汽车变速杆的操控舒适性十分重要。常见的手动变速器换档操控系统有硬杆和拉索两种结构，硬杆变速杆系统效率高、成本低，有很大的市场需求。本文涉及的车型采用了硬杆变速杆系统，但受振动影响，有必要对该结构进行细化设计和优化改进。

变速杆振动原因分析

该结构硬杆换档系统由于一端与变速器连接，另一端与车身连接，所以一个刚性体连接两种有不同振动特性的振动体时必然存在一定幅度振动。除此以外，变速杆振动还受到动力总成悬置系统隔振性能与驾驶室悬置系统隔振性能的影响。

本文研究团队优先对比测试了不同车型的隔振性能及变速杆振动情况，具体如表1所示。测试的驾驶室地板数据反映的是驾驶室悬置隔振性能，变速器数据反映的是动力总成悬置隔振性能。从表1可以看出，竞品B的驾驶室悬置系统和动力总成悬置系统隔振性能最好，本公司待改进车型驾驶室悬置系统和动力总成悬置系统隔振性与其他竞品基本相当。但在车辆运行中，改进车型变速杆振动性能较差，主要是由于变速杆本身结构及布置形式所致，因此本文主要从变速杆本身结构进行改进优化。

变速杆改进优化方案确定

根据对比测试数据分析，可以确定改进车型变速杆剧烈振动的主要原因是其本身结构及布置导致，因更改布置涉及驾驶室及整车变动较大，因此确立了从变速杆本身结构进行优化处理的改进思路。原变速杆总成结构如图1所示，主要由变速杆总成1、锁钉2、套筒3、轴杆4及球头6等部分组成。操纵杆总成1与驾驶室地板连接，球头6与变速器连接。通过测试观察，影响变速杆剧烈振动的主要原因为变速杆总成1导致，因此主要对变速杆总成1结构及与驾驶室地板连接结构进行分析，确定优化方案。

（1） 变速杆总成与驾驶室连接全密封。

变速杆总成与驾驶室连接，由原单块橡胶连接改为双块橡胶锥面过盈配合连接，同时橡胶硬度由75 HA降低到65 HA，由未密封改为全密封结构，同时可降低发动机噪声传入驾驶室，从而降低驾驶员耳旁噪声。密封结构如图2所示。

（2） 变速杆总成与车身连接增加橡胶垫。

变速杆总成与车身连接增加橡胶垫，衰减驾驶室振动传递，降低变速杆振动幅度，从而降低驾驶室内噪声，如图3所示。

（3） 变速杆总成固定螺栓处增加减振胶垫。

变速杆总成与操纵器固定胶垫螺栓处增加橡胶减振垫，同时增加钢套限位，控制螺栓拧紧力矩，保证橡胶无过度压紧变形而失去减振能力，如图4所示。

（4） 变速杆总成中心球增加减振结构。

现有变速杆中心球与球座通过粉末冶金套直接压紧，由于精度控制一致性差，部分操纵器中心球与粉末冶金套间隙大，导致变速杆抖动及异响严重。改进结构采用由粉末冶金套、分体减振聚甲醛树脂和球座组成，通过压紧减振聚甲醛树脂压紧操纵器中心球与粉末冶金套，控制间隙，减小振动，通过多轮试验最终确认减振聚甲醛的压紧程度（压紧程度通过作用在变速杆端部的静态操纵力体现），如图5所示。

测试验证

（1） 振动试验测试结果。

对上述改进方案与现有产品进行了振动对比测试，主要测试变速杆手柄球处的振动情况。经测试显示，改进方案较现有方案有较大提升，尤其是售后反馈的恶劣工况（试验证明坏路40 km/h较满载爬坡工况恶劣），与标杆车竞品B相当，结果对比如表2和图6所示。

2） 换档力测试。

对上述改进结构方案、现有结构方案及两款竞品进行了换档力测试，测试结果对比如表3与图7所示，改进结构换档力与现有结构和竞品C基本相当，略小于竞品A，满足整车使用要求。

主观评价

工程团队对上述改进方案和现有方案的车型进行了主观评价，评价结果如表4与图8所示，变速杆

振动情况改善明显，换档性能基本相当，满足整车使用要求。

市场验证结果

对改进结构进行了市场验证，要求售后部门验证20套，实际验证11套，有跟踪结果的7套。从客户打分来看，改进后振动效果改进明显，更换后一个月内打分接近4分（好）,三个月以上介于3～4分之间，高于可接收水平。改进后噪声略有改善，处于可接收水平。具体对比如图9所示。

总结

通过对比测试，找到了该变速杆振动剧烈的主要原因，并进行了设计优化改进。随后，工程团队通过客观试验测试、主观评价及市场验证的方式，确认了该手动变速器变速杆改进结构能够衰减变速杆振动，提升换档性能。由于硬杆换档系统的固有特性，必然存在一定的振动情况，因此改进优化只能衰减振动，而不能消除振动。为彻底解决该问题，需要采用拉索换档结构。