周应军
上海东风莫尔斯控制索有限公司
控制索（Control Cable）泛称软轴，是用以实现间接地（Remote遥控）传递力或位移的机械式控制机构。与传统的杠杆控制机构相比，具有布置灵活、安装简便和维护成本低等优点，现广泛应用于工程机械、车辆工程和船舶等行业。本文主要介绍控制索在汽车工程中的应用。
一、控制索的基本结构和性能参数
汽车工程中的控制索根据其索芯的运动方式和受力性质，可分为推拉索、拉索和软轴三种。其中推拉索的结构较为复杂。下面以推拉索为例，简要介绍控制索的基本组成和性能参数。
控制索通常由联接器1、索和联接器2三部分组成，如图1所示。联接器主要起联接控制器和索芯的作用，通常由螺母、拉杆、导向管、轴套、防尘罩和密封圈等部分组成。其中，联接器1和联接器2的结构型式可以根据具体的联接需要进行选择设计，但必须保证满足运动行程、联接强度和刚度要求。索是由索芯和套管两部分组成的，其配合为间隙配合，如图2所示。索芯由金属索芯和外覆减摩材料构成；套管由衬管、套管金属层和套管外覆层组成。根据套管金属层的结构特点，套管可分为单丝管、双丝管和绞制管等等。其中，绞制管较传统的单丝管的质量有明显的提高。
控制索的主要性能技术参数如表所示。其中，控制索的索芯和套管的间隙、索芯表面减摩材料及内充润滑油脂、输入力、输出力、长度[L－（L1+L2）]和总的弯曲度，对索的行程效率、载荷效率和使用寿命有较大的影响。
二、控制索在汽车工程中的应用
随着新材料的应用和联接器结构的改进，控制索的技术性能大大提高，在汽车工程中的应用逐步增加，现分类介绍如下：
1. 推拉索
推拉索（Pull-Push Cable）索芯在自然状态下，不受轴向力；在工作状态下，可承受轴向拉力和推力，但不能传递旋转载荷。在汽车工程中，推拉索主要用于遥控（间接控制）机械式变速器的操纵系统中，如平头货车、后置发动机客车和中置发动机车辆等变速器远离驾驶者的变速机构中，称作选档推拉索和换档推拉索。与传统的杆式控制机构相比，选用推拉索具有如下的优点：
① 布置灵活。选用推拉索可实现柔性布置，特别是对一些底盘低、发动机中置或后置的大、中型客车，由于发动机的空间障碍，用杆机构很难布置，且制造和维护成本高。选用推拉索具有结构上的优越性。
② 简化了变速控制机构的设计工作。将驾驶者手到变速器简化成三个部分：a. 驾驶室内的操纵器；b. 两根推拉索；c. 与变速器配套的转换器。由这三部分构成一个完整的机械式变速控制系统，并且，这三部分可以独立设计，简化了设计工作。
③ 推拉索的操纵器在驾驶室内的具体安装位置没有精确的定位限制，即使改动一下安装位置，对整个系统的影响不大，不像杆机构那样，需要重新设计每一根杆的长度、强度和安装节点等等。
④ 消除了频繁地调节连杆和接头松动发出的噪声，使得变速过程在平顺、安静（无噪声）的操作中进行，大大地减小了驾驶室内的噪声，提高了车辆的舒适性。
⑤ 消除了因驾驶室移动（相对于底盘的移动）导致变速器齿轮脱齿和打齿。因为推拉索的套管固定在操纵器上，驾驶室的移动不会导致索芯和套管的相对位移，即不会引发转换器的非正常动作，提高了车辆的变速稳定性，并减少了行车危险。
⑥ 安装成本低。
⑦ 全密封设计，无需润滑，维护成本低。
2. 拉索
拉索（Pull Only Cable）索芯只能承受轴向拉力，并一直处于拉伸状态，工作过程中，主要作轴向运动，不传递旋转载荷。其安装时，通常在一个或两个控制终端加载一定的弹性力，以保证拉索的自然复位。
在汽车工程中应用的拉索主要有：加速传动操纵索（即油门拉索）；阻风门操纵索；离合器拉索；手制动钢丝绳总成；脚制动拉索；怠速油门操纵索；发动机罩锁和熄火操纵索等等。
3. 软轴
软轴（Flexible Cable）的结构与推拉索和拉索有较大区别，其索芯不承受轴向力，主要传递旋转角位移和转速。细长型号的软轴，在机械式汽车里程表和速度表中起到了无可替代的作用。
三、控制索的应用要领
为了提高控制索的工作效率、延长使用寿命，在设计、布置和安装时，需注意如下事项：
1. 根据应用需要选用设计正确型号、类型的控制索，保证强度大于拉脱力和拉断力的要求。
2. 安装时弯曲半径决不可以小于控制索的最小弯曲半径，并且，总的弯曲度越小越好。
3. 当控制索的终端只作线性运动时，需保持轴套总成的轴线与拉杆运动轴线成线性。
4. 当控制索的终端与摆杆相连接时，连接点的运动轨迹成弧形，应尽可能地减少拉杆的摆角。如图3所示，图中a、b的拉杆摆角大于c的拉杆摆角。
5. 轴套总成的固定点需牢固，当有负荷时，固定点不移动。大部分情况下，索的终端都固定在需要控制的部件上。这样当被控部件变动时，不会产生不利的控制操作。
6. 索的悬挂部位适当布置支承点，用以减少运动过程中的振动。
7. 不要直接接触高温部件，如发动机缸体。
8. 避免受到挤压、夹扭、碰撞和摩擦。
9. 在推拉索的设计安装中，优先将最大负荷动作设计在拉操作中。
10. 在直接受到喷淋和灰尘特别大的场合，需加防尘罩。
