JL-3 型纯电变速器差速器耐久试验问题分析

刘忠月，赵 豪

（宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司，浙江 宁波 315336）

引言

JL-3 型纯电变速器项目是公司重要的战略研发项目，该型变速器搭载高端车型，同其他品牌的变速器相比，结构简单、重量轻、效率高、成本低、扭矩大，具有打开高端市场，提升品牌知名度的诸多优势。该型变速器由于输入扭矩及转速明显高于现有产品，因此，针对使用条件进行了专用化设计。该型变速器差速器后壳体铸造出过油孔和导油筋，端面铸造出导油槽，如图1 所示。

1 耐久试验过程故障分析及改进措施

JL-3 型纯电变速器在差速器耐久试验过程中，差速器发生异响，拆机后发现右半轴齿轮与差速器后壳体磨损粘连，中间支撑块局部高温色变[1]，判定失效，失效图片如图2、图3 所示。

2 同结构试验后零件对比分析

由图4 看出，JL-3 型变速器行星轴上有油槽，但油槽长度不足。由图5 可以看出，JL-4 型变速器的油槽上有垫圈。JL-3 型纯电变速器的油槽上没有垫圈，该设计在公司JL-7DCT 型变速器也在使用，且JL-7DCT型变速器通过了耐久试验测试。

3 改进措施

经过内部讨论及专家确认后，提出以下改进方案：

1）后差速箱增加8 个油孔；

2）优化前箱加强筋，防止垫片与前箱干涉；

3）扩大前后差速器箱轴承的安装角半径；

4）更换垫圈表面处理工艺，由表面磷化改为盐浴氮化；

5）切断1/3 挡油板；

6）扩大差速器前端窗口；

7）将差速器前后的单螺旋改为双螺旋。

目前使用的方案及布局如下页图6～图11 所示。

4 台架测试

使用改进后JL-3 型变速器进行台架试验，台架结构如下页图12 所示[2]：

使用改进后的差速器，先后进行了8 台次台架耐久试验。

1）差速器耐久进行了5 台次。差速器耐久试验工况如下：

工况a：输入转速3 000 r/min，输入扭矩150 N·m，左右半轴转速分别为100 r/min 和300 r/min，无差转速200 r/min，差速率50%，稳定运行50 s。

工况b：输入转速4 000 r/min，输入扭矩200 N·m，左右半轴转速分别为0 r/min 和422 r/min，无差转速211 r/min，差速率100%，稳定运行100 s。

工况a 共计200 个循环，工况b750 个循环。

2）稳态耐久进行了3 台次。稳态耐久试验工况如下：

工况a：输入转速3 000 r/min，输入扭矩520 N·m，稳定运行200 s；

工况b：输入转速4500r/min，输入扭矩-450 N·m，稳定运行240 s。

工况a 共计500 个循环，工况b 共计500 个循环[3]。

8 台次台架耐久均全部通过试验。台架测试结果如表1 所示。

表1 台架测试结果

5 结语

差速器对变速器起着至关重要的作用，但是我们经常关注于选型、计算和仿真方面的工作，对于差速器设计理念及思路的了解不够全面、不够深入。本次故障改进思路对后续设计具有一定的指导意义，警示设计工程师并不能只关注选型及匹配等，更应关注多方面设计细节，设计应与实际工况相结合。