前段时间,朋友抱怨了一个在台架上测试时发现的问题:差速器存在人耳朵可识别的异响“哒哒”声和“呜呜”声。
本期,以此案例为出发点,来聊一聊新能源电动车差速器异响问题分析及解决方案。
差速器在整车上主要应用场景为两侧车轮速度不一致情况,一侧负荷较低,一侧负荷较高。例如,转弯行驶(含调头),对开路面,漂移行驶,单侧悬空等。
差速器可分开放差速器和限滑差速器,开放差速器由于结构简单,成本低等优势,在市场上应用非常广泛,其结构主要由两个行星齿轮、两个半轴齿轮、差壳、行星轴、半轴齿轮垫片、行星齿轮垫片等。
了解完差速器基本结构和工作原理,回到开头的问题:当出现差速器异响,该如何去做?
当听到朋友的这个问题,做的第一件事则是帮其梳理鱼骨图。
根据差速器结构和其工作原理,在其工作程中有诸多摩擦副参与运动,剖面图摩擦副如下图红色标注:
对于差速器而言,异响通常是各摩擦副配合异常造成,根据上图,其又分为行星齿轮和半轴齿轮齿形啮合不良和齿轮支撑不合理造成。
齿面啮合不良又分为设计不合理和制造不合格,可能的影响因素如下:
- 半轴齿轮齿面跳动
- 行星齿轮齿面跳动
- 齿形
- 啮合位置
- 间隙
齿轮支撑不合理可能的原因分为差速器单体原因和差速器应用原因。
差速器单体设计不合理和制造不合格,可能的影响因素如下:
- 半轴齿轮端面跳动
- 差壳半轴齿轮背面跳动
- 行星齿轮孔径
- 行星轴直径
- 差壳行星齿轮背面跳动
- 差壳行星轴孔径
- 差壳行星轴孔同轴度
- 差壳行星轴孔对称轴
- 差壳行星轴孔垂直度
差速器应用主要原因可能为半轴齿轮受到外界力(半轴)强制变位,可能的原因为设计不合理,也可能为制造不合格。
造成半轴齿轮强制变位的可能的影响因素如下:
- 短半轴通过卡簧将半轴齿轮向差速器中心侧挤压
- 短半轴卡簧位置
- 半轴齿轮与卡簧嵌合位置
- 长半轴使半轴齿轮跟理想位置有偏离
- 差壳内孔径
- 差壳内孔同心度
- 长半轴跳动
- 长半轴支撑部与差壳轴承支撑部
- 长半轴支撑部与差壳轴承外径间隙
- 差速器轴承外径与壳体间隙
- 长半轴与差速器内孔间隙
其详细的鱼骨图如下:
在一定的负载下,对比差速器半轴齿轮与行星齿轮理论仿真与实际接触斑。
通过接触斑点试验可以得出差速器理论分析与实际试验吻合度是否存在差异。如果吻合,说明理论模型建立准确,仿真结果可信,若不吻合,需要根本零件实际尺寸修正模型直致能完全吻合。
针对于差速器单体排查,则通常进行对应零件关键尺寸进行检测,结果如下: