姜 勇

（上海汽车变速器有限公司，201800）

1 前言

该六档手动变速器为了满足客户对于空倒档开关功能模块需求，在原有选换档套筒上进行改制并新增RN开关、RN开关信号块等零件实现了一款空倒档集成模块。

2 空倒档（RN）模块工作原理

六档手动变速器空倒档模块采用的是机械接触式，该模块主要在原有选换档套筒上进行改制并新增RN开关、RN开关信号块等零件实现了空档、倒档信号的输出（如图2－1），在整个换档过程中信号输出范围主要依靠RN开关拨头不同的压缩行程，本项目通过RN开关信号块曲面的不同设计，来区分开倒档、换档和空档不同的压缩行程，防止压缩行程的重叠（整个换档过程中，RN开关信号块绕着选换档套筒中心做旋转运动）。

3 空倒档（RN）装配尺寸校核

3.1 空倒档（RN）开关信号块与选换档套筒装配尺寸校核

为了防止空倒档（RN）开关信号块极限时左端面凸出选换档套筒端面，与选档定排销（选5/6档时）有干涉风险，故对极限尺寸做了校核，校核结果如下表1：

为了防止RN开关信号块右端面极限时与选换档套筒端面干涉，避免无法装入的风险，故对极限尺寸做了校核，校核结果如下表2：

综上所述空倒档（RN）信号块尺寸设计满足与选换档套筒的装配要求。

图2－1 六档手动变速器空倒档模块示意图Fig.2－1 The sketch map of Six Speed ManualGearbox RN module

图3－1－1 尺寸校核图（左端面）Fig.3－1－1 The left size verification of chart

表1 尺寸校核结果（左端面）Table1 The results of left size verification

图3－1－2 尺寸校核图（右端面）Fig.3－1－2 The right size verification of chart

3.2 RN开关装配位置尺寸校核

方案A：主壳体空倒档（RN）开关原先位置校核（见下图3－2－1方案 A布置图）。

为了防止空倒档（RN）开关选1/2档极限位置不与RN开关信号块倒档端面处干涉，故对方案A空倒档（RN）开关位置做了校核，如下表3：

表2 尺寸校核结果（右端面）Table2 The results of right size verification

图3－2－1 方案 A布置图Fig.3－2－1 The layout of plan A

表3 空倒档（RN）位置校核结果ATable3 The results of RN position verification A

方案B：主壳体R/N开关安装位置右移动0.7 mm校核（见图3－2－2方案B布置图）。

图3－2－2 方案 B布置图Fig.3－2－2 The layout of plan B

为了防止空倒档（RN）开关选1/2档极限位置不与RN开关信号块倒档端面处干涉，故对方案B空倒档（RN）开关位置做了校核，如下表4：

表4 空倒档（RN）位置校核结果BTable4 The results of RN position verification B

4 空倒档（RN）信号区间校核

根据设计出的RN开关信号块模型，通过CAD软件模拟出空档、换档和倒档压缩行程距离（见图4－1，图中上线为RN开关和主壳体连接面，下线为选换档套筒中心）。同时根据RN开关厂商提供的信号范围（见图4－2），我们可以整理出以下信息：

RN开关信号块设计的信号位置：空挡状态：23.78mm

换挡状态：21.72mm

倒档状态：19.72mm

RN开关设计的信号范围：空挡亮灯信号范围：＞22.5（＋0.6/0）

倒档亮灯信号范围：＜21.5（0/－0.6）

图4－1 空倒档（RN）行程范围Fig.4－1 the RN signal range

图4－2 图纸信号范围Fig.4－2 the signal range

从上述数据可以发现信号块处于换挡状态距离为21.72与RN开关倒档亮等信号范围上限较接近，可能会引起信号错乱，故项目组对信号块换档状态调整为22mm（如图4－3），现改进后的RN开关信号块设计的信号位置为：

空挡状态：23.78mm

换挡状态：22mm

倒档状态：19.72mm

图4－3 改进后空倒档（RN）开关各位置压缩行程Fig.4－3 The compression distance of the optimized RN switch

在设计过程中考虑到我们的RN信号块可能随着换挡次数的增加出现一定的磨损量，故以下信号校核考虑了磨损量（设定最大磨损量为0.5mm），空档位置时，由于RN开关信号块设计位置为23.78，而RN开关本身行程最大为23.5（见下图），故空档正中位置两者不接触，不考虑磨损量

故RN开关信号块信号位置为（考虑了磨损量）：

空挡状态：23.78mm

换挡状态：22mm～22.5mm

倒档状态：19.72mm～20.22mm

校核需要考核RN开关空倒档信号范围是否符合RN开关信号块设计要求和会不会与换档区间有重叠而导致信号错乱，引起功能模块失效，校核分析见下：

① 分析RN开关空档信号的合理性

由开关供应商给的信号范围我们可以知道空挡亮灯范围在22.5（＋0.6/0）以上即22.5～23.1以上，也就是说空挡信号灯至少在22.5以上就会亮起，RN 开关信号 块空档位置为23.78＞22.5（＋0.6/0），故空档位置信号满足，并从 RN开关信号块换挡区间为22～22.5（加上磨损量）和RN开关空档亮灯范围22.5（＋0.6/0）两者区间范围来看，无干涉情况，故空档信号校核满足要求。

图4－4 空倒档开关Fig.4－4 RN switch

②分析RN开关倒档信号的合理性

由开关供应商提供的倒档亮灯范围在21.5（0/－0.6）以下即20.9～21.5以下，也就是说倒档信号灯至少会在21.5以下就会亮起，而RN开关信号块设计的倒档位置为19.72，加上最大磨损量后位置为19.72＋0.5mm＝20.22mm，也就是信号范围在19.72～20.22以下，所以供应商设计的信号范围20.9～21.5以下能够保证我们信号范围在19.72～20.22肯定亮起，倒档信号位置满足，并从RN开关信号块换挡区间为22～22.5（加上磨损量）和RN开关倒档亮灯范围20.9～21.5两者区间范围来看，无干涉情况，故倒档信号校核满足要求。

通过对上述六档手动变速器 空倒档（RN）模块系统设计校核，改正了部分设计不合理的情况，同时在六档手动变速器项目进展至今，每一台变速箱均用万用表检验RN模块信号，保证了出厂变速器的质量，提高了顾客的满意度。

［1］ 《变速器》高维山、张思浦 人民交通出版社，1990.8.

［2］ 《汽车工程手册.设计篇》康展权、张洪欣 人民交通出版社，2001.6.

［3］ 《汽车设计》王望予 机械工业出版社，2004：78－113.

［4］ 《Cr Si粉末冶金工艺及其物理 力学性能》谭中雄张世贤粉末冶金材料科学与工程，2007.6.

［5］ 《机械优化设计》王国强 赵凯军 机械工业出版社，2009.