為了提高整車密封性能，增大客車前部空間，少部分前置前開(kāi)門客車，采取了降低發(fā)動(dòng)機(jī)高度的措施。為了避免變速器與前橋干涉，采用了變速器與發(fā)動(dòng)機(jī)相分離的結(jié)構(gòu)，為此，變速器需要單獨(dú)設(shè)計(jì)懸置系統(tǒng)。在客車開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)階段，常需要對(duì)其結(jié)構(gòu)參數(shù)與軟墊的剛度進(jìn)行計(jì)算。為了求得較佳的隔振效果，以及各零部件的可靠性，需要不斷調(diào)整一些參數(shù)，反復(fù)計(jì)算，工作量大。在沒(méi)有計(jì)算軟件的情況下，往往只是簡(jiǎn)單估算一下，存在不夠準(zhǔn)確的問(wèn)題。本文通過(guò)對(duì)變速器振動(dòng)分析，以及利用隔振機(jī)理，編制了變速器懸置計(jì)算軟件。通過(guò)應(yīng)用該軟件，可以全面地了解變速器懸置的各參數(shù)的作用，較好地確定懸置的結(jié)構(gòu)，尋找到較佳的隔振措施。 1 計(jì)算程序的建立 1.1 懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 懸置系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求應(yīng)該達(dá)到以下幾個(gè)目的。 （1） 隔離振動(dòng)。在發(fā)動(dòng)機(jī)所有工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的振動(dòng)必須通過(guò)其懸置系統(tǒng)加以隔離，盡可能少地傳遞給車架。而變速器懸置系統(tǒng)必須隔離由道路不平引起的車輪、懸架系統(tǒng)的振動(dòng)，防止這一振動(dòng)向變速器傳遞，避免變速器振動(dòng)加劇，確保各零部件的可靠性。 （2） 保護(hù)變速器。車輛在行駛過(guò)程中，可能因承受過(guò)大的沖擊載荷而損壞。因此，懸置軟墊本身，必須可靠耐久，能適應(yīng)各種惡劣的工作環(huán)境，起到保護(hù)變速器的作用。 （ 3） 遵循拆裝方便、軟墊通用化、低成本的原則，盡量選用市場(chǎng)現(xiàn)有的軟墊。 1.2 激振源 變速器懸置在工作中，存在眾多的激振源。其中，有兩類強(qiáng)制外激振源需要隔離：一類是由發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)點(diǎn)火燃燒，曲軸輸出的脈沖扭矩；另一類是由道路不平引起，并通過(guò)車輪、懸掛系統(tǒng)、車架傳遞給變速器。 1.3 計(jì)算函數(shù) 式中Rf——頻率比；c——阻尼比，對(duì)于普通橡膠軟墊的懸置系統(tǒng)而言，阻尼一般很小，可認(rèn)為c= 0。 1.4約束條件 1.4.1 縱向距離盡量滿足撞擊中心理論 式中L F —— 前懸置點(diǎn)離重心G 的縱向距離;L R ——后懸置點(diǎn)離重心G 的縱向距離；IY——變速器繞Y 軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量;m ——變速器總成的質(zhì)量。 注：坐標(biāo)系的建立是以變速器重心為原點(diǎn)，以車的前后方向?yàn)閄 軸；以駕駛員的左右方向?yàn)閅 軸，以垂直方向?yàn)閆 軸。 1.4.2 懸置結(jié)構(gòu)滿足振動(dòng)解耦條件 雖然變速器懸置系統(tǒng)具有六個(gè)自由度，存在較多的自由度之間的耦合振動(dòng)，但是，實(shí)際上有些自由度上的振動(dòng)較小，可以不考慮，通常只需考慮在兩個(gè)垂直平面上的振動(dòng)自由度。 式中kFV —— 前懸置垂直綜合剛度；kRV —— 后懸置垂直綜合剛度。 1.5 計(jì)算程序及示例 （1） 計(jì)算程序。影響變速器懸置振動(dòng)傳遞特性的結(jié)構(gòu)因素很多，主要包括軟墊剛度、軟墊數(shù)量、軟墊阻尼、軟墊安裝角度、前后軟墊左右間距、軟墊前后間距等因素。為了提高設(shè)計(jì)效率，開(kāi)發(fā)了此計(jì)算軟件。所編程序可以定量地分析各主要因素對(duì)振動(dòng)傳遞率的影響，極大地提高了設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。計(jì)算程序框圖見(jiàn)圖1。 （2） 計(jì)算示例。以YBL 6980T 1K 車為例，對(duì)影響振動(dòng)傳遞率的部分參數(shù)在分別變化10% 的情況下，定量地觀察該車的振動(dòng)傳遞率，詳見(jiàn)表1。 從表1 中可知，軟墊在高速時(shí)隔振率較好，在低速時(shí)隔振效果不佳。所以，軟墊的設(shè)計(jì)重點(diǎn)應(yīng)放在低速隔振上。另外，從表中得知影響振動(dòng)傳遞率的軟墊剛度、前后軟墊左右間距、軟墊前后間距等因素對(duì)振動(dòng)傳遞率的影響是不同的。其中，軟墊的剛度、軟墊的安裝角度對(duì)懸置的振動(dòng)隔振率有明顯的影響，而軟墊的左右間距、前后間距，對(duì)懸置的隔振率影響相對(duì)不明顯。 計(jì)算結(jié)果僅僅是目標(biāo)值，在整車布置中能否實(shí)現(xiàn)還不能肯定，而且，軟墊的剛度能否滿足計(jì)算結(jié)果的要求，還依賴于軟墊制造廠提供的產(chǎn)品。也就是說(shuō)，由于整車布置條件的限制和軟墊品種的制約，必須對(duì)設(shè)計(jì)方案作反復(fù)調(diào)整和驗(yàn)算，或從多個(gè)方案中進(jìn)行對(duì)比選擇，以確定較佳的方案。 本設(shè)計(jì)是以發(fā)動(dòng)機(jī)固有頻率為目標(biāo)，以支承位置和支承剛度為變量進(jìn)行優(yōu)化的，沒(méi)有涉及任何響應(yīng)計(jì)算，而且，某些條件中有一定的假定。所以，最后還必須通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證。 2 結(jié)束語(yǔ) （1） 隨著計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，以及不斷提高客車的自主開(kāi)發(fā)能力，客車行業(yè)開(kāi)發(fā)專用計(jì)算軟件，不僅是可能的，而且是很必要的。 （2） 為了提高變速器懸置的隔振性能，需在分析軟墊的受振基礎(chǔ)上，再確定軟墊性能參數(shù)與結(jié)構(gòu)參數(shù)。軟墊的布置應(yīng)盡量滿足振動(dòng)解耦與撞擊中心理論。