尼龍氣管在重型變速器上的應(yīng)用設(shè)計(jì)

劉春雷

（中國重汽集團(tuán)大同齒輪有限公司技術(shù)中心，山西 大同 037305）

引言

目前市場上重型變速器的連接氣管主要以橡膠軟管為主，隨著重型汽車車型的不斷拓展，使得重型變速器必須能夠適應(yīng)各種天氣和環(huán)境下的路況。這種情況下對(duì)變速器的零部件，特別是外露零件的強(qiáng)度提出了更高的要求。橡膠氣管在整車使用過程中出現(xiàn)了不同程度的弊端，為了緩解連接氣管給變速器氣路系統(tǒng)帶來的問題，下面對(duì)尼龍氣管在變速器上的應(yīng)用進(jìn)行介紹。

1 現(xiàn)用氣管存在的弊端

以某重型十二擋變速器連接氣管為例，從氣管材質(zhì)、氣管結(jié)構(gòu)和氣管裝配三個(gè)方面分析現(xiàn)行連接氣管存在的弊端［1］。

1）現(xiàn)用的氣管一般為橡膠軟管，其材質(zhì)為氯丁二烯橡膠，是采用優(yōu)質(zhì)高耐磨橡膠經(jīng)過納米配方處理，具有抵御高強(qiáng)度破壞性壓力的特性。這種材質(zhì)常用于車輛制動(dòng)軟管，材質(zhì)本身安全可靠。

2）橡膠氣管外部有金屬保護(hù)層（如圖1 所示），其材料為鍍鋅網(wǎng)線，可對(duì)內(nèi)部的橡膠軟管起到一定的保護(hù)作用。在使用條件惡劣（雨水多）的情況下，短時(shí)間內(nèi)金屬網(wǎng)便會(huì)生銹斷裂，導(dǎo)致內(nèi)部的橡膠軟管腐蝕或斷裂，由此引發(fā)氣管漏氣的故障。而且金屬網(wǎng)結(jié)構(gòu)容易生銹，影響變速器的外觀質(zhì)量。

圖1 橡膠軟管結(jié)構(gòu)及故障形態(tài)

橡膠軟管兩端的接頭采用與金屬網(wǎng)鉚接結(jié)構(gòu)（如圖1所示），密封性較差，在整車行駛過程中橡膠軟管在變速器上有一定的振動(dòng)，容易導(dǎo)致氣管接頭部位漏氣。如果鉚接部位進(jìn)水生銹，密封性會(huì)有進(jìn)一步惡化的可能。

3）現(xiàn)用橡膠氣管在變速器上一般用3 根，分別是高擋氣管、低擋氣管和進(jìn)氣氣管。氣管外形為直軟管，因?yàn)橐c氣閥和氣缸連接而且要軟管控制方向的話就必須用若干個(gè)接頭進(jìn)行連接。該變速器氣管采用的連接接頭過多而且采用錐螺紋連接，安裝角度和扭矩不好控制就容易出現(xiàn)漏氣故障而且受到整車空間限制，氣管拆裝時(shí)易造成接頭松動(dòng)，更換困難，效率低。

2 尼龍氣管的應(yīng)用設(shè)計(jì)

尼龍氣管在此變速器布置上主要由以下零部件組成：3 根成型尼龍氣管（均帶有防摩擦保護(hù)套）、2個(gè)固定支架、2個(gè)氣管固定夾片和6個(gè)快插接頭。在應(yīng)用過程中對(duì)氣管材質(zhì)、接頭結(jié)構(gòu)和整車振動(dòng)等方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

1）尼龍氣管材質(zhì)選用的是聚酰胺PA12，這種材料多用于各種汽車制動(dòng)氣管，本身材質(zhì)性能要好于橡膠軟管，材料耐腐蝕性強(qiáng)，不會(huì)產(chǎn)生銹蝕且可靠性更強(qiáng)［2］。氣管內(nèi)外表面光滑，不會(huì)出現(xiàn)有氣泡、裂紋和不均勻性等制造缺陷且顏色呈連續(xù)的單一顏色。尼龍氣管結(jié)構(gòu)使變速器布置整齊、合理，優(yōu)化了變速器外觀質(zhì)量。

2）尼龍軟管兩端采用快插接頭（如圖2 所示），接頭材質(zhì)用的是黃銅與鋅的合金（從環(huán)境保護(hù)方面考慮，此合金成分不含鉛），表面鍍鎳處理，經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證具有良好的防銹能力。這種接頭結(jié)構(gòu)與橡膠軟管的接頭相比裝配更加簡易、方便而且氣密性更加可靠，可以避免安裝角度和扭矩所引起的漏氣故障。

3）在整車裝配中考慮到發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器和路面都會(huì)給氣管帶來振動(dòng)，由于外界的這種振動(dòng)有可能使尼龍氣管在接頭部位脫落或者氣管與干涉物之間產(chǎn)生摩擦，引起變速器氣路漏氣故障。設(shè)計(jì)時(shí)為了避免這種振動(dòng)，在變速器上安裝了2 個(gè)支架和2個(gè)氣管夾將氣管固定（如圖2所示），這種結(jié)構(gòu)使氣管在變速器上更加穩(wěn)定，不會(huì)隨著整車和路況的振動(dòng)而振動(dòng)損壞、脫落，從而保證了變速器整體的氣密性。

圖2 尼龍軟管結(jié)構(gòu)及整車裝配示例

3 結(jié)語

目前大多數(shù)重型變速器都是采用氣路系統(tǒng)進(jìn)行擋位切換的，氣路系統(tǒng)的可靠性能夠直接影響到車輛駕駛員對(duì)變速器甚至整車的控制［3］。本文經(jīng)過對(duì)重型變速器橡膠氣管存在弊端的分析，在設(shè)計(jì)上我們選擇了可靠性更好的尼龍軟管替代橡膠軟管。尼龍氣管的采用不但可以減少連接氣管引起的氣路系統(tǒng)故障而且優(yōu)化了變速器整體外觀質(zhì)量。

［1］李允文.工業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996.

［2］陸志良.機(jī)械動(dòng)力學(xué)［M］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2009.

［3］王望予.汽車設(shè)計(jì)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.