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    一種輪邊減速器的殼體設(shè)計(jì)

    2018-06-12 08:58:10張謀
    時(shí)代汽車 2018年9期
    關(guān)鍵詞:噴油減速器迷宮

    張謀

    陜西法士特汽車傳動(dòng)工程研究院 陜西省西安市 710119

    1 引言

    傳統(tǒng)化石能源汽車在帶給人們便利的同時(shí),尾氣排放對(duì)城市大氣的污染問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重,環(huán)保背景下純電動(dòng)新能源車輛應(yīng)運(yùn)而生。由于電機(jī)和傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)輸出特性的巨大差別,新能源車輛的傳動(dòng)系統(tǒng)也必將隨之發(fā)生巨大變化。由于電控系統(tǒng)的高速發(fā)展,分布式動(dòng)力系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)慢慢顯現(xiàn),相比傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)、變速箱、車橋的中央驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),分布式動(dòng)力系統(tǒng)將兩個(gè)(或多個(gè))驅(qū)動(dòng)電機(jī)分布于兩個(gè)(或多個(gè))車輛驅(qū)動(dòng)輪,由此帶來(lái)更短的動(dòng)力傳遞路線,更大的車內(nèi)空間等優(yōu)勢(shì)。

    圖2 輪邊減速器殼體圖

    圖1 輪邊減速器動(dòng)力傳遞路線示意圖

    2 輪邊減速器簡(jiǎn)介

    如圖1所示為輪邊減速器動(dòng)力傳遞路線示意圖,電機(jī)動(dòng)力經(jīng)輪邊減速器降速增扭后,直接輸出給車輛驅(qū)動(dòng)輪。整車布置時(shí),可以根據(jù)需要靈活布置兩驅(qū)、四驅(qū)、六驅(qū)甚至更多。車輛不同車輪之間的差速,通過(guò)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。單一驅(qū)動(dòng)輪發(fā)生故障時(shí),車輛可根據(jù)實(shí)際情況低速行駛,避免拋錨。

    3 輪邊減速器殼體通氣設(shè)計(jì)

    如圖2所示為輪邊減速器殼體,1為電機(jī)輸入軸軸承孔,2為輸出軸軸承孔,3為通氣塞安裝孔,4為輪邊減速器加油線,即車輛靜止時(shí),輪邊減速器內(nèi)潤(rùn)滑油液的液面位置。

    輪邊減速器工作時(shí),內(nèi)部潤(rùn)滑油在齒輪的攪動(dòng)下,飛濺對(duì)齒輪副進(jìn)行潤(rùn)滑。齒輪傳遞動(dòng)力的同時(shí),效率損失部分的動(dòng)力,轉(zhuǎn)化為熱量被潤(rùn)滑油帶走。在此熱量作用下,減速器內(nèi)部氣壓升高,通氣塞的作用即平衡減速器內(nèi)外氣壓,保證減速器正常工作。

    隨著減速器的運(yùn)轉(zhuǎn),內(nèi)部部分潤(rùn)滑油汽化,在高溫下形成油氣混合氣體,此氣體經(jīng)過(guò)通氣塞時(shí),快速冷卻,通氣塞處就有可能出現(xiàn)噴油現(xiàn)象,通氣塞本身設(shè)計(jì)有避免此現(xiàn)象發(fā)生的結(jié)構(gòu),但當(dāng)高溫油氣混合氣體的濃度超過(guò)一定程度時(shí),通氣塞的油氣過(guò)濾結(jié)構(gòu)會(huì)失效,進(jìn)而發(fā)生噴油現(xiàn)象。

    圖3所示為減速器殼體迷宮通氣結(jié)構(gòu),此結(jié)構(gòu)為殼體鑄造結(jié)構(gòu)。圖4為迷宮結(jié)構(gòu)詳圖,隔板7在內(nèi)腔中形成4個(gè)相對(duì)獨(dú)立的小腔體8,這4個(gè)小腔體8經(jīng)由缺口6(4處)連接貫通,內(nèi)腔5中的高溫高壓混合油氣經(jīng)由缺口6逐個(gè)進(jìn)入小腔體8,最終按照排氣路線9到達(dá)通氣塞安裝孔3,由安裝于此處的通氣塞進(jìn)行通氣,平衡減速器內(nèi)外氣壓。高溫高壓混合油氣經(jīng)過(guò)缺口6時(shí),由于體積和流速發(fā)生變化,根據(jù)伯努利方程,混合氣的溫度會(huì)降低,四處缺口聯(lián)合作用,即可有效降低高溫高壓混合油氣的濃度,從而避免通氣塞處發(fā)生噴油現(xiàn)象。

    減速器工作時(shí),電機(jī)輸入軸轉(zhuǎn)速較高,高頻噪音較大,此迷宮結(jié)構(gòu)對(duì)降低減速器的高頻噪音,也有一定效果。

    圖3 減速器殼體迷宮通氣結(jié)構(gòu)

    圖4 迷宮結(jié)構(gòu)詳圖

    圖5 軸承潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)

    4 輪邊減速器殼體軸承潤(rùn)滑設(shè)計(jì)

    上節(jié)圖2中可看出,輪邊減速器加油線4低于輸入軸軸承和中間軸軸承,這兩個(gè)軸承轉(zhuǎn)速較高,潤(rùn)滑相對(duì)較差,需要考慮加強(qiáng)軸承潤(rùn)滑。

    如圖5所示為輪邊減速器殼體軸承潤(rùn)滑結(jié)構(gòu),減速器內(nèi)腔的油氣混合氣接觸到集油壁1后凝結(jié)為油液,重力作用下油液沿進(jìn)油孔2進(jìn)入軸承孔4,由此對(duì)安裝于軸承孔4中的軸承進(jìn)行潤(rùn)滑。軸承孔4處設(shè)計(jì)有出油孔3,避免因軸承孔內(nèi)潤(rùn)滑油過(guò)多引起發(fā)熱。選取合適的出油孔3高度,即可實(shí)現(xiàn)軸承的最佳潤(rùn)滑。

    5 結(jié)語(yǔ)

    本文介紹了輪邊減速器為解決通氣塞噴油與軸承潤(rùn)滑問(wèn)題而做的兩個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,設(shè)計(jì)殼體通氣迷宮結(jié)構(gòu)后,潤(rùn)滑油添加比原設(shè)計(jì)多0.5L的情況下仍可滿足通氣塞不噴油,滿足使用需求。軸承潤(rùn)滑經(jīng)疲勞試驗(yàn)驗(yàn)證,亦可滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)使用壽命。

    本文所述結(jié)構(gòu),在變速器等傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)品中,亦可采用。

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