城市客车短后悬结构的开发

1、城市客车短后悬结构的开发城市客车短后悬结构的开发袁仲荥（广州汽车集团股份有限公司 ）摘要 :论述了客车短后悬的优点 ,并针对现行的发动机后横置短后悬存在结构复杂 传动效率低 ,成本高的不足 ,开发了一 种传动可靠的低成本客车短后悬结构 .关键词 :城市客车短后悬布置低入口DevelopmentofshortrearsuspensionofcitybusAbstract:Exp0undtheadvantageofbusshortrearsuspension,andaimatcomplicatedstructur e,low transmissionefficiency,insufficiento

2、fhighcostexistedincurrentenginereartappedshortrea r?suspension, developakindofshortrearsuspensionforbuswithlowcostandreliabletransmission. Keywords:citybus,shortrearsuspension,layout,lowentrance1 前言 后置发动机客车 ,由于具有良好的轴荷分配 ,更 协调的外观造型 ,便于驾驶员进行乘客管理等一系 列优势 ,逐步成为大中型客车的主流 .目前绝大部分 高档旅游和公路客运客车 ,低入口城市客车 ,都选用 后

3、置发动机结构 .随着我国城市化进程的推进 ,人民生活水平的 提高 ,便于乘客快速上下的低地板 （整个地板平面没 有台阶 ）的城市客车日益增多 .但这种客车要使用专门的发动机 /变速器或专门的后桥 ,成本较高 .因此 , 现阶段乃至将来相当长时间 ,既能部分实现低地板 功能 ,而成本又相对较便宜的低人口客车 （前门和中 门之间的地板平面没有台阶 ,后桥上方为高地板 ）将 会占据较大的市场份额 .在低人口客车中 ,应尽可能扩大低地板的面积 , 并有效地解决由于低入口后主要零部件需布置在后 悬位置而造成后轴负荷偏大的问题 ,最好的选择是 尽可能缩短后悬 .2短后悬的优点2.1 提高地板的有效利用率客

4、车技术KECHEJISHU2011.3.囡 与传统的发动机直线式纵向布置相比 ,目前的 各种短后悬结构可使客车的后悬缩短 0.51m,在客 车总长不变的情况下 ,可相应增加轴距和车辆中段 长度，增大车辆的有效使用空间1.22.4m.由于增 加的是客车中部的低地板面积 ,使地板有效利用率 大大提高 ,明显地改善了乘客的上下车的方便性 .根 据测算 ,采用短后悬结构的低人口客车 ,其使用效果 相当于客车长度增加了 12in.2.2改善客车的操纵稳定性 客车后悬的设计限值为轴距的 65%.根据对国 内大中型客车后悬与轴距的统计，总长在89m的 客车的后悬与轴距比值分布在 63%65%,特别是对 于总

5、长 8m 左右的客车 ,采用传统的发动机纵向布 置方式时 ,后悬长度不超出这一限值相当困难 .当客 车的后悬长度接近 65%轴距的限值时 ,绕铅垂轴的 惯性半径与轴距之比会比较大 ,不利于客车弯道行 驶的操纵稳定性 .另外,由于后悬较长 ,重心靠后 ,客 车的不足转向趋势也有所减弱 .2.3 改善客车的制动性能 对于后悬较长的客车 ,质量较大的发动机 ,变速 器相对靠后 ,会造成客车的重心后移 ,从而使客车的 后轴负荷过重 .短后悬技术可使客车重心前移 ,改善 前 ,后桥轴荷分配比例 ,大大改善了客车的制动性能2.4 提高客车的舒适性 与轴距范围内的区域相比较 ,后悬部分的垂直 振动比较大 ,

6、在俯仰振动时反差更大 .后悬越长 ,会 使更多的乘客处于舒适性较差的范围内.设计短后悬的出发点是增加轴距范围内的长度,缩短后悬的长度 ,因此短后悬技术将改善客车的乘坐舒适性.2.5 提高客车运行的燃油经济性 与载客量相同的传统客车相比较 ,短后悬客车 的车身长度短 ,质量轻 ,不仅适合于客流量较小的使 用环境 ,还能适应客流量较大的使用环境 ,适应性 强.客流高峰时 ,9m 客车当 10m 客车用 ;客流少 时 ,维持经济省油的本色 .因此短后悬客车的日常运 行燃油费用相对较低 .3 短后悬结构3.1 发动机后横置的短后悬结构 与发动机后纵置相比 ,采用发动机后横置是缩 短后悬的传统方式 .这

7、种布置方式的冷却系统简单 , 但发动机输出轴与传动轴垂直 ,需要增加角齿轮箱 等装置 .后横置的最大优点是后悬长度缩短明显 ,但 都需增加一个角传动箱 ,存在结构复杂 ,传动效率 低,可靠性差,成本高等不足 .在实际应用中 ,后横置 驱动机构主要有如下几种布置方式 .a. 在变速箱后端装角传动器，后桥主减速器偏置 .这种方式多见于大型低地板城市客车 （配门式专用后桥），例如德国ZF公司的产品.如图1所示.图 1 专用后桥的后横置短后悬示意图b. 设计专用变速器，把角齿轮箱合成到变速器中.目前国内有数家变速器生产厂进行这方面的研 究,试制.扬州亚星,重庆恒通 ,江淮汽车等也试制过 这种布置的样车

8、 .如图 2 所示.蹴默图 2 专用变速器的后横置短后悬示意图c. 在变速器后装平行齿轮箱，动力通过中问传动 轴传递到独立的角齿轮箱 ,再通过传动轴输出到后桥汽客车底盘厂试制过这种结构的样车 ,日本的一些 中型客车也采用这一动力传递路线 .如图 3所示. 图 3 独立角齿轮箱的后横置短后悬示意图d. 在发动机离合器后装平行齿轮箱，动力通过中 间传动轴传到装在变速器输入轴的角齿轮箱再到变速 器（变速器纵向布置 ）,然后通过传动轴到后桥 .广州汽 车制造厂曾试制过这种结构的样车 .如图 4所示. 图 4 变速器纵置的后横置短后悬不意图3.2 发动机后纵置并列式的短后悬结构 为实现低成本短后悬 ,广

9、汽集团在开发 8m 低 人口城市客车时 ,采用了发动机后纵置 ,变速器与发 动机平行并排布置的方式 ,实现了在 8m 车后纵置 装载 6 缸发动机的创举 （其后悬长度为 2255mm）. 车辆的主要技术参数见表 1,样车外型如图 5所示.2011.3.KECHEJISHU客车技术囫表 18m 低入口客车主要技术参数 序号项目基本参数1 整车尺寸，mm8l45X 2400X 28602 轴距 ,mill39003前悬后悬 ,iilm1990/22554 前/后轮距 ,mln2028/l8005最小离地间距，mm180（前桥处）6 接近角 , 【 .1107 离去角 , 【.l08转弯半径,m89

10、 座位数 , 人 l7+l】O额定载客，人5511 整备质量 ,kg650012 满载总质量 ,kg990013 最高车速 ,km/h85图 58m 低入口城市客车 动力总成并列式的后纵置短后悬示意图具体结 构如图 6 所示,在发动机 （离合器后端 ）和变速器之 间,增加一个平行传动箱 （实物照片如图 7 所示）.发 动机和变速器除了通过平行传动箱外壳的刚性连接 外,变速器外壳与发动机缸体也为剐性相连 .该结构 的主要优缺点如下 .,a.优点.相对于后横置结构需有角传动齿轮，平 行传动箱只是简单的平行齿轮 （或链条 ）传动,传动 效率较高 ,制造成本较低 ,可靠性高 ;动力总成悬置 为五点式L

11、i 了e架后桥传动lj 川一/埘鼎;团.蠕 一叶一告1变速箱 平行传动箱 离合器 图 6 动力总成并列式的后纵置短后悬示意图客车技术KECHEJISHU2011.3.圆圈 7 平行传动箱实物图b.缺点.车架结构需变化以，适应动力总成在宽 度方向变大的需要 ;冷却风扇的传动较为困难 ,样车 采用电风扇冷却 ,虽有利于油耗降低 ,减少噪声 ,但 成本有所增加 .平行传动箱样件进行了 400h 的台架强化试 验,试验前后的效率测试结果表明 ,在常用工况下其 效率可达 97%一 98%,整个传动系动力传递效率明显 优于横置发动机传动系 .目前样车正在进行 5 万公 里可靠性试验 .4 结束语目前,我国 1112Ill 的低地板,低人口客车已有 了较大的发展 但8-9m的低地板,低入口客车，国 内各厂家还处于摸索阶段.89m客车由于轴距较 短,低地板区域较小 ,因此必须开发出相应的短后悬 结构,这样才有利于此类车型的推广 .我们开发的发 动机后纵置 ,变速器与发动机并列布置的短后悬新 结构,具有传动效率高 ,可靠性好 ,成本低的特点 ,希 望能为客车同行提供一些新思路 ,共同推动短后悬 客车的发展 .参