驾驶室悬置新技术(重卡动力总成四点悬置好还是五点悬置好)
驾驶室悬置新技术(重卡动力总成四点悬置好还是五点悬置好)奔驰重卡变速箱的悬置支架奔驰重卡的A D四点悬置示意图目前国内主流重卡车型都采用A B E的五点悬置技术方案,A点和B点总共四个悬置发挥了动力总成的支撑作用。由于12挡或16挡重卡变速箱的重量逐渐增大,已经达到260-300kg,采用主副箱结构后其长度在0.9-1米,变速箱就相当于一个悬臂梁,必然导致法兰连接面受力较大,容易引起应力集中。另外,假设以B点为跷跷板支点,如果在变速箱上没有固定点则必然会造成动力总成前后俯仰,因此需要在变速箱最后端增加一个固定点。从汽车设计理论分析,三点决定一个平面,三点悬置是最好的结构,但是重卡无法实现,因此四点悬置则是比较合适的方案,五点悬置就是过约束,为NVH的调教增加了难度。A B E五点悬置最大的技术优势就是结构简单、维修便利。离合器的摩擦片是一个消耗件,需要定期进行检查和更换。在发动机和变速箱分离时,发动机本身有四个点承载其位置不会改变,只需要提前将
目前很多新上市的重卡车型都会重点介绍动力总成采用的悬置方案,因为它将直接影响车辆的NVH、可靠耐久、动力性等整车性能。那么,动力总成悬置都有哪些方案?不同的方案对于整车性能有何影响?笔者想从整车设计的角度为大家做一下科普和技术解析。
发动机、离合器、变速箱装配到一起就组成了卡车的动力总成,目前重卡发动机的重量在900kg左右,变速箱在260-300kg,离合器约30kg,其组成的动力总成总重高达1.2吨,是卡车当中最重的零部件总成,必须使用多个悬置在车架上进行固定。悬置的作用是承载和传力。在承载方面,如果悬置设计和标定存在问题就会造成发动机抖动现象,包括前后俯仰和左右摇晃两种状况;在传力方面,动力总成输出的是扭矩,重卡13升发动机最大扭矩通常在2000-2600Nm,再经过变速箱降速增扭后能够达到4万Nm。根据作用力和反作用力,输出扭矩的反作用扭矩最终要落实到悬置上。
根据商用车行业对动力总成悬置的命名,从前向后依次排列为A(发动机前端)、B(发动机飞轮壳)、C(变速箱前端)、D(变速箱中端)、E(变速箱后端)。如图所示:
悬置命名规范
目前国内主流重卡车型都采用A B E的五点悬置技术方案,A点和B点总共四个悬置发挥了动力总成的支撑作用。由于12挡或16挡重卡变速箱的重量逐渐增大,已经达到260-300kg,采用主副箱结构后其长度在0.9-1米,变速箱就相当于一个悬臂梁,必然导致法兰连接面受力较大,容易引起应力集中。另外,假设以B点为跷跷板支点,如果在变速箱上没有固定点则必然会造成动力总成前后俯仰,因此需要在变速箱最后端增加一个固定点。从汽车设计理论分析,三点决定一个平面,三点悬置是最好的结构,但是重卡无法实现,因此四点悬置则是比较合适的方案,五点悬置就是过约束,为NVH的调教增加了难度。
A B E五点悬置最大的技术优势就是结构简单、维修便利。离合器的摩擦片是一个消耗件,需要定期进行检查和更换。在发动机和变速箱分离时,发动机本身有四个点承载其位置不会改变,只需要提前将变速箱用绳索固定即可,即使不在维修站,维修人员也能非常方便更换摩擦片。
为了提升NVH性能,则需要加长悬置之间的距离,则最佳方案是A D四点悬置,后悬置在变速箱中心位置,不仅能够有效承载,而且有利于控制动力总成的各种振动。代表车型是奔驰Actros重卡,其在变速箱外壳中间位置设计了两个伸出来的“小翅膀”。
奔驰重卡的A D四点悬置示意图
奔驰重卡变速箱的悬置支架
一款变速箱的生命周期长达20-30年,如果前期设计时没有考虑D点悬置安装位置,则后期很难再进行改进。如果要在原有基础上增加D点悬置安装位置,则必须按照新的受力模式进行结构设计、CAE仿真分析、台架试验、整车试验等,其花费的时间和费用相当于全新设计一款变速箱。采埃孚的Traxon变速箱是目前国内外应用比较广泛的变速箱,最初只有E点悬置安装孔,由于国内外多家企业纷纷要求采埃孚增加D点的悬置安装点,但是采埃孚当时无法满足需求,原因是整个箱壳采用轻量化设计和铝合金材质,箱壳的壁厚很薄,现通过技术改动可提供D点悬置产品。
采埃孚Traxon变速箱的E点悬置
一汽解放的重型AMT变速箱具有后发优势,在设计时充分考虑了D点悬置安装点的需求,设计了C、D、E三个悬置点的需求。因此最新开发的解放J7就采用了四点悬置方案,已经引领中国重卡行业的技术发展趋势。
一汽解放变速箱设计了C、D、E点悬置安装点
在维修便利性方面,A D四点悬置车型必须在维修站进行发动机和变速箱的分离,需要用天车将发动机进行吊装固定,在户外无法进行相应的维修操作。但随着国产重卡可靠性逐步提升,只要正常维修保养,发生离合器故障的几率已经很低,因此司机不用为户外无法维修而担心。
由于变速箱企业无法提供D点悬置安装点,而整车企业为了追求更好的NVH调校效果,则设计出一种过渡方案:A B2四点悬置,从发动机飞轮壳上向后伸出一个长支架,后悬置位置已经达到了C点位置,虽然有效解决了NVH调校问题,但是变速箱是一个悬臂梁,其连接位置应力较大,不适合在坏路工况下长时间行驶。
另外,A C四点悬置方案目前只有中卡使用,变速箱C点壳体位置承载能力较差,无法满足重卡动力总成的要求。
从整车技术发展走势来看,各项性能都优于传统五点悬置的A D四点悬置将是重卡动力总成悬置匹配的未来发展趋势。建议客户在选择重卡产品时,也要适当关注车辆动力总成所采用的悬置方案。
商车邦-四点好还是五点好?重卡动力总成悬置方案解析