一款電驅(qū)動后橋后蓋漏油優(yōu)化設(shè)計(jì)

趙曉龍 熊雷

摘 要：本文通過制作透明后蓋分析電驅(qū)動后橋運(yùn)行過程中齒輪油的流動情況，針對性制定了防止后橋漏油的優(yōu)化方案。

關(guān)鍵詞：電驅(qū)動橋;后蓋漏油;通氣塞;油流分析

1 前言

后橋漏油對汽車的使用影響很大，由于漏油會導(dǎo)致電驅(qū)動后橋內(nèi)部潤滑油量不斷減少，導(dǎo)致減速器齒輪、軸承無法得到有效潤滑，而電驅(qū)動后橋輸入轉(zhuǎn)速高，容易導(dǎo)致零件磨損加劇，損壞零件，嚴(yán)重會導(dǎo)致后橋“抱死”，影響行車安全。某款后橋結(jié)構(gòu)如圖1所示。在進(jìn)行整車可靠性道路試驗(yàn)中，后橋后蓋漏油嚴(yán)重，無法滿足可靠性要求。本文針對該典型問題進(jìn)行了分析并制定了優(yōu)化方案。

2 故障問題分析

該款驅(qū)動后橋的后蓋與橋殼連接面涂抹一圈密封膠通過螺栓與后橋本體進(jìn)行連接，故障后橋的后蓋油漬集中在通氣塞附近，從通氣塞安裝孔流出，通氣塞通氣開口處無油漬。該款后橋后蓋結(jié)構(gòu)如圖2所示。進(jìn)行幾種漏油可能性分析。

2.1 通氣塞損傷

通氣塞配合面損傷會導(dǎo)致潤滑油從配合面處直接滲出。拆卸故障后橋的通氣塞，觀察發(fā)現(xiàn)通氣塞配合面無損傷，且后蓋上通氣塞孔無明顯毛刺，排除通氣塞零件質(zhì)量問題。

2.2 氣孔護(hù)蓋未按圖紙要求焊接

圖3為故障件后蓋內(nèi)腔，實(shí)物焊接與圖紙一致，無虛焊和焊穿，排除焊接質(zhì)量問題。

3 原理分析

通氣塞作用：汽車運(yùn)轉(zhuǎn)后，后橋減速器齒輪不斷運(yùn)轉(zhuǎn)，齒輪油溫度上升，后橋腔體內(nèi)氣壓上升，通過通氣塞排氣孔將高溫氣體排出，維持后橋腔體內(nèi)氣壓穩(wěn)定。通氣塞主要材料為具有一定硬度的橡膠，因此為保證緊密配合防止從配合面漏油，通常將通氣塞與安裝孔設(shè)計(jì)為過盈配合。

氣孔護(hù)蓋作用：擋住減速器運(yùn)轉(zhuǎn)后甩起來的油流，防止齒輪油直接甩到到通氣塞孔導(dǎo)致大量漏油。

4 油流分析

為觀察運(yùn)轉(zhuǎn)過程中齒輪油實(shí)際流動情況，制作了圖4所示透明后蓋裝在后橋上，后橋安裝在臺架上，試驗(yàn)臺架可給后橋直接提供動力源，以整車前進(jìn)的方向驅(qū)動后橋運(yùn)轉(zhuǎn)。通過后蓋可以直接觀察到在不同轉(zhuǎn)速下后橋齒輪油的流動情況。通過觀察可以發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)速升高后，齒輪油在氣孔護(hù)蓋的通氣孔附近匯聚，產(chǎn)生對沖撞擊，這種情況下油流被沖擊進(jìn)入氣孔護(hù)蓋內(nèi)部，而進(jìn)去的油又無法及時流出，于是齒輪油會不斷通過通氣塞排氣孔漏出，導(dǎo)致漏油發(fā)生。

5 案例回顧

通過故障件的分析，齒輪油主要通過通氣塞與后蓋貼合面流出，并不是從通氣塞的排氣孔漏油，說明貼合面可能配合不合理。

查閱圖紙，通氣塞配合面外徑尺寸為10±0.18mm，而后蓋安裝孔為沖壓成型孔，沖壓孔尺寸偏差參照標(biāo)準(zhǔn)QC/T268-1999，安裝孔尺寸偏差為10（0，+0.22）mm，通氣塞與安裝孔為過渡配合，實(shí)際故障件為間隙配合，通氣塞與安裝孔間隙大，因此齒輪油更容易從配合面間隙流出，而不是從通氣塞排氣孔流出。

結(jié)合運(yùn)轉(zhuǎn)過程中齒輪油流動情況和通氣塞配合不合理的問題，制定優(yōu)化方案。

6 改進(jìn)方案

①優(yōu)化通氣塞與后蓋配合尺寸，由過渡配合改為過盈配合，通氣塞安裝面尺寸由10±0.18mm改為11±0.18mm，

②后蓋的氣孔護(hù)蓋通氣孔附近增加帽檐翻邊，阻擋甩到護(hù)蓋通氣孔的齒輪油，改變油流方向，避免油流大量沖入氣孔護(hù)蓋。護(hù)蓋翻邊結(jié)構(gòu)如圖5所示。

7 試驗(yàn)驗(yàn)證

為盡快驗(yàn)證優(yōu)化方案有效性，制定驗(yàn)證方案及驗(yàn)證結(jié)果如下：

a 1#試驗(yàn)車漏油后橋只更換優(yōu)化后通氣塞，其余零件不變，實(shí)車進(jìn)行路試，路試?yán)锍?0Km，發(fā)現(xiàn)通氣塞排氣孔開始有齒輪油流出，安裝面無齒輪油流出;

b 2#試驗(yàn)車漏油后橋更換優(yōu)化后的后蓋，其余零件不變，實(shí)車進(jìn)行路試，路試?yán)锍?0Km，通氣塞與后蓋安裝面開始有少量齒輪油滲出，通氣塞的排氣孔無齒輪油滲出。

通過1#、2#試驗(yàn)車驗(yàn)證可以說明，單獨(dú)優(yōu)化通氣塞、后蓋的氣孔護(hù)蓋結(jié)構(gòu)，對防止漏油都有改善，下一步進(jìn)行2個優(yōu)化方案同時實(shí)施驗(yàn)證。

在2#車更換后蓋的基礎(chǔ)上更換優(yōu)化后的通氣塞，路試50Km，觀察通氣塞安裝面、通氣塞排氣孔均無滲油，繼續(xù)路試?yán)锍踢_(dá)到100Km、200Km、300Km、400Km，均無滲油痕跡，說明有2個因素同時影響漏油，2種優(yōu)化方案同時實(shí)施后可解決漏油問題。為驗(yàn)證方案有效性，加大了驗(yàn)證樣本量，1#試驗(yàn)車也換成新后蓋+新通氣塞，另外增加3#試驗(yàn)車按相同方案驗(yàn)證。1#、3#試驗(yàn)車試驗(yàn)里程達(dá)到400Km，觀察同樣沒有發(fā)生滲油。漏油問題得到解決。

8 結(jié)束語

本文以整車試驗(yàn)過程中后橋后蓋漏油為例，結(jié)合車輛運(yùn)轉(zhuǎn)時后橋齒輪油油流分析結(jié)果，分析產(chǎn)生漏油的原因。通過針對單個可能影響原因制定的優(yōu)化方案分別進(jìn)行道路試驗(yàn)驗(yàn)證，找到漏油根源，并增加試驗(yàn)樣本量驗(yàn)證方案有效性，從而解決了后蓋漏油的問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]王望予.汽車設(shè)計(jì)[M].北京.機(jī)械工業(yè)出版社，2004.8.

[2]彭文生、李志明、黃華梁.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京，高等教育出版社，2008.11.