浅谈大功率汽车分动箱技术要点 摘要：本文通过整理大功率汽车分动箱产品的研制过程，论述了大功率汽车分动箱研发的总体特征、技术指标、关键技术，提出了产品过程中技术关键点关键词：大功率；分动箱；技术要点；1 总体特征汽车分动箱主要结构为一个输入，两个输出，带行星或锥齿轮差速器及差速锁，可带两个辅助输出端口（主动轴输出端、中间轴端），单一档位或者带高、低和空档位，采用气控控制高、低、空三个档位切换、差速锁开关以及取力器同时带电感式里程表结构（机械式可选）其传动原理简下图1如下：图1.分动箱传动原理简图大功率汽车分动箱基本特征：分动箱因其承载扭矩较大，要求箱体中心距大，故分动箱需要强制润滑来保证；因配置大功率分动箱的汽车常规采用自动变速器，带较小传动比的超速档，要求分动箱的输入转速≥2800r/min，为保证散热平衡，故分动箱都需接外置散热器2 技术指标2.1 轴承选型指标如下图2所示，在常规分动箱设计中，为保证轴承寿命，故在选型时输入轴、中间轴及输出轴轴承选用圆锥滚子轴承大功率分动箱最大转速≥2800r/min，同时带超速档，中间轴转速已超出圆锥滚子轴承的极限转速，故中间轴选用短圆柱滚子轴承，保证寿命与转速的平衡点。
图2.常规分动箱结构图主动轴部件总成上的齿轮和轴之间，传统上采用油膜润滑的光孔和带油槽线的轴配合，但由于配合间隙的控制和润滑油量变化等原因，存在烧蚀问题改进采用产品滚针轴承，有效避免了烧蚀但由于大功率分动箱主动轴上高低档齿轮轴向比较长，因制造精度的影响，会引起双排的KK系列滚针轴承两边的滚针转速不一样，造成滚针与轴孔之间的滑移，产品异响采用单排K列滚针轴承能避免滑移问题的发生前后桥输出轴上的轴承，理论上输出轴只输出转矩，因些轴承只不受力，轴承的作用支承轴和轴向限位但由于内部差速器的受力变形和传动轴等外部力的影响，大功率分动箱需要用承载力较大的球面调心轴承技术要点：轴承选型时考虑轴承寿命的同时，需考虑轴承极限转速超差的问题2.2 油封选型指标大功率分动箱允许最高工作油温110℃，短时间允许达到130℃，例如特殊产品工作环境温度：-40 ~ +50℃，油封线速度又较高，油封工况比较恶劣本处提供一款油封PTFE聚四氟材料油封，采用面密封形式，满足工作温度-70 ~ +200℃，经分动箱油封对比试验，该结构形式油封优于常规油封如图3所示，油封对比试验拆检图片，推荐油封安装处法兰零件的磨损明显小于常规结构油封。
安装常规进口油封 安装PTFE油封图3.法兰磨损对比图技术要点：关注油封安装位置设计的安全安装距离，预防尺寸链、轴向窜动影响；同时避免在油封安装位置油路回油法兰零件的粗糙度要求以及油封的安装方法（零公里故障暴露）法兰零件与轴的花键联接：采用热套过盈联接3 关键技术3.1 润滑冷却系统技术以分动箱工作状态为立式，其润滑冷却系统由主动润滑+集油槽润滑+飞溅润滑形式组合构成，实施方案如下：(a) 油泵主动润滑冷却如下图4所示，油泵从箱体底部吸油（滤网+磁铁过滤），一路润滑油进入主动轴润滑通道，润滑主动轴前端锥轴承、滚针轴承；一路润滑油直接经主动轴后端锥轴承进入箱体，形成润滑冷却系统，油泵端带接口，可装散热器图4.主动润滑路线图(b) 集油槽润滑冷却如下图5所示，箱体上轴承对应的润滑部位设计集油槽，以加强分动箱内部的润滑以及冷却，分发挥了飞溅润滑特性，收集密闭空间内油液进入润滑系统图5.箱体油槽结构图(c) 技术要点：控制油泵与传动主轴配合间隙，分端盖迷宫密封间隙0.15~0.20mm，传动配合间隙H7/f6关注润滑油泵低速度起油效果；润滑油泵额定油压0.3MPa，冷车状态≥0.2MPa，热平衡状态≥0.12MPa，分动箱工作转速2000r/min（可根据实际工况、散热器规格调整）.保证润滑油路的畅通，防止出油口过小形成局部压力，可利用锥轴承作为出油通道。
3.2 单接口气动换档操纵技术分动箱带档位的结构，其高、低、空三档切换、差速锁以及取力器采用单接口气动换档操纵技术，设计控制气压为0.4 ~ 0.6 MPaa) 高、低、空档位切换控制高、低、空档位时，如图4所示，仅需要向相应档位的气管接头进行通气，即切换到相应的档位，带信号灯开关，断气后，档位保持在原位不再发生动作，控制清晰简单图6.高低档换当结构图（b) 差速锁及取力器开关切换差速锁及取力器的控制采用常开式设计，带自动回位功能，如下图5所示，需用使用差速锁或取力器时，只需向相应气管接头通气，断气后，档位自动脱开结合，带信号灯开关图7.差速锁结构图（c) 技术要点：匹配整车控制，高低档控制气路需具备电磁阀延迟断气做好差速锁及取力器气缸缸体外圈密封，防漏气进入箱体内部，易忽视3.3 高强度齿轮传动技术在限定的安装尺寸（即输入输出中心距固定）条件下，基于分动箱轻量化设计的前提下，安全系数取值可参考分动箱产品齿轮设计计算数据（经过实际使用验证可靠性），SF≥1.3，SH≥1.0采用措施：更改中间轴位置，输入轴-中间轴-输出轴中心线改直线型为三角型，以增大输入级、输出级中心距；齿轮参数选择大模数，大压力角；空心轴、齿轮深挖轮辐减重设计。
技术要点：保证齿轮传动强度同时，寻找可靠性与轻量化的平衡点3.4 差速输出技术为满足整车驱动形式6×6、8×8的需求，分动箱配置差速器，结构下图8所示，分动箱可带行星齿轮差速器（分扭比1:2）或锥齿轮差速器（分扭比1:1），此处不对差速器原理作解释图8.差速器原理简图(a)选型思路：行星齿轮差速器选型，按齿轮强度计算静扭强度，设计齿轮参数锥齿轮差速器选型，按球面半径经验公式计算b)技术要点：差速器行星架或差壳联接的螺栓防松设计，锥齿轮差速器，需调整锥齿轮啮合侧隙按ANSI/AGMA2005-B88；左右半轴通过单轴承与光孔配合支承，需控制与差壳内孔光轴配合间隙0.08-0.12mm4 总结本文以近年来研发的大功率分动箱为切入点，与其说是技术要点，其实为设计研发生产中获得经验教训，旨在为后续的大功率汽车分动箱的研制提供参考参考文献：[1]王洪军,许树新,叶斌,等.汽车分动箱链传动安全匹配设计方法与试验研究[J].机械传动,2016(40):23.[2]黄小凤,李贵庭,高秀琴.分动箱输入齿轮工艺改进[J].现代零部件,2013(12):25. -全文完-。