JL-3 型純電變速器差速器耐久試驗問題分析

劉忠月，趙 豪

（寧波吉利羅佑發動機零部件有限公司，浙江 寧波 315336）

引言

JL-3 型純電變速器項目是公司重要的戰略研發項目，該型變速器搭載高端車型，同其他品牌的變速器相比，結構簡單、重量輕、效率高、成本低、扭矩大，具有打開高端市場，提升品牌知名度的諸多優勢。該型變速器由于輸入扭矩及轉速明顯高于現有產品，因此，針對使用條件進行了專用化設計。該型變速器差速器后殼體鑄造出過油孔和導油筋，端面鑄造出導油槽，如圖1 所示。

1 耐久試驗過程故障分析及改進措施

JL-3 型純電變速器在差速器耐久試驗過程中，差速器發生異響，拆機后發現右半軸齒輪與差速器后殼體磨損粘連，中間支撐塊局部高溫色變[1]，判定失效，失效圖片如圖2、圖3 所示。

2 同結構試驗后零件對比分析

由圖4 看出，JL-3 型變速器行星軸上有油槽，但油槽長度不足。由圖5 可以看出，JL-4 型變速器的油槽上有墊圈。JL-3 型純電變速器的油槽上沒有墊圈，該設計在公司JL-7DCT 型變速器也在使用，且JL-7DCT型變速器通過了耐久試驗測試。

3 改進措施

經過內部討論及專家確認后，提出以下改進方案：

1）后差速箱增加8 個油孔；

2）優化前箱加強筋，防止墊片與前箱干涉；

3）擴大前后差速器箱軸承的安裝角半徑；

4）更換墊圈表面處理工藝，由表面磷化改為鹽浴氮化；

5）切斷1/3 擋油板；

6）擴大差速器前端窗口；

7）將差速器前后的單螺旋改為雙螺旋。

目前使用的方案及布局如下頁圖6～圖11 所示。

4 臺架測試

使用改進后JL-3 型變速器進行臺架試驗，臺架結構如下頁圖12 所示[2]：

使用改進后的差速器，先后進行了8 臺次臺架耐久試驗。

1）差速器耐久進行了5 臺次。差速器耐久試驗工況如下：

工況a：輸入轉速3 000 r/min，輸入扭矩150 N·m，左右半軸轉速分別為100 r/min 和300 r/min，無差轉速200 r/min，差速率50%，穩定運行50 s。

工況b：輸入轉速4 000 r/min，輸入扭矩200 N·m，左右半軸轉速分別為0 r/min 和422 r/min，無差轉速211 r/min，差速率100%，穩定運行100 s。

工況a 共計200 個循環，工況b750 個循環。

2）穩態耐久進行了3 臺次。穩態耐久試驗工況如下：

工況a：輸入轉速3 000 r/min，輸入扭矩520 N·m，穩定運行200 s；

工況b：輸入轉速4500r/min，輸入扭矩-450 N·m，穩定運行240 s。

工況a 共計500 個循環，工況b 共計500 個循環[3]。

8 臺次臺架耐久均全部通過試驗。臺架測試結果如表1 所示。

表1 臺架測試結果

5 結語

差速器對變速器起著至關重要的作用，但是我們經常關注于選型、計算和仿真方面的工作，對于差速器設計理念及思路的了解不夠全面、不夠深入。本次故障改進思路對后續設計具有一定的指導意義，警示設計工程師并不能只關注選型及匹配等，更應關注多方面設計細節，設計應與實際工況相結合。