侯永坤,李慶臣,陳 晴,曲 琦
(第一汽車股份有限公司技術中心,長春 130011)
發動機后置客車有很多優點,因此,國內外大型客車已廣泛應用該布置形式。但對于中型客車而言,由于受后懸長度的限制,傳統的發動機后置方案會導致傳動系統布置困難、傳動軸設計很短等[1]。當車輪上下跳動時,傳動軸的夾角變化很大,這就會導致中型客車振動、噪聲大等問題,特別是對于車長小于7.5 m的客車而言,傳統的后置發動機布置形式基本難以實現。即使實現了,振動、噪聲問題也無法解決[2-3]。本文介紹一種全新的7 m長發動機后置客車底盤。該底盤突破了傳統的發動機后置的布置方式,既可以解決后懸短、傳動系統布置難的問題,又可解決由于傳動軸跳動時夾角變化大而產生的振動、噪聲等問題。由于減少了傳動系統的振動,整車的可靠性也會有大幅度提高[4]。
該底盤的主要特點:后橋采用獨立懸架斷開式驅動橋結構,將兩側的驅動輪分別用獨立懸架的橫臂與車架相連接,兩輪可彼此獨立地相對于車架上下跳動,與此相應,主減速器殼剛性地固定在車架上,后橋半軸采用帶十字萬向節的傳動軸,分別與車輪及后橋主減速器連接,見圖 1[5]。
主減速器1固定在車架或車身上,不隨車輪的跳動而上下跳動。兩側車輪5分別通過各自的彈性元件3、減振器4和擺臂6組成的獨立懸架與車架相連。車輪的上下跳動是通過后橋半軸2(實際上是帶萬向節的傳動軸)上下擺動實現的。懸架的彈性元件3可以是空氣彈簧、油氣彈簧、扭桿等彈性元件。
圖2是7 m客車底盤的傳動系布置方案。發動機6、離合器5、變速器4和后橋主減速器1通過帶萬向節的聯軸器3相連,后橋主減速器1直接剛性地固定到車架2上,發動機6、離合器5和變速器4動力總成通過懸置軟墊固定到車架上(同傳統的客車),后橋的左右半軸實際上就是兩根傳動軸(見圖1),傳動軸兩端各有兩個萬向節,通過兩個萬向節分別與左右車輪及后驅動橋主減速器相連。由于后橋半軸(實際為傳動軸)的轉速與傳統的傳動軸轉速相比,降低了4倍左右(降低倍數同后橋速比),因此,隨著后橋輸出軸轉速的降低,后橋半軸跳動引起的振動、噪聲等會明顯減少[6-8]。
該方案傳動系統的傳動軸實際上是一個帶萬向節的聯軸器3,它不隨車輪的跳動而變化,因此,傳動軸夾角不會隨著車輪的跳動而變化,不會出現因傳動軸夾角變化大而導致的振動、噪聲等問題[1]。
用7 m發動機后置客車底盤改裝的整車外形圖見圖3。整車特點在于發動機后置、前開門、備胎及蓄電池均布置在前方,軸荷分配更合理[9]。底盤主要參數如下:
主要配置
發動機:采用全新開發的CA4DD1-14E4發動機;最大功率為105 kW/3 200 r/min;最大扭矩為350 N·m/(1 400~2 750 r/min)。
變速器:CA6T099、機械式;i1=5.979;i2=3.435;i3=1.862;i4=1.298;i5=1.0;i6=0.78;i倒=5.701。
后橋:斷開式、300單級減速,主減速比4.46,左右半軸為帶兩個萬向節的傳動軸。
懸架:前懸架為少片簧(選裝空氣懸架或扭桿式獨立懸架),后懸架為獨立懸架、空氣懸架,前、后均帶橫向穩定桿。
前軸:整體式鍛壓成型、承載能力2 300 kg、前橋落差100 mm。
輪胎:8.25R16,前、后均單胎。
制動系:雙回路氣制動系統,APU空氣處理單元,ABS防抱死制動系統(帶四回路保護閥)。
獨立懸架斷開式驅動橋在重卡、越野車及一些軍車上早已被廣泛采用,是一項成熟的技術[5]。但對于中型客車而言,尚屬首次。該底盤的主減速器、獨立懸架上、下臂等都是在一汽開發的越野車基礎上進行改進而成,另還采用了輪邊及半軸套管等新設計??傊?,降低了成本,提高了通用性。用該底盤改裝的客車可用于政府、機關及企事業單位接待用車、VIP用車、高檔旅游車、豪華線路的客運用車等,也可用于改裝高檔豪華商務用車、房車等。
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