張亞飛+姚廣輝
(長城汽車股份有限公司傳動研究院)
摘要: 當(dāng)前汽車已經(jīng)成為了人們?nèi)粘I钪兄匾慕煌ㄟ\(yùn)輸工具。汽車變速器的質(zhì)量的優(yōu)劣影響到了消費(fèi)者駕駛之中的重要的體驗。在汽車構(gòu)造之中,如何有效進(jìn)行汽車各個零件的潤滑是重中之重。本文首先分析了目前的變速器潤滑設(shè)計,然后闡述了變速器潤滑設(shè)計應(yīng)考慮的重點:主要就三種潤滑方式的設(shè)計重點進(jìn)行闡發(fā),最后分析了變速器設(shè)計時考慮潤滑的方式。
關(guān)鍵詞:汽車變速器;潤滑;原理;
變速器潤滑的目的主要防止零部件燒傷、降低滑動和轉(zhuǎn)動部的摩擦力、磨損、發(fā)熱部位擴(kuò)散熱量。發(fā)熱部位主要指齒輪嚙合齒面、同步器同步面、軸承負(fù)荷傳送面等,通過對高負(fù)荷高發(fā)熱部位連續(xù)供給/排出低溫潤滑油,可以將高速運(yùn)動部位產(chǎn)生的熱量發(fā)散。變速器的良好潤滑可以避免變速器早期失效,可以有效延長變速器使用時間,可以改善變速器傳動過程的平穩(wěn)性,從而有效減輕變速器嚙合和高速運(yùn)動部位的磨損。
目前變速器的潤滑主要有強(qiáng)制潤滑和飛濺潤滑。強(qiáng)制潤滑使用在一些負(fù)荷較大、運(yùn)動速度較大的部位,通過具有一定壓力的潤滑油使這些部位的摩擦表面形成足夠厚的油膜來起到潤滑的目的。飛濺潤滑使用在負(fù)荷較小、運(yùn)動速度較小的部位,通過轉(zhuǎn)動件(如齒輪)或曲軸的曲柄等將潤滑油濺成油星以潤滑軸承,以及運(yùn)動部件轉(zhuǎn)動時帶起的油滴和油霧進(jìn)行潤滑。
一、目前的變速器潤滑設(shè)計
正是考慮到傳統(tǒng)潤滑方式已滿足不了對現(xiàn)代變速器提出的更高要求,故項目組特此針對某SUV變速器進(jìn)行了潤滑系統(tǒng)的最新設(shè)計,以更優(yōu)化地去滿足變速器內(nèi)部各個零部件的潤滑需求。
設(shè)計方法:浸油潤滑+飛濺潤滑+導(dǎo)油槽潤滑。
設(shè)計目標(biāo):變速器內(nèi)所有零部件都能潤滑到,重點關(guān)注同步環(huán)和軸承潤滑;滑塊端面頂在了齒環(huán)滑塊槽上的端面凸起,縮短預(yù)同步時間或者達(dá)到預(yù)同步失效。
(一)浸油潤滑
首先,根據(jù)現(xiàn)在的靜態(tài)油液面基準(zhǔn):模擬基準(zhǔn)為油封的2/3處,模擬的加油量約為1.94L,實際加油量現(xiàn)定為2L。在靜態(tài)情況下,通過浸油潤滑到的零部件是:
1、齒輪類:主減齒、從一擋齒總成、從二擋齒總成、1/4從三擋齒、1/6從四擋齒和1/8從五擋齒。
2、軸承類:錐軸承、輸出軸前軸承和輸出軸后軸承。
3、同步器類:一二擋同步器組件(主要針對的是同步環(huán)的潤滑)。
(二)飛濺潤滑
當(dāng)掛入擋位后,通過主減速齒及其他齒輪的轉(zhuǎn)動甩油能夠飛濺潤滑到的零部件是: 1、齒輪類:倒擋齒、主動三、四、五擋齒(效果待評估)?;鶞?zhǔn):模擬基準(zhǔn)為油封的2/3處。2、軸承類:倒擋軸前軸承、輸入軸前軸承
(三)導(dǎo)游槽潤滑
綜合上述浸油潤滑和飛濺潤滑的效果,現(xiàn)加入導(dǎo)油機(jī)構(gòu)針對主三,四、五擋齒及輸入軸后軸承進(jìn)行潤滑導(dǎo)油機(jī)構(gòu)導(dǎo)到輸入軸后軸承后,輸入軸軸孔內(nèi)的潤滑線路如下:1、齒輪類:主三、四、五擋齒。2、軸承類:三四五擋滾針軸承。3、同步器類:高速擋同步環(huán)。
二、變速器潤滑設(shè)計應(yīng)考慮的重點
1、潤滑油的循環(huán);
2、潤 滑 油 (流 體 )的 自 然 流 動 ;
重力作用下流體的流動是從上向下的;旋轉(zhuǎn)部位上產(chǎn)生的離心力和旋轉(zhuǎn)力作用為旋轉(zhuǎn)部位附 著的潤滑油受到沿外徑方向的離心力,油會沿著 與零件外徑部切線相近的方向被甩出去;齒面的嚙合作用。
3、 潤滑油在變速器整體運(yùn)動中產(chǎn)生的偏動。 當(dāng)變速器處于爬坡或者下坡做前后方向的運(yùn)動時, 潤滑油受到力的作用,大部分處于油面上的直徑較 大的齒輪部位,油面形成假平衡狀態(tài), 當(dāng)變速器轉(zhuǎn)彎等左右方向的運(yùn)動時, 潤滑油會偏向浸到油面的齒輪的旋轉(zhuǎn)方向。
在進(jìn)行整車裝配的過程之中,變速器的裝車的角度一般應(yīng)該會4° 左右,車輛上下坡時角度變化的變化范圍會在7度左右。整車之中的變速器的角度變化更是有著一定的變化,其中車 輛 在 實 際 運(yùn) 行 中 會出現(xiàn)爬坡時高速檔齒輪空轉(zhuǎn)、下坡時低速擋齒輪空轉(zhuǎn)的問題。
4、 強(qiáng)制潤滑的部位要考慮有足夠的供油動 力。變速器中旋轉(zhuǎn)部位供給潤滑油時,要考慮旋 轉(zhuǎn)部位產(chǎn)生的離心力,供油的動力必須高于離心力才能保證潤滑的可靠性。
5、考慮給油/排油。全部潤滑油的排油時間應(yīng)小于5min且殘留潤滑油要小于3%。
三、變速器設(shè)計時考慮潤滑的方式
1、考慮一個殼體內(nèi)設(shè)計多個油面的擋油墻, 在車輛上下坡時,變速器產(chǎn)生前后傾角變化中,擋 油墻盡量降低油面高低變化,有效保證潤滑部位的潤滑。
2、在特定的齒輪運(yùn)動部位設(shè)置擋油盤,限制齒輪揚(yáng)起過多的潤滑油,實現(xiàn)潤滑部位的高效 潤滑。
3、在強(qiáng)制潤滑部位供給潤滑油時要控制一個合適的壓力和量,保證潤滑部位的有效潤滑。
4、溢流閥設(shè)計時要考慮溢流閥的壓力差,保 證溢流閥輸出的潤滑油在閥內(nèi)繞近路迂回,確保 給變速器的潤滑。
5、在變速器內(nèi)進(jìn)行潤滑的潤滑油必須先經(jīng)過濾油器,保證流入變速器的潤滑油的清潔,保證潤 滑的可靠性。
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