摘 要：车辆行驶性能的好坏，不仅取决于发动机，而且在很大程度上还依赖于变速器以及变速器与发动机的匹配。随着汽车工业的迅速发展，汽车保有量以惊人的速度增长，汽车对人的生活有了很大的影响，人们对汽车的要求也越来越高。变速器是车辆传动系统的关键部件之一，其性能优劣直接影响到车辆使用安全、乘驾舒适性以及能耗方面的特性。文章讲述的是商用车变速器的研究现状以及变速器换挡的性能分析。
关键词：商用车；变速器；关换挡性能
1 商用车变速器研究现状
汽车变速器的功能是为汽车的行驶传递动力，主要是在动力传递的过程中修改传动比，以改变发动机的特性，同时为驾驶调节汽车的速度。变速器分为两种，分别是自动变速器和手动变速器。手动变速器是在汽车行驶过程中，司机在汽车的行驶条件发生变化时，随机应变地进
行加速或者刹车，随着速度发生变化对应地修改适合的档位。这就要求驾驶员对汽车的离合器踏板、加速器踏板和变速操作杆非常的熟悉，并且可以准确地使用，以保证汽车在行驶过程中具有良好的动力性和实用性。但其因为操作复杂，程序繁多，造成了不稳定因素存在。而自动变速器则可以智能地根据路面状况来改变速度、变动距离，具有很好的驾驶性能、安全性能和行驶性能。
在上个世纪40年代，西方国家开始研制自动变速器。在90年代初时，很多电子技术被运用在变速器上，这也让自动变速器取得了重大突破。在90年代末期，美国车型的自动变速器使用率超过90%，日本则是达到了70%，连欧洲也有三分之一的汽车是使用自动变速器的。
我国的发展相对缓慢，在上个世纪80年代时才开始研究自动变速器，而且受诸多因素的制约，当时还是一度依赖进口。21世纪初，我国在自动变速器的进口金额达到了3亿美元。不过，随着国家和企业对自动化变速器的关注度持续提高且政府的支持力度加大，我国在自动变速器的研究上也取得了很多进展，多种变速器百花齐放，被运用于多种车型。
2 商用车变速器换挡性能影响
随着商用车消费人的改变，商用车变速器的设计和性能都发生了明显的变化。最开始时，由于商用车的消费人很少，货车司机很少接触商用车，因此商用车就是要求耐用、耐脏，在性能上也就要求变速器可以抗压，使用的寿命尽可能长。不过，随着中国汽车市场的繁华，现在商用车和乘用车出现了合二为一的情况，现在就不仅仅要求耐用了，还要求商用车驾乘的舒适性、车身的稳定性、减震性以及隔噪效果等，更重要是要求汽车在换挡方面的性能提高。从目前汽车的消费趋势看，各大变速器厂商需要关注商用车变速器换挡性能的提高。
变速器换挡性能的提高，可以通过优化同步器的容量和换挡力来实现。比如，改变设备的材料，将同步器中的同步环由原本的铜环改为钢基喷钼环，如果条件允许，甚至可以把钢基喷钼环改为碳颗粒环或者碳纤维环，这样子可以增大同步环的摩擦系数，从而提高换挡的性能。再者，可以增加同步器的锥数，由原本的单锥同步器换成双锥甚至是多锥的同步器，以加大同步器的摩擦面积，提高变速器的换挡性能。这只是从公式上推导得知的理论知识，在实际应用中却很难达到想要的效果，因为还要考虑变速器静态换挡力的影响和换挡行程及动盘总成的影响。
2.1 静态换挡力影响
在汽车静止的时候，挂一档所需要克服的阻力称为静态换挡力，也是指变速器不工作时的换挡力。变速器的整体换挡力包括静态换挡力和动态换挡力。当静态换挡力太大时，就算已经大幅度提升了同步器的性能，也是没办法改善动态换挡性能的。
静态换挡力主要是指变速操作杆对换挡头的阻力和换挡时产生的阻力。变速操作杆的阻力包括同步器的弹簧力、顶盖空挡定位力、拔叉轴附近的摩擦力、锁球的弹簧力；换挡的阻力是指换挡头和附近零件接触时产生的摩擦力，以及齿套与齿座、齿轮结合齿之间摩擦力。
变速器在设计和生产时，第一个要考虑的是换挡手感的定位力。换挡手感的定位力要求越小越好，但是也需要保持在一定范围内。当换挡手感定位力确定后，需要考虑换挡时操作杆和其他零件时所产生的摩擦力，降低这部分的摩擦力也就是对应地降低了静态换挡力。同步器弹簧力是一个很重要的影响因素，降低同步器弹簧力能直接影响到静态换挡力。具体方法有：选择适合的同步器同步环的直径。在制作同步环时如果同步环的直径较小时就取下限，反之直径较大时就取上限。同步器的弹簧在的设计也很重要，因为同步器的弹簧力较大时会产生较大的阻力，相应地增大了静态换挡力；但是同步器弹簧的弹力太小时也会出现不规则的换挡冲击，这会给商用车的行驶带来不稳定因素。
锁球弹簧力也是一个很重要的影响因素。锁球弹簧的力是通过拨叉轴的轴向传播出去的，可以通过减小锁球弹簧力的摆动角度，或者是改变拔叉轴的角度，使拔叉轴槽刚好和锁球摆动时到达的点刚好相切，以减小静态换挡力。不过，拔叉轴孔的同轴度不好且轴向摩擦力大时，又会影响到换档时的手感。
摩擦因素的存在也会对静态换挡力产生影响。因为摩擦力只能尽可能地减少，无法消除，所以变速器换挡零件的使用材料应尽可能选择摩擦力小的，比如选择表面是光滑的零件、圆形的零件等等。拔叉轴支承处采用直线轴承，如果条件允许的情况下可直接使用滚动摩擦来代替滑动摩擦，上述这些都是可以降低摩擦因素的方法。摩擦因素一旦降低，相应的摩擦力也会减少，静态换挡力也会相应减少。
2.2 换挡行程影响
从国内外商用车变速器可以看出，变速器的换挡行程一直在往小的方面发展，这不失为提高换挡性能的一种见效明显的方法。换挡半径是30mm，换挡的行程就是15mm。如果将换挡行程修改为10mm东风商用车公司后，要是想保持变速器的外部换挡行程还是原来的15mm，可以增加外部换挡的换挡臂长度，增加换挡杠杆的比例，也就是将原来的杠杆臂从1调到1.5，这样子
可以大大提升换挡的性能。因此在保证变速器换挡啮合长度的情况下，在设计中应该尽量减小变速器的换挡行程。
2.3 从动盘总成影响
计算出同步器的换档力和换挡时间可以知道变速比（又称转速差）。确定转速差后，同步器需要克服的惯量越大，也就是同步器换挡力会增大，换挡的时间也会加长。同步器不仅要克服变速器内部齿轮和轴的转动惯量，还要克服离合器从动盘决定的转动惯性。在保持换挡力不变的情况下，动盘的惯量增加时，换挡克服转动的惯量需要更长的换挡时间。
3 结束语
汽车变速器是汽车传动系统的关键部件，对汽车的动力性、经济性、操纵的可靠性与轻便性、传动的平稳性与效率都有直接的影响。汽车变速器是汽车驱动的关键之一，其性能的优劣直接决定了汽车的好坏。汽车变速器的拉线效率、拉线的支架刚性也都是可以影响汽车换挡性能的。提高变速器的换挡性能不一定就能提高汽车换挡性能，变速器的同步器性能也不能直接提高汽车换挡性能。汽车换挡性能的提高需要从整体出发，由传动系统入手，一步步提高汽车的换挡性能，这才能达到更经济、更明显的效果。
参考文献
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