某桥型差速器润滑系统优化设计

张辉，高刚刚，张新明

（陕西汉德车桥有限公司，陕西 西安 710200）

前言

2015-2016年，6×2牵引车以其低油耗、高效率、自重轻等优点，赢得市场的青睐，但是，由于采用单后桥驱动，整车优点的实现，势必导致驱动桥故障率不断攀升，据公司售后部门统计：该桥型仅差速器相关故障在2015年故障率、故障费用较2014年上升200%左右。其主要失效模式包括：差速器润滑不良、差壳球面磨损、十字轴磨损断裂等故障形式，带着这些问题，在产品平台升级过程中，我们在结构上大胆创新，设计一款结构紧凑、性能可靠、润滑良好的差速器，从而实现产品的升级换代。本文仅对差速器润滑系统的优化设计进行阐述。

1 现有差速器总成结构

图1

现有差速器总成主要有行星齿轮1、半轴齿轮2、行星齿轮垫片6、半轴齿轮垫片4、十字轴5、差速器壳总成3组成，具体如图1所示。

2 故障复现

现有结构差速器故障率偏高，我们从产品结构分析其润滑机理，并通过台架试验加以证明：高速工况下差速器润滑不充分。

该桥型差速器润滑台架试验：

1）起步及倒车工况，润滑油可通过齿面及齿背差壳孔进入差速器内部进行润滑，如图2；

图2

2）正常行驶工况，差壳开孔很难进油，通过差速器内部的初始进油进行润滑。

正常行驶工况下差速器润滑不充分，在缺少润滑的情况下，势必导致差速器内部零件（行星齿轮、半轴齿轮、行星齿轮垫片、半轴齿轮垫片、十字轴等）早期磨损，最终发生打齿、断裂等故障。

3 改进方案

针对上述问题，提出改进方案，并进行台架试验验证：

图3

图3所示，黄线显示为润滑油的流动方向：

（1）在差速器轴承盖上铸有集油槽，通过被动锥齿轮高速旋转（即：正常行驶工况），将润滑油收集在差速器轴承盖的集油槽内，润滑油经过油道流向调整螺母总成集油器腔内；

图4

（2）在调整螺母与挡油盘再次形成一个集油腔，其中：a）挡油盘的内径＞调整螺母内径，两者形成一个高度差，b）调整螺母与半轴形成的台阶轴设计约1mm的间隙，c）半轴台阶处锥形设计，可以使调整螺母集油腔的润滑油易于流入差速器内部，总之防止润滑油流入桥包侧，如图4；

（3）齿面差壳上保留油道（如图3出油口），以便润滑油及杂质的流出，同时起步及倒车工况下润滑油也可经图 3出油口流入差壳内部。

4 台架试验验证

试验结果：

起步及倒车工况下（图5），被动锥齿轮搅动桥包润滑油，但是润滑油的飞溅高度不够，差速器轴承盖集油槽不能接到润滑油，但是润滑油可通过齿面差壳上孔进入差速器内润，润滑差速器内部零件；

图5

图6

图7

图8

正常行驶工况下（图6、图7），差速器轴承盖集油槽可充分接到润滑油，齿背差壳孔（图 8）流入润滑油较多，差速器内部零部件可以得到良好的润滑。

5 台架试验结论

（1）起步及倒车工况：润滑油经齿面差壳开孔处流入流出；

（2）正常行驶工况：润滑油经差速器轴承盖集油槽流入差速器，齿面差壳开孔处流出；

（3）改进方案能有效解决起步及倒车、正常行驶两种工况下差速器内部零件的润滑问题，从而解决因缺少润滑油而导致的差速器相关故障。