客車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)懸置軟墊變形原因分析

袁紹華，李祥，楊懷鑫，何軻

（金龍汽車(chē)聯(lián)合工業(yè)(蘇州)有限公司，江蘇 蘇州 215123）

客車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)懸置軟墊變形原因分析

袁紹華，李祥，楊懷鑫，何軻

（金龍汽車(chē)聯(lián)合工業(yè)(蘇州)有限公司，江蘇 蘇州 215123）

本論文詳細(xì)介紹了客車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)懸置軟墊的基本類(lèi)型和安裝要求。針對(duì)客車(chē)生產(chǎn)制造過(guò)程中常出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)懸置軟墊變形的問(wèn)題，從裝配過(guò)程和設(shè)計(jì)原理上分析產(chǎn)生軟墊變形的原因。

軟墊；變形；原因；分析

CLC NO.:U464Document Code:AArticle ID:1671-7988(2014) 12-89-03

前言

客車(chē)在制造過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)懸置軟墊變形是常發(fā)生的問(wèn)題[1]。變形的主要類(lèi)型有：軟墊扭曲，各處軟墊受力不均，軟墊不受壓反受拉等（圖1）。由于引起該問(wèn)題的原因復(fù)雜，發(fā)生后解決周期較長(zhǎng)，難度較大，會(huì)嚴(yán)重的影響生產(chǎn)效率。如果能夠了解、分析引起發(fā)動(dòng)機(jī)懸置軟墊變形的主要原因就可以迅速的找出問(wèn)題點(diǎn)，節(jié)省問(wèn)題處理時(shí)間，保證生產(chǎn)效率。另一方面也可以從設(shè)計(jì)過(guò)程中及早的避免該問(wèn)題的發(fā)生。

1、客車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)懸置軟墊的主要形式[2-4]

1.1平置式

平置式軟墊程水平布置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝配方便、尺寸精度要求低。平置式軟墊有三種：

（1）桶形（圖2），中心鑲有套管，又上下兩段直徑不同的橡膠體組成。這類(lèi)軟墊使用比較普遍，有較好的定位和隔離沖擊振動(dòng)的功能，但是不承擔(dān)剪切方向的變形。

（2）方塊形（圖3），橡膠體上下表面分別與金屬骨架硫化粘結(jié)成一體，依靠金屬骨架與發(fā)動(dòng)機(jī)上支架和車(chē)架緊固件連接。它可以承受壓縮和剪切兩個(gè)方向上的變形，隔離扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的功能較強(qiáng)，但水平方向上的自由度較大，橫向穩(wěn)定性較差，故軟墊的金屬骨架上應(yīng)設(shè)有限位面。

（3）V形橡膠支撐（圖4），橡膠體分兩塊分別硫化在金屬骨架的V型面上，將上下骨架硫化粘結(jié)成一體，中間有中心螺栓進(jìn)行輔助固定。依靠金屬骨架與發(fā)動(dòng)機(jī)上的支架和車(chē)架緊固連接，它可以承擔(dān)壓縮和剪切兩個(gè)方向上的變形，剛性較大，一般用于發(fā)動(dòng)機(jī)后懸軟墊。

1.2 斜置式

斜置式（圖5）成對(duì)稱V形左右傾斜布置，軟墊部分受壓縮，部分受剪切，可以利用橡膠的剪切高彈性，提高隔離扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的能力。同時(shí)軟墊布置在發(fā)動(dòng)機(jī)前/中部?jī)蓚?cè)，可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)中心，提高發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定性。但斜置式布置的制造精度和裝配精度要求較高。

2、發(fā)動(dòng)機(jī)懸置軟墊的安裝要求

發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)懸置軟墊、支架以及托架等安裝到底盤(pán)上，為最大限度的發(fā)揮橡膠軟墊防震性能，防止橡膠軟墊扭曲變形，規(guī)定發(fā)動(dòng)機(jī)安裝后軟墊變形量的要求。

（1）斜置式軟墊前后左右方向相應(yīng)的尺寸錯(cuò)位應(yīng)在3mm以內(nèi)，不允許軟墊有變形的現(xiàn)象。前后方向還需要保證發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，兩邊限位塊不能干涉，要留有1mm以上間隙。

（2）平置式軟墊前后、左右方向相應(yīng)尺寸錯(cuò)位應(yīng)在3mm一下。不允許軟墊有扭曲變形現(xiàn)象，左右方向還需要保證發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)熄火時(shí)，兩邊限位塊不能生干涉發(fā)響。

（3）V型橡膠支撐因此本身剛性較大，在實(shí)際裝配過(guò)程中基本不變形。但是裝配時(shí)要注意軟墊上下支撐處均是內(nèi)螺紋，要在孔位對(duì)正的情況下，用氣動(dòng)扳手打緊螺栓。

（4）桶形軟墊，發(fā)動(dòng)機(jī)支架孔與軟墊中心孔的錯(cuò)位程度不能大于3mm。

3、懸置軟墊變形的主要原因

3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)懸置橫梁的影響

發(fā)動(dòng)機(jī)懸置橫梁主要用來(lái)固定發(fā)動(dòng)機(jī)后懸。客車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)大多采用右偏20mm的布置形式，這就導(dǎo)致了懸置橫梁的設(shè)計(jì)不是中心對(duì)稱，左右兩側(cè)的斜面傾斜度不一樣。這樣對(duì)懸置橫梁的設(shè)計(jì)和制造帶來(lái)一定的困難。懸置橫梁上，發(fā)動(dòng)機(jī)后懸固定點(diǎn)尺寸需要精確計(jì)算，尺寸出現(xiàn)上下偏差后就會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)傾角過(guò)大，前懸軟墊不受壓力反受拉力，出現(xiàn)前后偏差后，會(huì)導(dǎo)致前懸軟墊前后錯(cuò)位扭曲。所以這對(duì)設(shè)計(jì)人員提出了較高的要求。此外，由于懸置橫梁左右不對(duì)稱，也使生產(chǎn)工人很容易將懸置橫梁左右裝反，導(dǎo)致懸置軟墊的扭轉(zhuǎn)錯(cuò)位。

3.2 前懸托架的影響

由于客車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)總體布置基本采取右偏20mm的布置狀態(tài)。這樣發(fā)動(dòng)機(jī)前懸左托架和右托架（圖7）就存在一定的尺寸差別。并且左右托架一定要配套使用。由于左右托架存在尺寸差別，生產(chǎn)工人很容易將其左右裝反，導(dǎo)致前懸軟墊向內(nèi)側(cè)或者向外側(cè)變形。

3.3 緩速器托架的影響

選裝緩速器的車(chē)型一般都安裝緩速器托架進(jìn)行輔助支

撐，緩速器托架也是影響懸置軟墊的一個(gè)主要原因。緩速器托架如果將緩速器抬起過(guò)高就會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱傾角降低，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)后懸置軟墊不受力或者進(jìn)而受拉力。如果緩速器托架將緩速器抬起高度不夠，將起不到支撐作用，緩速器和變速箱的整體質(zhì)量都將作用在發(fā)動(dòng)機(jī)后懸上，導(dǎo)致后懸受力過(guò)大，出現(xiàn)變形錯(cuò)位，從而加大發(fā)動(dòng)機(jī)傾角，進(jìn)一步影響到發(fā)動(dòng)機(jī)前懸置。所以這要求，設(shè)計(jì)人員在緩速器托架的設(shè)計(jì)過(guò)程中一定要做到尺寸精確。

3.4 風(fēng)扇、壓縮機(jī)皮帶張緊力的影響[5-7]

客車(chē)整車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)布置中，一般冷卻系統(tǒng)的風(fēng)扇和空調(diào)系統(tǒng)的壓縮機(jī)會(huì)布置在發(fā)動(dòng)機(jī)的左右兩側(cè)（圖9），需要通過(guò)皮帶與發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶輪相互連接。裝配過(guò)程中，由于發(fā)動(dòng)機(jī)左右方向上并沒(méi)有剛性固定裝置，皮帶的張緊力對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)軟墊變形產(chǎn)生了一定的影響，前懸置軟墊會(huì)向著皮帶張緊力大的一側(cè)傾斜變形。這就要求裝配人員注意對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)左右兩側(cè)皮帶張緊力的均衡調(diào)節(jié)。

3.5 動(dòng)力系統(tǒng)三點(diǎn)懸置設(shè)計(jì)不合理

對(duì)于安裝緩速器的客車(chē)，整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)懸置共有三處[9-10]，發(fā)動(dòng)機(jī)前懸置、后懸置和緩速器懸置。三個(gè)懸置點(diǎn)的關(guān)鍵尺寸要計(jì)算設(shè)計(jì)精確。如果發(fā)動(dòng)機(jī)后懸設(shè)計(jì)尺寸偏低，就會(huì)造成后懸不少力，只有發(fā)動(dòng)機(jī)前懸和緩速器懸置受力，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)前懸前后位置上的錯(cuò)位變形。。由于整車(chē)零部件制造誤差的存在，完全精確的尺寸要求很難達(dá)到。為了便于整個(gè)懸置系統(tǒng)的調(diào)整，建議可以加大緩速器托架的調(diào)整程度，例如支架使用長(zhǎng)條孔固定，方便上下調(diào)整緩速器的支撐位置，修整發(fā)動(dòng)機(jī)前后懸置變形情況。

4、結(jié)束語(yǔ)

本論文詳細(xì)介紹了客車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)懸置軟墊的基本類(lèi)型和安裝要求，并從安裝過(guò)程和設(shè)計(jì)原理上對(duì)懸置軟墊變形的原因進(jìn)行了分析。造成發(fā)動(dòng)機(jī)懸置軟墊變形的原因很多，影響因素也很多，在客車(chē)生產(chǎn)制造過(guò)程中遇到該問(wèn)題時(shí)要認(rèn)真分析，細(xì)致查找原因，確保整車(chē)技術(shù)狀態(tài)良好。

[1] 劉含超等.中置客車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究[J].黃石理工學(xué)院報(bào).2008.

[2] 宋順寶.客車(chē)車(chē)輛構(gòu)造與檢修[M].中國(guó)鐵道出版社.2003.06.

[3] 袁清武.客車(chē)構(gòu)造與檢修.中國(guó)鐵道出版社[M].2008.08.

[4] 郭榮，章桶.汽車(chē)動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)[M] .同濟(jì)大學(xué)出本社.2013年08月.

[5] 濮良貴. 機(jī)械設(shè)計(jì).高等教育出版社.2006.05.

[6] 鄭文緯.機(jī)械原理.高等教育出版社.1997.07.

[7] 劉盛平.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).人民郵電出版社.2012.09.

[8] 張偉峰等.汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)橡膠懸置震動(dòng)特性仿真與實(shí)驗(yàn)研究[J].技術(shù)縱橫.2008.

[9] 湯望.大客車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)懸置設(shè)計(jì)有關(guān)問(wèn)題的探討[J].客車(chē)技術(shù)與研究.2001.

[10] 李伯岳.客車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].噪聲與振動(dòng)控制.2010.08.

Analysis the reason about the deformation of passenger car engine suspension pads

Yuan Shaohua, Li Xiang, Yang Huaixin, He Ke
(Jinlong car joint industrial (Suzhou) Co., Ltd., Jiangsu Suzhou 215123)

This paper introduces the basic types of passenger car engine suspension pads and installation requirements. Acording to the problem of suspension pads deformation appear in manufacturing process , analysis the reason from the assembly process and the design principle .

Cushion；Deformation；Reason；Analysis

U464

A

1671-7988(2014)12-89-03

袁紹華，就職于金龍汽車(chē)聯(lián)合工業(yè)(蘇州)有限公司。