时间:2024-07-28
陈永磊
发动机前置的客车因结构限制,电涡流缓速器一般安装在变速箱与后桥之间的中间位置,即中置电涡流缓速器。客车厂在底盘设计、电涡流缓速器安装过程中存在缓速器前、后两根传动轴夹角过大、减震垫安装不到位等问题;缓速器厂家在电涡流缓速器及其附件设计过程中,存在减震垫硬度及结构设计不合理、转子盘动平衡余量过大等问题。这些问题均会造成车辆振动、异响,使乘客乘坐不舒适。
中置电涡流缓速器常见安装结构是将电涡流缓速器定子通过支架及减震垫固定在底盘大梁上,转子组件的前、后法兰分别与变速箱端及后桥端的传动轴法兰连接,具体结构安装布置如图1、图2、图3所示。
(1)缓速器前、后两根传动轴夹角过大。如图1所示,在垂直方向上,一般变速箱输入法兰较后桥输入法兰位置高,在底盘设计、安装过程中,电涡流缓速器需倾斜安装,但受底盘布局或安装误差影响,电涡流缓速器前、后两根传动轴与缓速器自带的传动轴极易产生夹角;如图2所示,在水平方向上,变速箱法兰一般与大梁中心线在水平方向上重合,而车辆后桥法兰中心一般偏离大梁中心线,如设计或安装不当,缓速器前、后两根传动轴在水平方向上也极易与缓速器自带的传动轴产生夹角;当上述两种夹角过大,车辆运行过程中缓速器传动轴及轴承将受到不平衡力,因而造成车辆异响、振动。
图1 中置电涡流缓速器在底盘垂直方向上布置位置
图2 中置电涡流缓速器在底盘水平方向上布置位置
图3 中置电涡流缓速器在底盘中的固定结构
(2)传动轴与缓速器动不平衡余量累加。由于制造方面的原因,传动轴及缓速器转子盘、连接盘等传动部分的质量存在分布不均匀情况,当客车高速运行过程中就会形成动不平衡状态,引起车辆振动、异响。因而,传动轴、缓速器转子盘在出厂前都会通过配重或钻孔方式进行动平衡,但因为传动轴及缓速器转子盘等均是单独进行的动平衡,在客车底盘安装过程中,如传动轴和缓速器转子盘等动不平衡余量最大点累加,会形成新的动不平衡状态,造成车辆振动、异响。
(3)减震垫结构设计不合理。如图3所示,常用的缓速器减震垫组结构一般为两个圆形减震垫,中间穿有套筒进行限位,减震垫与支架配合面为平面,套筒与支架直接接触,当车辆在运行过程中,缓速器因与大梁有相当运动趋势而造成套筒与缓速器安装支架摩擦,造成车辆异响、振动。
(4)减震垫硬度设计不合理。通过将电涡流缓速器支架上、下端增加减震垫可减少底盘与缓速器之间振动的传递。在缓速器重力及螺母预紧力的作用下,减震垫将产生固定振动频率与振动传输频率。当减震垫的固有频率与缓速器的固有频率接近时,车辆运行在某一速度段时,缓速器将与减震垫产生共振,并将振动传递到底盘上,引起底盘振动、异响。
(5)缓速器轴承故障。电涡流缓速器轴承未安装到位或轴承游隙调整垫磨损将导致轴承游隙过大,车辆运行过程中,轴承将因轴向窜动过大导致转子盘与定子摩擦,造成缓速器异响。
(1)车辆高速运行时缓速器出现振动、异响。如缓速器仅在车辆高速(60km/h以上)运行时出现振动、异响,根据中置电涡流缓速器造成底盘振动的机理分析,其原因一般为:缓速器与缓速器前、后两根传动轴夹角过大;传动轴与缓速器动不平衡余量点累加;减震垫硬度原因造成的底盘共振。
(2)车辆低速运行时缓速器出现振动、异响。如缓速器在车辆低速运行时就出现振动、异响,根据缓速器造成底盘振动的机理分析,其原因一般为:缓速器减震垫等结构原因造成的支架与套筒刚性摩擦;轴承故障造成的转子与定子组件摩擦。
本文通过对安装中置电涡流缓速器底盘振动、异响的原因机理进行分析,指出常见缓速器振动、异响故障及并对故障进行原因分析,对中置电涡流缓速器在发动机前置客车的应用具有以下积极作用。
客车厂底盘设计和缓速器优化设计可针对引起车辆高速时缓速器振动的故障原因进行优化设计:将缓速器支架安装孔设计为具有倾斜角度且大梁支架孔为非对称结构,使缓速器前、后两根传动轴及缓速器自带传动轴平滑过渡;对转子盘、传动轴最大动不平衡余量处进行标示,在安装时避免传动系统的动不平衡余量累加;根据减震垫硬度及缓速器重力,通过理论计算及试验,使减震垫振动频率避开缓速器振动频率。
此外,还对售后人员快速判断故障位置及修复故障具有指导意义。
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