摘要：针对少部分前置前开门
客车变速器与
发动机分离的
结构，对
变速器的悬置系统进行了分析;
开发了一计算软件，大大提高了
变速器悬置
设计的效率与准确性。
) f7 a3 C( s# {- \: V关键词：客车；变速器悬置；计算软件
0 [0 i/ s9 |+ T% l: ?; m% y
2 Z1 Z: F j e% V为了提高整车密封
性能，增大客车前部空间，少部分前置前开门客车，采取了降低发动机高度的措施。为了避免变速器与前桥干涉，采用了变速器与发动机相分离的结构，为此，变速器需要单独设计悬置系统。在客车开发设计阶段，常需要对其结构
参数与软垫的刚度进行计算。为了求得较佳的隔振效果，以及各零部件的可靠性，需要不断调整一些
参数，反复计算，工作量大。在没有计算软件的情况下，往往只是简单估算一下，存在不够准确的问题。本文通过对变速器振动分析，以及利用隔振机理，编制了变速器悬置计算软件。通过应用该软件，可以全面地了解变速器悬置的各
参数的作用，较好地确定悬置的结构，寻找到较佳的隔振措施。
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# s& _ E8 z; K4 i- Z! @8 W1计算程序的建立
* E0 F. c3 S- U, {2 S: h% i
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1.1悬置系统设计原则
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悬置系统设计要求应该达到以下几个目的。
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4 J0 M& y2 C1 J0 n' f: z7 P5 ~(1) 隔离振动。在发动机所有工作转速范围内，发动机产生的振动必须通过其悬置系统加以隔离，尽可能少地传递给
车架。而变速器悬置系统必须隔离由道路不平引起的车轮、悬架系统的振动，防止这一振动向变速器传递，避免变速器振动加剧，确保各零部件的可靠性。
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(2) 保护变速器。车辆在行驶过程中，可能因承受过大的冲击载荷而损坏。因此，悬置软垫本身，必须可靠耐久，能适应各种恶劣的工作环境，起到保护变速器的作用。
. R2 r. R4 `9 C; K( k! f6 j( 3) 遵循拆装方便、软垫通用化、低成本的原则，尽量选用市场现有的软垫。
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1.2激振源
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1 @; n. [; S- q. E0 u3 b变速器悬置在工作中，存在众多的激振源。其中，有两类强制外激振源需要隔离：一类是由发动机气缸内点火
燃烧，
曲轴输出的脉冲扭矩；另一类是由道路不平引起，并通过车轮、悬挂系统、车架传递给变速器。
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8 O+ z. s2 c/ w, }1.3计算函数
( k6 E6 b1 t) N: I/ I3 W) U7 [
' N+ B* f; J# C/ S6 U' ~0 J/ P
% |9 a$ d y" ?( l" d/ v
式中Rf——频率比；c——阻尼比，对于普通橡胶软垫的悬置系统而言，阻尼一般很小，可认为c= 0。
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1.4约束条件
" R9 D# l. @5 {. I* ~
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1.4.1纵向距离尽量满足撞击中心理论
% \1 i+ U0 u4 D7 O% j: n4 R8 a/ x: C( w0 }
Lf·Lr=Iy/m
- b% Y5 F" _+ v: ?# J
2 X$ y5 U6 q( n" D2 q ]1 o式中L F —— 前悬置点离重心G 的纵向距离;L R ——后悬置点离重心G 的纵向距离；IY——变速器绕Y 轴的转动惯量;m ——变速器
总成的
质量。
( b/ X) v& }) q5 X' Q* _2 D& A: w3 E3 ^
注：坐标系的建立是以变速器重心为原点，以车的前后方向为X 轴；以驾驶员的左右方向为Y 轴，以垂直方向为Z 轴。
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1.4.2悬置结构满足振动解耦条件
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, Q1 q4 b1 e, Q5 w& H1 ? c
虽然变速器悬置系统具有六个自由度，存在较多的自由度之间的耦合振动，但是，实际上有些自由度上的振动较小，可以不考虑，通常只需考虑在两个垂直平面上的振动自由度。
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' @5 P& i* O2 w3 N. ], ikFV ·L F= kRV ·L R
$ x, M/ e8 N* y8 e/ q9 R8 I) }3 g8 ^; S
9 s$ m, E2 R6 ~, W0 }' A式中kFV —— 前悬置垂直综合刚度；kRV —— 后悬置垂直综合刚度。
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) h9 f P" k0 o {2 v1.5计算程序及示例
9 C" Z- o/ d# e9 V: ?) c
' R7 }' ?1 W: {(1) 计算程序。影响变速器悬置振动传递
特性的结构因素很多，主要包括软垫刚度、软垫数量、软垫阻尼、软垫安装角度、前后软垫左右间距、软垫前后间距等因素。为了提高设计效率，开发了此计算软件。所编程序可以定量地分析各主要因素对振动传递率的影响，极大地提高了设计的准确性。计算程序框图见图1。
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(2) 计算示例。以YBL 6980T 1K 车为例，对影响振动传递率的部分参数在分别变化10% 的情况下，定量地观察该车的振动传递率，详见表1。
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3 J7 K5 s! K2 |7 `: I从表1 中可知，软垫在高速时隔振率较好，在低速时隔振效果不佳。所以，软垫的设计重点应放在低速隔振上。另外，从表中得知影响振动传递率的软垫刚度、前后软垫左右间距、软垫前后间距等因素对振动传递率的影响是不同的。其中，软垫的刚度、软垫的安装角度对悬置的振动隔振率有明显的影响，而软垫的左右间距、前后间距，对悬置的隔振率影响相对不明显。
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3 E; l: H) `2 y8 c计算结果仅仅是目标值，在整车布置中能否实现还不能肯定，而且，软垫的刚度能否满足计算结果的要求，还依赖于软垫制造厂提供的产品。也就是说，由于整车布置条件的限制和软垫品种的制约，必须对设计
方案作反复调整和验算，或从多个
方案中进行对比选择，以确定较佳的
方案。
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本设计是以发动机固有频率为目标，以支承位置和支承刚度为变量进行优化的，没有涉及任何响应计算，而且，某些条件中有一定的假定。所以，最后还必须通过
试验验证。
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+ @' i2 I" J. s, q: u* A2结束语
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(1) 随着计算机的广泛应用，以及不断提高客车的自主开发能力，客车
行业开发专用计算软件，不仅是可能的，而且是很必要的。
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- x( h# T6 e8 q# o7 A(2) 为了提高变速器悬置的隔振性能，需在分析软垫的受振基础上，再确定软垫性能参数与结构参数。软垫的布置应尽量满足振动解耦与撞击中心理论。
