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客车的后横置驱动 |
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作者：广州骏威客车有限公司 黄河 |
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[摘要] 后横置驱动有其独有的优势与特点。本文介绍了在后横置驱动实践探索中的经验和教训，以引起同行对这方面的思考及研究。
关键词：客车 后横置 传动
1 后横置驱动的应用范围
由于后置发动机客车的一系列优点，这种布置已成为中高档客车的主流。但在下述情况下，后纵置发动机布置难以满足使用需求。
1) 8 米以下的高速客车：要求有贯通式的大行李箱，最高车速超过120km/h，必须选用大功率的6缸发动机。这时传统的后纵置发动机布置由于后悬长度不足而难以实现。
2) 低入口城市客车（从前门至中门无台阶，后桥上方高地台布置座位）：为尽可能扩大低地板区的面积，要求后悬尽可能短，这时需要发动机横向布置。
因此，后横置驱动装置特别适合在8 米以下中型高速客车及低地板城市客车使用。它的冷却系统简单（散热器风扇可直接装在发动机上），但需要增加角齿轮箱等装置而使传动系统比后纵置发动机布置复杂很多。
在日本，7 米左右的中型客车普遍应用后横置驱动技术，日本五十铃、三菱、日产、日野等均有产品。在欧洲，8 米车左右的中型客车（后横置大功率6 缸发动机、大行李舱）比8 米中巴（一般为前置发动机）在产品价格上要高近3 倍。
2 几种后横置驱动方式
在实际应用中，后横置驱动主要有如下几种方式：
1) 在变速箱后端装角传动器，后桥主减速器偏置。这种方式应用于大型低地板城市客车（配门式专用后桥，主减速器偏置），例如德国ZF 公司的变速器有这样的装置。如图1a、1b 所示。 
图1a 图1b
2) 设计专用变速器，把角齿轮箱合成到变速器中，如图2 所示。目前国内有数家变速器生产厂进行这方面的研究及试制，扬州亚星试制过这种结构的样车。
图2
3) 在变速器后装平行齿轮箱，动力通过中间传动轴传递到独立的角齿轮箱，再通过传动轴输出到后桥，如图3a 所示。一汽客车底盘厂试制过这种结构的样车；日本中型客车大部分也采用这一动力传递路线，如图3b 所示。 
图3a 图3b
4) 在发动机离合器后装平行齿轮箱，动力通过中间传动轴传到装在变速器输入轴的角齿轮箱再到变速器（变速器纵向布置），然后通过传动轴到后桥。如图4 所示。
图4
3 后横置驱动的实际探索
广州汽车制造厂在1999 年初开始设计试制 GZ6800 高速豪华客车。设计思想是作为8 米中型客车要有大的贯通式行李箱，足够的动力；主要用于发车密度大而客流量不大的高速营运及小团队的旅游客运。产品达到当时公路营运客车的中型高一级标准（装用空气悬挂后可达高二级标准）。GZ6800 的外形见图5。
图5
3.1 GZ6800 主要参数及总成结构
3.2 后横置结构的主要特点
GZ6800 的后横置驱动采用上述2.4（图4）提到的方式，主要由三部分组成：
1) 平行齿轮箱：装在离合器之后，结构如图6 所示。动力经轴1 输入，经齿轮2、中间轮3，由齿轮4 输出，采用斜齿轮飞溅润滑。油面高度设置有一定要求，过高则由于搅油损失太大导致油温过高，过低会影响润滑效果。日本的产品其平行齿轮箱一般采用链传动方式，如图7 所示。 
图6 图7
2) 中间传动轴：能采用球笼式万向节最为理想，样车中采用普通的十字轴万向节。
3) 角齿轮箱：内含一对锥齿轮。
之所以采用这种方式而没采用2.3（图3a）所示的结构，是考虑：
1) 这种布置的平行齿轮箱、中间传动轴、角齿轮箱所受扭矩较方案2.3 为小，结构上可轻巧一些。
2) 变速器纵向布置，变速操纵机构相对简单，尤其对硬杆操纵而言。
3) 发动机前端面有很大空间便于散热器、中冷器、冷却风扇等的布置。如发动机变速器一起横向布置，加上散热器、中冷器、冷却风扇及平行齿轮箱，其总长度一般超出车宽范围。
3.2.1 主要优点
GZ6800 采用后横置驱动后，并结合采用广州汽车制造厂专利技术——两段式底盘配中脊梁车身，实现了8 米以下客车装用6 缸柴油机，并具有3.2m3 贯通式行李箱的技术突破。
1) 动力性好，采用132kW 发动机，最高车速达120km/h。
2) 车内空间利用率高，设置乘客座位29 座(7 排)，座椅间距780mm（净间距），车内高1950mm；乘座空间大大优于同车长中巴。
3) 前悬、后悬、轴距分配合理，加之油箱布置在前段底盘中部，内置式空调蒸发器布置在车厢后部，整车轴荷分配十分理想，空载及满载前后轴负载比都在1:2。
3.2.2 主要问题
在试验场进行了3 万公里可靠性定型试验，基本上未出现重大故障；但当客户购买作为中距离（单程400Km，其中坏路约30 km，高速公路约200 km）营运近一年时间，暴露了不少问题。这一方面反映了汽车试验场工况跟实际使用工况有很大差异，同时也表明车辆的保养维修水平是出现问题的重要原因（在试验场由厂专职维修人员保养，而用户则缺乏保养常识及经验）。
1) 后横置驱动装置的可靠性：在用户使用过程中，后横置驱动装置发生了一系列问题，其中平行齿轮箱输出轴断两次，中间传动轴的万向节损坏三次，角齿轮箱损坏三次。这些问题主要是设计经验不足造成的。角齿轮箱改进设计后，再没出现故障；但平行齿轮箱输出轴和中间传动轴由于种种原因限制而未能在样车上作彻底改进。
2) 后横置驱动装置的噪声问题：在使用较长时间后，传动机构加减速时发出较大噪声。
3) 变速操纵的平顺性：由于在变速器输入轴之前增加了一套驱动机构，输入轴之前的转动惯量增大，曾担心变速器的入档会比较困难，但实际使用过程中，入档的平顺性不存在问题。
4 结束语
采用后横置驱动的GZ6800 高速豪华客车的开发，是广州汽车制造厂一次不算成功的探索。本文把有关的经验及教训作了一个简单的总结，希望对同行有所启发和借鉴。(end)
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(5/21/2005) |
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