某橋型差速器潤滑系統(tǒng)優(yōu)化設計

張輝，高剛剛，張新明

（陜西漢德車橋有限公司，陜西 西安 710200）

前言

2015-2016年，6×2牽引車以其低油耗、高效率、自重輕等優(yōu)點，贏得市場的青睞，但是，由于采用單后橋驅(qū)動，整車優(yōu)點的實現(xiàn)，勢必導致驅(qū)動橋故障率不斷攀升，據(jù)公司售后部門統(tǒng)計：該橋型僅差速器相關故障在2015年故障率、故障費用較2014年上升200%左右。其主要失效模式包括：差速器潤滑不良、差殼球面磨損、十字軸磨損斷裂等故障形式，帶著這些問題，在產(chǎn)品平臺升級過程中，我們在結(jié)構(gòu)上大膽創(chuàng)新，設計一款結(jié)構(gòu)緊湊、性能可靠、潤滑良好的差速器，從而實現(xiàn)產(chǎn)品的升級換代。本文僅對差速器潤滑系統(tǒng)的優(yōu)化設計進行闡述。

1 現(xiàn)有差速器總成結(jié)構(gòu)

圖1

現(xiàn)有差速器總成主要有行星齒輪1、半軸齒輪2、行星齒輪墊片6、半軸齒輪墊片4、十字軸5、差速器殼總成3組成，具體如圖1所示。

2 故障復現(xiàn)

現(xiàn)有結(jié)構(gòu)差速器故障率偏高，我們從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析其潤滑機理，并通過臺架試驗加以證明：高速工況下差速器潤滑不充分。

該橋型差速器潤滑臺架試驗：

1）起步及倒車工況，潤滑油可通過齒面及齒背差殼孔進入差速器內(nèi)部進行潤滑，如圖2；

圖2

2）正常行駛工況，差殼開孔很難進油，通過差速器內(nèi)部的初始進油進行潤滑。

正常行駛工況下差速器潤滑不充分，在缺少潤滑的情況下，勢必導致差速器內(nèi)部零件（行星齒輪、半軸齒輪、行星齒輪墊片、半軸齒輪墊片、十字軸等）早期磨損，最終發(fā)生打齒、斷裂等故障。

3 改進方案

針對上述問題，提出改進方案，并進行臺架試驗驗證：

圖3

圖3所示，黃線顯示為潤滑油的流動方向：

（1）在差速器軸承蓋上鑄有集油槽，通過被動錐齒輪高速旋轉(zhuǎn)（即：正常行駛工況），將潤滑油收集在差速器軸承蓋的集油槽內(nèi)，潤滑油經(jīng)過油道流向調(diào)整螺母總成集油器腔內(nèi)；

圖4

（2）在調(diào)整螺母與擋油盤再次形成一個集油腔，其中：a）擋油盤的內(nèi)徑＞調(diào)整螺母內(nèi)徑，兩者形成一個高度差，b）調(diào)整螺母與半軸形成的臺階軸設計約1mm的間隙，c）半軸臺階處錐形設計，可以使調(diào)整螺母集油腔的潤滑油易于流入差速器內(nèi)部，總之防止?jié)櫥土魅霕虬鼈?cè)，如圖4；

（3）齒面差殼上保留油道（如圖3出油口），以便潤滑油及雜質(zhì)的流出，同時起步及倒車工況下潤滑油也可經(jīng)圖 3出油口流入差殼內(nèi)部。

4 臺架試驗驗證

試驗結(jié)果：

起步及倒車工況下（圖5），被動錐齒輪攪動橋包潤滑油，但是潤滑油的飛濺高度不夠，差速器軸承蓋集油槽不能接到潤滑油，但是潤滑油可通過齒面差殼上孔進入差速器內(nèi)潤，潤滑差速器內(nèi)部零件；

圖5

圖6

圖7

圖8

正常行駛工況下（圖6、圖7），差速器軸承蓋集油槽可充分接到潤滑油，齒背差殼孔（圖 8）流入潤滑油較多，差速器內(nèi)部零部件可以得到良好的潤滑。

5 臺架試驗結(jié)論

（1）起步及倒車工況：潤滑油經(jīng)齒面差殼開孔處流入流出；

（2）正常行駛工況：潤滑油經(jīng)差速器軸承蓋集油槽流入差速器，齒面差殼開孔處流出；

（3）改進方案能有效解決起步及倒車、正常行駛兩種工況下差速器內(nèi)部零件的潤滑問題，從而解決因缺少潤滑油而導致的差速器相關故障。