模擬汽車行駛路況中后車橋總成齒輪潤滑觀測系統和方法

韋軍，黃民峰

1.方盛車橋（合肥）有限公司 安徽合肥 230051 2.上汽商用車技術中心 上海 200000

汽車中后橋總成內部齒輪的潤滑，主要是在汽車中后橋內腔加注齒輪潤滑油通過齒輪旋轉將齒輪油濺起飛濺潤滑各旋轉部位，以確保車橋總成內主減速器總成、差速器齒輪及軸承達到潤滑并有效散熱的作用。橋齒輪油加注多了會增大齒輪運轉阻力和動力消耗，齒輪及潤滑油熱量不易散失，橋內部壓力過大、潤滑油溫度較高會損壞油封及結合處密封墊造成漏油；橋齒輪油加注少了則造成各齒輪干摩擦，橋的整體噪聲超標，燒壞減速器和差速器齒輪及軸承造成齒輪抱死引起嚴重的機械事故。

所以，目前國內各車橋制造廠家對不同型號的車橋總成潤滑油加注有嚴格的規定，但汽車在不同的路況如上下坡時，由于重力作用，橋總成內潤滑油高度會發生變化導致橋總成內部齒輪潤滑有效性發生變化。目前國內車橋廠家對實際行駛工況中，橋總成潤滑不良造成的故障模式及內在機理因沒有有效的試驗檢測裝置，從而缺乏有效的分析論證。

裝置結構組成

本檢測裝置是提供一種模擬汽車行駛在平地、上坡、下坡等不同路況時，對汽車中后車橋總成內部齒輪潤滑進行觀測試驗裝置及檢測方法。該裝置控制觀測臺可根據試驗需要，通過電動推桿總成伸縮讓轉板總成在底架總成上旋轉±25°范圍內的任意角度，來模擬不同傾斜角度的上下坡路況，并由角度傳感器將角度數值傳遞到控制觀測臺；鎖緊桿總成將轉板總成和底架總成鎖緊保證安全。試驗橋總成通過支撐座總成固定在轉板總成上，將圖像傳感器安裝試驗橋需觀測部位預先開孔處，起動電動機通過軸承座總成和傳動軸總成驅動試驗橋總成按設定的轉速旋轉。通過安裝在試驗橋總成上的圖像傳感器將試驗橋總成內部潤滑圖像傳輸到控制觀測臺，控制觀測臺可通過電腦顯示器實時顯示潤滑情況并儲存；通過溫度傳感器實時監測運行中試驗橋內部潤滑油溫度并將檢測到的潤滑油溫度數值在控制臺上顯示，通過與室溫對比計算確定溫度是否合格；通過A級聲級計檢測各部位噪聲。

觀測試驗裝置由底架總成、轉板總成、電動推桿總成、支撐座總成、試驗橋總成、浮動支撐總成、傳動軸總成、軸承座總成、防護總成、驅動電動機總成、鎖緊桿總成、控制觀測臺、圖像傳感器、溫度傳感器和角度傳感器等零部件組成（見圖1）。試驗臺基本參數為：旋轉角度范圍±25°，公差值≤1°；電動機轉速范圍0～2000r/min，公差值≤3r/min；測量溫度范圍0～200℃，公差值≤1℃。

圖1 橋總成齒輪潤滑觀測系統結構

檢測實施方式和檢測步驟

本試驗裝置具體運轉方式為：轉板總成2水平位置時將試驗橋總成5安裝在支撐座總成4上，將試驗橋總成5與傳動軸總成7連接，調整浮動支撐總成6和防護總成9；在試驗橋總成5上安裝好圖像傳感器13和溫度傳感器14，松開壓緊桿總成11，操作控制觀測臺12起動電動動推桿總成3，使轉板總成2在底架總成1上旋轉，通過角度傳感器15顯示的數據將轉板總成2調整至試驗要求角度；鎖緊壓緊桿總成11，起動驅動電動機總成10通過軸承座總成8和傳動軸總成7讓驅動試驗橋總成5按設定的轉速旋轉，通過圖像傳感器13將試驗橋總成5內部潤滑圖像傳輸到控制觀測臺12，控制觀測臺12上電腦顯示器實時顯示潤滑情況并儲存。溫度傳感器14實時監測運行中試驗橋總成5內部潤滑油溫度，并將溫度數值傳遞到控制操作臺12。

其試驗檢測步驟標準為：

1.模擬平地路況檢測

第一步，按設備操作說明要求將轉板總成調整至水平位置（轉板總成角度為0°），并鎖緊轉板總成。

第二步，將溫度傳感器安裝在試驗橋總成放油螺紋孔內，按試驗橋總成技術要求加注適量潤滑油。

第三步，調整電動機輸出轉速慢速運轉為400～800r/min（根據試驗車橋速比計算出相當于整車速度為30km/h的轉速），慢速運轉以無撞擊聲或無周期性的不均勻聲響為合格。

第四步，調整電動機輸出轉速高速運轉為1000～1500r/min（根據試驗車橋速比計算出相當于整車速度為50km/h的轉速），運行15min后使各處軸承、齒輪嚙合達到更好效果開始檢測。

（1）潤滑情況檢測 將圖像傳感器探頭安裝在試驗橋能觀測主減軸承、主減主齒等部位的預先開孔處，通過控制臺顯示器觀測零部件內部潤滑。潤滑油能潤滑覆蓋零部件運動嚙合表面為合格。

（2）溫度檢測 采用紅外測溫儀測量各處軸承安裝位置及輪邊外表面溫度≤40℃為合格；電動機輸出轉速高速運轉時試驗橋總成內部潤滑油溫為：溫度傳感器檢測溫度高于試驗現場室溫70～90℃為合格［1］。

（3）噪聲檢測 在主減速器的齒輪副處，把A級聲級計放在主減速器的圓錐齒輪副中心線垂直平面的主減速器殼上方150mm處，測量噪聲≤95dB；輪邊行星齒輪副處把A級聲級計放在輪邊外150mm處，測量噪聲≤70～95dB（根據圖樣技術要求）。

2.模擬上坡路況檢測

按設備操作說明要求將轉板總成調整至上坡位置（轉板總成角度為15°），并鎖緊轉板總成。

其余檢測步驟同平地路況檢測步驟第三步和第四步。

3.模擬下坡路況檢測

按設備操作說明要求將轉板總成調整至下坡位置（轉板總成角度為-15°），并鎖緊轉板總成。

其余檢測步驟同平地路況檢測步驟第三步和第四步。

檢測裝置實物如圖2所示。

圖2 檢測裝置實物

裝置結構特點

1）該裝置支撐座總成設計為可調節結構，并通過可調節方向的傳動軸總成實現不同彈簧墊壓板板簧孔、不同偏心距和高度的多品種中后橋總成試驗橋的檢測。

2）該裝置結構集思廣益優化設計，通過模擬最接近實際使用現場的不同路況對中后車橋總成進行齒輪潤滑觀測試驗，收集檢測數據可對市場上橋總成的潤滑失效模式分析提供有效的解決方案，為橋總成內部結構優化設計提供借鑒，降低市場上產品的故障率，提高產品的質量和顧客滿意度。也可為新設計的橋總成結構設計提供有效的驗證方式。

3）該裝置制造費用低，結構簡單，維修方便，適合多品種的中后橋殼總成的試驗。應用組合化原理，設計有可調式定位夾緊機構解決各類不同總長中后橋總成試驗所需的定位和夾緊，滿足了多品種、多系列橋總成的試驗要求。

結語

此試驗設備通過模擬汽車行駛的不同路況對橋總成內部齒輪潤滑情況、溫度變化及產生的噪聲進行直觀觀測和試驗，可為橋總成的設計和改進提供有效的依據和借鑒。