電驅(qū)動(dòng)橋總成滾針軸承燒蝕風(fēng)險(xiǎn)的論述
2019-10-10作者:楊庚佳,等
1.前言傳統(tǒng)兩驅(qū)車型靠發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力源,四驅(qū)車型靠傳動(dòng)軸將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力源傳遞至后橋,而新能源汽車有別于傳統(tǒng)四驅(qū)車型,后橋靠電機(jī)單獨(dú)提供動(dòng)力源。如下圖所示,圖1為傳統(tǒng)四驅(qū)車型,圖2為混合動(dòng)力車型。

2.真因排查及分析
2.1電驅(qū)動(dòng)橋總成輸入軸滾針軸承燒蝕真因排查及分析
1、滾針軸承處潤(rùn)滑不良,存在熱源
A:油路設(shè)計(jì)不合理
a:油孔位置分布不合理√;b:油道面積分配不當(dāng)×;c:油孔數(shù)量少√;d:油孔直徑小×
B:導(dǎo)入輸入軸潤(rùn)滑油量不足×
C:潤(rùn)滑油流動(dòng)性差
a:輸入軸轉(zhuǎn)速低√;b:齒輪出油口形狀設(shè)計(jì)不合理√
2、在極限工況下,減速器內(nèi)部油溫較高
A:攪油損失大×;B:滾針與齒輪內(nèi)孔摩擦損失大×
3、零部件加工及裝配尺寸不滿足設(shè)計(jì)要求
A:滾針軸承軸向配合尺寸超差×;B:滾針軸承徑向配合尺寸超差×
4、滾針軸承設(shè)計(jì)選型不合理,無法滿足極限工況條件
A:試驗(yàn)工況苛刻√;B:滾針軸承保持架設(shè)計(jì)選型不合理√
(注:“√”代表滾針軸承燒蝕與該排查項(xiàng)目有關(guān),“×”代表滾針軸承燒蝕與該排查項(xiàng)目無關(guān))
通過單一變量法對(duì)輸入軸滾針軸承燒蝕風(fēng)險(xiǎn)真因逐項(xiàng)排查及分析,發(fā)現(xiàn)滾針軸承燒蝕與油孔位置的分布不合理、油孔數(shù)量少、輸入軸轉(zhuǎn)速低、齒輪出油口形狀設(shè)計(jì)不合理、試驗(yàn)工況苛刻及滾針軸承保持架設(shè)計(jì)選型不合理有關(guān)。
2.2進(jìn)一步追查真因
輸入軸滾針軸承燒蝕1Why→滾針軸承處存在熱源2Why→滾針軸承處潤(rùn)滑不良3Why→油孔位置及數(shù)量設(shè)計(jì)不當(dāng)
通過上述進(jìn)一步真因追查,發(fā)現(xiàn)滾針軸承燒蝕的主因是由于輸入軸油孔位置設(shè)計(jì)不當(dāng)及油孔數(shù)量設(shè)計(jì)不當(dāng)所致,同時(shí)主動(dòng)齒輪出油孔形狀不利于潤(rùn)滑油順利甩出,保持架材質(zhì)為PA66的滾針軸承無法滿足高轉(zhuǎn)速、高溫環(huán)境使用需求,因此,針對(duì)上述排查的真因提出對(duì)策方案,并且實(shí)施驗(yàn)證。
3.對(duì)策方案驗(yàn)證
通過真因排查及分析,發(fā)現(xiàn)電驅(qū)動(dòng)橋總成輸入軸滾針軸承燒蝕主要是因?yàn)檩斎胼S油孔位置、油孔數(shù)量設(shè)計(jì)不當(dāng),主動(dòng)齒輪出油口形狀設(shè)計(jì)不合理及滾針軸承選型不合理所致,因此優(yōu)化輸入軸結(jié)構(gòu),主動(dòng)齒輪結(jié)構(gòu)及選擇能承受高轉(zhuǎn)速、耐高溫的滾針軸承并且實(shí)施驗(yàn)證。
對(duì)策方案一:將輸入軸潤(rùn)滑滾針軸承的油孔移至滾針軸承的中部,并且增加兩個(gè)互相垂直的油孔。
原因分析:當(dāng)電驅(qū)動(dòng)橋總成處于N擋時(shí),輸入軸轉(zhuǎn)速為0rpm,因此不管輸入軸旋轉(zhuǎn)到任何位置,電驅(qū)動(dòng)橋總成反拖帶動(dòng)主動(dòng)齒輪空轉(zhuǎn)(注:主動(dòng)齒輪布置在輸入軸),潤(rùn)滑油均會(huì)通過輸入軸過油孔潤(rùn)滑滾針軸承,降低滾針軸承處溫度。
對(duì)策方案二:優(yōu)化主動(dòng)齒輪出油口形狀。
原因分析:當(dāng)電驅(qū)動(dòng)橋總成反拖時(shí),主動(dòng)齒輪高速空轉(zhuǎn),此種結(jié)構(gòu)便于潤(rùn)滑油順利甩出,從而途經(jīng)滾針軸承的潤(rùn)滑油量增大,能更好的潤(rùn)滑滾針軸承,從而降低滾針軸承處的溫度。
對(duì)策方案三:選用保持架材質(zhì)為PA46的滾針軸承。
原因分析:保持架材質(zhì)為PA46的滾針軸承能承受更高的轉(zhuǎn)速及更高的溫度。
針對(duì)對(duì)策方案實(shí)施驗(yàn)證,滾針軸承處溫度降至90℃以下,從而徹底解決了滾針軸承燒蝕的風(fēng)險(xiǎn)。
方案圖:

經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證,優(yōu)化輸入軸油孔位置及油孔數(shù)量,優(yōu)化主動(dòng)齒輪出油口結(jié)構(gòu)及更換滾針軸承保持架材質(zhì)能徹底解決滾針軸承燒蝕的風(fēng)險(xiǎn),從而能滿足顧客對(duì)新能源汽車電驅(qū)動(dòng)橋總成的使用需求,提高新能源汽車的品質(zhì)。
(來源:EDC電驅(qū)未來)
