張法智

(廣州市工貿(mào)技師學(xué)院，廣東 廣州510425)

0 前言

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

1 LSD(限滑差速器)的構(gòu)成和工作原理

1.1 磨擦片式LSD(限滑差速器)的構(gòu)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(dòng)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(dòng)磨擦片、主動(dòng)磨擦片、彈簧片、推力墊圈、壓力盤等構(gòu)成。如圖1。

圖1

結(jié)構(gòu)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(dòng)磨擦片；6、8、15、18.從動(dòng)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(gè)碗形的壓力盤。如圖1所示，壓力盤上每2個(gè)斜面組成1個(gè)楔角。主動(dòng)片通過花鍵與差速器殼體相連，從動(dòng)片通過花鍵與半軸齒輪相連。開始起動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的扭力，經(jīng)過變速器變換以后通過傳動(dòng)軸傳遞到差速器，而同時(shí)差速器殼以及與差速器殼連接的壓力盤、主動(dòng)摩擦片將隨從動(dòng)錐齒輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)車輛發(fā)生驅(qū)動(dòng)輪打滑且左右輪的轉(zhuǎn)速相差大時(shí)，將使分別連結(jié)于左右驅(qū)動(dòng)輪上的摩擦片亦產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差,由于兩半軸齒輪上有負(fù)荷，所以半軸齒輪以及從動(dòng)摩擦片的起步動(dòng)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(shí)，壓盤將主、從動(dòng)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(dòng)摩擦片、從動(dòng)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(dòng)片與主動(dòng)片以及差速器殼體之間沒有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)左右兩邊有轉(zhuǎn)速差時(shí)，從動(dòng)片與主動(dòng)片之間有轉(zhuǎn)速差，轉(zhuǎn)得快的半軸就受到主動(dòng)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(yīng)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(dòng)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(qiáng)。

2 限滑差速器故障的分析與改進(jìn)

對(duì)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(gòu)和工作原理，再結(jié)合道路試驗(yàn)的結(jié)果，建立一個(gè)維修的方案，把握一個(gè)總體的思路，要有針對(duì)性的對(duì)故障所發(fā)生的地方進(jìn)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(dòng)后LSD限滑差速器)，行駛總里程為8600km，因故障到我公司報(bào)修。據(jù)客戶反映：該車在起步時(shí)，如果方向盤不在正中位置，在起步瞬間車身會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的抖動(dòng)，而且當(dāng)方向盤在正中位置，兩前輪處于直前狀態(tài)時(shí)，則起步時(shí)一切正常。并詢問用戶得知，該車從購(gòu)買到日常維護(hù)都一直在本公司進(jìn)行，那么首先排除了該車被維修過的可能。

在對(duì)用戶報(bào)修的故障進(jìn)行檢修前，進(jìn)行了道路的試驗(yàn)和檢測(cè)。的確正如用戶所反映一樣，該車無(wú)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(dòng)，并且強(qiáng)烈程度隨起步是發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)侯車身的抖動(dòng)更加明顯。

在起步瞬間車身會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的抖動(dòng)，這一故障首先要想到由那幾個(gè)部位可能產(chǎn)生，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞扭力所經(jīng)過的相關(guān)部件，比如離合器機(jī)構(gòu)、變速器機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)軸機(jī)構(gòu)、后限滑差速器機(jī)構(gòu)、后驅(qū)動(dòng)輪等都有可能產(chǎn)生故障。

第一，當(dāng)離合機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障即離合器壓板、發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)的話，首先感覺到的是離合踏板有頻率明顯的抖動(dòng)，轉(zhuǎn)向在不在正中位置都不會(huì)造成接合過程產(chǎn)生的抖動(dòng)！

第二，變速器是變換扭力的機(jī)構(gòu)，由其引起起步瞬間車身會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的抖動(dòng)應(yīng)該是不可能。

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

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

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(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的抖動(dòng)是最大的可能。

在拆解限滑差速器之前，不要忽略了對(duì)限滑差速器潤(rùn)滑油的檢查，檢查潤(rùn)滑油是否符合要求、是否變質(zhì)、是否含有機(jī)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(rùn)滑油去潤(rùn)滑。

在拆解限滑差速器時(shí)首先要注意一點(diǎn)就是，做好裝配記號(hào)，拆卸下的各零部件按順序排列，避免裝配時(shí)候出錯(cuò)，然后再把拆卸下的各零部件進(jìn)行清潔。清潔以后對(duì)各零部件進(jìn)行檢測(cè)，首先檢查從動(dòng)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(diǎn)、及缺口。必要時(shí)進(jìn)行調(diào)整或更換。由于在起步瞬間車身會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的抖動(dòng)，故障就出現(xiàn)限滑差速器上，檢查時(shí)一定要認(rèn)真細(xì)致務(wù)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(cè)量檢查彈簧片的彈力是否符合要求。用千分尺檢測(cè)壓力盤和磨擦片的平面度。

經(jīng)過細(xì)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(dòng)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(lán)黑色斑塊(如圖2-B所示)，用千分尺測(cè)量?jī)善ゲ疗哪p量喲為0.03~0.05mm之間。檢測(cè)的數(shù)據(jù)如表1。

表1

這個(gè)奇怪的現(xiàn)象引起了本人的高度重視，預(yù)感到該車的故障現(xiàn)象一定與這兩個(gè)異常磨損的工作面有密切關(guān)聯(lián)，因?yàn)楦鶕?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(qiáng)大的磨擦力，就必須要對(duì)兩組鋼片施加一個(gè)非常強(qiáng)大的壓緊力。在如此強(qiáng)大的壓緊力下,如果沒有良好的潤(rùn)滑機(jī)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(huì)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(gè)工作面必然存在著潤(rùn)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(wú)磨損的跡象呢？沿著這一思路，對(duì)整個(gè)磨擦片表面進(jìn)行了細(xì)致的分析研究，最后終于找出了問題的關(guān)鍵所在。最終得出的結(jié)論是——緊貼壓力盤的兩個(gè)從動(dòng)摩擦片表面的坑紋設(shè)計(jì)存在錯(cuò)誤，從而導(dǎo)致這兩個(gè)工作面長(zhǎng)期處于潤(rùn)滑不良狀態(tài)，以致以致產(chǎn)生異常的抖動(dòng)。而從動(dòng)摩擦片花紋(如圖2所示)，該摩擦表面有10道用于存貯潤(rùn)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(dú)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(rèn)為最關(guān)鍵之處也就是設(shè)計(jì)錯(cuò)誤之處。因?yàn)楫?dāng)這個(gè)工作面和主動(dòng)摩擦片工作面接觸時(shí)，它可以借助主動(dòng)摩擦片的全開放式油糟得到良好潤(rùn)滑(如圖3所示)。

圖2

圖3

但當(dāng)這個(gè)工作面壓在壓力盤的光滑平面時(shí)，問題就會(huì)隨之出現(xiàn)，因?yàn)楫?dāng)壓力盤的光滑平面完全和從動(dòng)摩擦片表面的凸起面積壓緊時(shí),將會(huì)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(lái)，潤(rùn)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?yàn)樵撎幱?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(rùn)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(dòng)摩擦片7條閉合式油糟得到更好的潤(rùn)滑，于是做出一個(gè)大膽的試驗(yàn)，把這兩個(gè)緊貼壓力盤的兩個(gè)從動(dòng)磨擦片的工作面用小銼刀進(jìn)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(rùn)滑油就從各個(gè)開放式切口進(jìn)入7條閉合式油糟，進(jìn)行對(duì)從動(dòng)磨擦片的工作面與壓力盤工作面的潤(rùn)滑。

圖4

切糟工作都完成之后，對(duì)限差速器的零部件清潔，然后按技術(shù)資料的要求裝復(fù)限差速器，在裝復(fù)限差速器過程中用印章用的紅丹油或用千分尺測(cè)量、調(diào)整輸入軸齒輪與從動(dòng)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(dòng)橋上安裝好之后，按要求加入LSD專用即85W90等級(jí)的限滑差速器潤(rùn)滑油。

在進(jìn)行道路試驗(yàn)之前，千萬(wàn)不要操之過急，一裝好限差速器之后就進(jìn)行先前故障即起步瞬間車身抖動(dòng)的測(cè)試！由于限差速器內(nèi)的潤(rùn)滑油還沒有完全進(jìn)入切糟的從動(dòng)摩擦片工作面，如果強(qiáng)行測(cè)試將會(huì)加急從動(dòng)摩擦片的磨損，并且有可能會(huì)燒毀摩擦片。首先應(yīng)在比較平直的路面進(jìn)行中速的行駛大約20-30km，使?jié)櫥统浞诌M(jìn)入切糟的從動(dòng)摩擦片工作面，然后再進(jìn)行打轉(zhuǎn)向起步的測(cè)試。通過反復(fù)幾次測(cè)試，起步時(shí)車身抖動(dòng)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(dòng)摩擦片設(shè)計(jì)上存在一些缺陷，本維修站都陸續(xù)接到一部分用戶對(duì)以上相同的故障進(jìn)行報(bào)修，于是全部采用把從動(dòng)摩擦片進(jìn)行切糟來(lái)增加潤(rùn)滑的方法去排除故障。

3 結(jié)束語(yǔ)

在沒改變LSD(限滑差速器)原有的功能之下在某個(gè)零部件通過一些技術(shù)改進(jìn)，達(dá)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(jìn)行的推廣和應(yīng)用。最后得出的結(jié)論就是，對(duì)于汽車無(wú)論任何故障要對(duì)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(fù)雜化，建立一個(gè)正確的思路，從最簡(jiǎn)單入手一步步分析檢查再到排除，當(dāng)然也離不開經(jīng)驗(yàn)的檢測(cè)方法、工作原理的掌握、技術(shù)資料的支持。

［1］華泰現(xiàn)代特拉卡維修手冊(cè)[Z].