新能源商用车减速器齿轮润滑研究

NO.1744 蒋文俊在新能源商用车减速器中，润滑油起着非常重要的作用，其性能参数、加注量、温度、齿轮的转速、形状及载荷情况，都直接影响着减速器性能和使用寿命。从润滑油的选用、黏度及加注量的影响，以及齿轮在不同转速下的润滑状况，进行了详细的分析计算，最终确定了润滑油对减速器效率及寿命的影响，并针对某商用车减速器齿轮的润滑情况，通过透明壳体试验进行了验证，验证了分析的准确性及可靠性。1 前言减速器是汽车传递动力的关键一环，其效率与可靠性是设计和开发时需要着重考虑的内容。在新能源汽车快速发展中，提高新能源汽车减速器的效率和可靠性无疑能给厂家带来良好的口碑及不错的销量。对于新能源商用车来说，提升减速器的效率，意味着能减少能耗，从而增加续航里程。减速器的效率损失主要集中在搅油损失、齿轮摩擦损失、轴承摩擦损失等方面。通常，齿轮箱最常用的润滑方式为飞溅润滑，它依靠齿轮转动来带动润滑油，使润滑油飞溅到减速器中各零部件上，起到散热和润滑的作用。齿轮系统在工作过程中会产生啮合摩擦功率损失、风阻功率损失和搅油功率损失。其中，搅油功率损失约占上述总功率损失的30%。因此，要降低减速器的搅油效率损失，需要对减速器润滑油的选用、齿轮的润滑及搅油状态进行研究。本文采用粒子法对齿轮搅油进行了仿真分析，分别研究了润滑油的黏度、温度、加注量及转速对减速器效率的影响，并通过透明壳体试验进行了验证，为减速器设计开发提供完整的设计支撑。2 齿轮润滑原理在齿轮传动过程中，润滑油会在齿面形成油膜，完整的油膜由边界油膜和流动油膜组成，如图1 所示。在齿轮副传递动力的过程中，主动齿轮与被动齿轮之间存在滚动和滑动两种运动，滚动可以搅动润滑油，使润滑油飞溅到齿面上，形成油膜，利于齿轮的润滑和冷却，滑动则会挤压齿面形成的油膜，如果将边界油膜挤压出去，两齿轮的齿面就会相互摩擦，产生热量，降低齿轮传动效率，严重时会损坏齿面。因此，需要选用合适的润滑油，并对减速器齿轮润滑进行详细的分析，保持齿面形成有效的润滑油膜，减少齿轮摩擦损失，提高传动效率。3 润滑油的选择实践证明，齿轮润滑状态与齿轮的载荷、转速及润滑油性能存在直接关系，为了提高新能源商用车减速器的工作效率，需要选用黏度低、低温流动性好的润滑油。结合以往选用润滑油的经验，确定润滑油相关参数，如表1所示。4 齿轮润滑仿真分析4.1 流体仿真方法在传统的流体动力学仿真计算中