CN220785447U - 一种具有二级隔振的重型卡车用变速箱辅助悬置系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种具有二级隔振的重型卡车用变速箱辅助悬置系统，包括：大衬套隔振单元、小衬套隔振单元以及衬套连接支架；大衬套隔振单元包括：大衬套固定支架以及大衬套芯体，大衬套芯体由大衬套外管、大衬套内芯以及大衬套橡胶主簧组成；小衬套隔振单元包括：小衬套固定支架以及小衬套芯体。在X、Y、Z三方向上均具备装配可调整性，避免在静载工况下过定位对主悬置系统产生影响；通过在车架与变速箱之间设计大衬套隔振单元与小衬套隔振单元，使车架与变速箱之间形成二级隔振结构，提升了橡胶主簧的使用寿命，进而提高悬置系统的可靠性；与车架连接的部分占据的布置空间较小，使管线束有足够的通道，利于管线束的布置走位。

Description

一种具有二级隔振的重型卡车用变速箱辅助悬置系统

技术领域

本实用新型涉及变速箱辅助悬置技术领域，尤其涉及一种具有二级隔振的重型卡车用变速箱辅助悬置系统。

背景技术

重型卡车匹配的发动机多为大排量发动机，变速箱多为12档及以上变速箱，且变速箱后端附带液力缓速器，使得动力总成长度较长且重量较重。为了满足发动机缸体后端面弯矩最大限值的要求，避免过大的载荷和弯矩损坏飞轮壳，故通常会在变速箱的末端顶部装配有变速箱辅助悬置系统。

目前已有部分变速箱辅助悬置系统做到三方向上具备装配可调整性，以使得在静载工况下不承受任何载荷作用，从而避免过定位对主悬置系统的影响。但变速箱壳体开裂故障时有发生，为了减小此类故障的发生，有部分结构采用较低刚度的橡胶主簧，以此减小施加在变速箱壳体上的载荷。但较低的悬置刚度容易使橡胶主簧开裂，降低悬置的可靠性，影响橡胶主簧的使用寿命，从而发生因辅助悬置失效引起的变速箱壳体开裂的故障，使传动系统不能正常运行。除此之外，目前大多数辅助悬置车架侧支架占据了很大的布置空间，导致管线束没有足够的通道，影响管线束的正常走位，需要设计成异形管，这将会增加管线束的成本。

发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种具有二级隔振的重型卡车用变速箱辅助悬置系统。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

本实用新型采用如下技术方案：

提供一种具有二级隔振的重型卡车用变速箱辅助悬置系统，包括：大衬套隔振单元、小衬套隔振单元以及衬套连接支架；

所述大衬套隔振单元包括：大衬套固定支架以及压装在所述大衬套固定支架内部的大衬套芯体，所述大衬套芯体由大衬套外管、大衬套内芯以及硫化在所述大衬套外管与所述大衬套内芯之间的大衬套橡胶主簧组成；

所述小衬套隔振单元包括：小衬套固定支架以及小衬套芯体；

所述衬套连接支架在与所述小衬套隔振单元连接的一端上开设小衬套支架安装孔；所述大衬套固定支架上开设大衬套横梁安装孔，所述大衬套内芯与所述衬套连接支架的另一端连接；所述小衬套固定支架上开设小衬套车架安装通孔，所述小衬套芯体上开设小衬套安装孔；

所述小衬套支架安装孔、大衬套横梁安装孔以及小衬套安装孔均为长圆孔。

进一步的，所述的一种具有二级隔振的重型卡车用变速箱辅助悬置系统，还包括：变速箱安装横梁以及横梁垫板；所述变速箱安装横梁由L形槽钢、横梁加强板、横梁固定板焊接而成，所述横梁固定板设置在所述L形槽钢的两端。

进一步的，所述横梁固定板上开设横梁侧安装孔；大衬套横梁安装螺栓穿过所述横梁侧安装孔与所述大衬套横梁安装孔并通过螺母固定，使得所述大衬套固定支架与所述变速箱安装横梁连接。

进一步的，所述大衬套橡胶主簧在Z向以及Y向上均开设有对称设置的V形槽，以形成Z向限位结构以及Y向限位结构；所述Z向限位结构的顶角角度为25°至30°，所述Y向限位结构的顶角角度为60°至65°。

进一步的，所述大衬套内芯为空心管结构；所述衬套连接支架在与所述大衬套隔振单元连接的一端上开设大衬套支架安装孔；大衬套安装螺栓穿过所述大衬套内芯与所述大衬套支架安装孔并通过螺母固定，使得所述大衬套隔振单元与所述衬套连接支架连接。

进一步的，所述大衬套固定支架包括：大衬套固定板、大衬套连接板以及大衬套安装管；所述大衬套固定板上开设两个所述大衬套横梁安装孔，所述大衬套连接板设置在所述大衬套固定板上，所述大衬套安装管设置在所述大衬套连接板上，所述大衬套芯体压装在所述大衬套安装管内。

进一步的，所述小衬套固定支架上开设四个所述小衬套车架安装通孔，小衬套车架安装螺栓穿过所述小衬套车架安装通孔并通过螺母固定，使得所述小衬套隔振单元与车架连接。

进一步的，小衬套安装螺栓穿过所述小衬套安装孔与所述小衬套支架安装孔并通过螺母固定，使得所述小衬套隔振单元与所述衬套连接支架连接。

进一步的，所述衬套连接支架在开设所述小衬套支架安装孔与所述大衬套支架安装孔的位置处设置支架安装凸台。

本实用新型所带来的有益效果：

1.本申请在X、Y、Z三方向上均具备装配可调整性，避免在静载工况下过定位对主悬置系统产生影响；

2.通过在车架与变速箱之间设计大衬套隔振单元与小衬套隔振单元，使车架与变速箱之间形成二级隔振结构，相较于单级隔振而言，不仅使得悬置系统可以采用较高的悬置刚度，而且提升了橡胶主簧的使用寿命，进而提高悬置系统的可靠性；

3.大衬套隔振单元与小衬套隔振单元构成的二级隔振结构，可降低动力总成与车架侧之间相互传递的振动，提高悬置系统的隔振性能；

4.结构较为简单，与车架连接的部分占据的布置空间较小，使管线束有足够的通道，利于管线束的布置走位。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实用新型变速箱辅助悬置系统的安装示意图；

图2是本实用新型变速箱辅助悬置系统的结构示意图；

图3是本实用新型横梁垫板的结构示意图；

图4是本实用新型变速箱安装横梁的结构示意图；

图5是本实用新型大衬套隔振单元的爆炸结构示意图；

图6是本实用新型大衬套隔振单元的正面结构示意图；

图7是本实用新型大衬套隔振单元的侧面结构示意图；

图8是本实用新型衬套连接支架的侧面结构示意图；

图9是本实用新型衬套连接支架的结构示意图；

图10是本实用新型小衬套隔振单元的爆炸结构示意图；

图11是本实用新型小衬套隔振单元的正面结构示意图；

图12是本实用新型小衬套隔振单元的侧面结构示意图；

图13是本实用新型小衬套隔振单元的背面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。应当明确，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-13所示，在一些说明性的实施例中，本实用新型提供一种具有二级隔振的重型卡车用变速箱辅助悬置系统，包括：大衬套隔振单元7、小衬套隔振单元11、衬套连接支架9、变速箱安装横梁5以及横梁垫板4。

变速箱1通过横梁安装螺栓3与变速箱安装横梁5连接，大衬套隔振单元7为一级隔振结构，小衬套隔振单元11为二级隔振结构。整车在运行过程中，动力总成的振动和载荷通过变速箱安装横梁5传递到两个隔振结构上，利用橡胶材料的弹性和阻尼特性衰减来自动力总成的振动和承受变速箱的载荷。经过一级隔振结构衰减后的振动和载荷通过衬套连接支架9传递到二级隔振结构上，从而实现二级隔振，通过二级隔振结构可以有效降低动力总成传递给车架2上的振动以及从地面传递给动力总成的振动。

变速箱安装横梁5为焊接件结构，由L形槽钢14、横梁加强板15、横梁固定板16焊接而成，横梁固定板16设置在L形槽钢14的两端，且横梁加强板15和横梁固定板16在L形槽钢14的两侧为对称结构。

L形槽钢14和横梁加强板15的板厚均为6mm，为了保证结构强度以及焊接可靠性，将横梁固定板16设计成8mm板厚。变速箱安装横梁5首先将L形槽钢14与两侧的两个横梁固定板16进行焊接，在焊接前已将横梁固定板16进行减重设计，为了增加焊接可靠性，在该结构上增加了横梁加强板15，焊接均采用双面角焊。焊接件结构不同于铸件结构，表面粗糙度没有明确的要求，但需要保证螺栓安装区域没有焊渣等杂质。

变速箱安装横梁5与变速箱1使用两个横梁安装螺栓3进行连接，横梁安装螺栓3经过变速箱安装横梁5上开设的横梁安装孔13，横梁安装孔13为直径19mm的圆孔且匹配M18的螺栓。横梁垫板4用于将变速箱安装横梁5垫起，避免变速箱安装横梁5与变速箱壳体距离太近。

大衬套隔振单元7包括：大衬套固定支架18以及压装在大衬套固定支架18内部的大衬套芯体；大衬套芯体由大衬套外管19、大衬套内芯21以及大衬套橡胶主簧20组成，大衬套外管19为了方便衬套压装。其中，大衬套隔振单元7的加工过程如下：

首先通过硫化机生产出大衬套橡胶主簧20，在硫化过程中将大衬套内芯21以及大衬套外管19硫化为一体，使得大衬套外管19、大衬套橡胶主簧20与大衬套内芯21作为一个整体的大衬套芯体，然后将大衬套芯体压装到大衬套固定支架18上，最终组成大衬套隔振单元7。

大衬套隔振单元7的产品一致性和压装过程有很大的关系，因为大衬套橡胶主簧20的Z向限位结构25与Y向限位结构26的结构不一致，故在压装过程中需进行区分，即必须保证压装后的上、下两个Z向限位结构25的中心连线和整车坐标系Z向尽量平行，否则会影响橡胶材料的性能和寿命，所以必须首先保证压装工装的合理性。

大衬套内芯21和大衬套外管19均为空心管结构，大衬套内芯21的两端为大衬套内芯安装面24，其与衬套连接支架9直接连接，因此大衬套内芯21的长度决定了两个大衬套支架安装面32的距离。

大衬套橡胶主簧20在Z向以及Y向上均开设有对称设置的两个V形槽222，以形成用于限位的两个Z向限位结构25以及两个Y向限位结构26。由于大衬套橡胶主簧20上开设的槽呈V形，因此Z向限位结构25与Y向限位结构26在面向大衬套内芯21的一端具有一个转角，本实施例将该转角称为顶角。由于一般Z向受力较大，故将Z向限位结构25的顶角角度设计为25°至30°，限位结构中空区域也较小，从而增加了Z向刚度满足Z向限位需求。相比于Z向，由于Y向受力较小，故将Y向限位结构26的顶角角度设计为60°至65°，限位结构中空区域也较大，在满足Y向限位的前提下具有合适的Y向刚度。

大衬套固定支架18为焊接件结构，具体包括：大衬套固定板23、大衬套连接板27以及大衬套安装管28。大衬套连接板27设置在大衬套固定板23上，大衬套安装管28设置在大衬套连接板27上，大衬套芯体压装在大衬套安装管28内。在焊接前已将大衬套固定板23进行了减重设计，焊接均采用双面角焊。大衬套连接板27为6mm板厚，大衬套安装管28为5mm空心管，大衬套固定板23为8mm板厚。

大衬套固定支架18上开设用于与变速箱安装横梁5连接的大衬套横梁安装孔22，具体的，大衬套固定板23上开设两个大衬套横梁安装孔22，此安装孔设计成长圆孔，根据大衬套隔振单元7的布置形式，大衬套横梁安装孔22可以保证悬置系统在安装过程中X向具有装配可调整性。横梁固定板16上开设横梁侧安装孔17，大衬套横梁安装螺栓6穿过横梁侧安装孔17与大衬套横梁安装孔22并通过螺母固定，使得大衬套固定支架18与变速箱安装横梁5连接。

大衬套内芯21为空心管结构。衬套连接支架9为铸件结构，衬套连接支架9在与大衬套隔振单元7连接的一端上开设大衬套支架安装孔29，此安装孔为直径19mm的圆孔。大衬套安装螺栓8穿过大衬套内芯21与大衬套支架安装孔29并通过螺母固定，使得大衬套隔振单元7与衬套连接支架9连接。大衬套安装螺栓8的规格为M18。

小衬套隔振单元11包括：小衬套固定支架36以及小衬套芯体37。由于小衬套隔振单元11的橡胶主簧没有中空区域，可以缓冲全周向的作用力，提高整个悬置系统的隔振效果。

衬套连接支架9在与小衬套隔振单元11连接的一端上开设小衬套支架安装孔30；小衬套芯体37上开设小衬套安装孔40；小衬套安装螺栓10穿过小衬套安装孔40与小衬套支架安装孔3并通过螺母固定，使得小衬套隔振单元11与衬套连接支架9连接。

小衬套支架安装孔30设计成长圆孔，根据大衬套隔振单元7的布置形式，小衬套支架安装孔30可以保证悬置系统在安装过程中Y向具有装配可调整性。小衬套安装孔40设计成长圆孔，根据大衬套隔振单元7的布置形式，小衬套安装孔40可以保证悬置在安装过程中Z向具有装配可调整性。

小衬套固定支架36上开设四个小衬套车架安装通孔38，小衬套车架安装通孔38具体为直径15mm的圆孔。目前，重型卡车的车架普遍采用车架标准孔，即车架腹面上的孔位X向、Z向孔间距及孔径进行了统一，从而提高了安装在车架上各零部件的通用性。本实施例中的小衬套固定支架36按照车架标准孔进行设计，小衬套固定支架36与车架2是在车架左右两侧分别使用四个小衬套车架安装螺栓12连接的。小衬套车架安装螺栓12穿过小衬套车架安装通孔38并通过螺母固定，使得小衬套隔振单元11与车架2连接。

小衬套固定支架36上的安装孔有五个，安装时只使用四个角上的小衬套车架安装通孔38，而小衬套车架安装螺纹孔41由于支架结构限制设计成螺纹孔，是为了匹配车架标准孔给其他系统预留的。

由于小衬套固定支架36设计成背部安装结构加上中间安装管结构，它们通过圆角过渡，使得此结构强度满足使用要求，且该结构为对称结构，又与车架标准孔匹配，其产品一致性较好，通用性较高，还有个很大的优点是小衬套固定支架36占据较小的布置空间，利于管线束的布置走位。

衬套连接支架9在开设小衬套支架安装孔30与大衬套支架安装孔29的位置处设置支架安装凸台35。衬套连接支架9与大衬套隔振单元7及小衬套隔振单元11的贴合面必须进行机加工，一般有四处加工区域：小衬套支架安装面31、大衬套支架安装面32以及安装面背部的螺栓安装面，即在支架安装凸台35的两端端面进行机加工。支架安装凸台35的设计可减少机加工区域，减少机加工面积可以从一定程度上提高生产效率。衬套连接支架9上的大衬套极限位移33和小衬套极限位移34并不是为了减重，而是为了整车在运行过程中满足悬置位移要求，使悬置不至于与支架干涉。

本实施例提供的变速箱辅助悬置系统，通过合理的布置和连接关系，使该变速箱辅助悬置系统能够大幅度的提高抗扭强度和减振效果，安装方式如下：

第一步：小衬套隔振单元11的背部安装面与车架2相连接，使用小衬套车架安装螺栓12将小衬套隔振单元11与车架标准孔进行紧固；

第二步：变速箱安装横梁5及横梁垫板4与变速箱1相连接，使用横梁安装螺栓3将变速箱安装横梁5与变速箱进行紧固，此步是在线下进行装配；

第三步：衬套连接支架9的两端安装面分别与小衬套隔振单元11、大衬套隔振单元7相连接。先使用大衬套安装螺栓8、小衬套安装螺栓10松带着，同时将大衬套固定板23的一侧与变速箱安装横梁5贴合，并使用大衬套横梁安装螺栓6松带着，再依次打紧大衬套横梁安装螺栓6、大衬套安装螺栓8、小衬套安装螺栓10。此打紧顺序很关键，这关系到变速箱辅助悬置系统在X、Y、Z三方向上都具备装配可调整性，确保辅助悬置系统在静载工况或匀速行驶下不受载荷，而仅仅在恶劣的行驶工况下发挥辅助作用。

由于衬套连接支架9为铸件结构，铸件支架相对于钣金焊接件的优势不光是在可靠性方面，支架模态也能得到提高，使衬套连接支架9不易产生共振，在隔振方面起到积极的作用，对整车的NVH性能方面更具有友好性。而且铸件支架的尺寸精度较高，其产品一致性较好，在维修更换方面具有优势。

本实施例的悬置系统采用衬套结构，成本较低，在车架2和变速箱安装横梁5之间设计有大衬套隔振单元7和小衬套隔振单元11，且两个衬套隔振单元的安装方向为车辆的前进方向，大衬套隔振单元7与小衬套隔振单元11的轴线平行，装配时操作较方便。由于车架以及横梁设计边界的关系，大衬套隔振单元7的弹性中心和小衬套隔振单元11的弹性中心不在同一平面内，但不影响二级隔振结构的隔振效果。

大衬套隔振单元7在装配时在X、Y、Z三方向上都具备装配可调整性，确保辅助悬置系统在静载工况或匀速行驶下不受载荷，而仅仅在恶劣的行驶工况下发挥辅助作用。大衬套隔振单元7能缓冲掉大部分的作用力，隔振效果明显，大衬套橡胶主簧20的Z向限位结构25与Y向限位结构26能很好的发挥作用，具有合适的刚度，能够明显改善悬置衬套结构的限位能力，保证动力总成在所有工况下均能可靠及平稳的运行，从而显著改善整车的NVH性能以及提升橡胶主簧的使用寿命。

小衬套隔振单元11的橡胶主簧可以缓冲全周向的作用力，提高整个悬置系统的隔振效果。大衬套隔振单元7、小衬套隔振单元11与衬套连接支架9左右对称布置且通用，这符合零部件模块化的设计思路，在其他车型配置时可以增加通用性。

通过在车架2和变速箱安装横梁5之间设计有大衬套隔振单元7与小衬套隔振单元11，使车架2和变速箱之间形成一个二级隔振结构，使得整车在各种行驶工况下，橡胶主簧的压缩量控制在一定的范围内，保证橡胶主簧的疲劳寿命，同时保证施加在变速箱壳体上的载荷满足可靠性要求。

而且二级隔振结构相较于单极隔振结构而言，可以采用较高的悬置刚度，从而使得悬置系统可以抵挡更大的振动力，有利于悬置系统对动力总成的定位和限位，避免了发动机在工作时，因受其自身振动影响而产生的大距离的位移，降低了变速箱壳体开裂的故障风险。

二级隔振结构的设计提升了橡胶主簧的使用寿命，使橡胶主簧不易产生疲劳开裂，提高了悬置系统的可靠性，同时降低动力总成传递给车架侧的振动以及车架侧传递给动力总成的振动，提高了辅助悬置系统的隔振性能。除此之外，本实施例的辅助悬置系统各组成部分的连接部位设计有足够的螺栓安装空间，改善了装配工艺性。

大衬套隔振单元7与小衬套隔振单元11的轴线平行，且安装方向为车辆的前进方向，装配时操作较方便，且分别在大衬套隔振单元7、小衬套隔振单元11、衬套连接支架9上设计有长圆孔，从而使该辅助悬置系统在X、Y、Z三方向上都具备装配可调整性，避免辅助悬置系统在静载工况下过定位对主悬置系统的影响，从而发挥辅助悬置系统的作用。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种具有二级隔振的重型卡车用变速箱辅助悬置系统，其特征在于，包括：大衬套隔振单元、小衬套隔振单元以及衬套连接支架；

所述大衬套隔振单元包括：大衬套固定支架以及压装在所述大衬套固定支架内部的大衬套芯体，所述大衬套芯体由大衬套外管、大衬套内芯以及硫化在所述大衬套外管与所述大衬套内芯之间的大衬套橡胶主簧组成；

所述小衬套隔振单元包括：小衬套固定支架以及小衬套芯体；

所述衬套连接支架在与所述小衬套隔振单元连接的一端上开设小衬套支架安装孔；所述大衬套固定支架上开设大衬套横梁安装孔，所述大衬套内芯与所述衬套连接支架的另一端连接；所述小衬套固定支架上开设小衬套车架安装通孔，所述小衬套芯体上开设小衬套安装孔；

所述小衬套支架安装孔、大衬套横梁安装孔以及小衬套安装孔均为长圆孔。

2.根据权利要求1所述的一种具有二级隔振的重型卡车用变速箱辅助悬置系统，其特征在于，还包括：变速箱安装横梁以及横梁垫板；所述变速箱安装横梁由L形槽钢、横梁加强板、横梁固定板焊接而成，所述横梁固定板设置在所述L形槽钢的两端。

3.根据权利要求2所述的一种具有二级隔振的重型卡车用变速箱辅助悬置系统，其特征在于，所述横梁固定板上开设横梁侧安装孔；大衬套横梁安装螺栓穿过所述横梁侧安装孔与所述大衬套横梁安装孔并通过螺母固定，使得所述大衬套固定支架与所述变速箱安装横梁连接。

4.根据权利要求3所述的一种具有二级隔振的重型卡车用变速箱辅助悬置系统，其特征在于，所述大衬套橡胶主簧在Z向以及Y向上均开设有对称设置的V形槽，以形成Z向限位结构以及Y向限位结构；所述Z向限位结构的顶角角度为25°至30°，所述Y向限位结构的顶角角度为60°至65°。

5.根据权利要求4所述的一种具有二级隔振的重型卡车用变速箱辅助悬置系统，其特征在于，所述大衬套内芯为空心管结构；所述衬套连接支架在与所述大衬套隔振单元连接的一端上开设大衬套支架安装孔；大衬套安装螺栓穿过所述大衬套内芯与所述大衬套支架安装孔并通过螺母固定，使得所述大衬套隔振单元与所述衬套连接支架连接。

6.根据权利要求5所述的一种具有二级隔振的重型卡车用变速箱辅助悬置系统，其特征在于，所述大衬套固定支架包括：大衬套固定板、大衬套连接板以及大衬套安装管；所述大衬套固定板上开设两个所述大衬套横梁安装孔，所述大衬套连接板设置在所述大衬套固定板上，所述大衬套安装管设置在所述大衬套连接板上，所述大衬套芯体压装在所述大衬套安装管内。

7.根据权利要求6所述的一种具有二级隔振的重型卡车用变速箱辅助悬置系统，其特征在于，所述小衬套固定支架上开设四个所述小衬套车架安装通孔，小衬套车架安装螺栓穿过所述小衬套车架安装通孔并通过螺母固定，使得所述小衬套隔振单元与车架连接。

8.根据权利要求7所述的一种具有二级隔振的重型卡车用变速箱辅助悬置系统，其特征在于，小衬套安装螺栓穿过所述小衬套安装孔与所述小衬套支架安装孔并通过螺母固定，使得所述小衬套隔振单元与所述衬套连接支架连接。

9.根据权利要求8所述的一种具有二级隔振的重型卡车用变速箱辅助悬置系统，其特征在于，所述衬套连接支架在开设所述小衬套支架安装孔与所述大衬套支架安装孔的位置处设置支架安装凸台。