石（shí）鵬成
（中國重汽集團大同齒輪有限公司技術中心，山西大同，037305）
0 引言
隨著我國汽車行業的迅速發展，變速（sù）器基礎設計日趨（qū）成熟，顧客不僅對變速器的主要功能提高了要求，對變（biàn）速器的（de）次要功（gōng）能、輔助功（gōng）能甚至外觀也（yě）有了更高的（de）要求。漏（lòu）油故障是目前國內（nèi）變速器（qì）產品的主要故障之一，其故（gù）障率居（jū）高不下，成為顧客抱怨的重點。本文針對變速器後軸承座漏油故障，提出了若幹改進措（cuò）施。
1 變速器後（hòu）軸承座總成結構
圖1為變速器後軸（zhóu）承座總成結構示意圖。輸（shū）出軸後軸承支撐（chēng）著輸出軸，固定在變速器殼體的後軸承孔內。輸出軸後軸承座用螺栓（shuān）固定在變速器殼體（tǐ）後端麵，實現輸出軸後軸承軸向定位。突（tū）緣總成與輸出軸通過花鍵（jiàn）連接，將輸出軸的轉速和扭矩傳遞給與突緣連接的傳動軸（圖1中未示出）。輸（shū）出軸後（hòu）軸承座與突緣總（zǒng）成之間采用（yòng）輸出軸油封進行（háng）密封，輸出軸油封與突緣總成之間有相對轉動，屬於動密封，故（gù）此處成為漏油故障的易發點。
2 輸出軸油（yóu）封的結構及（jí）原理
輸出軸油（yóu）封由金屬骨架、封油主唇和防塵副唇組成。油封外徑與（yǔ）殼（ké）體的孔采用過盈配合，油封安裝後，油封同旋轉軸在結合麵之間形成一層由油封刃口控製著的具有流（liú）體潤滑特性（xìng）的（de）油膜（mó）（厚度約0.0025mm），在液體表（biǎo）麵張力作用下，油膜剛度恰好（hǎo）使油膜與空氣接觸端形（xíng）成一個新月麵，防止了（le）潤滑油泄（xiè）漏（lòu），從而實現密封。油封唇口處加工有回流線（xiàn），方向（xiàng）與旋轉軸方向相反（fǎn）。回流線有利於接觸麵形成穩定油膜，傳遞摩擦產生的熱量以減少功耗，並形成將外側空氣向裏推壓的泵吸力。
3 變速（sù）器輸出軸油封的失效原因及改（gǎi）進措施
3.1軸表麵粗糙度不合理
與油封配合的軸的表（biǎo）麵粗糙度不宜過低，也不宜過高，一般推薦選擇Ra0.8～Ra3.2。軸表麵太粗糙，油封唇口磨損太快，容易造成泄漏；軸表麵太光滑，油容易從密封接（jiē）觸麵（miàn）被擠出，油（yóu）膜會變薄甚至消失，導（dǎo）致唇部發熱或燒損。在（zài）油（yóu）封的實際應用過程中，不少（shǎo）設（shè）計者往往容易走（zǒu）進設計誤區，認為軸表麵越光滑越好，其實不然，軸（zhóu）的設計過（guò）程中，應當合理選擇油（yóu）封配合麵的粗糙度。表麵過於光滑不僅不能起到（dào）封油的效果，加工成本也會劇增。
3.2裝配過程造成損傷
油封的密封功能主要靠封油主唇片實現。主唇是橡膠材料，在（zài）生產現場，很容易被鋒利金屬劃傷，且細小的傷口不易被操作者發現，致變速器出廠就發生（shēng）漏（lòu）油（yóu）故障，引起顧客（kè）不滿。針對（duì）這（zhè）種失效模式，常采取以（yǐ）下措施：
（1）設計方麵：為使油封便於安裝和避（bì）免安裝（zhuāng）時發生損傷，需在軸上倒角15°～30°。
（2）現場物料存貯（zhù）及運輸方麵：為保護油（yóu）封，在存貯及物料運輸過（guò）程中應保持合理包裝，現場使用時再拆除包裝；油封應放置在幹淨的物料盒內。
（3）現場裝配方麵：與油封配合的零部件在運輸過程中應避免磕碰（pèng），在裝配前應進行清洗；油封裝配應采用（yòng）專用工裝，且工裝（zhuāng）工作麵應進行保護，以保證（zhèng）裝配過程不損傷油封，同時保證油封與配合件的同軸度；油封（fēng）壓裝過程中在軸表麵塗油。
3.3油封工作環境差
輸出軸（zhóu）油封（fēng）工作環境主要包括變速器總成的清（qīng）潔（jié）度、油封防塵副（fù）唇側空氣環境、油封工作溫度等。
3.3.1變速器（qì）總成的清潔度
在變速器生產過程（chéng）中，根據（jù）生產廠家的設（shè）備和現場管（guǎn）理能力的不同，對變（biàn）速器總成清潔度標準的要求也不盡相同。針對油封而言（yán），清潔度越高，油（yóu）封工作環境（jìng）越好，油封的密封效果（guǒ）及壽命越長。變速器（qì）總成清（qīng）潔度限（xiàn）值G（mg）按下式計算：
G≤KLe.
其中：Le為變速器總成潤滑油額定容積，L；K為清潔度客觀評（píng）價係數（shù），即每升潤滑油的（de）雜質含量，mg/L，一般中（zhōng）重型變速器總成（chéng）K為45mg/L～70mg/L。
變速器廠家應明確告知用戶變速器潤（rùn）滑油的型號及（jí）更換（huàn）周期，因為潤滑油中的添加劑（jì），如含磷、硫（liú）、氯（lǜ）等油溶性有機化（huà）合物會（huì）對（duì）油封（fēng）帶來不利影響。油中含磷、硫、氯等（děng）油溶性有機化合物（wù）受熱時（shí）會分解產生（shēng）氣體，能與橡膠的不保和雙鏈相交聯（lián），使橡膠硬化，造（zào）成油封失去彈性而泄漏；而且潤滑油在（zài）高（gāo）溫條件下焦化會（huì）產生膠泥，膠泥在油封唇口積累，使（shǐ）唇口（kǒu）失效從而導致泄漏。因此合理使用（yòng）潤滑油並及時更換，能夠給油封提供較好的工作環境。
3.3.2油（yóu）封防塵副唇側空氣環境
商用車（尤其是工程車）的工作環境往往很惡（è）劣，變速（sù）器（qì）屬於汽車（chē）底盤重要部件，長（zhǎng）期處（chù）於高粉塵、高汙染環境，油封刃口處易粘附大量灰（huī）塵，而灰塵進入油封刃口（kǒu）處後與油封刃口、結合麵磨損造成漏油。因此，給變速器後軸承（chéng）座增加防（fáng）塵罩，能夠阻擋（dǎng）灰塵，避免較大顆粒（lì）的雜（zá）質附（fù）著到（dào）油封處，極大地改善了油封工作環境，提高了油封密封性能及壽命。
增加防塵罩後需變更變速器輸出軸後軸承座、突緣結構，輸出軸油封增加防（fáng）塵罩（zhào）前、後的結構如圖3所示。防塵罩一般采用08F材料，內徑與突緣安裝（zhuāng）防塵罩外徑采用過盈配合，外徑與輸出軸後軸承座伸出部分內徑保留合理間隙，使突緣帶著防塵罩（zhào）轉動時不會（huì）與輸出軸後軸承座產生幹（gàn）涉。根據變速器生產廠家的加工、裝配精度不同，一般（bān）間隙選擇範圍為0.35mm～1mm。
3.3.3工作溫度
商用車變速器工作（zuò）溫度一般在90℃左右，根據車輛使用環境的不（bú）同，變速器所處環境溫度也不同，如我國東北地區冬季（jì）室外溫度可（kě）達-40℃。油封內徑與軸發生相對（duì）轉動時（shí）會產生熱量，轉速越高，油封內徑直徑越大，發熱越嚴重，當發熱溫度超過橡（xiàng）膠允許溫度時，油封就（jiù）會老化、龜裂和（hé）損壞。不同的橡膠材料其適應的工作溫度範圍不同，合理選擇（zé）橡膠材料以適應其工作（zuò）溫度（dù）也是保證油封密封（fēng）性能的重要環節。丁腈橡膠（適（shì）應溫度-30℃～120℃）和（hé）丙烯酸酯橡膠（適（shì）應溫度-15℃～150℃）適應溫度範圍較廣且成本不高（gāo），是目前（qián）國內變速器用油封的首選橡膠材料；矽橡膠（適應溫度-45℃～170℃）因（yīn）成本（běn）較（jiào）高，隻有在特殊場合（hé）才會被使用。
4 結語（yǔ）
通過上述措施，可大幅度降低變速器輸出軸（zhóu）油封發生漏（lòu）油故障的概率（lǜ），提高（gāo）變速器產品的（de）密封性能。可將其推廣至整個變（biàn）速器產品甚至整車產品，提升商用車的整車品質和在用戶中的口碑。
