楊亞鋒（陜西重型汽車(chē)有限公司，陜西　西安　710200）

優(yōu)化變速器輔助支撐方案

楊亞鋒
（陜西重型汽車(chē)有限公司，陜西西安710200）

摘要：隨著重卡汽車(chē)工業(yè)的不斷發(fā)展，優(yōu)化變速箱輔助支撐將有效地減少變速箱總成對(duì)車(chē)架總成帶來(lái)的強(qiáng)大沖擊力，調(diào)整墊圈和減震墊，支架和車(chē)架固定牢固可以使變速箱和其他的內(nèi)部相關(guān)零件不發(fā)生相對(duì)位移，我們要改變的是減少變速箱的損害，減輕由于地面不平將會(huì)引起的變速器的劇烈震動(dòng)。

關(guān)鍵詞：變速箱；輔助支撐；CAE；懸置系統(tǒng)

重型卡車(chē)變速箱工況惡劣，用戶對(duì)乘坐舒適性及操作性要求越來(lái)越高，變速箱功能提高的同時(shí)，對(duì)變速箱輔助支撐的要求也相應(yīng)在提高，惡劣工況及超載情況下，動(dòng)力懸置震動(dòng)較大，輔助支撐結(jié)果不合理會(huì)造成橫梁斷裂，橡膠緩沖塊撕裂等一系列問(wèn)題，影響車(chē)輛行駛安全性。

一、問(wèn)題提出

我公司某系列車(chē)型變速器輔助支撐原結(jié)構(gòu)：

1橫梁采用沖壓成形件，與變速箱剛性連接，動(dòng)力懸置振動(dòng)力矩大，對(duì)橫梁的沖擊易造成橫梁的斷裂。

2橡膠減震塊采用45°安裝方式，受剪切力，橡膠緩沖塊容易發(fā)生撕裂的現(xiàn)象，橫梁斷裂。橫梁斷裂及橡膠緩沖塊2013年全年失效率達(dá)5.52%。居高的故障率已嚴(yán)重影響行車(chē)安全，老結(jié)構(gòu)變速器輔助支撐及懸置系統(tǒng)不滿足目前該系列車(chē)型變速箱的需求，提高變速箱輔助支撐可靠性，提升駕駛安全性。

二、動(dòng)力懸置系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與分析

1老結(jié)構(gòu)懸置布置圖

2新結(jié)構(gòu)變速器輔助支撐方案設(shè)計(jì)

（1）方案一：板簧橫梁結(jié)構(gòu)

①左右支架，采用鑄件結(jié)構(gòu)，通過(guò)螺栓與車(chē)架連接；

②板簧橫梁，與左右支架無(wú)剛性連接，中部通過(guò)橡膠墊、幾字形支架與變速箱連接，起減震作用；

③幾字形支架，與變速箱及橡膠緩沖塊剛性連接；

④橡膠墊，通過(guò)雙頭螺柱將板簧橫梁固定于幾字形支架上方，減小橫梁安裝孔處的應(yīng)力集中；

⑤懸置系統(tǒng)匹配無(wú)過(guò)約束，各零部件受力較均勻，對(duì)動(dòng)力總成主要起向下限位作用。

（2）方案二：管狀橫梁結(jié)構(gòu)

①鑄件支架，與車(chē)架通過(guò)螺栓剛性連接；

②管狀橫梁，左右穿過(guò)鑄件支架，中部吊裝變速箱；

③橡膠層套，起減震作用；

④卡套，將橡膠層套固定于管狀橫梁上；

⑤焊接支架總成，與變速箱安裝螺栓直接固定；

⑥此方案對(duì)動(dòng)力總成上下均有較好的限位作用。

圖1　故障照片

圖2

圖3

三、CAE計(jì)算

我們以上動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)新老結(jié)構(gòu)進(jìn)行CAE對(duì)比分析驗(yàn)證，經(jīng)過(guò)動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的模態(tài)頻率及解耦率進(jìn)行對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)：

1方案一Z向頻率為8.15Hz，大于評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，不滿足要求；各方向（z，Rz）頻率間隔最小為0.09Hz，不滿足要求；解耦率大多保持90%以上，最小為71.55%，基本滿足要求。

2方案二Z向頻率為7.89Hz，大于評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，不滿足要求；各方向（z，y）頻率間隔最小為0.44Hz，不滿足要求；解耦率最小為42.82%，且除X平動(dòng)方向外其余方向解耦率均較小。

老結(jié)構(gòu)Z向頻率為10.55Hz，大于評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，不滿足要求。

各方向頻率間隔最小為0.86Hz，不滿足要求；解耦率最小為29.15%，且除X平動(dòng)方向及Ry外其余方向解耦率均較小。

綜上分析方案一的解耦相對(duì)較好，由于懸置系統(tǒng)的安裝位置限制，經(jīng)Matlab計(jì)算并在Adams中驗(yàn)證分析發(fā)現(xiàn)，方案一是最佳方案。

四、推廣固化

1將改進(jìn)后變速器輔助支撐（板簧橫梁結(jié)構(gòu)）圖紙固化并歸檔，并下發(fā)設(shè)計(jì)更改單。

2最終完成變速器輔助支撐在某系列車(chē)型DC明細(xì)更改及實(shí)車(chē)推廣。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)變速器輔助支撐結(jié)構(gòu)優(yōu)化，徹底解決了動(dòng)力懸置振動(dòng)對(duì)橫梁的沖擊，新結(jié)構(gòu)的變速器輔助支撐使懸置系統(tǒng)匹配無(wú)過(guò)約束，各零部件受力較均勻，避免應(yīng)力集中，保證了該系列車(chē)型駕駛安全性，徹底解決了變速器輔助支撐橫梁斷裂及緩沖塊撕裂的問(wèn)題，大大提高了變速器輔助支撐的可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]欒煥明．新型后驅(qū)動(dòng)變速器傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D]．哈爾濱工程大學(xué)，2007．

中圖分類(lèi)號(hào)：U463

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A