SLG6643S4客車動力總成懸置支架改進設(shè)計

李恒，石東森，荊寶鋒

(1.河南少林客車股份有限公司，河南滎陽 450100；2.鄭州自動化研究所，河南鄭州 450006)

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SLG6643S4客車動力總成懸置支架改進設(shè)計

李恒1，石東森2，荊寶鋒1

(1.河南少林客車股份有限公司，河南滎陽 450100；2.鄭州自動化研究所，河南鄭州 450006)

摘要：通過對動力總成懸置點布置的研究，改進懸置點的位置和懸置支架結(jié)構(gòu)，降低動力總成的振動，提高整車的舒適性和產(chǎn)品可靠性。

關(guān)鍵詞：SLG6643S4客車；動力總成；懸置支架；改進設(shè)計；可靠性

0引言

汽車性能的一個重要方面是振動和噪聲水平，汽車振動和噪聲控制作為汽車設(shè)計、制造的一個重要課題，受到廣泛重視。動力總成以及將其與車架相連的支承原件所組成的發(fā)動機懸置系統(tǒng)是汽車振動系統(tǒng)中重要的子系統(tǒng)。適當(dāng)選擇發(fā)動機支撐參數(shù)(支承的剛度、安裝位置和角度等)，不僅可以使整車振動噪聲水平明顯下降，而且能防止發(fā)動機機件的過早損壞，提高車上各零部件的疲勞壽命[1]。文中以SLG6643S4客車為例，討論動力總成懸置點的優(yōu)化設(shè)計對降低整車振動的貢獻。

1動力總成相關(guān)參數(shù)和布置存在問題

存在問題：發(fā)動機懸置點布置遠(yuǎn)離動力總成輸出軸中心、懸置軟墊硬度較大，造成車輛怠速和正常行駛狀態(tài)下乘客乘坐極不舒服。

1.1問題表現(xiàn)

SLG6643S4客車為前置動力，動力部分選用玉柴4FA130-40四缸直列發(fā)動機，變速箱為東風(fēng)5S300變速箱。動力總成采用發(fā)動機缸體和變速箱殼體對稱4點固定，具體布置形式見圖1。

此車型整車路試發(fā)現(xiàn)振動異常問題，具體現(xiàn)象如下：

(1)發(fā)動機怠速時，整車共振明顯， 站在駕駛區(qū)地板面上有輕微的腳麻感覺，耳膜有明顯的壓力感；

(2)路試過程中，耳膜有壓力感，使人感覺很不舒服，并且在行駛車速達(dá)到60 km/h以上時,整車振動劇烈增加，形成強烈共振現(xiàn)象。

1.2數(shù)據(jù)測試

為了解決此問題，通過振動檢測儀器，在底盤多個相關(guān)部位、整車大梁與發(fā)動機相關(guān)的點，進行3個方向上的怠速(780 r/min)振動加速度測試，以評價動力總成懸置部分設(shè)計是否合理。選取了8個相關(guān)測試點，分別為：發(fā)動機左側(cè)前懸置點、發(fā)動機右側(cè)前懸置點、變速箱左側(cè)上后懸置點、變速箱右側(cè)上后懸置點，測試點傳感器固定位置見圖2。每個懸置點測得2組數(shù)據(jù)，分別是懸置軟墊隔振前和懸置軟墊隔振后，并算出每個懸置軟墊的減振效率[2]，具體數(shù)據(jù)見表1。

設(shè)怠速減振效率為λ，懸置軟墊隔振前振動加速度為a1，懸置軟墊隔振后振動加速度為a2，則怠速減振效率λ計算公式為：

λ=(a1-a2)/a1×100%

振動總值為上下、左右、前后3個方向振動烈度的均方根值[3]，單點振動總值及減振效率見表2。

另外，駐車狀態(tài)下，發(fā)動機怠速780 r/min原地慢加速至標(biāo)定點大梁上下方向振動加速度幅值超過8 m/s2。

1.3數(shù)據(jù)分析

(1) 發(fā)動機減振效率偏低，沒有達(dá)到80%的要求。其中右后懸置隔振率最低，左右方向振動被放大；

(2)加速工況大梁上下方向振幅超過8 m/s2，說明高速段懸置隔振效果也較差；

(3)從振動評價指標(biāo)限值來看，懸置軟墊隔振后的單點振動總值在2.3～4.03范圍內(nèi)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出國家標(biāo)準(zhǔn)[4]。振動評價指標(biāo)限值見表3。

2改進方案

(1)調(diào)整后變速箱端懸置軟墊硬度，原來邵氏硬度57更改為邵氏硬度47，進而降低懸置軟墊隔振后的單點振動總值，并更改后變速箱端固定支架的結(jié)構(gòu)，使固定點靠近主慣性軸。具體布置位置見圖3。

(2)更換曲軸端前懸置軟墊，由原來邵氏硬度75調(diào)整為邵氏硬度55；改進發(fā)動機支架結(jié)構(gòu)，懸置軟墊固定面由45°改為55°，增強軟墊的剪切減震機能。改進前后對比見圖4和圖5。

(3)改進后測試數(shù)據(jù)分析。從表4可以看出：改進后發(fā)動機懸置點隔振效率高于80%；從表5可以看出：改進后懸置點后的單點振動總值小于1.8。路試試驗，怠速時司機地板的腳麻感覺消失，耳膜壓力感消失；從起步到加速到80 km/h的行駛過程中振動非常平穩(wěn)，沒有出現(xiàn)振動急劇情況，共振現(xiàn)象消失。

(4)試驗結(jié)論：①發(fā)動機懸置配套不合理是整車振動的主要因素，其次后懸置安裝不對稱也導(dǎo)致右后懸置隔振率偏低。②更換硬度較小的前后懸置軟墊，選取不同的軟墊進行交叉組合，尋找最優(yōu)狀態(tài)的方案。③動力總成懸置點布置遠(yuǎn)離最小慣性軸，最小慣性軸基本對應(yīng)于發(fā)動機曲軸中心線和變速箱一軸中心線。后變速箱端懸置點的設(shè)計遠(yuǎn)離了主慣性軸[6]。

3結(jié)論

動力總成懸置系統(tǒng)的主要作用是支撐發(fā)動機和變速器，有效隔離動力總成向車架傳遞振動，它對整車舒適性水平有決定性的影響[7]。動力總成部分懸置點設(shè)計不合理，會造成整車的振動，嚴(yán)重影響舒適性[8]。隨著人們生活水平的提高，對駕乘空間的舒適性也提出了更高的要求，設(shè)計工程師必須認(rèn)真研究，以滿足客戶要求，提升產(chǎn)品品質(zhì)。

參考文獻:

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【7】呂兆平,楊曉.動力總成懸置支架多工況拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計研究[C]//中國汽車輕量化技術(shù)研討會論文集，2012.

【8】黃天澤,黃金陵.汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計[M].北京:機械工業(yè)出版社，1997.

Optimization Design for SLG6643S4 Bus Powertrain Mount Point

LI Heng1,SHI Dongsen2,JING Baofeng1

(1.Henan Shaolin Bus Co.,Ltd., Xingyang Henan 450100,China；2.Zhengzhou Institute of Automation, Zhengzhou Henan 450006,China)

Keywords:SLG6643S4 Bus; Powertrain; Mount; Improvement design；Reliability

Abstract:Through the study of powertrain mount point layout, the position of the mount point and the structure of the mounting bracket were improved to reduce the powertrain vibration.So the reliability and comfort are improved.

收稿日期：2016-03-01

作者簡介：李恒(1977—)男，工程師，主要從事流體力學(xué)和底盤總布置方面的研究。E-mail：lh0375@126.com。

中圖分類號:U461.2

文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：1674-1986(2016)05-076-03