一種傳動軸護套熱害問題解決方法

殷農民，徐明松，華順軍，田文毅

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一種傳動軸護套熱害問題解決方法

殷農民，徐明松，華順軍，田文毅

（浙江眾泰汽車制造有限公司杭州分公司汽車工程研究院，浙江 杭州 310018）

傳動軸護套作為防護傳動軸球籠的非金屬部件，其耐久性能尤為重要。對于后排氣方案的發動機，傳動軸護套不可避免的位于排氣系統附近，如果傳動軸護套位置溫度過高，必然加速傳動軸護套老化速度、影響傳動軸護套內球籠潤滑脂潤滑效果，加速傳動軸球籠磨損。文章通過一種簡易的導風結構，改變傳動軸護套周邊流場，改善傳動軸護套周邊溫度，從而達到有效防護傳動軸護套及球籠潤滑脂的效果。

傳動軸護套；導風；流場

前言

傳動軸護套作為傳動軸球籠的防護部件，如果出現提前老化開裂會導致灰塵等異物進入傳動軸球籠，進而加速球籠磨損、產生傳動軸異響等問題。同時傳動軸護套位置溫度過高也會影響傳動軸球籠潤滑脂的潤滑效果，加速球籠磨損。

1 問題提出

1.1 車輛性能問題描述

圖1 機艙布置圖

圖2 機艙溫度分布云圖

某車型在工程開發階段發現傳動軸護套位于排氣正下方，存在熱害風險。傳動軸護套空間位置見圖1。隨后通過CFD建模分析發現，傳動軸護套位置熱量聚集、散發緩慢。機艙溫度分布云圖見圖2。

1.2 車輛基本信息

表1 車輛基本參數

2 問題解決

2.1 問題解決方案

傳動軸護套位于發動機背風面、預催下方，受到的熱輻射大、周邊流場差。傳動軸位置無法調整，要解決傳動軸護套熱害問題，可以通過兩種方案來解決。方案一：增加傳動軸護套隔熱罩阻擋熱輻射，減少傳動軸護套可吸收熱量，進而降低傳動軸護套吸熱速率，使傳動軸護套的吸熱和散熱速率平衡點降低。方案二：改善傳動軸護套位置流場，加快傳動軸護套的散熱速率，同樣也可以達到降低傳動軸護套吸熱和散熱速率平衡點的目的。

方案論證時，對兩種方案的成本、工藝、開發周期、優化效果進行評估對比。對比結果見表2。

表2 方案對比

對比結果顯示方案二明顯優于方案一。最終選用方案二作為解決傳動軸護套熱害風險。根據方案二進行優化后的發動機下護板結構見圖3。

下護板優化方案：下護板增加導風結構，將外界自然冷空氣導入機艙熱量聚集區域，加速空氣流動，帶走機艙熱量。優化前后下護板結構見表3。

表3 發動機下護板優化前后

2.2 解決方案效果

CFD分析結果顯示：優化后下護板對傳動軸護套周邊流場改善明顯，傳動軸護套溫度平衡點降低。下護板優化后的空氣流動速度云圖見圖4、傳動軸護套溫度云圖見圖5。該車型樣車試制后，利用轉轂環境倉對下護板優化前后的傳動軸護套溫度進行了對比。因為車輛行駛時傳動軸護套高速旋轉，所以無法直接在傳動軸護套表面安裝溫度探頭。為保證試驗數據準確性，試驗時在傳動軸護套上、下、左、右距離小于10mm位置分別布置溫度探頭實時采集記錄溫度數據。試驗后，取四處溫度平均值進行比較。試驗結果顯示：優化下護板后，溫度平衡點降低約35℃。溫度曲線見圖6。

圖4 空氣流動速度云圖

圖5 溫度分布云圖

圖6 優化前、優化后溫度曲線

3 結論

解決傳動軸護套熱害問題通常采用隔熱或導流的方法。隔熱的方法是減少受熱部件吸收的熱量，進而達到降低受熱部件溫度、消除熱害風險。導流的方法是通過氣流帶走熱量、加快受熱部件熱量散發速率，達到熱量無法在傳動軸護套表面聚集的目的，進而消除熱害風險。與隔熱的方法相比，導流的方法帶走熱量，更有利于整車熱保護。因此在處理熱害風險時，應優先考慮導流方案。

A solution to DSS performance deterioration due to surrounding over-temperature

Yin Nongmin, Xu Mingsong, Hua Shunjun, Tian Wenyi

( Zhejiang Zhongtai Automobile Manufacturing Co., Ltd.. Hangzhou Branch Automobile Engineering Research Institute, Zhejiang Zhengzhou 310018 )

As a non-metal part of protecting the driving shaft C.V joint（Constant Velocity joints）, the durability of DSS(driving shaft sheath) is particularly important. For those rear exhaust engine, which means the DSS certainly located close to the exhaust system, if the temperature near DSS is too high, the influence will as follows. A. It will inevitably accelerate the DSS aging speed. B. It decreases the C.V joint grease lubrication inside the DSS. C. It accelerates abrasion of the DSS C.V. joint. In this article, in order to effectively protect the DSS and also keep the C.V joint grease performance, a simple wind-driven structure is introduced to change the surrounding flow field of the DSS and to improve the surrounding temperature of the DSS.

propeller shaft sheath;ventilation;wind flow distribution

A

1671-7988(2019)03-69-02

U463.2

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1671-7988(2019)03-69-02

U463.2

殷農民，主任工程師，就職于浙江眾泰汽車制造有限公司杭州分公司 汽車工程研究院，從事熱管理方向工作。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.03.020