7 m长发动机后置独立后悬客车底盘
2012-08-22侯永坤李庆臣
侯永坤,李庆臣,陈 晴,曲 琦
(第一汽车股份有限公司技术中心,长春 130011)
发动机后置客车有很多优点,因此,国内外大型客车已广泛应用该布置形式。但对于中型客车而言,由于受后悬长度的限制,传统的发动机后置方案会导致传动系统布置困难、传动轴设计很短等[1]。当车轮上下跳动时,传动轴的夹角变化很大,这就会导致中型客车振动、噪声大等问题,特别是对于车长小于7.5 m的客车而言,传统的后置发动机布置形式基本难以实现。即使实现了,振动、噪声问题也无法解决[2-3]。本文介绍一种全新的7 m长发动机后置客车底盘。该底盘突破了传统的发动机后置的布置方式,既可以解决后悬短、传动系统布置难的问题,又可解决由于传动轴跳动时夹角变化大而产生的振动、噪声等问题。由于减少了传动系统的振动,整车的可靠性也会有大幅度提高[4]。
1 主要技术方案及特点
该底盘的主要特点:后桥采用独立悬架断开式驱动桥结构,将两侧的驱动轮分别用独立悬架的横臂与车架相连接,两轮可彼此独立地相对于车架上下跳动,与此相应,主减速器壳刚性地固定在车架上,后桥半轴采用带十字万向节的传动轴,分别与车轮及后桥主减速器连接,见图 1[5]。
主减速器1固定在车架或车身上,不随车轮的跳动而上下跳动。两侧车轮5分别通过各自的弹性元件3、减振器4和摆臂6组成的独立悬架与车架相连。车轮的上下跳动是通过后桥半轴2(实际上是带万向节的传动轴)上下摆动实现的。悬架的弹性元件3可以是空气弹簧、油气弹簧、扭杆等弹性元件。
图2是7 m客车底盘的传动系布置方案。发动机6、离合器5、变速器4和后桥主减速器1通过带万向节的联轴器3相连,后桥主减速器1直接刚性地固定到车架2上,发动机6、离合器5和变速器4动力总成通过悬置软垫固定到车架上(同传统的客车),后桥的左右半轴实际上就是两根传动轴(见图1),传动轴两端各有两个万向节,通过两个万向节分别与左右车轮及后驱动桥主减速器相连。由于后桥半轴(实际为传动轴)的转速与传统的传动轴转速相比,降低了4倍左右(降低倍数同后桥速比),因此,随着后桥输出轴转速的降低,后桥半轴跳动引起的振动、噪声等会明显减少[6-8]。
该方案传动系统的传动轴实际上是一个带万向节的联轴器3,它不随车轮的跳动而变化,因此,传动轴夹角不会随着车轮的跳动而变化,不会出现因传动轴夹角变化大而导致的振动、噪声等问题[1]。
2 主要性能参数及配置
用7 m发动机后置客车底盘改装的整车外形图见图3。整车特点在于发动机后置、前开门、备胎及蓄电池均布置在前方,轴荷分配更合理[9]。底盘主要参数如下:
主要配置
发动机:采用全新开发的CA4DD1-14E4发动机;最大功率为105 kW/3 200 r/min;最大扭矩为350 N·m/(1 400~2 750 r/min)。
变速器:CA6T099、机械式;i1=5.979;i2=3.435;i3=1.862;i4=1.298;i5=1.0;i6=0.78;i倒=5.701。
后桥:断开式、300单级减速,主减速比4.46,左右半轴为带两个万向节的传动轴。
悬架:前悬架为少片簧(选装空气悬架或扭杆式独立悬架),后悬架为独立悬架、空气悬架,前、后均带横向稳定杆。
前轴:整体式锻压成型、承载能力2 300 kg、前桥落差100 mm。
轮胎:8.25R16,前、后均单胎。
制动系:双回路气制动系统,APU空气处理单元,ABS防抱死制动系统(带四回路保护阀)。
3 结束语
独立悬架断开式驱动桥在重卡、越野车及一些军车上早已被广泛采用,是一项成熟的技术[5]。但对于中型客车而言,尚属首次。该底盘的主减速器、独立悬架上、下臂等都是在一汽开发的越野车基础上进行改进而成,另还采用了轮边及半轴套管等新设计。总之,降低了成本,提高了通用性。用该底盘改装的客车可用于政府、机关及企事业单位接待用车、VIP用车、高档旅游车、豪华线路的客运用车等,也可用于改装高档豪华商务用车、房车等。
[1]羊拯民.传动轴和万向节[M].北京:人民交通出版社,1986.10.
[2]吉英之.中型旅游客车总体布置设计[J].客车技术与研究,2010,32(4):23-25.
[3]陈发荣.中型高级客车及其底盘[J].客车技术与研究,2004,26(2):40-42.
[4]丁志梁.柴油机后置式轻型客车发展现状的探讨[J].城市车辆,1995,(4)
[5]赵娜,李静.新型独立悬架断开式重型驱动桥[J].农业装备与车辆工程,2009,(12)
[6]鞠宝才,周方寿.YBL6100H高级豪华客车[J].客车技术与研究,2001,23(5):8-10.
[7]陈浩.XML6909J23型旅游客车设计与开发[J].客车技术与研究,2011,33(4):20-23.
[8]佘以才,陈庆娣.JS6900型豪华客车总体设计[J].客车技术与研究,2001,23(5):11-12.
[9]卢永生.后置客车传动轴运动分析及其校核研究 [J].客车技术与研究,1999,21(2):12-16.