特拉卡限滑差速器工作不良的故障分析與技術改進

張法智

(廣州市工貿(mào)技師學院，廣東 廣州510425)

0 前言

隨著新技術的進步，人們對越野車底盤的性能的要求越來越高，不僅要求越野車底盤具有較好的動力性能、平順性能和通過性能。LSD(限滑差速器)應用目的在于改善傳統(tǒng)差速器當驅(qū)動輪由于驅(qū)動力輸出太大或地面太滑，或單驅(qū)動輪懸空所造成單邊驅(qū)動輪打滑，而造成另一驅(qū)動輪也同時失去驅(qū)動力。

1 LSD(限滑差速器)的構成和工作原理

1.1 磨擦片式LSD(限滑差速器)的構成

華泰現(xiàn)代特拉卡X250—LSD(限滑差速器)采用的是摩擦片片式限滑差速器。由差速器殼、從動齒輪、輸入軸齒輪、輸入軸前后軸承、差速器軸承、行星齒輪、行星齒輪十字軸、半軸齒輪、從動磨擦片、主動磨擦片、彈簧片、推力墊圈、壓力盤等構成。如圖1。

圖1

結(jié)構圖所示：2.差速器殼左蓋；21.差速器殼右蓋；3、21.推力墊圈；4、19.彈簧壓片；5、7、16、18.主動磨擦片；6、8、15、18.從動磨擦片；9、14.壓力盤；10、13半軸齒輪；11.行星齒輪；12.行星齒輪十字軸.

1.2 LSD(限滑差速器)工作原理

華泰現(xiàn)代特拉卡限滑差速器類似于常見的摩擦片式差速器，只不過中間多了2個碗形的壓力盤。如圖1所示，壓力盤上每2個斜面組成1個楔角。主動片通過花鍵與差速器殼體相連，從動片通過花鍵與半軸齒輪相連。開始起動時發(fā)動機輸出的扭力，經(jīng)過變速器變換以后通過傳動軸傳遞到差速器，而同時差速器殼以及與差速器殼連接的壓力盤、主動摩擦片將隨從動錐齒輪一起轉(zhuǎn)動，當車輛發(fā)生驅(qū)動輪打滑且左右輪的轉(zhuǎn)速相差大時，將使分別連結(jié)于左右驅(qū)動輪上的摩擦片亦產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差,由于兩半軸齒輪上有負荷，所以半軸齒輪以及從動摩擦片的起步動作要比差速器殼體等要晚一些，加上行星軸的兩端做成楔形，所以正常行駛時，壓盤將主、從動片緊緊地壓在一起。一部分功率通過差速器殼體、壓盤行星軸、行星齒輪、半軸齒輪傳遞至左右車輪；另一部分功率則通過壓盤主動摩擦片、從動摩擦片傳遞至半軸齒輪。若左右兩側(cè)沒有轉(zhuǎn)速差則從動片與主動片以及差速器殼體之間沒有相對轉(zhuǎn)動。當左右兩邊有轉(zhuǎn)速差時，從動片與主動片之間有轉(zhuǎn)速差，轉(zhuǎn)得快的半軸就受到主動片及差速器殼體的限制使半軸齒輪上的扭矩不致過分降低，根據(jù)行星齒輪等扭傳遞扭矩的規(guī)律，這部分扭矩相應的轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)得較慢的半軸齒輪上的扭矩，另外轉(zhuǎn)得慢的半軸就受到主動片及差速器殼體的限制使半軸齒輪上的扭矩再次增加，從而使整體的防滑效果得到大大增強。

2 限滑差速器故障的分析與改進

對于限滑差速器故障的檢修，首先要熟練掌握差速器的結(jié)構和工作原理，再結(jié)合道路試驗的結(jié)果，建立一個維修的方案，把握一個總體的思路，要有針對性的對故障所發(fā)生的地方進行分析，先排除那一部分，再鎖定那一部分，做到心中有底，從易到難。以下是限滑差速器出現(xiàn)故障從診斷到故障排除的一例。

一輛華泰現(xiàn)代特拉卡X250(該車為四輪驅(qū)動后LSD限滑差速器)，行駛總里程為8600km，因故障到我公司報修。據(jù)客戶反映：該車在起步時，如果方向盤不在正中位置，在起步瞬間車身會產(chǎn)生強烈的抖動，而且當方向盤在正中位置，兩前輪處于直前狀態(tài)時，則起步時一切正常。并詢問用戶得知，該車從購買到日常維護都一直在本公司進行，那么首先排除了該車被維修過的可能。

在對用戶報修的故障進行檢修前，進行了道路的試驗和檢測。的確正如用戶所反映一樣，該車無論是以高轉(zhuǎn)速或是中低轉(zhuǎn)速起步，只要前輪不在直前位置，在抬起離合踏板的瞬間，車身均產(chǎn)生明顯抖動，并且強烈程度隨起步是發(fā)動機轉(zhuǎn)速及方向盤(前輪)偏轉(zhuǎn)的角度成正比。特別是在轉(zhuǎn)彎起步的時侯車身的抖動更加明顯。

在起步瞬間車身會產(chǎn)生強烈的抖動，這一故障首先要想到由那幾個部位可能產(chǎn)生，當發(fā)動機傳遞扭力所經(jīng)過的相關部件，比如離合器機構、變速器機構、傳動軸機構、后限滑差速器機構、后驅(qū)動輪等都有可能產(chǎn)生故障。

第一，當離合機構出現(xiàn)故障即離合器壓板、發(fā)動機飛輪受熱或材料因素造成變形，在離合器分離到接合過程產(chǎn)生抖動的話，首先感覺到的是離合踏板有頻率明顯的抖動，轉(zhuǎn)向在不在正中位置都不會造成接合過程產(chǎn)生的抖動！

第二，變速器是變換扭力的機構，由其引起起步瞬間車身會產(chǎn)生強烈的抖動應該是不可能。

第三，傳動軸所引起的故障(例如傳動軸萬向節(jié)發(fā)卡、傳動軸可伸縮軸沒有按要求安裝、傳動軸變形失去平衡等)，應當是車速在某一位置時出現(xiàn)車身抖動。

第四，如果后驅(qū)動輪由于輪胎氣壓不足、磨損變形的話，此類故障不會造成起步瞬間車身會產(chǎn)生強烈的抖動。

第五，最后由后限滑差速器工作不良所致，引起在起步瞬間車身會產(chǎn)生強烈的抖動是最大的可能。

在拆解限滑差速器之前，不要忽略了對限滑差速器潤滑油的檢查，檢查潤滑油是否符合要求、是否變質(zhì)、是否含有機件磨損的金屬微粒，由限滑差速器工作過程可知各部件的工作是憑符合要求的潤滑油去潤滑。

在拆解限滑差速器時首先要注意一點就是，做好裝配記號，拆卸下的各零部件按順序排列，避免裝配時候出錯，然后再把拆卸下的各零部件進行清潔。清潔以后對各零部件進行檢測，首先檢查從動齒輪、輸入軸齒輪、行星齒輪、半軸齒輪、等接觸的齒面，以及輸入軸前后軸承、差速器軸承、軸承座等是否有明顯的磨損程度、斑點、及缺口。必要時進行調(diào)整或更換。由于在起步瞬間車身會產(chǎn)生強烈的抖動，故障就出現(xiàn)限滑差速器上，檢查時一定要認真細致務必找到故障所發(fā)生的位置。檢查差速殼是否有裂紋、差速殼的凹槽、推力墊圈是否有不正常的磨損。測量檢查彈簧片的彈力是否符合要求。用千分尺檢測壓力盤和磨擦片的平面度。

經(jīng)過細致的檢查，終于發(fā)現(xiàn)了磨擦片的異常之處——在緊貼壓力盤的兩從動磨擦片的工作面，出現(xiàn)了片子外圓周沒有磨損，而在磨損處則出現(xiàn)了幾處很淡不易察覺的藍黑色斑塊(如圖2-B所示)，用千分尺測量兩片磨擦片的磨損量喲為0.03~0.05mm之間。檢測的數(shù)據(jù)如表1。

表1

這個奇怪的現(xiàn)象引起了本人的高度重視，預感到該車的故障現(xiàn)象一定與這兩個異常磨損的工作面有密切關聯(lián)，因為根據(jù)特拉卡限滑差器的工作原理，有讓8片表面積和磨擦系數(shù)能讓如此之小的鋼片產(chǎn)生出足夠強大的磨擦力，就必須要對兩組鋼片施加一個非常強大的壓緊力。在如此強大的壓緊力下,如果沒有良好的潤滑機制和抗剪切優(yōu)良的油品，那么在極端情況下，磨擦產(chǎn)生的高溫將會使所有鋼片在一瞬間燒毀。換句話說，暗斑和磨損說明這兩片磨擦片貼在壓力盤的這兩個工作面必然存在著潤滑不良的情況。耐人尋味的是：為什么片子的外圓周位置卻毫無磨損的跡象呢？沿著這一思路，對整個磨擦片表面進行了細致的分析研究，最后終于找出了問題的關鍵所在。最終得出的結(jié)論是——緊貼壓力盤的兩個從動摩擦片表面的坑紋設計存在錯誤，從而導致這兩個工作面長期處于潤滑不良狀態(tài)，以致以致產(chǎn)生異常的抖動。而從動摩擦片花紋(如圖2所示)，該摩擦表面有10道用于存貯潤滑油的環(huán)型油糟，10條油糟是相互同心的正圓，但與鋼片圓心不同心。外圓周的三條油糟在鋼片邊沿有開口(我們稱之為開放式油糟），內(nèi)側(cè)(圖2-B)所示的7條油糟沒有開口(我們稱之為閉合式油糟)。經(jīng)發(fā)現(xiàn)這10條油糟是各自完全獨立，每條油糟之間沒有任何相連的通道或接口，這就是本人認為最關鍵之處也就是設計錯誤之處。因為當這個工作面和主動摩擦片工作面接觸時，它可以借助主動摩擦片的全開放式油糟得到良好潤滑(如圖3所示)。

圖2

圖3

但當這個工作面壓在壓力盤的光滑平面時，問題就會隨之出現(xiàn)，因為當壓力盤的光滑平面完全和從動摩擦片表面的凸起面積壓緊時,將會完全切斷內(nèi)圓周的7條閉合式油糟相互之間以及和外界的所有聯(lián)系，這樣一來，潤滑不良和接合振抖也就不可避免了。而從于片子外沿的面積，雖然也壓緊在完滑平面上，但因為該處有3條(圖2-A所示)在片邊沿有開放式油糟，所以仍能得到有效潤滑，這也就是為什么片子外沿沒有磨損的原因。

為了能使從動摩擦片7條閉合式油糟得到更好的潤滑，于是做出一個大膽的試驗，把這兩個緊貼壓力盤的兩個從動磨擦片的工作面用小銼刀進行了切糟處理，(效果如圖4所示)切糟深度大約0.3-0.4mm，切糟以后潤滑油就從各個開放式切口進入7條閉合式油糟，進行對從動磨擦片的工作面與壓力盤工作面的潤滑。

圖4

切糟工作都完成之后，對限差速器的零部件清潔，然后按技術資料的要求裝復限差速器，在裝復限差速器過程中用印章用的紅丹油或用千分尺測量、調(diào)整輸入軸齒輪與從動齒輪的齒合間隙，輸入軸前后軸承、差速器軸承接觸面和間隙，限差速器在驅(qū)動橋上安裝好之后，按要求加入LSD專用即85W90等級的限滑差速器潤滑油。

在進行道路試驗之前，千萬不要操之過急，一裝好限差速器之后就進行先前故障即起步瞬間車身抖動的測試！由于限差速器內(nèi)的潤滑油還沒有完全進入切糟的從動摩擦片工作面，如果強行測試將會加急從動摩擦片的磨損，并且有可能會燒毀摩擦片。首先應在比較平直的路面進行中速的行駛大約20-30km，使?jié)櫥统浞诌M入切糟的從動摩擦片工作面，然后再進行打轉(zhuǎn)向起步的測試。通過反復幾次測試，起步時車身抖動的故障完全排除。

由于華泰現(xiàn)代特拉卡X250—LSD(限滑差速器)的從動摩擦片設計上存在一些缺陷，本維修站都陸續(xù)接到一部分用戶對以上相同的故障進行報修，于是全部采用把從動摩擦片進行切糟來增加潤滑的方法去排除故障。

3 結(jié)束語

在沒改變LSD(限滑差速器)原有的功能之下在某個零部件通過一些技術改進，達到了排除故障的目的。通過LSD(限滑差速器)案例的檢修和排除，并在相同故障類型的車上進行的推廣和應用。最后得出的結(jié)論就是，對于汽車無論任何故障要對癥下藥，找出故障所在的部分，再鎖定范圍，為了避免把問題復雜化，建立一個正確的思路，從最簡單入手一步步分析檢查再到排除，當然也離不開經(jīng)驗的檢測方法、工作原理的掌握、技術資料的支持。

［1］華泰現(xiàn)代特拉卡維修手冊[Z].