JL-3 型純電變速器差速器耐久試驗(yàn)問題分析

劉忠月，趙 豪

（寧波吉利羅佑發(fā)動(dòng)機(jī)零部件有限公司，浙江 寧波 315336）

引言

JL-3 型純電變速器項(xiàng)目是公司重要的戰(zhàn)略研發(fā)項(xiàng)目，該型變速器搭載高端車型，同其他品牌的變速器相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、效率高、成本低、扭矩大，具有打開高端市場(chǎng)，提升品牌知名度的諸多優(yōu)勢(shì)。該型變速器由于輸入扭矩及轉(zhuǎn)速明顯高于現(xiàn)有產(chǎn)品，因此，針對(duì)使用條件進(jìn)行了專用化設(shè)計(jì)。該型變速器差速器后殼體鑄造出過油孔和導(dǎo)油筋，端面鑄造出導(dǎo)油槽，如圖1 所示。

1 耐久試驗(yàn)過程故障分析及改進(jìn)措施

JL-3 型純電變速器在差速器耐久試驗(yàn)過程中，差速器發(fā)生異響，拆機(jī)后發(fā)現(xiàn)右半軸齒輪與差速器后殼體磨損粘連，中間支撐塊局部高溫色變[1]，判定失效，失效圖片如圖2、圖3 所示。

2 同結(jié)構(gòu)試驗(yàn)后零件對(duì)比分析

由圖4 看出，JL-3 型變速器行星軸上有油槽，但油槽長(zhǎng)度不足。由圖5 可以看出，JL-4 型變速器的油槽上有墊圈。JL-3 型純電變速器的油槽上沒有墊圈，該設(shè)計(jì)在公司JL-7DCT 型變速器也在使用，且JL-7DCT型變速器通過了耐久試驗(yàn)測(cè)試。

3 改進(jìn)措施

經(jīng)過內(nèi)部討論及專家確認(rèn)后，提出以下改進(jìn)方案：

1）后差速箱增加8 個(gè)油孔；

2）優(yōu)化前箱加強(qiáng)筋，防止墊片與前箱干涉；

3）擴(kuò)大前后差速器箱軸承的安裝角半徑；

4）更換墊圈表面處理工藝，由表面磷化改為鹽浴氮化；

5）切斷1/3 擋油板；

6）擴(kuò)大差速器前端窗口；

7）將差速器前后的單螺旋改為雙螺旋。

目前使用的方案及布局如下頁圖6～圖11 所示。

4 臺(tái)架測(cè)試

使用改進(jìn)后JL-3 型變速器進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)，臺(tái)架結(jié)構(gòu)如下頁圖12 所示[2]：

使用改進(jìn)后的差速器，先后進(jìn)行了8 臺(tái)次臺(tái)架耐久試驗(yàn)。

1）差速器耐久進(jìn)行了5 臺(tái)次。差速器耐久試驗(yàn)工況如下：

工況a：輸入轉(zhuǎn)速3 000 r/min，輸入扭矩150 N·m，左右半軸轉(zhuǎn)速分別為100 r/min 和300 r/min，無差轉(zhuǎn)速200 r/min，差速率50%，穩(wěn)定運(yùn)行50 s。

工況b：輸入轉(zhuǎn)速4 000 r/min，輸入扭矩200 N·m，左右半軸轉(zhuǎn)速分別為0 r/min 和422 r/min，無差轉(zhuǎn)速211 r/min，差速率100%，穩(wěn)定運(yùn)行100 s。

工況a 共計(jì)200 個(gè)循環(huán)，工況b750 個(gè)循環(huán)。

2）穩(wěn)態(tài)耐久進(jìn)行了3 臺(tái)次。穩(wěn)態(tài)耐久試驗(yàn)工況如下：

工況a：輸入轉(zhuǎn)速3 000 r/min，輸入扭矩520 N·m，穩(wěn)定運(yùn)行200 s；

工況b：輸入轉(zhuǎn)速4500r/min，輸入扭矩-450 N·m，穩(wěn)定運(yùn)行240 s。

工況a 共計(jì)500 個(gè)循環(huán)，工況b 共計(jì)500 個(gè)循環(huán)[3]。

8 臺(tái)次臺(tái)架耐久均全部通過試驗(yàn)。臺(tái)架測(cè)試結(jié)果如表1 所示。

表1 臺(tái)架測(cè)試結(jié)果

5 結(jié)語

差速器對(duì)變速器起著至關(guān)重要的作用，但是我們經(jīng)常關(guān)注于選型、計(jì)算和仿真方面的工作，對(duì)于差速器設(shè)計(jì)理念及思路的了解不夠全面、不夠深入。本次故障改進(jìn)思路對(duì)后續(xù)設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)意義，警示設(shè)計(jì)工程師并不能只關(guān)注選型及匹配等，更應(yīng)關(guān)注多方面設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，設(shè)計(jì)應(yīng)與實(shí)際工況相結(jié)合。