某旅游车专用变速箱设计

马利东

（中国重汽集团 大同齿轮有限公司 技术中心，山西 大同 037305）

0 引言

随着我国经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，去各地旅游也成为大家喜欢的一种方式，同时人们出行对乘坐车辆也提出了更高的要求，这就促使豪华旅游大客车的需求迅猛增长，同样为豪华客车匹配的变速箱的需求也进一步扩大。而我国目前豪华客车大多采用进口变速箱，这就迫切需要国内变速箱生产厂家生产出可与之匹配的变速箱来满足市场需求。

1 旅游车对变速箱的特殊要求

豪华旅游客车匹配发动机功率大多在280～380马力之间，输出扭矩在1 300N·m～1 600N·m左右，由于在市内行驶时换档频次高，因此对同步器性能的要求为容量要大，为了简化驾驶员操作，档位最好设置为6档，同时又由于经常在高速上行驶，档位配备超速档；应方便乘客上下车，并提高客车行驶的稳定性，可实现卧式安装，且旅游车专用变速箱应能进一步降低噪声，防止渗漏油；应相应法规要求，要全面配置兼容各种型式的缓速器，减少来自传统制动系的污染，即应具有大扭矩、轻量化、自动化、系列化性能，实现更安全、更节能、更环保、更舒适的发展。

2 旅游车专用变速箱设计

2.1 总体设计

通过对旅游车的市场调研并针对我国客车承载能力、行驶速度及路况等进行设计，使其具有国际先进、国内领先的技术优势。

该变速箱采用三轴式结构，其中心距为155mm，壳体长度为466mm，输入扭矩为1 500N·m，一档速比为7.07，超速档速比为0.81，可安装电涡流缓速器、液力缓速器，考虑到未来发展趋势并结合公司技术优势，壳体采用压铸铝，可装气助力换档机构，并预留AMT电控元件接口。

2.2 结构设计

其操纵机构采用筒式平动拨叉式结构（见图1），可实现单杆、双杆操纵换档，除倒档外其余各档采用同步器换档，1、2档用双锥面同步器，其余用大容量单锥面同步器，同步器采用短行程钢基喷钼同步器，可提高同步器性能，缩短轴向距离，提高整车的操纵舒适性，满足客车频繁挂档的使用要求。

图1 某旅游车变速器结构图

一轴轴承、二轴前轴承、二轴后轴承、中间轴前轴承、中间轴后轴承全部采用锥轴承，以增大轴承容量，并延长轴承寿命。

齿轮全部设计为斜齿轮，以提高齿轮的承载能力，并采用 “K”形齿修形设计和“细高齿”技术，从而改善了齿轮的啮合状况，大大降低了车辆的噪声和振动［1］。同时变速箱各密封面采用预涂硅胶工艺，提高了总成的密封性能。

2.3 气助力换档设计

气动助力换档就是为了使变速器的操作更加迅速，在搭载空气压缩机并且采用同步啮合式变速器的车辆上，通过安装动力换档装置而产生助力作用，使变速杆的操作力显著减轻［2］，此外，因为变速杆的操作轻松、准确，使车辆得以通过正确的档位行驶，进一步消除了发动机的不合理负载，对改善燃油的消耗也发挥出显著的效果。

助力器结构大致分成3部分：来自变速杆的输入力传递部分、输出力的发生部分和输出力的传递部分如图2所示。

2.4 铝壳热补偿设计

由于该变速箱中间轴及输出轴两端轴承采用锥轴承，因此需要充分考虑间隙来提升变速箱总成组装精度，并保证齿轮及轴承的强度，实现变速箱高效率，减轻同步器负荷，防止发热。

图2 助力器结构图

在设计铝壳时由于合金钢与压铸铝膨胀系数不同，当温度变化时，两者热胀冷缩程度也不同，造成较大的间隙或无间隙，从而引起变速箱零件轴向蹿动或闷车。零件热胀冷缩量L的计算公式为：

其中：Δl为零件尺寸差；Δt为温度差；P为线膨胀系数。

在设计铝壳时为防止出现上述间隙变化，可在轴承一侧增加热补偿橡胶垫。在使用过程中，零件在轴向上的热膨胀特性如图3所示，其中A为铝壳轴向尺寸，B为钢件轴向尺寸，C为热补偿橡胶垫轴向尺寸。膨胀长度关系为：A－B＝C。就变速箱总成而言，在全部的温度区域内垫片间隙几乎不会有变化，因此可以保证变速箱的可靠运行。

图3 零件热膨胀特性

3 结束语

本文从旅游车对变速箱的特殊需求入手，完成某旅游车专用变速箱设计，满足旅游车换档轻便性及节油的要求，为公司产品拓展到旅游车市场奠定了基础。

［1］王望予.汽车设计［M］.北京：机械工业出版社，2000.

［2］陈家瑞.汽车构造（下册）［M］.北京：机械工业出版社，2006.