車橋主減速器溫升分析與控制

楊帆，任宏東，安首位

(陜西漢德車橋有限公司，陜西 西安 710201)

0 引言

隨著汽車工業和物流運輸業的發展，作為物流技術關鍵裝備的重卡，市場也提出了更高的技術要求。商用汽車苛刻而復雜的使用工況，如重載、高速、長時間運轉等，對車橋技術提出了新的考驗，車橋的溫度控制在一定范圍內是保證車輛正常運行的重要參數，文中對車橋溫度產生的原因進行了分析，并在生產過程中提出了有效的控制措施。

1 車橋主減速器溫升質量問題描述

鑄造橋在使用過程中出現主減速器溫度持續升高，經臺架試驗檢測，部分橋主減速器溫度可高達170℃，因持續的高溫運轉會造成油封、O型圈等橡膠件損壞漏油、軸承抱死、潤滑油變質，齒輪早期磨損，面漆掉落等一系列問題，嚴重者出現冒煙、失火等故障，存在較大的安全隱患。

2 車橋主減速器的基本結構

車橋主減速器的基本結構如圖1所示。

3 車橋溫升產生的原因與機理

3.1 熱量的產生

車橋在運轉過程中主減速器中錐齒輪的轉動與滑動、軸承的轉動，輪邊減速器的轉動均會產生熱量，這些可稱為熱源。

3.2 潤滑與冷卻

車橋在使用過程中橋包內加注了一定量的齒輪油，冷卻方式有兩種:

第一種是通過被動錐齒輪飛濺潤滑，齒輪油在減速器殼與軸承座的油道中流動將各部件產生的熱量帶走;

第二種是通過汽車在行駛過程中空氣的流動將熱量帶走，即風冷。

當車橋在運轉過程中產生的熱量不能夠及時散去，將造成熱量的積累，導致溫度上升。

4 主減速器在裝配過程中影響溫升的因素

(1)主動錐齒輪軸承預緊力的調整。

(2)主被動錐齒輪齒測間隙的調整、齒面嚙合印跡的調整。

(3)差速器內行星齒輪與半軸齒輪間隙的調整。

(4)差速器軸承預緊力的調整。

(5)零部件運轉時不得有干涉，轉動困難等問題。

(6)潤滑油的選擇與加油量的控制。

(7)零部件質量的控制。

5 裝配方法及原因分析

5.1 軸承預緊力調整

主動錐齒輪與差速器都是通過圓錐滾子軸承分別固定在軸承座與減速器殼內，圓錐滾子軸承可承受軸向和徑向復合載荷。由于圓錐滾子軸承滾子為線接觸，可以降低接觸應力，通過軸承游隙的調整可以提高系統的剛性。

裝配主減速器時，圓錐滾子軸承應有一定的裝配預緊度［1］，即在消除軸承間隙的基礎上，再給予一定的壓緊力。其目的是為了減小在錐齒輪傳動過程中產生的軸向力所引起的齒輪軸的軸向位移，以提高軸的支承剛度，保證錐齒輪副的正常嚙合。但也不能過緊，若過緊則傳動效率低，轉動過程中將產生大量熱量，且加速軸承磨損。

5.1.1 主動輪軸承預緊力調整

為調整圓錐滾子軸承3和6的預緊度，在兩軸承內座圈之間的隔離套的一端裝有一組厚度不同的調整墊片4，如圖3所示。如發現過緊則增加墊片4的總厚度;反之，減小墊片的總厚度。

5.1.2 差速器預緊力調整

差速器軸承預緊力則是通過擰緊和松退兩端的調整螺母(如圖1中的配件13)來實現預緊力及齒側間隙的調整。主減速器的定位則是通過橋殼上2個定位銷孔來實現的，圖4中兩顆定位銷的間距隨著差速器軸承預緊力的變大而變大。在裝配過程中控制2個銷孔的最小間距與調整后的漲量，間距最小值為245.02 mm，漲量的最大值為齒背一側為0.05 mm。

5.2 齒側間隙的調整

齒側間隙的調整是主減速器裝配過程中的重要控制工步，錐齒輪副在運轉過程中摩擦將產生熱量，如果間隙過小，齒輪膨脹后會造成溫度升高，潤滑不良，早期磨損，嚴重者會造成“卡死”;間隙過大容易造成起動過程中打齒，傳動效率低下，因此在裝配過程中100%用百分表調整齒側面間隙。

5.3 潤滑油的選擇與加油量控制

驅動橋受的載荷較大，主被動錐齒輪和它的軸承需要良好的潤滑，否則極易引起早期磨損。差速器軸承及內部行星齒輪、半軸齒輪可以部分浸泡在潤滑油中進行潤滑，主被動錐齒輪則在旋轉過程中靠飛濺潤滑實現降溫，軸承座的前軸承［2］，該軸承距離油面很遠，不能靠飛濺潤滑，只能通過錐軸承的泵油作用實現軸承的潤滑。因此要保證主減速器總成各運轉部件的潤滑必須保證加油量符合要求，油道通暢，大小符合設計要求，否則將由于軸承、齒輪等潤滑不良引起溫度升高。

6 改進措施

6.1 主動錐齒輪預緊力的控制措施

主動錐齒輪預緊力的調整過程中通過選墊機對軸承座內調整墊片厚度進行選擇，保證了合適的軸承游隙，通過自動擰緊機來精確控制法蘭盤螺母的擰緊力矩，對每個軸承座的預緊力進行檢測，保證符合工藝要求。

6.2 差速器預緊力的控制措施

差速器預緊力的調整過程中通過用百分表檢測被動錐齒輪齒背一側銷子的漲量來控制調整差速器軸承的預緊力，調整過程中將漲量控制為0.05 mm。

6.3 齒側間隙的控制措施

在裝配過程中用百分表檢測連續三個齒的齒測間隙，間隙控制在0.25～0.40 mm，并將齒側最大變動量參數控制在0.10 mm內，此方法保證了對主被動齒輪齒側間隙的控制。

6.4 差速器內行星齒輪與半軸齒輪間隙的控制措施

差速器裝配過程中對行星齒輪、半軸齒輪、墊片的裝配過程中涂抹防卡滯劑，裝配完成后通過檢具旋轉半軸齒輪，檢測差速器內部齒輪的轉動情況，保證了各部件的轉動順暢。

6.5 潤滑油的選擇與加油量的控制

通過反復的對比試驗，得出結論:車橋的溫升與油品的型號、品質有著必然的聯系，在車橋的使用過程中加油量的多少也嚴重影響了車橋的散熱、溫升與傳動效率。因此，通過試驗，公司對鑄造橋的油品進行了指定，對加油量進行明確，并將此參數納入產品使用手冊，保證了用戶對油品的使用。

6.6 零部件精度控制

各零部件供應商通過對關鍵零部件、關鍵尺寸進行過程控制(如主減速器殼軸承孔尺寸、橋殼定位銷孔、軸承座軸承孔安裝距、同軸度等)，提高了過程能力，保證了關鍵部件的精度要求。

7 控制措施有效性驗證

通過部分工藝參數的調整，通過擰緊機、選墊機等保證工藝參數，裝配過程的控制，零部件關鍵尺寸及形位公差的控制，用戶使用過程中加油量的明確等有效控制了曼鑄造橋主減溫升，主減速器試驗數據控制在120℃以內，從售后服務反饋的信息來看主減速器溫升故障明顯減少，溫升得到了有效控制。

【1】劉惟信．汽車設計［M］．北京:清華大學出版社，2001:119－120．

【2】孫明海．車橋軸承數字裝配技術［J］．現代零部件，2010(10):39－40．