靠。其他如Ⅱ軸齒輪免調(diào)整設(shè)計(jì)、副箱加強(qiáng)型鎖銷式同步器和采用鋁鎂合金材料,變速器輕量化設(shè)計(jì)等都提升了該變速器的技術(shù)含量和設(shè)計(jì)水平。2.16JS系列雙中間軸變速器在8擋全同步器型變速器的基礎(chǔ)上,將Ⅰ軸加長,在Ⅰ軸上增加一個(gè)齒輪(即Ⅰ軸分速齒輪)和一套與Ⅰ軸通過內(nèi)外花鍵相聯(lián)的同步器(即前置副箱同步器),該同步器位于Ⅰ軸分速齒輪與Ⅰ軸齒輪之間,為氣操縱,由上蓋的氣缸通過撥叉進(jìn)行換擋。Ⅰ軸齒輪和新增加的Ⅰ軸分速齒輪空套在一軸上,用花鍵墊片或隔墊和止動(dòng)環(huán)進(jìn)行軸向定位。加長主箱中間軸增加一組中間軸分速齒輪,重新設(shè)計(jì)齒輪結(jié)構(gòu)和參數(shù),這樣,當(dāng)前置副箱同步器與Ⅰ軸齒輪或Ⅰ軸分速齒輪結(jié)合時(shí),操縱主箱和后置副箱就可以獲得2組8擋變速器的速比組合,即2×4×2擋(16擋)結(jié)構(gòu)(見圖3),其副箱與9擋變速器副箱結(jié)構(gòu)類似。法士特雙中間軸系列變速器的主要技術(shù)特點(diǎn)(1)產(chǎn)品設(shè)計(jì)水準(zhǔn)高,體現(xiàn)了當(dāng)代重型汽車機(jī)械變速器的設(shè)計(jì)趨勢(shì)。借鑒了美國伊頓公司先進(jìn)成熟的技術(shù)平臺(tái),產(chǎn)品的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)、工藝性、操控性、性價(jià)比處于世界先進(jìn)水平;多擋變速器采用了成熟可靠的主副箱組合設(shè)計(jì)(主箱+后置副箱;前置副箱+主箱+后置副箱),主箱手操縱,副箱氣操縱。(2)主副箱均為雙中間軸傳動(dòng),主軸及主軸齒輪浮動(dòng)。變速器齒輪、齒輪軸、軸承等傳動(dòng)件的載荷減半,取消了主、副箱內(nèi)主軸齒輪上的滾針軸承,大大地提高了零部件和總成的可靠性。(3)獨(dú)特的大錐角外嚙合套換擋設(shè)計(jì),使換擋結(jié)構(gòu)的零部件數(shù)量降為最少,成本最低。而且,換擋機(jī)構(gòu)同時(shí)具有自動(dòng)定心和同步的功效。實(shí)踐證明,此結(jié)構(gòu)簡單、可靠,使用壽命長。(但使用初期,需“兩腳離合器”操縱。)(4)模塊化設(shè)計(jì)讓產(chǎn)品的通用化程度好,可縮短產(chǎn)品開發(fā)的周期,節(jié)約制造和銷售成本。(5)速比覆蓋面寬,速比級(jí)差小。進(jìn)一步改善了車輛的起步和爬坡性能,可使車輛在發(fā)動(dòng)機(jī)最佳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速區(qū)時(shí)獲得期望的車速和轉(zhuǎn)矩,從而提高燃油經(jīng)濟(jì)性。同時(shí),也可以提高重型(載)車輛的加速性能和換擋的平順性、舒適性。(6)操縱形式多樣化,可滿足各種車輛操縱方式的需要。(單桿/雙桿;左/右操縱方式;單H/雙H操縱).(7)動(dòng)力輸出接口多,取力形式多樣,適用于各種改裝車輛——可安裝前置、后置、側(cè)置、底部取力器。最常用為后置取力器。(8)新型的法士特變速器,主箱前進(jìn)擋齒輪廣泛采用了“細(xì)高齒”常嚙合設(shè)計(jì),可以有效地降低傳動(dòng)噪聲和振動(dòng)。(9)新型的法士特變速器,主箱前進(jìn)擋采用法士特特有的同步器結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)緊湊,使用時(shí)換擋更加輕便,大大減輕了駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度。結(jié)束語法士特雙中間