长轴距四轮驱动汽车动力总成布置方法及结构

摘要

一种长轴距四轮驱动汽车动力总成布置方法及结构，其特征是它包含动力总成悬置系统，动力总成三壳壳体连接及传动轴连接三个部分。动力总成悬置系统由发动机左悬置，发动机右悬置，变速器悬置，分动器前悬置，分动器后悬置组成。动力总成三壳连接，发动机外壳与变速器前壳采用螺栓刚性连接；变速器前壳与变速器后壳采用螺栓刚性连接；变速器后壳与过渡板在螺栓与安装孔之间加装橡胶弹性衬套形成柔性连接；过渡板与分动器前壳采用螺栓刚性连接；分动器前壳与分动器后壳之间采用螺栓刚性连接。本发明在减振降噪的同时，能够大幅度减小动力总成三壳所受应力幅的变化范围，从而降低三壳疲劳断裂故障的发生率，保证车辆的使用舒适性和可靠性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车技术，尤其是一种动力总成布置技术，具体地说是一种适用于动力总成三壳依靠过渡板相连或由于安装分动器导致的动力总成跨度较长的四轮驱动汽车（尤指中型四驱客、货车）的动力总成布置方法及结构。

背景技术

    如图2所示，传统的四轮驱动汽车动力总成连接及悬置的布置方案的中并不包含分动器前悬置，且所有的壳体都采用螺栓刚性连接，所有的传动轴连接都采用刚性凸缘联轴器。发动机、变速器、过渡板与分动器集成为单一刚体，由于过渡板与分动器部分悬臂过长，致使系统刚度较低，变速器后壳与过渡板连接部位承受的动载弯矩较大，交变动载荷应力幅大，易疲劳破坏。

发明内容

本发明的目的是针对现有的四轮驱动汽车动力总成采用单一刚性连接后悬置在车架上造成悬臂过长，致使系统刚度较低，变速器后壳与过渡板连接部位承受的动载弯矩较大，交变动载荷应力幅大，易疲劳破坏的问题，发明一种长轴距四轮驱动汽车动力总成布置方法，同时提供一种相应的布置结构，以提高四轮驱动汽车的使用可靠性和舒适性，尤其是解决传统四轮驱动汽车动力总成连接和悬置布置方式中出现的动力总成振动和三壳疲劳断裂现象。

本发明的技术方案之一是：

一种长轴距四轮驱动汽车动力总成布置方法，其特征是它包括以下步骤：

首先，将安装有发动机的发动机壳体通过至少两个点悬置在车架上，同时将发动机壳体与变速器前壳刚性连接，变速器后壳与变速器前壳采用刚性连接；

其次，将前、后壳体刚性连接的变速器悬置在车架上；

第三，将变速器后壳直接与分动器前壳进行柔性连接，并将分动器前壳悬置在车架上，同时将分动器前壳与分动器后壳刚性连接，将分动器后壳悬置在车架上；或者使变速器后壳先与过渡板进行柔性连接，再使过渡板与分动器前过刚性连接后将分动器前壳悬置在车架上，再将分动器后壳与分动器前壳刚性连接，从而将发动机壳体、变速器前壳、变速器后壳、分动器前壳和分动器后壳组成的刚性体分为两个刚性体，达到降低单个刚性连接体长度，降低动载弯矩和交变动载荷应力幅值的目的。

所述的柔性连接采用在螺栓与安装孔之间加装橡胶弹性衬套的方法形成柔性连接。

所述的变速器动力输出轴与分动器输入轴之间采用弹性套柱销联轴器相连；其余传动轴相连部分均采用刚性凸缘联轴器相连。

所述的支承发动机壳体的两个悬置点对称布置在发动机壳体的两侧上。

本发明的技术方案之二是：

一种长轴距四轮驱动汽车动力总成布置结构，它包括安装有发动机的发动机壳体1、安装有变速器的变速器前壳2及变速器后壳3、安装有过渡板4的分动器前壳5及分动器后壳6，其特征是所述的发动机壳体1至少通过两个悬置点悬置在车架上，发动机壳体1与变速器前壳2的一端刚性连接，变速器前壳2的另一端与变速器后壳3的一端刚性连接，刚性连接后的变速器前壳2与变速器后壳3悬置在车架的一个悬置点上，它与发动机壳体的至少两个悬置点将由发动机及变速器组成的一个动力系统刚性体悬置在车架上；所述的变速器后壳3与安装在分动器前5上的过渡板4柔性相连或直接与分动器前壳5柔性相连，变速器后壳3通过过渡板4与分动器前壳5柔性相连时，变速器后壳3与过渡板4的一端之间采用柔性结构10连接，过渡板4的另一端与分动器前壳5的一端之间刚性连接，变速器后壳3直接与分动器前壳5柔性相连时，变速器后壳3与分动器前壳5之间采用柔性结构10连接，分动器前壳5与分动器后壳6之间采用刚性连接，所述的分动器前壳5和分动器后壳6均通过各自的悬置点悬置在车架上，刚性连接的分动器前壳5和分动器后壳6形成整个动力系统的另一个刚性体，两个刚性体之间柔性连接成一个整体，达到降低单个刚性连接体长度，降低动载弯矩和交变动载荷应力幅值的目的。

所述的柔性结构10为带橡胶弹性衬套的螺栓柔性连接。

所述的变速器动力输出轴与分动器输入轴之间采用弹性套柱销联轴器16相连；其余传动轴相连部分均采用刚性凸缘联轴器相连。

所述的支承发动机壳体1的两个悬置点对称布置在发动机壳体1的两侧。

所述的用于支承变速器的悬置点位于变速器后壳3靠近分动器前壳5的一端上，所述的分动器前壳5的悬置点位于靠近变速器后壳3的一端上，所述的分动器后壳5的悬置点位于与分动器前壳5相连的一端上。

本发明的有益效果：

本发明由于变速器后壳与过渡板之间为柔性连接，动力总成会形成图3中两个相对独立的刚体，发动机与变速器成为第一独立刚体，过渡板与分动器成为另一个第二独立刚体，第一独立刚体与第二独立刚体之间采用带橡胶弹性衬套的螺栓实现柔性（半刚性）连接，使悬置超静定问题变成了两个刚体的静定问题。相比较于传统方案，由于本发明更加合理的悬置布置和柔性连接的辅助支撑作用，使得两刚体（主要是第二独立刚体）的悬臂长度明显减小，各自的刚度显著提高，动载弯矩大大降低，交变动载荷应力幅大幅度减小。同时，在变速器动力输出轴与分动器输入轴之间采用弹性套柱销联轴器，以补偿壳体柔性连接导致的两刚体间相对位移，能取得良好的效果。

本发明在考虑到经济性和可行的同时，最大限度地保证了四轮驱动汽车使用舒适性和可靠性，解决了传统方案无法克服的动力总成振动和动力总成三壳疲劳断裂的问题。

本发明可在对不同车型动力总成的悬置元件刚度进行合理选取后，将传统动力总成悬置的超静定问题转变为静定问题，可以很好的解决传统动力总成连接及悬置布置方式无法克服的动力总成震颤问题，在减振降噪的同时，能够大幅度减小动力总成三壳所受应力幅的变化范围，从而降低三壳疲劳断裂故障的发生率，保证车辆的使用舒适性和可靠性。已投产车型采用本方案对三壳铸造模具几乎不做改动，只需对过渡板铸造模具进行微小修模，并更换一部分连接件及联轴器，具有良好的经济性和广泛的适用范围。

附图说明

图1是本发明动力总成布置的结构原理图。

图2是现有的动力总成布置的结构原理图。

图3是本发明的布置方案形成的两个等效刚体的原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例一。

如图1、3所示。

一种长轴距四轮驱动汽车动力总成布置方法，首先，将安装有发动机的发动机壳体通过至少两个点悬置在车架上，两个悬置点应对称分布在壳体的两侧，同时将发动机壳体与变速器前壳刚性连接，变速器后壳与变速器前壳刚性连接；其次，将前、后壳体刚性连接的变速器悬置在车架上；第三，将变速器后壳直接与分动器前壳进行柔性连接（可采用在螺栓与安装孔之间加装橡胶弹性衬套的方法形成柔性连接或其它常规的连接方法，这种连接方式实际上是半刚性半柔性连接），并将分动器前壳悬置在车架上，同时将分动器前壳与分动器后壳采用刚性连接，将分动器后壳也悬置在车架上；或者使变速器后壳先与过渡板进行柔性连接（可采用在螺栓与安装孔之间加装橡胶弹性衬套的方法形成柔性连接或其它常规的连接方法，这种连接方式实际上是半刚性半柔性连接），再使过渡板与分动器前壳刚性连接后将分动器前壳悬置在车架上，再将分动器后壳与分动器前壳刚性连接，从而将发动机壳体、变速器前壳、变速器后壳、分动器前壳和分动器后壳组成的刚性体分为两个刚性体，如图3中的1刚体和2刚体达到降低单个刚性连接体长度，降低动载弯矩和交变动载荷应力幅值的目的。如图1所示，变速器动力输出轴与分动器输入轴之间采用弹性套柱销联轴器相连；其余传动轴相连部分均采用刚性凸缘联轴器相连。

实施例二。

如图1、3所示。

一种长轴距四轮驱动汽车动力总成布置结构，它包括安装有发动机的发动机壳体1、安装有变速器的变速器前壳2及变速器后壳3、安装有过渡板4的分动器前壳5及分动器后壳6，所述的发动机壳体1至少通过对称布置在发动机壳体两侧的两个悬置点悬置在车架上，发动机壳体1与变速器前壳2的一端通过螺栓7实现刚性连接，变速器前壳2的另一端与变速器后壳3的一端通过螺栓8实现刚性连接，刚性连接后的变速器前壳2与变速器后壳3悬置在车架的一个悬置点（最后是位于靠近分动器前壳5的一端上，如图1）上，它与发动机壳体的至少两个悬置点将由发动机及变速器组成的一个动力系统刚性体（相当于图3中的1刚体）悬置在车架上；所述的变速器后壳3通过过渡板4与分动器前壳5采用柔性结构10相连（可采用在螺栓与安装孔之间加装橡胶弹性衬套的方法形成柔性连接或其它常规的连接方法，这种连接方式实际上是半刚性半柔性连接），或直接与分动器前壳5柔性相连，变速器后壳3通过过渡板4与分动器前壳5柔性相连时，变速器后壳3与过渡板4的一端之间采用柔性结构10连接，过渡板4的另一端与分动器前壳5的一端之间刚性连接，变速器后壳3直接与分动器前壳5柔性相连时，变速器后壳3与分动器前壳5之间采用柔性结构10连接，分动器前壳5与分动器后壳6之间采用刚性连接，所述的分动器前壳5和分动器后壳6均通过各自的悬置点悬置在车架上，刚性连接的分动器前壳5和分动器后壳6形成整个动力系统的另一个刚性体，两个刚性体之间柔性连接成一个整体，达到降低单个刚性连接体长度，降低动载弯矩和交变动载荷应力幅值的目的。所述的变速器动力输出轴与分动器输入轴之间采用弹性套柱销联轴器16相连；其余传动轴相连部分均采用刚性凸缘联轴器相连。具体实施时所述的用于支承变速器的悬置点位于变速器后壳3靠近分动器前壳5的一端上，所述的分动器前壳5的悬置点位于靠近变速器后壳3的一端上，所述的分动器后壳5的悬置点位于与分动器前壳5相连的一端上。

图1是本发明的原理图，它由动力总成悬置系统，动力总成三壳壳体连接及传动轴连接三个部分组成。

动力总成悬置由发动机左悬置11；发动机右悬置12（位于图示位置发动机左悬置11正后方对称位置，发动机悬置点不少于2个，包含2个）；变速器悬置点13；分动器前悬置点14；分动器后悬置点15组成。

动力总成三壳连接，发动机壳体1与变速器前壳2采用螺栓刚性连接7；变速器前壳2与变速器后壳3采用螺栓刚性连接8；变速器后壳3与过渡板4在螺栓与安装孔之间加装橡胶弹性衬套形成柔性连接10（或其他适用类型的柔性连接形式）；分动器前壳5与分动器后壳6之间采用螺栓刚性连接9。

传动轴连接，变速器动力输出轴与分动器输入轴之间采用弹性套柱销联轴器4（或其他适用类型弹性联轴器）；其余传动轴相连部分均采用刚性凸缘联轴器（或其他适用类型刚性联轴器，图上未表示出）。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

上面所述的实施例及附图仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容已经全部记载在权利要求书中。