淺析變速箱差速器油封漏油范文

本站小編為你精心準(zhǔn)備了淺析變速箱差速器油封漏油參考范文，愿這些范文能點(diǎn)燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要：根據(jù)變速箱在汽車上的裝配關(guān)系及工藝過程，從變速箱、驅(qū)動(dòng)半軸、整車裝配三個(gè)方面，分別基于設(shè)計(jì)、加工、裝配各環(huán)節(jié)，對汽車變速箱差速器油封漏油問題進(jìn)行了全方面的分析。提出了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、質(zhì)量控制、裝配工藝相關(guān)環(huán)節(jié)入手，變速箱供應(yīng)商、驅(qū)動(dòng)半軸供應(yīng)商、整車制造商多方面同時(shí)管控，綜合解決汽車變速箱差速器油封漏油問題的相關(guān)措施。

關(guān)鍵詞：汽車變速箱;差速器油封;驅(qū)動(dòng)半軸;整車裝配;漏油分析

1前言

近年來，隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車產(chǎn)量不斷攀升，我國已經(jīng)成為汽車制造大國。變速箱是汽車重要零部件之一，對汽車的行駛性和操控性，有著至關(guān)重要的作用[1]。變速箱質(zhì)量的好壞，對汽車性能有著直接影響。變速箱漏油是變速箱常見質(zhì)量問題之一。變速箱潛在漏油位置包括變速箱殼體連接處、放油孔、變速箱差速器油封等部位[2]。由于變速箱差速器油封位置漏油故障涉及到包括變速箱供應(yīng)商、驅(qū)動(dòng)半軸供應(yīng)商以及整車制造商在內(nèi)，各自的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工、裝配環(huán)節(jié)，不是一個(gè)單方面的問題，故障排查起來較為復(fù)雜。因此，出現(xiàn)在該位置的漏油問題一直是汽車制造商比較棘手的問題。本文主要從變速箱、驅(qū)動(dòng)半軸、整車裝配三個(gè)方面來分析漏油原因并根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了預(yù)防措施。

2變速箱

變速箱殼體上安裝的差速器油封用來將變速箱中的潤滑油與外界灰塵、水等阻隔開來。在差速器油封合理選型的前提下，油封能否起到良好的密封效果與變速箱殼體上油封安裝孔的設(shè)計(jì)、加工質(zhì)量有著密切關(guān)系[3-4]。

2.1尺寸公差油封通過與安裝孔形成的過盈配合固定在變速箱殼體上，當(dāng)油封外圈與安裝孔之間的配合過于緊密時(shí)，它會給油封壓裝環(huán)節(jié)帶來困難，容易造成油封切邊問題，影響產(chǎn)品合格率；反之則會降低安裝孔對油封的緊固效果，當(dāng)變速箱長期處于惡劣的振動(dòng)工況時(shí)，油封容易從安裝孔中松脫，發(fā)生潤滑油泄漏。推薦油封安裝孔公差不大于H8。

2.2表面質(zhì)量油封安裝孔內(nèi)表面粗糙度過低時(shí)，油封裝配面太光滑，油封外圈與安裝孔內(nèi)表面之間的摩擦力將會顯著減小，在長期的振動(dòng)工況下，同樣會帶來油封松脫的風(fēng)險(xiǎn)；如果安裝孔內(nèi)表面粗糙度太高，油封裝配面太粗糙，則可能造成油封外圈與安裝孔內(nèi)表面之間發(fā)生漏油問題。一般油封安裝孔粗糙度推薦Ra1.6μm-Ra3.2μm或Rz6.3μm~Rz12.5μm，安裝孔內(nèi)表面不能有毛刺、劃痕等可見缺陷。

2.3過渡倒角為避免油封壓裝時(shí)，出現(xiàn)切邊現(xiàn)象，油封安裝孔口處要設(shè)計(jì)一個(gè)過渡倒角。倒角角度推薦15°~25°，倒角長度0.7~1.5mm，倒角部位不能有毛刺[5]。

3驅(qū)動(dòng)半軸

驅(qū)動(dòng)半軸與變速箱差速器油封通過相互間的裝配關(guān)系，使油封密封唇口與軸表面達(dá)到過盈配合狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)密封作用。因此，與油封密封唇口接觸部位的軸肩設(shè)計(jì)及加工質(zhì)量也是影響變速箱差速器油封密封效果的因素之一。

3.1尺寸公差要恰當(dāng)選擇接觸部分半軸的尺寸公差，使油封密封唇口與驅(qū)動(dòng)半軸形成的配合過盈量在合理范圍。當(dāng)軸與油封密封唇間過盈量較小時(shí)，油封橡膠材料形變可能不足以填補(bǔ)軸表面的加工痕跡，引起泄漏問題；反之過盈量太大，則會給油封唇口和半軸之間接觸油膜的形成帶來困難，造成干摩擦現(xiàn)象，嚴(yán)重影響油封使用壽命[6]。一般推薦與油封接觸部分軸肩直徑公差等級不大于h11。

3.2表面質(zhì)量軸肩部分的表面質(zhì)量狀況在很大程度上將決定油封密封的可靠性和使用壽命。當(dāng)該區(qū)域表面粗糙度過大時(shí)，變速箱潤滑油可能通過該區(qū)域表面的微觀加工痕跡，越過油封密封唇口泄漏到變速箱外；當(dāng)該區(qū)域表面粗糙度過小時(shí)，軸表面太過光滑，不利于油封唇口與軸接觸面間潤滑油膜的形成，會降低油封的使用壽命[7]。對于與油封接觸部分半軸表面粗糙度值，推薦Ra0.2μm~Ra0.5μm或Rz1.2μm~Rz3μm。此外，如圖1所示的劃痕、擦傷等痕跡也不允許出現(xiàn)在軸上該區(qū)域。建議采用無軸向進(jìn)給磨削或無軸向進(jìn)給金剛砂紙磨光的方法來加工該區(qū)域。

3.3表面硬度根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，一般情況下，與油封接觸區(qū)域軸的硬度不小于30HRC。為避免運(yùn)輸過程中磕碰帶來的損傷，可將軸的硬度提高到45HRC，淬火深度至少0.3mm[8]。此外，軸的硬度與軸圓周速度密切相關(guān)。當(dāng)軸肩圓周速度達(dá)到10m/s時(shí)，硬度應(yīng)達(dá)到60HRC。隨著軸圓周速度的提高，硬度也應(yīng)相應(yīng)提高。3.4軸跳動(dòng)與偏心當(dāng)軸存在跳動(dòng)時(shí)，在慣性作用下，油封密封唇不能很好的跟隨軸的跳動(dòng)，軸和密封唇之間會形成瞬時(shí)間隙，產(chǎn)生漏油問題。轉(zhuǎn)速越高，由軸跳動(dòng)引起的漏油風(fēng)險(xiǎn)越大。因此，應(yīng)當(dāng)盡可能避免軸的跳動(dòng)或者使之保持在較小范圍。不同軸轉(zhuǎn)速下允許的最大軸跳動(dòng)量如圖2所示。為降低軸的跳動(dòng)，可將變速箱差速器油封緊靠軸承布置，通過軸承來限制油封附近區(qū)域軸的跳動(dòng)量。此外，還應(yīng)當(dāng)控制軸和油封安裝孔中心之間的偏心量，避免油封唇口的單向載荷，造成油封唇口偏磨并由此引起的泄漏失效。不同軸徑下允許的最大偏心量如圖3所示。3.5軸端倒角軸肩的端面應(yīng)加工出倒角，如圖4所示。倒角范圍15°-30°，倒角長度如表1所示[9]。此外，應(yīng)避免加工毛刺的出現(xiàn)，倒角也可以加工成圓角。

4整車裝配

即使驅(qū)動(dòng)半軸和變速箱本身設(shè)計(jì)、加工都不存在問題，如果整車制造商在裝配階段，存在裝配工藝不合理現(xiàn)象，同樣會造成變速箱差速器位置漏油問題。首先，驅(qū)動(dòng)半軸在插裝到變速箱差速器花鍵前，要檢查變速箱差速器油封和與之接觸驅(qū)動(dòng)半軸部分的清潔度狀況。確保驅(qū)動(dòng)半軸該區(qū)域和變速箱差速器油封唇口干凈、無異物，尤其是金屬顆粒異物[10]。其次，驅(qū)動(dòng)半軸安裝時(shí)，如果半軸前端的花鍵需要從變速箱差速器油封中穿過，應(yīng)注意避免半軸花鍵劃傷差速器油封唇口，圖5為被花鍵劃傷的油封唇口。可采用類似圖6所示的特定工裝來保護(hù)差速器油封唇口不被花鍵劃傷。此外，應(yīng)保證變速箱通氣管的通暢。避免裝配環(huán)節(jié)造成通氣管阻塞，引起箱內(nèi)氣壓上升，導(dǎo)致潤滑油通過差速器油封被壓出箱外，形成泄漏。

5結(jié)束語

變速箱差速器與整車驅(qū)動(dòng)半軸連接面的潤滑油泄漏問題，由于涉及到變速箱供應(yīng)商、驅(qū)動(dòng)半軸供應(yīng)商以及整車制造商各方的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、質(zhì)量控制、裝配工藝等多個(gè)環(huán)節(jié)，發(fā)生此類問題時(shí)，往往需要整車制造商召集有關(guān)供應(yīng)商，共同分析問題原因，尋找應(yīng)對措施。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，可從以下方面著手進(jìn)行分析、查找原因并制定預(yù)防措施。a.產(chǎn)品設(shè)計(jì)變速箱油封對油封安裝孔及與之相配合部分驅(qū)動(dòng)半軸的尺寸、公差要求、表面粗糙度等要求是否與油封安裝孔及驅(qū)動(dòng)半軸圖紙上實(shí)際給定的相關(guān)要求保持一致。b.質(zhì)量控制對于漏油問題的變速箱，檢查變速箱線上裝配時(shí)的氣密性數(shù)據(jù)及下線檢測報(bào)告，分析數(shù)據(jù)是否有超差現(xiàn)象；對于相應(yīng)的漏油問題驅(qū)動(dòng)半軸，檢查批次性出廠報(bào)告或直接測量該半軸的相關(guān)接口參數(shù)及表面狀況，是否存在不合格現(xiàn)象。c.裝配工藝檢查整車制造商相關(guān)裝配工藝是否合理，是否通過相關(guān)措施來保護(hù)變速箱油封在裝配過程中不被半軸劃傷。半軸及變速箱油封清潔度狀況是否良好。

參考文獻(xiàn)：

[1]柴麗麗,劉浩.淺談變速器油封漏油[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2016(13)：134.

[2]鐘勇.淺談?dòng)绊懽兯倨髅芊獾脑O(shè)計(jì)技巧[J].自動(dòng)化應(yīng)用,2017,4：1-3.

[3]黃善勇,陳祖建.汽車半軸油封漏油原因及實(shí)例解析[J].裝備制造技術(shù),2012,9：207-209.

[4]胡澤華,張紅燁.PTFE油封技術(shù)發(fā)展趨勢[J].潤滑與密封,2015,40(10)：128-133.

[5]付平,常德功.密封設(shè)計(jì)手冊[K].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2009.

[6]陳舒萍.基于有限元模擬的油封磨耗分析[J].潤滑與密封,2016,41(5)：130-133.

[7]趙良舉,蘇曉燕,杜長春等.旋轉(zhuǎn)唇形油封泵吸效應(yīng)及影響因素分析[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2011,34(12)：1782-1786.

[10]鄒林峰,王光亮.SC12M5變速器后油封漏油故障分析及解決[J].大眾科技,2016,18(5)：42-44.

作者：陳威 楊程 謝宇 蔣超 單位：航天重型工程裝備有限公司