尼龍氣管在重型變速器上的應用設計

劉春雷

（中國重汽集團大同齒輪有限公司技術中心，山西 大同 037305）

引言

目前市場上重型變速器的連接氣管主要以橡膠軟管為主，隨著重型汽車車型的不斷拓展，使得重型變速器必須能夠適應各種天氣和環境下的路況。這種情況下對變速器的零部件，特別是外露零件的強度提出了更高的要求。橡膠氣管在整車使用過程中出現了不同程度的弊端，為了緩解連接氣管給變速器氣路系統帶來的問題，下面對尼龍氣管在變速器上的應用進行介紹。

1 現用氣管存在的弊端

以某重型十二擋變速器連接氣管為例，從氣管材質、氣管結構和氣管裝配三個方面分析現行連接氣管存在的弊端［1］。

1）現用的氣管一般為橡膠軟管，其材質為氯丁二烯橡膠，是采用優質高耐磨橡膠經過納米配方處理，具有抵御高強度破壞性壓力的特性。這種材質常用于車輛制動軟管，材質本身安全可靠。

2）橡膠氣管外部有金屬保護層（如圖1 所示），其材料為鍍鋅網線，可對內部的橡膠軟管起到一定的保護作用。在使用條件惡劣（雨水多）的情況下，短時間內金屬網便會生銹斷裂，導致內部的橡膠軟管腐蝕或斷裂，由此引發氣管漏氣的故障。而且金屬網結構容易生銹，影響變速器的外觀質量。

圖1 橡膠軟管結構及故障形態

橡膠軟管兩端的接頭采用與金屬網鉚接結構（如圖1所示），密封性較差，在整車行駛過程中橡膠軟管在變速器上有一定的振動，容易導致氣管接頭部位漏氣。如果鉚接部位進水生銹，密封性會有進一步惡化的可能。

3）現用橡膠氣管在變速器上一般用3 根，分別是高擋氣管、低擋氣管和進氣氣管。氣管外形為直軟管，因為要與氣閥和氣缸連接而且要軟管控制方向的話就必須用若干個接頭進行連接。該變速器氣管采用的連接接頭過多而且采用錐螺紋連接，安裝角度和扭矩不好控制就容易出現漏氣故障而且受到整車空間限制，氣管拆裝時易造成接頭松動，更換困難，效率低。

2 尼龍氣管的應用設計

尼龍氣管在此變速器布置上主要由以下零部件組成：3 根成型尼龍氣管（均帶有防摩擦保護套）、2個固定支架、2個氣管固定夾片和6個快插接頭。在應用過程中對氣管材質、接頭結構和整車振動等方面進行優化設計。

1）尼龍氣管材質選用的是聚酰胺PA12，這種材料多用于各種汽車制動氣管，本身材質性能要好于橡膠軟管，材料耐腐蝕性強，不會產生銹蝕且可靠性更強［2］。氣管內外表面光滑，不會出現有氣泡、裂紋和不均勻性等制造缺陷且顏色呈連續的單一顏色。尼龍氣管結構使變速器布置整齊、合理，優化了變速器外觀質量。

2）尼龍軟管兩端采用快插接頭（如圖2 所示），接頭材質用的是黃銅與鋅的合金（從環境保護方面考慮，此合金成分不含鉛），表面鍍鎳處理，經過試驗驗證具有良好的防銹能力。這種接頭結構與橡膠軟管的接頭相比裝配更加簡易、方便而且氣密性更加可靠，可以避免安裝角度和扭矩所引起的漏氣故障。

3）在整車裝配中考慮到發動機、變速器和路面都會給氣管帶來振動，由于外界的這種振動有可能使尼龍氣管在接頭部位脫落或者氣管與干涉物之間產生摩擦，引起變速器氣路漏氣故障。設計時為了避免這種振動，在變速器上安裝了2 個支架和2個氣管夾將氣管固定（如圖2所示），這種結構使氣管在變速器上更加穩定，不會隨著整車和路況的振動而振動損壞、脫落，從而保證了變速器整體的氣密性。

圖2 尼龍軟管結構及整車裝配示例

3 結語

目前大多數重型變速器都是采用氣路系統進行擋位切換的，氣路系統的可靠性能夠直接影響到車輛駕駛員對變速器甚至整車的控制［3］。本文經過對重型變速器橡膠氣管存在弊端的分析，在設計上我們選擇了可靠性更好的尼龍軟管替代橡膠軟管。尼龍氣管的采用不但可以減少連接氣管引起的氣路系統故障而且優化了變速器整體外觀質量。

［1］李允文.工業機械設計手冊［M］.北京：機械工業出版社，1996.

［2］陸志良.機械動力學［M］.北京：北京航空航天大學出版社，2009.

［3］王望予.汽車設計［M］.北京：機械工業出版社，2000.