某旅游車(chē)專(zhuān)用變速箱設(shè)計(jì)

馬利東

（中國(guó)重汽集團(tuán) 大同齒輪有限公司 技術(shù)中心，山西 大同 037305）

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，去各地旅游也成為大家喜歡的一種方式，同時(shí)人們出行對(duì)乘坐車(chē)輛也提出了更高的要求，這就促使豪華旅游大客車(chē)的需求迅猛增長(zhǎng)，同樣為豪華客車(chē)匹配的變速箱的需求也進(jìn)一步擴(kuò)大。而我國(guó)目前豪華客車(chē)大多采用進(jìn)口變速箱，這就迫切需要國(guó)內(nèi)變速箱生產(chǎn)廠家生產(chǎn)出可與之匹配的變速箱來(lái)滿足市場(chǎng)需求。

1 旅游車(chē)對(duì)變速箱的特殊要求

豪華旅游客車(chē)匹配發(fā)動(dòng)機(jī)功率大多在280～380馬力之間，輸出扭矩在1 300N·m～1 600N·m左右，由于在市內(nèi)行駛時(shí)換檔頻次高，因此對(duì)同步器性能的要求為容量要大，為了簡(jiǎn)化駕駛員操作，檔位最好設(shè)置為6檔，同時(shí)又由于經(jīng)常在高速上行駛，檔位配備超速檔；應(yīng)方便乘客上下車(chē)，并提高客車(chē)行駛的穩(wěn)定性，可實(shí)現(xiàn)臥式安裝，且旅游車(chē)專(zhuān)用變速箱應(yīng)能進(jìn)一步降低噪聲，防止?jié)B漏油；應(yīng)相應(yīng)法規(guī)要求，要全面配置兼容各種型式的緩速器，減少來(lái)自傳統(tǒng)制動(dòng)系的污染，即應(yīng)具有大扭矩、輕量化、自動(dòng)化、系列化性能，實(shí)現(xiàn)更安全、更節(jié)能、更環(huán)保、更舒適的發(fā)展。

2 旅游車(chē)專(zhuān)用變速箱設(shè)計(jì)

2.1 總體設(shè)計(jì)

通過(guò)對(duì)旅游車(chē)的市場(chǎng)調(diào)研并針對(duì)我國(guó)客車(chē)承載能力、行駛速度及路況等進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其具有國(guó)際先進(jìn)、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

該變速箱采用三軸式結(jié)構(gòu)，其中心距為155mm，殼體長(zhǎng)度為466mm，輸入扭矩為1 500N·m，一檔速比為7.07，超速檔速比為0.81，可安裝電渦流緩速器、液力緩速器，考慮到未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)并結(jié)合公司技術(shù)優(yōu)勢(shì)，殼體采用壓鑄鋁，可裝氣助力換檔機(jī)構(gòu)，并預(yù)留AMT電控元件接口。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

其操縱機(jī)構(gòu)采用筒式平動(dòng)撥叉式結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1），可實(shí)現(xiàn)單桿、雙桿操縱換檔，除倒檔外其余各檔采用同步器換檔，1、2檔用雙錐面同步器，其余用大容量單錐面同步器，同步器采用短行程鋼基噴鉬同步器，可提高同步器性能，縮短軸向距離，提高整車(chē)的操縱舒適性，滿足客車(chē)頻繁掛檔的使用要求。

圖1 某旅游車(chē)變速器結(jié)構(gòu)圖

一軸軸承、二軸前軸承、二軸后軸承、中間軸前軸承、中間軸后軸承全部采用錐軸承，以增大軸承容量，并延長(zhǎng)軸承壽命。

齒輪全部設(shè)計(jì)為斜齒輪，以提高齒輪的承載能力，并采用 “K”形齒修形設(shè)計(jì)和“細(xì)高齒”技術(shù)，從而改善了齒輪的嚙合狀況，大大降低了車(chē)輛的噪聲和振動(dòng)［1］。同時(shí)變速箱各密封面采用預(yù)涂硅膠工藝，提高了總成的密封性能。

2.3 氣助力換檔設(shè)計(jì)

氣動(dòng)助力換檔就是為了使變速器的操作更加迅速，在搭載空氣壓縮機(jī)并且采用同步嚙合式變速器的車(chē)輛上，通過(guò)安裝動(dòng)力換檔裝置而產(chǎn)生助力作用，使變速桿的操作力顯著減輕［2］，此外，因?yàn)樽兯贄U的操作輕松、準(zhǔn)確，使車(chē)輛得以通過(guò)正確的檔位行駛，進(jìn)一步消除了發(fā)動(dòng)機(jī)的不合理負(fù)載，對(duì)改善燃油的消耗也發(fā)揮出顯著的效果。

助力器結(jié)構(gòu)大致分成3部分：來(lái)自變速桿的輸入力傳遞部分、輸出力的發(fā)生部分和輸出力的傳遞部分如圖2所示。

2.4 鋁殼熱補(bǔ)償設(shè)計(jì)

由于該變速箱中間軸及輸出軸兩端軸承采用錐軸承，因此需要充分考慮間隙來(lái)提升變速箱總成組裝精度，并保證齒輪及軸承的強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)變速箱高效率，減輕同步器負(fù)荷，防止發(fā)熱。

圖2 助力器結(jié)構(gòu)圖

在設(shè)計(jì)鋁殼時(shí)由于合金鋼與壓鑄鋁膨脹系數(shù)不同，當(dāng)溫度變化時(shí)，兩者熱脹冷縮程度也不同，造成較大的間隙或無(wú)間隙，從而引起變速箱零件軸向躥動(dòng)或悶車(chē)。零件熱脹冷縮量L的計(jì)算公式為：

其中：Δl為零件尺寸差；Δt為溫度差；P為線膨脹系數(shù)。

在設(shè)計(jì)鋁殼時(shí)為防止出現(xiàn)上述間隙變化，可在軸承一側(cè)增加熱補(bǔ)償橡膠墊。在使用過(guò)程中，零件在軸向上的熱膨脹特性如圖3所示，其中A為鋁殼軸向尺寸，B為鋼件軸向尺寸，C為熱補(bǔ)償橡膠墊軸向尺寸。膨脹長(zhǎng)度關(guān)系為：A－B＝C。就變速箱總成而言，在全部的溫度區(qū)域內(nèi)墊片間隙幾乎不會(huì)有變化，因此可以保證變速箱的可靠運(yùn)行。

圖3 零件熱膨脹特性

3 結(jié)束語(yǔ)

本文從旅游車(chē)對(duì)變速箱的特殊需求入手，完成某旅游車(chē)專(zhuān)用變速箱設(shè)計(jì)，滿足旅游車(chē)換檔輕便性及節(jié)油的要求，為公司產(chǎn)品拓展到旅游車(chē)市場(chǎng)奠定了基礎(chǔ)。

［1］王望予.汽車(chē)設(shè)計(jì)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.

［2］陳家瑞.汽車(chē)構(gòu)造（下冊(cè)）［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.