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模擬汽車行駛路況中后車橋總成齒輪潤(rùn)滑觀測(cè)系統(tǒng)和方法

2022-01-28 00:05:40·  來(lái)源：汽車工藝師  作者：韋軍 & 黃民峰  
　
汽車中后橋總成內(nèi)部齒輪的潤(rùn)滑，主要是在汽車中后橋內(nèi)腔加注齒輪潤(rùn)滑油通過(guò)齒輪旋轉(zhuǎn)將齒輪油濺起飛濺潤(rùn)滑各旋轉(zhuǎn)部位，以確保車橋總成內(nèi)主減速器總成、差速器齒輪
汽車中后橋總成內(nèi)部齒輪的潤(rùn)滑，主要是在汽車中后橋內(nèi)腔加注齒輪潤(rùn)滑油通過(guò)齒輪旋轉(zhuǎn)將齒輪油濺起飛濺潤(rùn)滑各旋轉(zhuǎn)部位，以確保車橋總成內(nèi)主減速器總成、差速器齒輪及軸承達(dá)到潤(rùn)滑并有效散熱的作用。橋齒輪油加注多了會(huì)增大齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)阻力和動(dòng)力消耗，齒輪及潤(rùn)滑油熱量不易散失，橋內(nèi)部壓力過(guò)大、潤(rùn)滑油溫度較高會(huì)損壞油封及結(jié)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(biāo)，燒壞減速器和差速器齒輪及軸承造成齒輪抱死引起嚴(yán)重的機(jī)械事故。
所以，目前國(guó)內(nèi)各車橋制造廠家對(duì)不同型號(hào)的車橋總成潤(rùn)滑油加注有嚴(yán)格的規(guī)定，但汽車在不同的路況如上下坡時(shí)，由于重力作用，橋總成內(nèi)潤(rùn)滑油高度會(huì)發(fā)生變化導(dǎo)致橋總成內(nèi)部齒輪潤(rùn)滑有效性發(fā)生變化。目前國(guó)內(nèi)車橋廠家對(duì)實(shí)際行駛工況中，橋總成潤(rùn)滑不良造成的故障模式及內(nèi)在機(jī)理因沒(méi)有有效的試驗(yàn)檢測(cè)裝置，從而缺乏有效的分析論證。
裝置結(jié)構(gòu)組成
本檢測(cè)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(shí)，對(duì)汽車中后車橋總成內(nèi)部齒輪潤(rùn)滑進(jìn)行觀測(cè)試驗(yàn)裝置及檢測(cè)方法。該裝置控制觀測(cè)臺(tái)可根據(jù)試驗(yàn)需要，通過(guò)電動(dòng)推桿總成伸縮讓轉(zhuǎn)板總成在底架總成上旋轉(zhuǎn)±25°范圍內(nèi)的任意角度，來(lái)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(shù)值傳遞到控制觀測(cè)臺(tái)；鎖緊桿總成將轉(zhuǎn)板總成和底架總成鎖緊保證安全。試驗(yàn)橋總成通過(guò)支撐座總成固定在轉(zhuǎn)板總成上，將圖像傳感器安裝試驗(yàn)橋需觀測(cè)部位預(yù)先開(kāi)孔處，起動(dòng)電動(dòng)機(jī)通過(guò)軸承座總成和傳動(dòng)軸總成驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)橋總成按設(shè)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。通過(guò)安裝在試驗(yàn)橋總成上的圖像傳感器將試驗(yàn)橋總成內(nèi)部潤(rùn)滑圖像傳輸?shù)娇刂朴^測(cè)臺(tái)，控制觀測(cè)臺(tái)可通過(guò)電腦顯示器實(shí)時(shí)顯示潤(rùn)滑情況并儲(chǔ)存；通過(guò)溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)行中試驗(yàn)橋內(nèi)部潤(rùn)滑油溫度并將檢測(cè)到的潤(rùn)滑油溫度數(shù)值在控制臺(tái)上顯示，通過(guò)與室溫對(duì)比計(jì)算確定溫度是否合格；通過(guò)A級(jí)聲級(jí)計(jì)檢測(cè)各部位噪聲。
觀測(cè)試驗(yàn)裝置由底架總成、轉(zhuǎn)板總成、電動(dòng)推桿總成、支撐座總成、試驗(yàn)橋總成、浮動(dòng)支撐總成、傳動(dòng)軸總成、軸承座總成、防護(hù)總成、驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)總成、鎖緊桿總成、控制觀測(cè)臺(tái)、圖像傳感器、溫度傳感器和角度傳感器等零部件組成（見(jiàn)圖1）。試驗(yàn)臺(tái)基本參數(shù)為：旋轉(zhuǎn)角度范圍±25°，公差值≤1°；電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍0～2000r/min，公差值≤3r/min；測(cè)量溫度范圍0～200℃，公差值≤1℃。
圖1　橋總成齒輪潤(rùn)滑觀測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
1－底架總成 2－轉(zhuǎn)板總成 3－電動(dòng)推桿總成
4－支撐座總成 5－試驗(yàn)橋總成 6－浮動(dòng)支撐總成
7－傳動(dòng)軸總成 8－軸承座總成 9－防護(hù)總成
10－驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)總成 11－鎖緊桿總成 12－控制觀測(cè)臺(tái)
13－圖像傳感器 14－溫度傳感器 15－角度傳感器
檢測(cè)實(shí)施方式和檢測(cè)步驟
本試驗(yàn)裝置具體運(yùn)轉(zhuǎn)方式為：轉(zhuǎn)板總成2水平位置時(shí)將試驗(yàn)橋總成5安裝在支撐座總成4上，將試驗(yàn)橋總成5與傳動(dòng)軸總成7連接，調(diào)整浮動(dòng)支撐總成6和防護(hù)總成9；在試驗(yàn)橋總成5上安裝好圖像傳感器13和溫度傳感器14，松開(kāi)壓緊桿總成11，操作控制觀測(cè)臺(tái)12起動(dòng)電動(dòng)動(dòng)推桿總成3，使轉(zhuǎn)板總成2在底架總成1上旋轉(zhuǎn)，通過(guò)角度傳感器15顯示的數(shù)據(jù)將轉(zhuǎn)板總成2調(diào)整至試驗(yàn)要求角度；鎖緊壓緊桿總成11，起動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)總成10通過(guò)軸承座總成8和傳動(dòng)軸總成7讓驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)橋總成5按設(shè)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，通過(guò)圖像傳感器13將試驗(yàn)橋總成5內(nèi)部潤(rùn)滑圖像傳輸?shù)娇刂朴^測(cè)臺(tái)12，控制觀測(cè)臺(tái)12上電腦顯示器實(shí)時(shí)顯示潤(rùn)滑情況并儲(chǔ)存。溫度傳感器14實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)行中試驗(yàn)橋總成5內(nèi)部潤(rùn)滑油溫度，并將溫度數(shù)值傳遞到控制操作臺(tái)12。
其試驗(yàn)檢測(cè)步驟標(biāo)準(zhǔn)為：
1.模擬平地路況檢測(cè)
第一步，按設(shè)備操作說(shuō)明要求將轉(zhuǎn)板總成調(diào)整至水平位置（轉(zhuǎn)板總成角度為0°），并鎖緊轉(zhuǎn)板總成。
第二步，將溫度傳感器安裝在試驗(yàn)橋總成放油螺紋孔內(nèi)，按試驗(yàn)橋總成技術(shù)要求加注適量潤(rùn)滑油。
第三步，調(diào)整電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速慢速運(yùn)轉(zhuǎn)為400～800r/min（根據(jù)試驗(yàn)車橋速比計(jì)算出相當(dāng)于整車速度為30km/h的轉(zhuǎn)速），慢速運(yùn)轉(zhuǎn)以無(wú)撞擊聲或無(wú)周期性的不均勻聲響為合格。
第四步，調(diào)整電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速高速運(yùn)轉(zhuǎn)為1000～1500r/min（根據(jù)試驗(yàn)車橋速比計(jì)算出相當(dāng)于整車速度為50km/h的轉(zhuǎn)速），運(yùn)行15min后使各處軸承、齒輪嚙合達(dá)到更好效果開(kāi)始檢測(cè)。
（1）潤(rùn)滑情況檢測(cè)　將圖像傳感器探頭安裝在試驗(yàn)橋能觀測(cè)主減軸承、主減主齒等部位的預(yù)先開(kāi)孔處，通過(guò)控制臺(tái)顯示器觀測(cè)零部件內(nèi)部潤(rùn)滑。潤(rùn)滑油能潤(rùn)滑覆蓋零部件運(yùn)動(dòng)嚙合表面為合格。
（2）溫度檢測(cè)　采用紅外測(cè)溫儀測(cè)量各處軸承安裝位置及輪邊外表面溫度≤40℃為合格；電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)試驗(yàn)橋總成內(nèi)部潤(rùn)滑油溫為：溫度傳感器檢測(cè)溫度高于試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)室溫70～90℃為合格［1］。
（3）噪聲檢測(cè)　在主減速器的齒輪副處，把A級(jí)聲級(jí)計(jì)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(cè)量噪聲≤95dB；輪邊行星齒輪副處把A級(jí)聲級(jí)計(jì)放在輪邊外150mm處，測(cè)量噪聲≤70～95dB（根據(jù)圖樣技術(shù)要求）。
2.模擬上坡路況檢測(cè)
按設(shè)備操作說(shuō)明要求將轉(zhuǎn)板總成調(diào)整至上坡位置（轉(zhuǎn)板總成角度為15°），并鎖緊轉(zhuǎn)板總成。
其余檢測(cè)步驟同平地路況檢測(cè)步驟第三步和第四步。
3.模擬下坡路況檢測(cè)
按設(shè)備操作說(shuō)明要求將轉(zhuǎn)板總成調(diào)整至下坡位置（轉(zhuǎn)板總成角度為－15°），并鎖緊轉(zhuǎn)板總成。其余檢測(cè)步驟同平地路況檢測(cè)步驟第三步和第四步。
檢測(cè)裝置實(shí)物如圖2所示。



圖 2　檢測(cè)裝置實(shí)物
裝置結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
1）該裝置支撐座總成設(shè)計(jì)為可調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，并通過(guò)可調(diào)節(jié)方向的傳動(dòng)軸總成實(shí)現(xiàn)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(yàn)橋的檢測(cè)。
2）該裝置結(jié)構(gòu)集思廣益優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過(guò)模擬最接近實(shí)際使用現(xiàn)場(chǎng)的不同路況對(duì)中后車橋總成進(jìn)行齒輪潤(rùn)滑觀測(cè)試驗(yàn)，收集檢測(cè)數(shù)據(jù)可對(duì)市場(chǎng)上橋總成的潤(rùn)滑失效模式分析提供有效的解決方案，為橋總成內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供借鑒，降低市場(chǎng)上產(chǎn)品的故障率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和顧客滿意度。也可為新設(shè)計(jì)的橋總成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供有效的驗(yàn)證方式。
3）該裝置制造費(fèi)用低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，適合多品種的中后橋殼總成的試驗(yàn)。應(yīng)用組合化原理，設(shè)計(jì)有可調(diào)式定位夾緊機(jī)構(gòu)解決各類不同總長(zhǎng)中后橋總成試驗(yàn)所需的定位和夾緊，滿足了多品種、多系列橋總成的試驗(yàn)要求。
結(jié) 語(yǔ)
此試驗(yàn)設(shè)備通過(guò)模擬汽車行駛的不同路況對(duì)橋總成內(nèi)部齒輪潤(rùn)滑情況、溫度變化及產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行直觀觀測(cè)和試驗(yàn)，可為橋總成的設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供有效的依據(jù)和借鑒。
參考文獻(xiàn)：
[1] 全國(guó)汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).QC/T 533——2020商用車驅(qū)動(dòng)橋總成·中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部，2020.
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