轻型载货汽车（共8篇）
轻型载货汽车 篇1
摘要：论文以实际的工作经验为基础, 笔者首先分析了轻型载货汽车车架动态特性研究的重要性, 概括来说, 轻型载货汽车轻量化及高载荷的特点决定了汽车车架设计的时候, 要充分考虑到汽车车架的动态特性。最后, 论文从汽车车架自振特性及结构振动特性两个层面, 分析了轻型载货汽车动态特性分析的方法, 并结合自身工作经验给出针对性的建议。
关键词：轻型载货汽车,车架,动态特性
随着经济与社会的不断发展, 汽车已经成为大众化的生活必须品, 汽车性能的稳定直接影响并决定着汽车使用的安全性。汽车车架作为汽车的安装基体, 承受着汽车内外的各种载荷。基于此, 笔者结合多年的学习与工作经验, 对此轻型载货汽车车架的动态特性进行了总结分析。
1 轻型载货汽车车架动态特性研究的重要性
车架作为载货汽车的承载主体, 在货物装载、运输及卸载过程中承受着几乎所有的负荷。一方面, 汽车本身的部件大部分靠车架承载, 比如汽车发动机、变速箱、驾驶室、货箱等[1]。另一方面, 装载的货物及运载过程中, 因为地面的不平整及发动机的谐振汽车及车架会产生振动, 不仅影响汽车乘坐的舒适感, 也影响汽车操作的稳定性。由此可以看出, 汽车车架受力情况非常复杂。然而, 以往车架设计的时候, 对汽车受力情况分析, 大都采用简化的模型分析汽车车架静态受力情况, 这在汽车载荷不大的时候, 是没有什么问题的, 但是对于轻型载货汽车来说, 则不是特别适合。
首先, 轻型载货汽车车架顾名思义, 采用的是轻量化的金属材料, 主要的目的是减少汽车自身质量, 以达到节能减排的作用。汽车自身的质量减小了, 可以大大提升汽车的载货质量。所以, 车架在设计时, 很多时候轻型载货汽车会尝试采用管式结构横梁。以B M W车型的更新换代为例, 就提出4项最基本的要求:结构动力学、静刚度、防碰撞性能和质量优化。由此可以看出, 对汽车车架的动态特性分析显得更为重要。其次, 对于载货汽车来说, 汽车车架承载的负荷比较大, 汽车受行驶环境的影响也大。比如, 汽车行驶的路面平整度不好, 有可能会导致车架产生共振, 或者动态失效的情况出现。同时, 在汽车内部产生很大的动应力, 不仅会造成车架结构遭到破坏, 产生不可逆转的弹性形变, 也会严重影响汽车的使用寿命及使用安全性。基于此, 对于轻型载货汽车车架的动态特性就显得非常必要且重要。
2 轻型载货汽车车架动态特性分析
汽车车架采用的都是金属材料, 而金属材料的力学性能, 主要是在承受外加载荷的时候表现出来的, 比如拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等[2]。轻型载货汽车车架的动态特性分析, 主要从两个方面:一是车架自振特性分析;二是车架结构振动特性分析。自振特性由车架结构、材料等因素决定, 而结构振动特性则是由汽车行驶过程中的外部刺激决定。具体的动态特性如下。
2.1 车架自振特性
车架作为一个连续的弹性体, 具有无限个自由度。但是, 在实际操作过程中, 通常采用有限元分析。分析的重点在于校对车架的刚度、强度是不是满足轻型载货汽车的设计要求。可以说是汽车车架动态特性分析的基础。
有限元分析的步骤为:1) 将整个车架的求解域离散成有限个单元体。主车架和货箱的网络格大小按照10m m (C Q U A D 4) 的标准进行划分, 驾驶室的有限元采用集中质量单元C O N M 2+R B E3进行建模。支架网络格大小按4m m (C PEN TA、C H EX A元) 进行划分, 附件按10m m (C Q U A D 4) 划分[3]。2) 对单元体的固定动态特性进行分析, 根据实际情况建立单元节点的平衡方程组。3) 将节点平衡方程组集合成整体代数方程组。4) 引入有效、合适的边界条件, 并求解。
2.2 车架结构振动特性
汽车车架结构振动特性, 主要是研究汽车在行驶时的受力情况, 并根据受力情况分析车架的动态特性。一般来说, 汽车在平坦的道路上行驶, 其受力主要在垂直方向, 也就是受到的主要是对称垂直的载荷, 在这种特性的力作用下, 车架很容易发生结构性的弯曲振动。假设:约束前车轴在车架竖直投影点Z向自由度, 约束后车轴在车架竖直投影点三个平动自由度, 让车架形成简支梁结构。则其计算公式简化如下:
其中EI是弯曲刚度, F为施加载荷, a为轴距, f为烧度。d1和d2分别为左、右纵梁受力点Z向位移。
汽车在不平坦的道理上行驶的话, 汽车受到的是非对称垂直载荷的作用, 汽车车架容易发生扭转振动。假设:G J (扭转刚度) , F (施加载荷) , L为力臂长, a (轴距) , θ (扭转角) , 则其计算公式如下:
上面两种情况是比较特殊的状态, 汽车实际行驶的情况更为复杂。所以, 汽车车架的动态特性一般都采用模态分析, 可以说模态分析是动力分析问题的起点。但值得强调的是, 在进行模态分析的时候, 不可能将所有的可能都分析到, 一般的大型工程结构, 只是计算较低的几阶, 来作为判定其固有频率及振型的依据, 因为低阶的振动对结构的动力影响是最大, 阶级越高影响越弱。对于轻型载货汽车来说, 笔者建议计算车架结构的前10阶模态, 选取0~100H z作为汽车车架结构振动特性的计算频段。值得强调的是, 轻型汽车车架载荷变化与使用情况及环境有很大关系。在计算的时候, 要用动载荷系数对相关的数据加以修正, 这样才能更真实地模拟实际运行情况。动载荷系数主要取决于三个方面的因素:行驶过程中的路况、汽车行驶的状态 (速度) 、汽车的结构参数。
3 结束语
总之, 汽车车架的动态特性研究, 是汽车设计与生产的重要依据。对于提高汽车质量及汽车降本优化具有非常重要的意义。所以, 在汽车生产实践中, 一定要注重汽车车架的动态特性。最后, 希望论文的研究为相关工作者及研究人员提供一定的参考与借鉴价值。
参考文献
[1]谢世坤, 黄菊花, 刘红山, 李慎国.轻型载货汽车车架的动力特性分析[J].南昌大学学报 (工科版) , 2004.
[2]王晖云, 朱思洪, 戴亦宗.低速载货汽车车架静动态特性分析[J].机械研究与应用, 2009.
[3]黄鼎键.轻型货车车架有限元建模与动态特性分析[J].福建工程学院学报, 2008.
轻型载货汽车 篇2
一、根据油品升级进程，分区域实施机动车国五标准。
(一)东部11省市(北京市、天津市、河北省、辽宁省、上海市、江苏省、浙江省、福建省、山东省、广东省和海南省)自4月1日起，所有进口、销售和注册登记的轻型汽油车、轻型柴油客车、重型柴油车(仅公交、环卫、邮政用途)，须符合国五标准要求。
(二)全国自1月1日起，所有制造、进口、销售和注册登记的轻型汽油车、重型柴油车(客车和公交、环卫、邮政用途)，须符合国五标准要求。
(三)全国自207月1日起，所有制造、进口、销售和注册登记的重型柴油车，须符合国五标准要求。
(四)全国自1月1日起，所有制造、进口、销售和注册登记的轻型柴油车，须符合国五标准要求。
二、汽车生产、进口企业作为环保生产一致性管理的责任主体，应按新修订的《大气污染防治法》和有关规定，向社会公布其生产、进口机动车车型的排放检验信息和污染控制技术信息，检验合格方可出厂销售，确保实际生产、销售的车辆达到排放标准要求。 .容..自：中`*碳-排*放*交*易^W t a npai fa ng.com
三、环境保护部会同有关部门依法开展机动车环保达标监督检查，对新生产、销售不符合排放标准要求车辆的，严格依法处罚;并积极配合有关部门加强车用燃油管理，推动油品升级，确保燃油质量。
本公告自发布之日起实施。
环境保护部
工业信息化部
轻型载货汽车 篇3
某高端轻型载货汽车在整车可靠性试验的过程中,发现燃油箱口与燃油箱结合面出现大量油迹,频次较多,造成了资源的浪费和对环境的污染,影响了产品的品牌形象。因此,为了提升品牌形象,整改油箱盖漏油问题,是迫切要解决的问题。
本文针对油箱盖漏油问题,对导致漏油问题的各个因素进行排查,找出导致油箱盖漏油的主要原
因,主要有以下四个方面:
a.弹片性能不达标;
b.油箱盖密封垫圈性能不达标;
C.油箱盖装配工艺错误;
d.油箱口脱漆;(非主要原因)
最后,针对找出的原因制定了相应的整改措施。
1、故障描述
某轻型载货汽车在整车可靠性试验的过程中,发现了油箱盖漏油的现象。主要出现在燃油箱口与燃油箱结合面处,详细描述见表1。
2、原因分析
油箱盖的原因很复杂,往往是多方面的问题综合影响造成的。为确定漏油的主要原因,设计人员对可能造成漏油的因素逐个进行了分析确认,图1为油箱盖漏油FTA图。
2.1 尺寸分析
2.1.1 油箱口尺寸分析
由表2可以看出,对标开发的油油箱口尺寸与标杆车相差不大,故判定油箱口尺寸不是漏油的主要原因。
2.1.2 油箱盖处尺寸分析
由表3可以看出,由于标杆件油箱盖并未出现漏油现象,对比油箱盖处尺寸发现,开发件油箱盖密封处与弹片处尺寸与标杆件基本相同,故这两者均不是造成漏油的主要原因。
2.1.3 密封尺寸链尺寸分析
上图为油箱盖处尺寸链与安装后间隙的示意图,由上图及表中的尺寸对比可以看出,开发件与标杆件件尺寸很接近,软垫位移量和与底座间隙都基本一致,故可以认为,油箱及油箱口尺寸满足图纸要求,也不是漏油的主要原因.
由以上三点可以看出,油箱盖尺寸和标杆件基本相同。因此,不是造成漏油的主要原因,可以排除。
2.2 油箱盖性能和可靠性分析
排除了油箱盖尺寸对漏油问题的影响,下面从油箱盖性能方面和标杆件进行对比,来找出造成油箱盖漏油的原因。
2.2.1 弹片性能和可靠性分析
弹片是油箱盖中主要零部件之一,下面对油箱盖的弹片进行了性能试验和可靠性试验。表5中为弹片压缩到不同位移时弹力的情况,试验数据如下:
测试方法:弹片模拟安装在油箱口上,压不同的位移量,测试其压力的大小。
试验结果分析:表格中数据是还未进行可靠性试验前测得的数据,由数据可以看出,在未进行可靠性试验前,在相同位移的条件下,开发件弹片压缩力要大于标杆件弹片压缩力,说明在初始阶段,开发件弹片的弹性较好。
进行可靠性试验后:(选开发件5个样件进行了振动耐久性试验)
从以上数据可以看出,开发件弹片在经过3万次试验后均出现断裂,且位移量都较大,说明开发件弹片在经过长期可靠性后其弹性明显下将,易变形。
因此,综合以上分析可以得出,开发件油箱盖弹片可靠性不足,易变形,初判定是造成漏油的主要原因。
2.2.2 油箱盖密封垫圈性能分析
油箱盖和油箱紧密配合,在车辆行驶的过程中,由于振动等多方面因素,油箱盖上会沾有油迹。因此,对油箱盖上密封垫圈的密封性能进行了分析。
测试结果分析:1.开发件在进行耐油试验前,除了密封垫圈的硬度与标杆件一致,其余指标都要比标杆件差;
2.标杆件经过耐油试验以后,其基本性能变化不大,特别是硬度指标基本没有变化,而开发件耐油过后,各项指标都有不同程度的恶化,耐油性能较差,需改进。
因此,综合以上分析可以得出,油箱盖密封垫圈的耐油性能较差,长期浸油造成橡胶性能急速下降,也是漏油的主因。
2.2.3 油箱盖材料性能分析
为了验证材料是否会对油箱盖性能产生影响,我们对标杆件材料进行了检测,检测结果如下:
测试结果分析:目前开发件所选用的材料都是根据标杆件测试结果而来,材料性能结果和标杆件较近。因此,可以得出,油箱盖材料不是造成漏油的原因。
2.3 生产加工分析
从设计人员方面考虑,设计出精确地图纸是至关重要的,但在生产制造过程中,由于加工误差也会影响产品的性能,因此,下面从生产加工方面探究产生油箱盖漏油的原因。
2.3.1 油箱口脱漆
试验场的车辆经过长期可靠性试验后,发现油箱加油口处油漆脱落,造成表面不平整,使油箱盖在密封时,不容易完成贴合,造成漏油。但不是主要原因。
2.3.2 油箱盖装配错误
在进行生产加工时,对平垫圈和O型圈装配没有严格按照图纸进行装配,导致两者位置装反,使密封圈不能起到密封作用,会造成锁芯漏油,其是造成油箱盖漏油的主要原因。
2.3.3 油箱盖少涂密封油脂
分析:涂润滑油脂位置本身是由间隙的,有极少数燃油可以从此渗出,此处密封主要靠如图所示的密封圈和油封及在他们之间涂润滑脂来实现,而开发件此处未涂油脂,存在漏油的风险,但也不是造成油箱盖漏油的主要原因。
2.4 油箱盖漏油原因探究结果总结
由以上分析结果可以得出油箱漏油的原因有以下四个方面:
e.弹片性能不达标;
f.油箱盖密封垫圈性能不达标;
g.油箱盖装配工艺错误;
h.油箱口脱漆;(非主要原因)
3、整改措施
针对以上原因,可采取以下措施对漏油问题进行整改:
3.1 油箱盖弹片整改
整改措施:弹片前期未进行定型处理,定型处理前为银白色,定型处理后为黄铜色。
3.2 油箱盖密封垫圈整改
整改措施:弹片的材料进行整改,整改前采用丁腈橡胶,整改后采用硅氟橡胶,其耐油性能大幅提高。
3.3 油箱盖装配工艺整改
整改措施:1.将密封圈位置安装在平垫圈中间,非之前在垫圈外侧,解决装配问题,如图8;
2.在有间隙处涂密封油脂,即能保持良好润滑,又能起到良好密封效果。
3.4 油箱口脱漆问题整改
整改措施:油箱口工艺处理采用镀锌处理设计,而非之前使用的喷漆,与WSL样车的处理工艺保持一致。
4、结论
采取以上措施,在试验场试验车上进行了多批次的验证,至今未再出现油箱盖漏油,效果良好。这说明以上措施能有效解决油箱盖漏油问题,为以后处理此类问题积累了经验,也为今后的设计提供了参考。
摘要：针对某轻型载货汽车在整车试验过程中出现的油箱盖漏油问题,以故障车的实物状态为依据,采用Benchmark的方法,对可能导致漏油的各种因素逐个进行检查判断,逐一排查,从而找出导致油箱盖漏油的主要原因,制定出改进措施并进行了试验验证。
关键词：油箱盖,漏油
参考文献
[1]王望予.汽车设计.第四版.北京:机械工业出版社,2001:114-134.
[2]陈家瑞.汽车构造(下册).第二版.北京:机械工业出版社,2000:98-116.
轻型载货汽车 篇4
随着人们环境意识的不断提高,车辆噪声问题已引起全社会的高度重视。其中,车外噪声控制须以日益严格的相关环保法规及标准为依据,而车内噪声控制则致力于满足用户对车内声学舒适性的日见苛刻的要求。当前,在竞争激烈的国际汽车市场上,同档次车型在常规性能方面的综合“性价比”越来越接近且均已达到较高水平。因此,提高车辆噪声控制水平已成为新的竞争焦点和技术发展方向。在此背景下,车辆的NVH性能正逐渐演变为重要的设计指标,也是用户所关心的整车性能指标之一。汽车噪声控制水平必将成为决定车型开发成功与否的不可或缺的重要影响因素之一,与之相关的分析、测试及材料技术等自然成为汽车工程领域关注的新焦点。
1、测试样车简介
1.1 样车情况简介
1.1.1 测试样车
测试样车:该车搭载朝柴CY4102-C3D发动机,LC5T355档变速箱,4700mm轴距,7.50-16轮胎,配有动力转向系统同时匹配新款驾驶室;
1.1.2 标杆车
标杆车:日系某品牌卡车
1.2 测试方案简介
[测点位置]
(1)噪声测点:驾驶员右耳、副驾驶左耳。
[测试工况]
(2)匀速行驶工况:参照GB/T18697-2002《声学汽车车内噪声测量方法》,样车测试5档40、50、60、70、80、90km/h;五十铃标杆车测试6档40、50、60、70、80、90km/h。
(3)怠速工况:测试空调关,空调开次高档冷风两种状态下的噪声和振动。
(4)全油门加速工况:参照GB/T18697-2002《声学汽车车内噪声测量方法》,测量3档全油门加速时800rpm至额定转速的噪声及振动。
[测试场地]
定远试验场性能试验道及中心试验道。
[测试标准]
测试时空调、风机关闭,测量标准参考GB/T18697-2002《汽车车内噪声测量方法》执行。
[测试设备]
比利时LMS公司的数据采集器,光电转速传感器,传声器和三向加速度传感器。
2、匀速行驶工况车内噪声分析
2.1 测试位置
匀速噪声同样测试主驾驶及副驾驶的两个车内测试点,见图1、图2。
2.2 测试结果
2.2.1 主副驾驶噪声测量结果
从上述数据可以看出:匀速行驶工况下,样车的车内噪声在50km/h以上的车速均比标杆车要差很多,基本上在4dB(A)左右;标杆车在40km/h时的噪声较大,可能是存在声腔共振。
2.2.2 匀速行驶工况频谱对比
2.2.2. 1 50km/h时车内噪声的频谱对比
从频谱对比上看:样车在50km/h时车内噪声均是中低频噪声引起的,其主要频率为160Hz至630Hz频带,降低该组频带至55dB(A)左右,则车内噪声能降低至67dB(A)以下。
2.2.2. 2 80km/h时车内噪声的频谱对比
从频谱对比上看样车在80km/h时车内噪声均是中低频噪声引起的,其主要频率为250Hz和315Hz频带,降低该组频带至64dB(A)左右,则车内噪声能降低至74dB(A)以下。
2.3 结论
根据测试数据和频谱分析可知:
(1)跟标杆车相比较,在60km/h以上车速时样车的高频噪声均较高,在相同车速时发动机的转速不同导致的,车速越高,两者的转速相差就越大,样车的发动机噪声也就越大,从而影响车内噪声的水平。因此如果要样车达到标杆车的车内匀速噪声水平,必须进一步降低发动机噪声或提高内饰件的隔声量。
(2)以标杆车为降噪目标的话,在60km/h以上车速时样车主要需要降低250Hz和315Hz频段的噪声,其噪声源可能来自与发动机右侧的附件噪声或进气系统辐射噪声。在50km/h以下车速时,其需要降低低频噪声,该频段同转速2阶相关性很好,初步考虑为发动机悬置设计匹配所引起的。
3、全油门加速工况车内噪声分析
3.1 测试位置
同匀速噪声测试相同,全油门加速工况同样测试主驾驶及副驾驶的两个车内测试点,见图1,图2。
3.2 测试结果
3.2.1 全油门加速工况噪声数据对比
测试时,采用3档全油门加速和5档全油门加速两种工况进行测试,考虑到5档全油门时在低转速时的动力性欠缺,致使数据抖动的比较厉害,导致测试不准确,影响下一步整改试验时的对比验证,因此本次目标采用3档全油门工况进行对比,样车与标杆车全油门加速时的噪声对比如图7、8所示:
从上述阶次和声压级对比图上可以看出:在全油门工况样车主要是在1500RPM以下的噪声比较高,特别是在1294RPM样车要高于标杆车约4.3dB(A)。车内低转速时噪声主要收2阶次和4阶次的噪声影响,存在明显的轰鸣声。
3.2.2 全油门工况频谱分析
同标杆车相比样车主要在955rpm、1300rpm、1780pm、2770rpm存在峰值,至少高于标杆车2dB(A)。各转速段的频谱对比如下:
从以上各图中可以看出:
在955rpm时,主要的噪声频率是31Hz,为低频噪声;在1300rpm时样车高于标杆车大约4.1dB(A),形成全油门加速工况中最大的峰值,主要的噪声频率是40Hz、80Hz至315Hz、800Hz以上的高频噪声;在1780rpm时样车高于标杆车大约1dB(A),形成一个小的峰值,其主要噪声频率是59Hz的低频噪声,200Hz和250Hz则属于一段频率均高;在2770rpm时样车高于标杆车大约2.6dB(A),形成一个小的峰值,主要的噪声频率是92Hz的2阶次噪声,而且高频噪声也要比标杆车要高的多。
3.3 全油门工况噪声源分析
为考察全油门工况下的噪声源,进行滑行工况测试,目的在于考察发动机熄火时车内噪声水平,以此评价除了动力总成所引起的噪声和振动对车内噪声的影响。
从图13可以看出:动力总成的噪声和振动对全油门加速的影响较大,特别是低转速的时候,2个booming峰值可以过降低动力总成的振动来消除。为考察动力总成的隔振性能,测试了悬置隔振率,从数据上看,隔振率在Z向有时会小于10dB,说明发动机悬置需要更好的优化设计。
4、结论
根据样车内噪声的摸底和噪声源的初步分析,初步得出以下结论:
(1)样车与标杆车怠速噪声主驾驶侧的噪声值相差2.1dB(A),主要是由于发动机噪声偏大造成的,而发动机噪声大的主要原因是因为两者的怠速相差较大造成的,因此可以考虑更换传动比来达到降噪的目的。
(2)匀速噪声样车同标杆车比较起来有很大差距,基本上要大4dB(A)左右。但是由于档位和速比的不同,导致在同一车速时,转速相差很大。
(3)全油门加速工况下样车在4个峰值,从试验数据及频普上来看,特别是1500rpm以下,存在2个加大峰值,引起车内轰鸣声,应该重点治理,通过优化发动机悬置,能够改善这频段的噪声。
本论文对样车的怠速、匀速及全油门加速工况下的车内噪声进行了全面的性能摸底,并对样车与标杆车的差距做了详细的分析。为下一步降噪工作提供了很好的基础,及指明了努力的方向。
摘要：随着人们环境意识的不断提高,车辆噪声问题已引起全社会的高度重视。在此背景下,车辆的NVH(Noise/Vibration/Harshness)性能正逐渐演变为重要的设计指标,也是用户所关心的整车性能指标之一。汽车噪声控制水平,尤其是车内噪声控制水平已经成为决定车型开发成功与否的不可或缺的重要影响因素之一。本文基于某轻型载货汽车车内噪声控制为背景,采用噪声源分离技术,系统识别了影响该车车内噪声的主要因素。
关键词：NVH,车外加速噪声,密封
参考文献
[1]王望予《汽车设计》机械工业出版社.
[2]刘惟信《汽车设计》清华大学出版社.
[3]高红武《噪声控制工程》武汉理工大学出版社.
[4]靳晓雄《汽车噪声的预测与控制》同济大学出版社.
轻型载货汽车 篇5
市场现状及变速器匹配状况
目前国内高端轻型载货汽车市场主要被庆铃汽车、江铃汽车、江淮汽车、福田汽车、东风汽车等主流汽车厂占据。虽然2011年、2012年连续两年轻型载货汽车需求低迷, 但高端轻型载货汽车市场却是暗潮涌动。
2012年, 高端轻型载货汽车的市场占有率首次破七, 从2011年的6.8%提升到7.5%。高端轻型载货汽车的悄然崛起, 源于两大因素。一方面, 随着电子商务的兴起, 物流业出现了高速发展的势头, 不仅出现了几大快递公司, 甚至连阿里巴巴公司也投入巨资, 组建自己的物流公司。以三高一低 (高出勤率、高安全性、高舒适性和低油耗) 为代表的现代物流用车需求, 拉动了高端轻型载货汽车市场。另一方面, 国IV、国V汽车尾气排放标准的实施, 《轻型商用车辆燃料消耗量限值》标准以及计重收费的推出, 刺激了轻型载货汽车市场从低端经济型向大吨位、动力强劲、节能环保的高速重载高端车型转变, 特别是在二、三级市场, 中型载货汽车的市场份额, 正逐渐被配置高且更省油的重型载货汽车、大吨位中高端与高端轻型载货汽车所蚕食, 大吨位的中高端、高端轻型载货汽车将成为市场需求的主流和主力产品。另外, 因产业政策的作用, 原农用车厂家生产低速汽车 (四轮农用车限期淘汰) 市场逐渐由低端轻型、准轻型载货汽车渗透到中端轻型载货汽车, 而原中端轻型载货汽车用户更多地向高端轻型载货汽车升级转化。载货汽车市场的不断进化, 将带来高端轻型载货汽车的繁荣。
部分高端轻型载货汽车变速器匹配状况见附表。根据表中配置情况可看出, 国内市场中高端轻型载货汽车的动力配置出现了巨大变化。从之前的4JB1与MSB的动力组合, 逐步被多种发动机变速器的动力配置所代替。高端轻型载货汽车市场动力配置十分丰富, 技术路线各有不同。
从所配置的变速器技术路线看, 主要有ISUZU、NISSAN DIESEL、ZF和国内自主开发等几种技术路线。因此, 国内高端轻型载货汽车变速器的发展将形成跨国变速器公司产品与自主新品开发长期并存的局面。
“七化”发展趋势
为不断满足整车厂和用户对高端轻型载货汽车变速器日趋提高的要求, 同时迎合不断提升的发动机性能, 笔者认为未来高端轻型载货汽车变速器将朝轻量化、多挡化、自动化、短程多锥化、小质扭比化、模块化和集成化等七个方面发展。
1.轻量化
由于国际和国家法规对汽车排放标准的提升以及鼓励“低碳化”的政策推动, 高端轻型载货汽车轻量化的要求日趋突显。除了壳盖、拨叉类零件采用的铸铁材料逐步被铝合金代替、附件材料由钢被尼龙代替之外, 还需对总成结构进行优化设计, 采用小中心距、齿轮修形、紧凑化设计、CAE等方法, 合理地进行产品轻量化。
2.多挡化
目前市场主要轻型载货汽车变速器多为五挡变速器, 由于燃油经济性和换挡平顺性的要求, 六挡、七挡变速器将逐步替代现行产品。同时, 在壳盖设计上, 大部分将预留出以后升级成手自一体AMT和DCT等自动变速器的接口。
3.自动化
在北美市场, 高端轻型载货汽车变速器已有发展为自动变速器AT的产品, 在国内, FAST公司也与美国的卡特彼勒成立双特自动箱公司, 推行商用车AT国产化。在欧洲市场, AMT广泛应用于高端轻型载货汽车上, DCT产品也初见雏形。
4.短程多锥化
同步器作为汽车变速器总成的关键部件, 其性能对降低换挡结合的冲击和噪声, 减小换挡力和缩短换挡时间, 提高换挡的平顺性和变速器的寿命具有重要意义。多锥同步器可以大大提高同步容量, 优化换挡品质。高端轻型载货汽车变速器的一挡和二挡大多设计为双锥钢环同步器, 甚至还可以采用三锥化。
另外, 国内高端轻型载货汽车变速器同步器换挡行程一般设计为10.5~12mm。缩短同步器齿套行程, 可为整车杠杆比腾出40%的调整空间, 达到省力效果。因此, 短程同步器优势明显。据悉, 德国ZF某款产品同步器 (见图1) 换挡行程设计仅为8mm。
5.小质扭比化
国内商用车市场素有“小马拉大车”的习惯, 超载现象也将长期存在。高端轻型载货汽车变速器由小型化向中型化、大型化发展。目前市场产品中心距最大可达130mm, 变速器额定输入转矩160~700N·m, 最大可匹配160PS发动机。如日产柴MLD-6Q额定转矩可达668N·m, 我公司的SC70M6额定转矩达700N·m。在增大转矩、体积增大的同时, 轻量化也不容忽视, “小质扭比”将成市场需求。
6.模块化
成本和开发效率成为未来发展趋势。如设计一个五挡变速器的同时, 须考虑到能快速拓展为六挡、七挡的多挡化产品。此时, 若采用模块化设计, 图2所示的六挡产品仅需在五挡后端增加一个挡位, 同步将后壳体等零部件加长。这样一来, 不仅大大缩短了开发周期, 而且平台共用, 减少了不必要的试验认证, 产品性能更加稳定。
7.集成化
集成化设计将有效减少变速器零部件品种和数量, 对总成轻量化贡献突出。壳体集成化, 如离合器壳体和轴承箱设计为一体 (见图3) , 采用两段筒式结构设计, 有效提高总成的刚性和密封性。换挡机构集成化, 如多只拨叉共叉轴 (见图4) 的单滑轨, 操纵器联动设计等, 有效减少了公差累积, 提高了换挡性能。
高端轻型载货汽车变速器新技术应用
代表手动变速器 (MT) 换挡、噪声、密封、安全等各方面的优势均体现在乘用车变速器上。针对轻型载货汽车变速器高端化, 可以借鉴乘用车MT的优秀设计理念, 笔者将之称为高端轻型载货汽车变速器新技术应用, 以下举例说明。
(1) 换挡凸轮及直线轴承应用换挡凸轮的合理设计可有效提高换挡“吸入感” (见图5) ;直线轴承采用滚动摩擦代替滑动摩擦 (见图6) , 有效减小了换挡阻力, 提高了换挡系统效率。
(2) 王字槽及切线换挡技术应用如图7所示, 王字槽具有换挡导向精确, 避免挂挡时拨头对其他挡位拨叉影响的功能。切线换挡技术有效缩短了换挡时间, 使换挡拨头的换挡路线更加短, 从而节省时间, 减少换挡中的冲击, 更加趋于柔性换挡, 在换挡方面能给驾驶者带来更为卓越的操控感。
(3) 真空渗碳技术的应用采用真空渗碳热处理的齿轮、轴不仅外表光洁, 齿形齿向热变形也很小, 但是成本较高。高端轻型载货汽车变速器可以慎重考虑采用。
(4) 螺旋油槽技术应用齿轮端面的螺旋油槽和锥体锥面的弧形油槽都能有效的优化各自系统的润滑效果。
(5) 倒挡锁结构的应用倒挡锁机构 (见图8) 有效防止在车辆行驶中, 由前进挡直接挂入倒挡, 导致发动机熄火。
我公司产品现状及展望
目前, 我公司高端轻型载货汽车变速器拥有SC16M5C1/SC38M5/SC50M6/SC70M6四个品种, 转矩范围覆盖160~700N·m, 均为全铝合金壳体设计。从台架、路试情况来看, 基本达到国内高端轻型载货汽车性能指标。但是和跨国公司ZF等公司产品性能仍存在较大的差距, 同比国内竞争对手产品虽然性能优越, 但价格不占优势, 性价比不高。
从文中附表中可知, 国内高端轻型载货汽车市场量最大的变速器转矩集中在400~550N·m。我公司目前惟一满足这一指标的产品只有SC50M6, 转矩值为550N·m, 在指标上限。因此, 若想在目前激烈角逐的高端轻型载货汽车市场中分一杯羹, 还需开发一款转矩在450N·m左右的变速器。笔者认为可以在SC50M6的基础上设计一款降扭降本的SC45M6, 以实现商用车轻型载货汽车系列型谱的全覆盖。
针对未来高端轻型载货汽车变速器的发展, 可借鉴我公司SH63Z的AMT开发经验, 来开发商用车高端轻型载货汽车AMT。为此, 以后开发的MT适时可采用模块化设计, 预留出AMT接口。另外, 也可借鉴我公司领先一号DCT360的开发经验, 规划商用车高端轻型载货汽车DCT的开发。
结语
轻型载货汽车 篇6
1 汽车机械变速器噪音产生的机理
1.1 齿轮系统振动噪声的产生机理
对于变速器噪音的出现, 主要是因为齿轮在实际应用的过程中, 由于轮齿的弹性、制作以及装配问题等影响因素引起一定的啮合压力, 以此产生一定的振动与声辐射, 并且依据相应的轴、轴承进行噪声的传递, 其中主要分为两个方面:第一, 是因为齿轮表面出现的招生将直接影响或是依据轴等进行间接传递, 向四周辐射噪声。第二, 是受到一定压力的影响, 促使齿轮系统产生振动, 促使再次噪声逐渐产生。因此, 齿轮传动系统的振动是变速器产生噪音的重要依据。
1.2 箱体振动噪声的产生机理
汽车变速器的振动在实际发展的过程中是一个较为复杂的工作。其中主要包括周期性旋转振动、齿轮啮合等产生的振动和轴承工作过程汇总出现的高频率振动, 所有在此振动的都将会传递到变速器箱体中, 促使变速器出现较为复杂的随机振动。
2 降低轻型汽车机械变速器的设计措施
2.1 齿轮的结构优化设计
对齿轮实施的优化策略主要分为以下几点:第一, 有效的控制齿轮可以影响齿轮副降低噪音的产生, 其中主要受到发动机扭矩波动的影响, 啮合的齿轮副彼此之间出现“拍击”状况, 以此出现敲击的声音。第二, 齿轮设计数据的改变可以增加相应的重合度, 以此降低齿轮传动的噪音。同时, 增大重合度主要是依据减少单对轮齿的负载, 以此让减少啮入和啮出的冲击压力, 以此降低齿轮的噪音。还有, 随着接触齿的不断增加, 单对轮齿的发展误差被平均化, 以此降低相应齿轮的动态化。第三, 齿轮轮齿的微观修正虽然通过了之前的管理, 齿轮副和侧隙和改变齿轮数据来提升重合度, 在一定的方面降低啮合压力, 降低噪声的出现。但在实际发展的过程中, 容易出现制造错误、装置错误以及齿轮、箱体等变形, 与理论很进步的轮齿在高速运转的过程中不能满足需求。依据齿顶和齿根修正、齿向修正后, 以此有效的改变轮齿的性能, 以此更好的减少齿轮噪声。
2.2 变速箱体降噪优化设计
依据上述可以发现汽车出现噪音的原因主要是变速器箱体, 同时依据改善齿轮结构优化, 得到了有效的改善, 但依据存在箱体构成对于整体变速器产生的噪音有一定的影响力。因此, 对箱体构成进行有效的优化, 可以有效的降低汽车产生的噪音, 特别是在变速器不断优化的过程中, 若是依据相关的构成进行升级, 以此实现降低噪音的目标, 从而获取完善的结果。其中优化的形式可以分为一下几个方面:第一, 不改变箱体结构, 主要是改变箱体的厚度、素材以及弹性属性等。第二, 构建完善的函数、定义, 依据相应的几何或是有限模型的坐标进行改变, 根据修改变速器箱体促使某一位置出现突起或是陷下去, 促使出现辐射声能力最小, 但同时这种方式具备的成本较高。第三, 对变速器箱体的质量或是强化进行升级, 从而促使质量的大小、点质量或是加强筋的优化设计, 以此依据加大延氏箱体侧面已有的加强筋。第四, 以变速器箱体的质量改变设置为目标函数, 以箱体的厚度等为设计变量, 以设计域点某一频率或是声音能量进行制约进行有效的改变。这种方式主要是依据成本管理和降低噪音的因素进行管理, 制定完善的优化方式, 并且在国内得到了有效的推广。第五, 以设计域点的声压进行优化方向, 以结构拓展为优化方式, 其中主要分为两个方面:一方面是指在所有研究领域点在一定的频率时的声压或是声能量最小化;另一方面就是在设计域点在一定的频段构成辐射能量平均值最小化。
3 结束语
综上所述, 在企业实施的过程中最重要的就是环境的安全和实施的安全, 同时企业在发展的过程中要明确相关的工作, 以此进行有效的监管工作。只有确保发展过程中的安全和环境管理工作, 以此促使工作者及时发现发展过程中的问题, 并且制定完善的解决方案, 从而避免出现不必要的问题, 有效的提升企业经济效益, 促使企业可以实施可持续发展战略战策。
摘要：随着社会经济和环境的不断发展, 促使国内交通事业得到有效的发展, 以此为汽车行业发展提供了依据。伴随着汽车行业的不断发展, 汽车产生的声音很容易影响人们的正常生活。因此, 在实际发展的过程中, 需要降低汽车的噪音, 而汽车产生噪音的原因就是汽车变速器噪音。
关键词：轻型汽车,变速器,降噪
参考文献
[1]孔德洋, 叶璐.轻型汽车机械变速器的降噪设计[J].机械管理开发, 2016, v.31.
[2]闫常禄.降低轻型汽车机械变速器噪声的设计措施[J].科技展望, 2015, v.25.
轻型载货汽车 篇7
一、因素分析及对策研究
1.车辆准备
车辆磨合、胎压、进排气系统密封性、车辆浸置、车辆预跑会直接影响排放测量结果。车辆要至少磨合3千公里;胎压应与制造厂规定的相同;进排气系统不得有任何泄漏;车辆需要在20至30摄氏度的浸置间内浸置至少6个小时以上, 行业惯例一般是在23摄氏度的环境中浸置6至16个小时。
2.测功机设定
车辆阻力和惯量会直接影响排放测量结果。在测功机上正确设定车辆惯量和阻力系数, 模拟车辆惯量和在道路上行驶时受到的阻力。一般40km/h及以上模拟误差控制在2%以内, 40km/h以下控制在3%以内。这个误差比排放法规规定的要求要小得多。法规要求40km/h及以上模拟误差控制在5%以内, 40km/h以下控制在10%以内, 20km/h以下要有阻力。
3.冷却风机设定
冷却风机风速影响车辆冷却和进气状态, 进而会影响排放测量结果。风速要能和车速基本保持一致, 但当风速达到140km/h, 可以保持恒定不再上升。风速范围在10km/h至50km/h时, 风机出口处的空气线速度应在车速的±5km/h之内。风速范围超过50km/h时, 空气线速度应在车速的±10km/h之内。
4.测功机和排放测试系统的维护和标定
测功机和排放测试系统的维护和标定会直接影响排放测量结果。对测试设备要定期维护和标定, 确保测量精度。
对于测功机, 最重要的维护和标定内容有如下几项:内部摩擦损失的确定, 惯量检查, 滑行阻力检查, 转速标定, 扭矩标定等。
对于排放测试系统, 最重要的维护和标定内容有如下几项:滤芯更换, 分析仪的零点和满量程标定, 分析仪线性化的检查和修正, 非甲烷转换效率检查, 氮氧化物转换效率检查, 文丘里管流量检查等。
5.测试系统泄漏检查
整套排放测试系统复杂而精密, 较易出现样气泄漏, 导致测量失败。需要定期对整套测试系统进行泄漏检测。常用的方法有称重法和CFO法, 这两种方法在精确检测泄漏的同时, 还能检测出碳氢分析仪是否有故障。
6.测试环境
测试环境温度要保持在23±2度, 法规要求25±5度。绝对湿度保持在9±2 g/kg。环境空气中不允许有气体污染, HC小于3ppm C1, CO小于0.5ppm, NOx小于0.2ppm。即使环境空气达到这个标准, 在做超低排放测试时, 仍需要对环境空气或其它测试系统部分做进一步处理。
7.超低排放测试的挑战及对策研究
CVS排放测试方法30年前就开始应用, 而目前汽车的气体污染物和颗粒物排放水平较30年前已经降低了95%以上, 当排放水平接近于零排放时, 传统的CVS测试方法出现了问题, 测试结果对背景气中污染物的浓度越来越敏感, 无法得到准确的测量结果。满足欧五排放车的第二阶段排放值已经很接近背景空气中的气体污染物浓度, 从大量的实际测试结果来看, HC能低至2.6ppm, CO至4.9ppm, NOx至0.55ppm (图1为排放测试循环的第一和第二阶段) 。HC的值甚至比背景空气中HC的值还要低, 从而导致结果为负数。满足欧六排放的车的测试结果就更糟糕了。
(1) 首先从排放物的质量计算公式中找出影响排放结果的因素, 并给出解决办法。
从公式中可以看出, 样气袋中的浓度需要进行修正后才算出质量值。如果背景空气中的污染物浓度为0或接近0, 对计算结果基本无影响;如果背景空气中的污染物浓度不接近0, 只要样气袋中的浓度和背景气袋中的浓度相差很大, 比如5或10倍以上, 对计算结果的影响在可接受范围内;然而如果背景空气和样气的浓度比较接近, 稀释因子的误差对计算结果的影响就会很大, 甚至会出现负值。
针对这种情况, 为了满足超低排放测试需要, 就需要采用空气净化装置对背景空气进行净化处理。处理后的背景空气中CO、NOx、THC的浓度需低于0.1ppm, 这样可以把背景空气和稀释因子对计算结果的影响降到最低。
(2) 尾气稀释比要在合理范围内尽可能小, 稀释比过大会导致混合气的浓度更低, 不利于得到准确的测量结果。但较小的稀释比, 混合气易产生水凝、吸附等, 影响测试准确性。为此, 需要采取以下措施来防止和消除水凝和吸附。稀释空气加热到35至40度左右;采样管线和气袋应采用符合标准的特殊材料;干净的采样线和采样袋要与脏的采样线和采样袋完全分开;CVS部件和采样袋加热至35度左右;采用干净的气体进行系统管线和气袋的反吹, 比如纯氮气等。
(3) 由于样气袋中的气体浓度很低, 需要采用低排放分析仪才能准确测量。THC和CH4分析仪的最低量程需达到1ppmc, CO达到10ppm, NOx达到1ppm。标定低排放分析仪也是个挑战, 需要高精度的标定气体。同时THC、CH4和NOx的标定气体管路也要尽可能的短, 最好是将标定气瓶放在分析仪柜的旁边。
(4) 上述方法和措施是基于使用CVS全流稀释系统。另外一种途径是采用部分流稀释系统, 不使用CVS系统。从尾气中抽取少量样气用纯氮气稀释后进行污染物浓度测量, 然后根据总的尾气量和抽取的尾气量计算出每种污染物的总的质量。这种方法在测试范围和精度上均比CVS方法要差一些。
(5) 对于直喷和柴油发动机, 还需要颗粒物测试装置测量颗粒物质量。对于柴油发动机, 还需要颗粒物计数装置测量颗粒物数量。测量颗粒物质量和数量时, 均只需要在上述CVS稀释通道中按比例抽取样气进行测量即可。
结束语
超低排放测试系统复杂而精密, 涉及驾驶员、测试环境、车辆、测功机、冷却风机、测试系统密封性和排放测试系统等各个方面。每个环节均需要正确的设计和操作。其中排放测试系统最为重要, 需要背景空气净化装置, 加热背景空气、CVS采样系统和样气收集袋, 低排放分析仪等。处理好所有这些影响轻型汽车排放测试结果关键因素后, 完全可以满足国五和国六轻型汽车排放测试的开发和验证需求, 得到准确的排放测量结果。
参考文献
[1]李兴虎.汽车环境污染与控制.北京:国防工业出版社, 2011.4.
[2]张铁山.汽车测试与控制技术基础.北京:北京理工大学出版社, 2007.9.
[3]方锡邦.汽车检测技术与设备.北京:人民交通出版社, 2007.8.
[4]汤定国.汽车发动机构造与原理[M].北京人民交通出版社, 2005.9.
[5]环境保护部.GB 18352.5—2013轻型汽车污染物排放限值及测量方法 (中国第五阶段) .北京:中国环境出版有限责任公司, 2013.12.
年产七万辆轻型载货车焊装线 篇8
(1) 焊装线布局
焊装线主要生产高端轻型载货车, 2个平台, 4种车型, 驾驶室宽度分别为1 995、1 725 mm, 称为宽体平台和窄体平台。不带卧铺的白车身及带卧铺的白车身, 分别称为单排和排半车型。
该焊装线有2条附件线和1条焊装主线。焊装主线共12个工位, 工位间距为3.6 m, 配备14台焊接机器人, 其中5个工位为人工焊接工位, 7个工位为机器人焊接工位, 工位节拍可以达到20台/h, 即180 s/台。焊装线平面布局图见图1。焊装主线生产现场见图2。
(2) 工艺流程
所有焊接分总成均在附件线上的中、小夹具上完成, 通过工位器具、叉车、流转小车等输送设备, 运送至焊装主线。白车身拼焊完成后经过自行小车吊具运输至调整线进行打磨、车门装调、白车身质量检测等工序, 最后经积放链进入涂装车间。工艺流程见图3。
2 焊装主线工艺设计
(1) PICK UP吊具系统
主线开始工位的PICK UP吊具用于排半车型后卧铺总成、所有车型地板总成的上件, 设计PICK UP吊具承重为75 kg。采用PICK UP吊具能够有效地避免传统的人工搬运上件或是电动葫芦上件存在的危险性, 提升自动化率, 降低工人劳动强度, 同时在节拍允许的情况下采用1个PICK UP吊具共用于2种焊接总成, 有效地节省了空间及成本。PICK UP结构见图4。
现场中的PICK UP吊具见图5。
上部轨道:上部轨道通过压板固定在主线钢结构上, 拖链装置固定在轨道上, 带动行走小车前后移动, 并设有位置限制挡块, 控制整个吊具的行程极限。
行走小车:行走小车的滚轮嵌在导轨内侧, 通过电机驱动, 带动整个PICK UP吊具前后移动。
提升电机:该机型号为DFV100M4, 功率为2.2 kW, 转速为1 410 r/min, 提升电机驱动丝杠旋转使整个吊具上下运动。
行走电机:行走电机匹配减速机, 型号为DN100L4, 功率3 kW, 转速为154 r/min, 减速比为9.1, 扭矩为186 N·m, 行走电机驱动整个吊具前后移动。
导向组件:采用托架链条带动, 保证吊具移动时不晃动, 稳定可靠。
丝杠:丝杠上的螺纹与驱动杆配合, 通过提升电机旋转驱动。
滑动连接系统:用于宽体车型和窄体车型在吊后卧铺总成时夹具宽度方向的切换。
夹具:采用传统气缸夹持的结构, 每个夹爪上装有工件感知系统, 用于识别所吊工件是后卧铺总成还是地板总成。
(2) 主线夹具及往复杆输送系统
焊装主线采用往复杆输送, 由液压系统驱动往复杆升降, 电机驱动往复杆前后输送, 完成白车身工位之间的输送。主线夹具采用滑台切换方式, 能够实现2种宽度、2种长度白车身的定位夹紧, 同时预留了处于目前两种宽度之间的其他车型, 各车型在夹具上均能实现快速、自由的切换。车型的切换由第1工位的操作者手动切换;各工位夹具上均有工件感知系统, 在白车身到位后, 工件感知发出信号才能进行下一步夹具的夹紧步骤, 同时需要各人工工位操作完成后发出允许搬送的信号;各机器人发出焊接完成信号后, 才能采用往复杆输送白车身。主线夹具现场见图6。
(3) 机器人系统
焊装主线的14台机器人, 经过节拍计算和焊点优化, 每台机器人分配25�35个焊点, 机器人焊接参数及节拍见表1。每台机器人均有独立的编程示教系统;每台机器人周边都设有安全护栏及安全门。安全门信号与主线连接, 安全门打开主线及机器人均停止运动, 同时人工工位与机器人工位之间装有安全光栅, 人的活动触碰到安全光栅, 安全光栅发出信号, 主线与机器人停止运动。机器人系统见图7。机器人安全光栅见图8。
(4) 关键工位工艺设计
主线3号工位为地板补焊工位。前期模拟仿真表明, 设计焊钳过大, 且焊接部位钣金件厚度大于2.0 mm, 故两台机器人采用中频焊机, 稳定地输出电压、电流以进行焊接操作。焊钳材料采用铝合金, 可降低机器人的负载, 减小机器人在额定最大运动速度的50%以上的速度时的惯性力, 主线3号工位机器人及焊钳见图9。
主线5号工位为预装工位。通过吊具输送侧围总成及后围总成至主线, 人工进行上件。侧围的预装采用搭扣的预装方式, 夹具通过折弯机构实现搭扣的自动折弯。自动折弯机构见图10。
主线9号工位为顶盖拼焊工位。通过顶盖置台输送顶盖总成到抓点, 采用机器人抓件上件, 然后切换焊钳进行焊接。9号工位设有抓具置台及焊钳置台。主线9号工位顶盖拼焊见图11。
3 结束语
具有柔性化、自动化的高端轻型载货车焊装线, 不仅能够满足根据市场需求规划的系列产品, 具备多车型共线的大规模的生产能力, 保证了高端轻型载货车白车身的品质, 而且能够融入多种先进技术, 改变了传统轻型载货车的焊装线模式, 提升了公司参与市场竞争的能力。
参考文献
[1]朱海波.汽车驾驶室焊装线工艺及总体结构设计[J].现代制造工程, 2004, (4) :50-52.