優化變速器輔助支撐方案

楊亞鋒（陜西重型汽車有限公司，陜西　西安　710200）

優化變速器輔助支撐方案

楊亞鋒
（陜西重型汽車有限公司，陜西西安710200）

摘要：隨著重卡汽車工業的不斷發展，優化變速箱輔助支撐將有效地減少變速箱總成對車架總成帶來的強大沖擊力，調整墊圈和減震墊，支架和車架固定牢固可以使變速箱和其他的內部相關零件不發生相對位移，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引起的變速器的劇烈震動。

關鍵詞：變速箱；輔助支撐；CAE；懸置系統

重型卡車變速箱工況惡劣，用戶對乘坐舒適性及操作性要求越來越高，變速箱功能提高的同時，對變速箱輔助支撐的要求也相應在提高，惡劣工況及超載情況下，動力懸置震動較大，輔助支撐結果不合理會造成橫梁斷裂，橡膠緩沖塊撕裂等一系列問題，影響車輛行駛安全性。

一、問題提出

我公司某系列車型變速器輔助支撐原結構：

1橫梁采用沖壓成形件，與變速箱剛性連接，動力懸置振動力矩大，對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，橡膠緩沖塊容易發生撕裂的現象，橫梁斷裂。橫梁斷裂及橡膠緩沖塊2013年全年失效率達5.52%。居高的故障率已嚴重影響行車安全，老結構變速器輔助支撐及懸置系統不滿足目前該系列車型變速箱的需求，提高變速箱輔助支撐可靠性，提升駕駛安全性。

二、動力懸置系統方案設計與分析

1老結構懸置布置圖

2新結構變速器輔助支撐方案設計

（1）方案一：板簧橫梁結構

①左右支架，采用鑄件結構，通過螺栓與車架連接；

②板簧橫梁，與左右支架無剛性連接，中部通過橡膠墊、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力集中；

⑤懸置系統匹配無過約束，各零部件受力較均勻，對動力總成主要起向下限位作用。

（2）方案二：管狀橫梁結構

①鑄件支架，與車架通過螺栓剛性連接；

②管狀橫梁，左右穿過鑄件支架，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此方案對動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計算

我們以上動力總成懸置系統新老結構進行CAE對比分析驗證，經過動力總成懸置系統的模態頻率及解耦率進行對比分析發現：

1方案一Z向頻率為8.15Hz，大于評價標準，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，大于評價標準，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平動方向外其余方向解耦率均較小。

老結構Z向頻率為10.55Hz，大于評價標準，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較好，由于懸置系統的安裝位置限制，經Matlab計算并在Adams中驗證分析發現，方案一是最佳方案。

四、推廣固化

1將改進后變速器輔助支撐（板簧橫梁結構）圖紙固化并歸檔，并下發設計更改單。

2最終完成變速器輔助支撐在某系列車型DC明細更改及實車推廣。

結語

通過對變速器輔助支撐結構優化，徹底解決了動力懸置振動對橫梁的沖擊，新結構的變速器輔助支撐使懸置系統匹配無過約束，各零部件受力較均勻，避免應力集中，保證了該系列車型駕駛安全性，徹底解決了變速器輔助支撐橫梁斷裂及緩沖塊撕裂的問題，大大提高了變速器輔助支撐的可靠性。

參考文獻

[1]欒煥明．新型后驅動變速器傳動系統設計與優化[D]．哈爾濱工程大學，2007．

中圖分類號：U463

文獻標識碼：A