一種輪邊減速器的殼體設計

張謀

陜西法士特汽車傳動工程研究院 陜西省西安市 710119

1 引言

傳統化石能源汽車在帶給人們便利的同時，尾氣排放對城市大氣的污染問題也越來越嚴重，環保背景下純電動新能源車輛應運而生。由于電機和傳統內燃機輸出特性的巨大差別，新能源車輛的傳動系統也必將隨之發生巨大變化。由于電控系統的高速發展，分布式動力系統的優勢慢慢顯現，相比傳統內燃機、變速箱、車橋的中央驅動系統，分布式動力系統將兩個（或多個）驅動電機分布于兩個（或多個）車輛驅動輪，由此帶來更短的動力傳遞路線，更大的車內空間等優勢。

圖2 輪邊減速器殼體圖

圖1 輪邊減速器動力傳遞路線示意圖

2 輪邊減速器簡介

如圖1所示為輪邊減速器動力傳遞路線示意圖，電機動力經輪邊減速器降速增扭后，直接輸出給車輛驅動輪。整車布置時，可以根據需要靈活布置兩驅、四驅、六驅甚至更多。車輛不同車輪之間的差速，通過控制系統實現。單一驅動輪發生故障時，車輛可根據實際情況低速行駛，避免拋錨。

3 輪邊減速器殼體通氣設計

如圖2所示為輪邊減速器殼體，1為電機輸入軸軸承孔，2為輸出軸軸承孔，3為通氣塞安裝孔，4為輪邊減速器加油線，即車輛靜止時，輪邊減速器內潤滑油液的液面位置。

輪邊減速器工作時，內部潤滑油在齒輪的攪動下，飛濺對齒輪副進行潤滑。齒輪傳遞動力的同時，效率損失部分的動力，轉化為熱量被潤滑油帶走。在此熱量作用下，減速器內部氣壓升高，通氣塞的作用即平衡減速器內外氣壓，保證減速器正常工作。

隨著減速器的運轉，內部部分潤滑油汽化，在高溫下形成油氣混合氣體，此氣體經過通氣塞時，快速冷卻，通氣塞處就有可能出現噴油現象，通氣塞本身設計有避免此現象發生的結構，但當高溫油氣混合氣體的濃度超過一定程度時，通氣塞的油氣過濾結構會失效，進而發生噴油現象。

圖3所示為減速器殼體迷宮通氣結構，此結構為殼體鑄造結構。圖4為迷宮結構詳圖，隔板7在內腔中形成4個相對獨立的小腔體8，這4個小腔體8經由缺口6(4處)連接貫通，內腔5中的高溫高壓混合油氣經由缺口6逐個進入小腔體8，最終按照排氣路線9到達通氣塞安裝孔3，由安裝于此處的通氣塞進行通氣，平衡減速器內外氣壓。高溫高壓混合油氣經過缺口6時，由于體積和流速發生變化，根據伯努利方程，混合氣的溫度會降低，四處缺口聯合作用，即可有效降低高溫高壓混合油氣的濃度，從而避免通氣塞處發生噴油現象。

減速器工作時，電機輸入軸轉速較高，高頻噪音較大，此迷宮結構對降低減速器的高頻噪音，也有一定效果。

圖3 減速器殼體迷宮通氣結構

圖4 迷宮結構詳圖

圖5 軸承潤滑結構

4 輪邊減速器殼體軸承潤滑設計

上節圖2中可看出，輪邊減速器加油線4低于輸入軸軸承和中間軸軸承，這兩個軸承轉速較高，潤滑相對較差，需要考慮加強軸承潤滑。

如圖5所示為輪邊減速器殼體軸承潤滑結構，減速器內腔的油氣混合氣接觸到集油壁1后凝結為油液，重力作用下油液沿進油孔2進入軸承孔4，由此對安裝于軸承孔4中的軸承進行潤滑。軸承孔4處設計有出油孔3，避免因軸承孔內潤滑油過多引起發熱。選取合適的出油孔3高度，即可實現軸承的最佳潤滑。

5 結語

本文介紹了輪邊減速器為解決通氣塞噴油與軸承潤滑問題而做的兩個結構設計，經實驗驗證，設計殼體通氣迷宮結構后，潤滑油添加比原設計多0.5L的情況下仍可滿足通氣塞不噴油，滿足使用需求。軸承潤滑經疲勞試驗驗證，亦可滿足產品設計使用壽命。

本文所述結構，在變速器等傳動系統產品中，亦可采用。