分动器润滑改进方案研究

2020-11-09陈振华李强屠振池

汽车零部件 2020年10期

陈振华，李强，屠振池

(泰安航天特种车有限公司，山东泰安 271000)

0 引言

G253型分动器由输入轴、中间轴、输出轴、高低挡齿轮、取力器、换挡系统、壳体、润滑系统等部分组成。分动器在取力过程中，由于齿轮泵出现吸空润滑不足，导致输入轴与高低挡齿轮烧蚀抱死。本文作者对分动器润滑油路[1]进行了拆解分析，得出齿轮泵吸空的根本原因，并提出了改进方案，避免分动器烧蚀问题的发生。

1 分动器润滑原理

分动器[2]作用是将变速器输出的动力分配到各驱动桥，通过取力器给上装提供动力。分动器由输入轴、中间轴、输出轴、高低挡齿轮、取力器、换挡系统、壳体、润滑系统等部分组成。分动器取力时通过电磁阀通电，控制压缩空气进入到取力器操纵气缸，推动拨叉运动，拨叉带动取力器滑套与输入轴末端的端面齿轮接合，将动力传递给取力器输出轴。

润滑原理示意如图1所示。

图1 润滑原理示意

分动器在驻车状态取力，分动器处于空挡位置，取力器结合，输入轴转动并带动取力器输出轴一起运转，动力输出，高、低挡齿轮均处于静止状态。分动器取力时，分动器输入轴转动，带动齿轮泵工作，润滑油从油池经油道进入润滑部位，给分动器上部零部件提供润滑油。如图1所示，限压阀上部与油泵出油口及高压油道相通；下部与油泵吸油口相通，油泵工作时，吸油管内会形成负压，油泵将油池中的油吸入并输送到润滑部位。

2 问题分析

分动器驻车状态取力时，取力输出轴突然停止转动，发动机熄火，经拆解检查，分动器低挡齿轮与输入轴烧蚀抱死，低挡齿轮端的轴承磨损严重，故障现象如图2所示。

图2 分动器低挡轴承烧蚀情况

经拆解检查，造成该问题的原因可能有以下方面：

(1)润滑油道堵塞

润滑系统中，输入轴的中间部位是中空的作为主油道，在装配轴承、高低挡齿轮的径向位置开有直径为5 mm的油道。通气检查输入轴主油道通畅，观察油道内无异物，油道未堵塞，故润滑油道堵塞可以排除。

(2)齿轮泵故障

分动器在驻车状态取力时，输入轴和齿轮、轴承的润滑依靠齿轮泵供油润滑。当齿轮泵出现故障时，运动摩擦面会因润滑不足而磨损。通过拆解发现齿轮泵壳体螺栓无松动现象，壳体内部无异物，内啮合摆线齿轮[3]自身润滑良好无磨损痕迹，此因素可以排除。

(3)限压阀失效

设计要求润滑油路中的压力高于0.05 MPa时限压阀打开，将多余的油放回油底壳。如果限压阀失效，齿轮泵的出油口与吸油口连通，齿轮泵出现吸空现象，系统中的压力为零。为检查限压阀是否失效，设计测试压力装置(见图3)，把压力表装在油路的测压口处。将故障分动器的限压阀装到一台取力正常的分动器内，连接测压装置，待分动器取力稳定工作后，查看压力表的读数为零，说明限压阀失效，拆解限压阀检查发现，限压阀钢球上存在一多余物(1.7 mm×0.8 mm)(见图4)，去除该多余物后，测试压力正常。故限压阀失效因素无法排除。

图3 压力测试装置

图4 分动器限压阀钢球上的多余物

(4)问题定位

经过以上分析造成分动器取力故障的根本原因是：分动器内限压阀钢球上存在多余物，造成该处密封不严，齿轮泵吸空，润滑油无法进入高、低挡齿轮与输入轴的接合面，导致烧蚀抱死。

3 机制分析

如图1所示，限压阀上部与油泵出油口及高压油道相通；下部与油泵吸油口相通，油泵工作时，吸油口形成负压，这样才能使润滑油泵正常供油。由于限压阀钢球上存在多余物，该处密封不严，造成限压阀上下部贯通，吸油口无法形成负压，油泵无法正常供油，高、低挡齿轮与输入轴的接合面得不到润滑，导致烧蚀抱死。

4 解决措施

分动器壳体结构复杂，合金钢制件及油道较多，同时密封环节复杂，清洗工作比较困难；对于其多余物的控制工作无法进行。因此要解决该问题，需消除多余物对取力的影响，制定了以下改制方案，并进行了试验验证。如图5所示，在分动器原测压口处连接一三通接头，其中一端为测压口，另一端连接限压阀，经过限压阀再与分动器油底壳相连，同时去掉原限压阀。

图5 改制示意

由图5可看出，分动器输入轴转动，带动润滑油泵工作，润滑油从油池经低压油道(图5中垂直部分)经油泵进入需润滑部位，当高压油道的油压超过0.05 MPa时，多余的润滑油从图5中改装部分进入分动器箱体，直接回到油池，这样即使有多余物进入限压阀的钢球导致失效，也不会使齿轮泵的高低压腔连通，齿轮泵不会产生吸空现象。