客车底盘系统的布置及设计.doc

客车底盘系统的布置及设计-客车行业经过较长期的发展，车型品种已较为丰富，特别是67m和10m左右的客车非常普遍，12m级的大客车也得到了一定的发展。但由于我国长期以来主要总成、配套件的局限，使得7.58m长度范围内、座位数在2833左右的客车，特别是档次较高的客车几乎还是空白，而此种车型机动性强、实载率高、经济性好，很适合各种客运业的需要。为此，交通部重庆公路科学研究所经过反复调研客运市场和客车生产厂家，根据现有条件，于1996年3月提出了“JT6770型高级客车技术开发”的可行性报告，呈报交通部立项作为“九五”衙点科技项目，并银快得到了批准、实施。该项目由交通部重庆公路科学研究所负责技术、设计，湖南长沙客车厂参加部分设计并负责制工作。目前长沙客车厂正在加紧进行该底盘、车身的试制工作。下面就将该项目中的底盘开发设计部分作一简要阐述。 1 底盘整车主要技术要求 (1)客车总长7 665mm； |(2)客车整备质量4 600kg；(3)客车满载总质量6 800kg；(4)1215kW/t；(5)最高车速100km/h； (6)25； . (7)制动距离(制动初速度：30km/h)8m； (8)1 00015 000kcal/h； (9)暖风机制热量：1 00013 000kcal/h； (10)要有容积为1m3左右的行李舱； (11)其他性能指标符合有关标准要求。 最终要使开发的JT6770型客车底盘整体性能达到高级客车底盘水平，填补国内空白。 为了使研制出来的客车底盘既要有较高的档次，又要有良好的可靠性和适中的价格，在客车底盘开发设计时，应满足以下原则： (1)采用成熟的技术，对国内已引进或研制成功的、批量生产的、满足该底盘要求的总成、部件、零件择优选用；(2)力求安全、可靠、节能、防腐、防锈，尽量采用新技术、新标准、新工艺，主要技术指标填补国内空白；(3)设计符合标准化、系列化、通用化三化要求，噪声、排放等性能指标符合有关标准要求。 3 底盘主要参数的确定 3.1轴荷分配的确定 由于适当提高前轴负荷有助于提高前轮附着力，对提高操纵稳定性和制动安全性等都有好处，所以该底盘的前轴负荷取整车负荷的34左右，最后定为2 300kg(客6 800kg)，4 500kg。目前国产后置发动机客车的轴荷分配还难达到这个水平。 3.2轴距、前悬、后悬长的确定 由于发动机后置，后桥超载的可能性较大，加之乘客门前置，因而应适当缩短后悬加长前悬，以满足轴荷分配和结构布置的要求。从整车造型及操稳性考虑，轴距应较大。根据实际载荷分布情况，经过反复计算和协调，将该车的轴距、前悬、后悬长度分别定为3 800mm、1635mm和2 220mm，这样，前悬与总长之比为21.36，后悬与总长之比为29，后悬与轴距之比为58.4，完全满足标准要求，而且较为理想。 3.3前后轮距的确定 轮距的大小直接影响到整车的横向稳定性和造型。轮距应尽量大，但不能超出车身的裙边宽度，以免影响客车的安全性。根据JT6770的车宽和现有的前后桥、前轮距取1740mm，后轮距取1 586mm。 3.4车架上平面的离地高度 车架上平面的高度随着簧上重量和悬架刚度的变化而变化。设计时，一般是确定其额定满载时的高度。该高度值的确定受整车重心高度、地板结构、乘客门踏步高度、级数、接近角、离去角和所选轮胎规格等因素的影响。而且从整车造型及稳定性考虑，车架上平面应前低后高，对地面有一个适当的倾角(一般为0.51.5)。根据总布置的要求，通过详细计算，当采用满足负荷要求的7.5-16-12PR轮胎700mm，后轴处733mm，车架上平面与地面的倾斜角度为0.5。底盘主要总成选型o4.1发动机 发动机的性能直接影响到整车的动力性、可靠性、排放、噪声和经济性。为了满足高档客车对动力性、可靠性的要求，本底盘选用了康明斯4BT3.9AA水92kW/2800r/min，最410N.m/1700r/min，最210g/Kwh 。因而该车的比功率为13.53kW/t，完全满足高档客车对动力性的要求。另外，该机95以上的零部件是进口件，可行靠性也得到了保证。 4.2离合器 本底盘选用了传递扭矩为460Nm的12in的单膜片离合器。 4.3变速器 变速器的选择要根据发动机的动力性及整车的动力性要求来确定。根据本车最高车速100km/h的要求，本底盘选用了带有超速档的、而且成熟可靠的益阳齿轮考生产的YC530型变速器。4.4后桥 后桥的选用取决于整车对动力性的要求，传动系的匹配、布置，发动机的布置形成，以及对后桥轴荷的要求。为此，本底盘选用了主减比为4.875的EQ1061改进型后桥。该后桥的必进点主要有两个：一是将发动机前置桥变为后置桥，二是啬了后桥的承载能力，董事会额定轴荷可达4500kg。通过这样的匹配，该车的最高车速可达105km/h，最大爬坡高度可达30。 4.5前桥选用具有两级落差的EQ1061系列前桥，其额定轴荷为2 400kg。由于该桥有两级落差，当变型为愤前置时，有利于降低发动机的高度，提高车内舒适性和美观性。4.6真空助力器及制动总泵总成 为确保行车制动的安全可靠，选用了二汽生产的双膜片真空助力器带制动总泵总成，助力比为118，顶杆行程为41.5mm。 4.7空调系统 (1)选用开利AC663非独立式空调机组，空调压缩机为DKS-26，其制冷量在13 000kcal/h左右； / Q5 v0 ?+ f; ; u% 1 J(2)选用京威QN530型暖气加热器，其制热量在12 600kcal/h左右。 % z2 D( | / y$ R5 ! o1 S# Y! N% , c- u( ?/ F8 a5 底盘设计中的主要特点 # 5 * B) O$ i% y1 p) I+ R, d p9 G8 K5.1转向系统 4 y* 3 T5 ; a# E( C0 8 P/ l) E& O |! 转向系统的设计特点是考虑了转向过渡臂环节，以避免因转向纵拉杆与板簧运动的不协调而造成前轮摆振和方向盘抖动的现象。这是由于该底盘的前悬较长，转向器摇臂下端与前悬架前吊耳相距较远，若不增加过渡臂环节，两者的运动轨迹偏差较大。但增加了过渡臂环节后，无疑加大了转向系统的阻尼和迟滞，这对转向操作倒是影响甚微，却影响了转向轮的回正能力。基于这个原因，在布置前悬架系统时，将主销后倾角在无过渡臂环节的基础上增加了0.5。 - c& Y, e5 * m. 4 Z& _4 ?$ r+ f( Y, t5.2前后悬架系统 & . 4 o B x6 h; T2 r2 V& x% D5 B. b B# k都采用少片变截面板簧，配双向作用筒式减振器和横向稳定杆结构，提高了底盘的舒适性和稳定性。对于前悬架系统，根据以往的经验教训和本底盘的具体情况，为保证转向角度不受减振器下支座的影响，前减振器的布置有一定特殊性：右减振器布置在右板簧的外侧，左边由于有转向纵拉杆的因素，只能将左减振器布置在车架左大梁内侧。对于后悬架系统，若按传统的布置方式将固定吊耳布置在前，活动吊耳布置在后，对于本底盘则其固定铰点在车轮轴心之上，当发生“轴转向”时，会增加过渡转向趋势，降低操稳性。因此，本底盘将后悬架的固定吊耳布置在后，活动吊耳布置在前，当发生“轴转向”时，能增加底盘的不足转向趋势，提高操稳性，同时又有利于吊耳支座的结构设计。 / ?/ r! t7 Z5 M+ h+ B; g C3 A6 R, C5 N3 I5.3制动系 - W7 I9 G2 p$ ) E y0 N a4 d : _为了确保制动安全性，本底盘采用了三套独立的制动系统： ! A4 J, S2 b; F3 U1 x F7 L/ i- B ?9 m& / b/ T/ j; L, u(1)行车制动：液压双管路，配大助力比的双膜片真空助力器和大容积(30L左右)的真空筒； 6 o- _8 r, ; T9 v(2)驻车制动：中央鼓式，机械操纵； Z% U* % b( $ A7 o. y8 U(3)排气制动：电磁阀控制。该排气制动有一个特点，就是进行排气制动时，供油系自动断油，节约燃油。 & T9 q7 U% a8 W, w7 D$ # x0 t2 B# B7 a% H V5.4冷却系 , # Q7 b0 u3 R. P) g$ Z* p1 l. t: b3 r! U J2 E8 m由于发动机后置，冷却系的设计就显得非常重要。除了选择适当散热面积和散热系数的水箱，适当提高风扇转速(由于带硅油离合器，提高转速并不会在发动机已达到冷却效果后增加功率的消耗)和尽量增大侧面迎风面积外，还在进风道上下了番功夫。该进风道内侧面采用了风阻很小的摆线导流设计，同时上下加封板，以增加风量和风速。另外该系统除了装有传统的水温传感器外，还在副水箱下部安装了水位报警器，以确保冷却水的容积。 * L Q7 + ! R k4 Z f( y7 K0 e! n* e( T6 T3 B5.5车架 Z, Y- e$ w3 4 _: q2 b; 7 f- w* g6 B. m u4 D0 W该底盘档次较高，必须要有行李舱，在进行方案设计时，准备采用全格栅结构。但在具体设计中，考虑到既要保证各主要支座处的刚度、强度，又要注意到工艺的方便性，同时又要保证行李舱的容积，因而采用了前后两段为槽形梁、中部为格栅的三段式结构。在车架设计中，特别注意了连接处的刚度，使之逐渐变化，避免产生应力集中，影响连接处的强度，同时还注意了焊缝的强度。另外，所有的脚操纵机构都采用了吊挂式结构，以有利于驾驶区地板的密封，同时便于踏板机构的安装、调整及维修。 # y9 X. : E/ 8 N2 r/ T( u& w e/ R+ l2 0 p! : - D该底盘的总布置简图见图1。其中蓄电池、油箱本应尽量靠后接近发动机，但因轴荷之因，只好将其布置在