一种传动轴护套热害问题解决方法

殷农民，徐明松，华顺军，田文毅



一种传动轴护套热害问题解决方法

殷农民，徐明松，华顺军，田文毅

（浙江众泰汽车制造有限公司杭州分公司汽车工程研究院，浙江 杭州 310018）

传动轴护套作为防护传动轴球笼的非金属部件，其耐久性能尤为重要。对于后排气方案的发动机，传动轴护套不可避免的位于排气系统附近，如果传动轴护套位置温度过高，必然加速传动轴护套老化速度、影响传动轴护套内球笼润滑脂润滑效果，加速传动轴球笼磨损。文章通过一种简易的导风结构，改变传动轴护套周边流场，改善传动轴护套周边温度，从而达到有效防护传动轴护套及球笼润滑脂的效果。

传动轴护套；导风；流场

前言

传动轴护套作为传动轴球笼的防护部件，如果出现提前老化开裂会导致灰尘等异物进入传动轴球笼，进而加速球笼磨损、产生传动轴异响等问题。同时传动轴护套位置温度过高也会影响传动轴球笼润滑脂的润滑效果，加速球笼磨损。

1 问题提出

1.1 车辆性能问题描述

图1 机舱布置图

图2 机舱温度分布云图

某车型在工程开发阶段发现传动轴护套位于排气正下方，存在热害风险。传动轴护套空间位置见图1。随后通过CFD建模分析发现，传动轴护套位置热量聚集、散发缓慢。机舱温度分布云图见图2。

1.2 车辆基本信息

表1 车辆基本参数

2 问题解决

2.1 问题解决方案

传动轴护套位于发动机背风面、预催下方，受到的热辐射大、周边流场差。传动轴位置无法调整，要解决传动轴护套热害问题，可以通过两种方案来解决。方案一：增加传动轴护套隔热罩阻挡热辐射，减少传动轴护套可吸收热量，进而降低传动轴护套吸热速率，使传动轴护套的吸热和散热速率平衡点降低。方案二：改善传动轴护套位置流场，加快传动轴护套的散热速率，同样也可以达到降低传动轴护套吸热和散热速率平衡点的目的。

方案论证时，对两种方案的成本、工艺、开发周期、优化效果进行评估对比。对比结果见表2。

表2 方案对比

对比结果显示方案二明显优于方案一。最终选用方案二作为解决传动轴护套热害风险。根据方案二进行优化后的发动机下护板结构见图3。

下护板优化方案：下护板增加导风结构，将外界自然冷空气导入机舱热量聚集区域，加速空气流动，带走机舱热量。优化前后下护板结构见表3。

表3 发动机下护板优化前后

2.2 解决方案效果

CFD分析结果显示：优化后下护板对传动轴护套周边流场改善明显，传动轴护套温度平衡点降低。下护板优化后的空气流动速度云图见图4、传动轴护套温度云图见图5。该车型样车试制后，利用转毂环境仓对下护板优化前后的传动轴护套温度进行了对比。因为车辆行驶时传动轴护套高速旋转，所以无法直接在传动轴护套表面安装温度探头。为保证试验数据准确性，试验时在传动轴护套上、下、左、右距离小于10mm位置分别布置温度探头实时采集记录温度数据。试验后，取四处温度平均值进行比较。试验结果显示：优化下护板后，温度平衡点降低约35℃。温度曲线见图6。

图4 空气流动速度云图

图5 温度分布云图

图6 优化前、优化后温度曲线

3 结论

解决传动轴护套热害问题通常采用隔热或导流的方法。隔热的方法是减少受热部件吸收的热量，进而达到降低受热部件温度、消除热害风险。导流的方法是通过气流带走热量、加快受热部件热量散发速率，达到热量无法在传动轴护套表面聚集的目的，进而消除热害风险。与隔热的方法相比，导流的方法带走热量，更有利于整车热保护。因此在处理热害风险时，应优先考虑导流方案。

A solution to DSS performance deterioration due to surrounding over-temperature

Yin Nongmin, Xu Mingsong, Hua Shunjun, Tian Wenyi

( Zhejiang Zhongtai Automobile Manufacturing Co., Ltd.. Hangzhou Branch Automobile Engineering Research Institute, Zhejiang Zhengzhou 310018 )

As a non-metal part of protecting the driving shaft C.V joint（Constant Velocity joints）, the durability of DSS(driving shaft sheath) is particularly important. For those rear exhaust engine, which means the DSS certainly located close to the exhaust system, if the temperature near DSS is too high, the influence will as follows. A. It will inevitably accelerate the DSS aging speed. B. It decreases the C.V joint grease lubrication inside the DSS. C. It accelerates abrasion of the DSS C.V. joint. In this article, in order to effectively protect the DSS and also keep the C.V joint grease performance, a simple wind-driven structure is introduced to change the surrounding flow field of the DSS and to improve the surrounding temperature of the DSS.

propeller shaft sheath;ventilation;wind flow distribution

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1671-7988(2019)03-69-02

U463.2

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U463.2

殷农民，主任工程师，就职于浙江众泰汽车制造有限公司杭州分公司 汽车工程研究院，从事热管理方向工作。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.03.020