汽車變速器隔音減振裝置總成的設計

張海濤

（法士特汽車傳動工程研究院，陜西 西安 710119）

汽車變速器隔音減振裝置總成的設計

張海濤

（法士特汽車傳動工程研究院，陜西 西安 710119）

本文就駕駛員在對換檔桿進行操作的過程中，換檔桿振動幅度和噪音較大，而設計了一種新型的隔音減振裝置總成，對其設計原理和應用進行了詳盡的分析，并進行了試驗驗證，最終設計出了一種全新的隔音裝置總成。

隔音；振動；換檔桿；阻尼；剛性沖擊

CLC NO.:U461.6Document Code:AArticle ID:1671-7988(2014)08-66-03

引言

隨著汽車技術的高速發展，市場對汽車的質量和可靠性要求日益提高。降低汽車振動和噪聲是提高汽車產品質量的重要手段，可有效提高汽車工作的平順性，延長產品使用壽命。同時，隨著汽車保有量的大幅增加，汽車噪聲污染日益嚴重，汽車噪聲控制對于環境保護具有重要意義。隨著我公司的發展和壯大，重型車市場2007年市場占有率已經達到90%，公司幾十種系列的變速器為國內所有重型汽車企業配套。盡管公司已經取得了長足的進步，但我們的產品還有許多問題需要進一步完善。從服務科的售后報告和顧客的反應中我們發現：在這些問題中，關于換檔桿振動幅度過大和由此引起的汽車噪音的問題是一類反映較多的問題。由于換檔桿的振動和剛性沖擊噪音，會對駕駛員的操作造成一定的負面影響。為了使這一狀況得到改善，使我們的產品能夠更好的適應用戶操作，我們設計了一種全新的隔音減振裝置總成。

1、原理分析

機械式傳動系通常由具有起步功能的離合器裝置、改變發動機轉速、轉距及方向的變速器裝置、將扭矩傳給夾角可變且允許傳動軸伸縮的萬向傳動裝置、能降速增矩的主減速裝置及將扭矩分配給多個驅動車輪的差速裝置等構成。

在整個傳動系統中，諸多原因造成了系統的振動和噪音，下面我們就駕駛員在掛檔過程中，換檔桿的振動幅度過大，以及由此而引起的噪音進行分析。

如圖1所示，在整車系統中，駕駛員通過對換檔桿a的操作直接進行掛退檔。

由于換檔桿a與換檔撥頭b之間是剛性連接的，當駕駛員對換檔桿進行操作時，換檔撥頭b推動檔位導塊c移動，從而完成掛退檔。在這一過程中，由于各連接件之間均為剛性接觸，故而在掛退檔的操作過程中會產生剛性沖擊，從而

導致換檔桿a的振動。如果換檔桿的振幅過大，會對駕駛員的駕駛造成很大的不便。

在汽車行駛過程中，由于路面的平整度問題，汽車會在路面上發生一定的顛簸，這將造成車體發生一定的振動。由于汽車傳動系大部分連接件均為剛性件，產生的振動幅度較大，這些振動通過一系列傳播同樣會造成駕駛員身邊換檔桿的振動。

2、分析設計

阻尼減振降噪技術是國內外普遍采用的振動噪聲控制技術，就是將高阻尼的材料附著在結構件表面，通過耗散結構件的能量達到減振目的。

獨立結構輸人能量后產生能量E，它們之間具有如下關系：

式中：Em為輸入能量；

E為產生的能量；

η為結構耗散因子。

可以通過增加阻尼來提高結構的耗散因子，若將結構耗散因子由η增大至1η，則由此而產生的降噪分貝數為：

如何控制換檔桿的振動幅度，使其在一個合理的范圍內晃動，不對駕駛員的駕駛操作造成影響呢？

由于操縱桿是剛性的，阻尼較小，且在掛退檔過程中，它與導塊亦發生剛性碰撞，剛性碰撞必然會造成較大的振動幅度，我們設想增大換檔桿阻尼，將操縱桿變成具有一定緩沖和減振效果的操縱桿，以減小振動，降低噪音。如圖2所示，我們設計一種新型隔音裝置，將換檔操縱桿分為兩段，用隔音減振裝置將這兩段換檔桿相連接。以達到降低掛檔噪音，減小換檔桿振動幅度的作用。

為緩和換檔桿換檔過程中造成的換檔桿振動和由此而造成的碰撞噪音，我們設想用阻尼較大、塑性較好的連接件將兩段換檔桿相連接為一體。如圖3所示，內銷a與下換檔桿相連接，外套筒與上換檔桿相連接，這兩項連接均為剛性連接。為了達到隔音減振的效果，我們設計橡膠套b作為過渡，通過橡膠套內筒和橡膠套外筒將橡膠套壓縮從而形成的隔音減振層。利用該隔音減振層將連接兩端換檔桿的內銷和外套筒相互連接。在連接過程中利用徑向橡膠套將連接螺栓與外套筒相互隔開?？梢钥闯觯谠撗b置中，內銷與外套筒之間是通過一層橡膠隔音減振層而連接在一起的。

如圖4所示，將本文所設計的隔音減振裝置安裝在圖示位置。這一裝置大大減小了駕駛員過程中換檔桿的振動幅度和換檔噪音對駕駛員的影響。使得換檔桿振動對駕駛員的不利影響得到進一步降低，提高了駕駛安全性。

3、試驗驗證

本文所設計的隔音裝置總成在多種我公司生產的變速箱

產品直接操縱系統中得到廣泛應用，大大減小了操縱桿的振動幅度，車內由換檔桿換檔引起的噪音明顯降低。廣泛的實踐證明，在變速箱直接操縱系統中安裝了隔音裝置總成以后，由換檔桿操縱所帶來的振動和噪音大大減小，很大程度上降低了換檔桿振幅過大以及掛檔帶來的噪音給駕駛員造成的不便，一定程度上提升了駕駛的安全性。

4、結論

由上述分析設計可見：在安裝了隔音裝置總成后，駕駛員的操作更加靈便，受到的變速箱振動和噪音影響更小，更有利于駕駛員駕駛。另外，為了方便主機廠家和用戶，加裝隔音裝置后換檔桿的總體尺寸不會發生變化，不會對其在整車上的安裝造成任何影響。

[1] 《基于MATLAB的汽車振動系統仿真》，機械工程與自動化，2008年4月，張春紅。

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[6] 《減振降噪阻尼材料在汽車上的應用》，汽車工藝與材料，2005年7月，李素華。

式中：Q1——流入單個四級液壓缸的流量；當系統泄漏時，可近似認為：

Q——液壓泵理論流量；

2.2 四級液壓缸的受力平衡方程

多級液壓缸上的主要作用力包括負載力、液壓作用力、活塞運動過程中的粘性阻力、摩擦力、活塞桿之間的碰撞力。因此，四級伸縮缸的液壓作用力和負載力的平衡方程為：

3、結論

鑒于該可實現多卸貨次序的中分自卸汽車列車穩定性好、貨運量大、卸料效率高、對卸貨場地要求低等特點，可廣泛用于電廠、發運站運煤、卸煤的需要[4]，提高電廠、煤炭發運站的經濟效益和運輸效率。

參考文獻：

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Auto transmission noise damping device assembly design

Zhang Haitao
（Fast Auto Drive Engineering Institute, Shaanxi Xi’an 710119）

In this paper, the driver in the course of the operation of the shift lever, shift lever larger vibration amplitude and noise, and the design of a new type of noise damping device assembly, carried out a detailed analysis of its design principles and applications and conducted tests to verify the final design of a new sound device assembly.

Soundproofing; Vibration; Shift lever; Damp; Rigid impact

U461.6

A

1671-7988(2014)08-66-03

張海濤，就職于法士特汽車傳動工程研究院。