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汽车车桥半轴和轮毂油封漏油问题的分析及改进措施

作者: admin发表时间: 2018-07-31 10:34:03浏览: 868
因全文较长,为方便查阅,编辑目录如下:
 
1、常见车辆漏油的主要原因
2、预防车辆漏油措施
3、车桥及轮毂油封漏油问题概述
4、油封的工作原理
5、驱动桥漏油主要原因分析
6、轮减桥油封漏油分析和改进措施
7、半轴油封漏油问题分析
8、油封产品本身的质量控制
9、轮毂轴承间隙对油封密封的影响
10、油封与隔圈之间偏心对密封的影响
11、轮毂轴承预紧力的控制
12、油封装配过程质量控制
13、油封漏油相关零部件的控制
14、油封装配失效因素
15、油封压装工装夹具设计失效因素
16、车桥轮毂油封维护和保养
 
在车辆的使用中,往往会出现漏油故障,它将直接影响到汽车的技术性能,导致润滑油、燃油的浪费,消耗动力,影响车容整洁,造成环境污染。由于漏油、机器内部润滑油减少,导致机件润滑不良、冷却不足,会引起机件早期损坏,甚至留下事故隐患。
 
1、常见车辆漏油的主要原因
 
1)产品(配件)质量、材质或工艺不佳;结构设计存在问题。
2)装配调整不当,配合表面不清洁,衬垫破损、位移或未按操作规程规范进行安装。
3)紧固螺母拧力不均、滑丝断扣或松旷脱落等导致工作失效。
4)密封材料长期使用后磨损过限,老化变质、变形失效。
5)润滑油添加过多、油面过高或加错油品。
6)零部件(边盖类、薄壁件)接合表面挠曲变形、壳体破损,使润滑油渗出。
7)通气塞、单向阀堵塞后,由于箱壳内外气压差的作用,往往会引起密封薄弱处漏油。
 
2、预防车辆漏油措施
 
1)重视衬垫作用。汽车静置部位(如各接合端面、各端盖、壳体、罩垫、平面盖板等)零部件之间的衬垫起着防漏密封作用。若在材料、制作质量及安装上不符合技术规范,就起不到密封防漏作用,甚至发生事故。如油底壳或气门罩盖,由于接触面积大而不易压实,由此造成漏油。
 
2)车上各类紧固螺母都需按规定的扭矩拧紧。过松压不紧衬垫会渗漏;过紧又会使螺孔周围金属凸起或将丝扣拧滑而引起漏油。另外,油底壳放油螺塞若未拧紧或回松脱落,容易造成机油流失,继而发生“烧瓦抱轴”的机损事故。
 
3)及时更换失效油封。车上很多动置部位(如油封、O型圈)会因安装不妥,轴颈与油封刃口不同心,偏摆而甩油。有些油封使用过久会因橡胶老化而失去弹性。发现渗漏应及时更新。
 
4)避免单向阀、通气阀堵死。由此引起箱壳内温度升高,油气充满整个空间、排放不出去,使箱壳内压力升高润滑油消耗增加和更换周期缩短。发动机通气系统堵塞后,增加了活塞的运动阻力,使油耗增加。由于箱壳内外气压差的作用,往往会引起密封薄弱处漏油。因此需对车辆进行定期检查、疏通、清洗。
 
5)妥善解决各类油管接头密封。车用联管螺母经常拆装,容易滑丝断扣而松脱,会引起渗油。更换联管螺母,用研磨法解决其锥面密封,使螺母压紧而解决密封。
 
6)避免轮毂甩油。轮毂轴承及腔内润滑油脂过多,或其油封装配不妥,质量不良及老化失效;制动频繁引起的轮毂温度过高;车轴螺母松动等都会引起轮毂甩油。因此要用“空腔润滑法(即适量润滑)”,疏通通气孔。
 
3、车桥及轮毂油封漏油问题概述
 
驱动桥漏油主要有油封漏油、零件结合面漏油两种情况。产生漏油主要是制造及装配过程中存在不足造成的。
 
驱动桥油封漏油主要是由油封本身质量、装配质量、装配过程管理与油封配合的相关零部件精度不足等方面造成的。
 
轮毂油封的漏油问题,该处一旦漏油容易流到摩擦片上,严重影响行车安全。轮毂油封为动密封,影响因素较多,容易发生漏油现象。
 
解决油封漏油的关键,首先是油封相配件的质量控制,其次为油封自身性能和刃口质量,三是装配过程。
 
4、油封的工作原理
 
汽车油封是在汽车维修中用量较多的配件之一。油封又称挡油圈,凡汽车各机构装有滚动轴承或滑动轴承的部位,都需安装油封来防止润滑油或润滑脂的外泄或渗漏,同时又防止灰尘或污泥的浸入,保持住滚动或滑动摩擦零件的良好润滑条件,延长使用寿命。
 
1)自由状态下,油封唇口内径比轴径小,具有一定的过盈量。
2)安装后,油封刃口的过盈压力和自紧弹簧的收缩力对旋转轴产生一定的径向压力。
3)工作时,油封唇口在径向压力的作用下,形成0.25~0.5mm宽的密封接触环带。在润滑油压力的作用下,油液渗人油封刃口与转轴之间形成极薄的一层油膜。

油膜受油液表面张力的作用,在转轴和油封刃口外沿形成一个“新月面”防止油液外溢,起到密封作用。
 
5、驱动桥漏油主要原因分析
 
1)油封质量差,橡胶早期老化,造成主减速器处漏油。
2)和油封结合的配合面加工精度达不到要求,造成油封和零件的磨损,间隙增大,出现渗油
3)通气孔堵塞,造成桥内压力升高,润滑油会从结合面处或油封处渗出。
4)主减速器与桥壳结合面或半轴凸缘与桥体结合面未按规定涂抹密封胶,或结合面有异物、结合面平面度不合格等均会造成漏油。
5)油脂加注量超过规定标准后,油脂会自动溢出。
6)当轴出现磨损形成沟槽,即使更换新油封仍不能密封时,是由于油封唇口与轴的接触压力下降,造成安装后油封唇直径与轴径的过盈量太小。
7)轮毂轴承松动或差速器轴承松旷,使半轴上下抖动,影响油封的密封性,应进行检查调整。
 
6、轮减桥油封漏油分析和改进措施
 
轮边油封漏油是一种常见的故障,很多车辆在轮边发生漏油时只一味地更换油封,没有找出其根本原因,所以有些车在更换轮边油封不久会反复出现漏油现象。经过实践观察分析,其原因有以下几点。
 
1)新车行驶不到2000km,轮边出现轻微渗漏。这种故障在以前发生过不太多的几例,经观察是车辆出厂时,轮边齿轮油加得过量,超过了油平面,车辆运行轮边温度升高造成油封轻微渗漏。像这种故障不要急于更换油封,可将多余的齿轮油放掉,车辆继续运行故障会自然消失。
 
2)许多车辆在强保或更换轮边齿轮油后不久,轮边油封出现漏油故障。这种故障原因出在换油过程中。因为轮边减速器内齿轮密布,齿轮油分布在齿轮缝隙中,放油前,最好先让车辆行驶一下,使油温升高;放油时,将车轮旋转,使放油孔在最下方,同时打开加油孔,使空气流通。

轮边放油比较慢,有条件的可使用高压气自加油口吹一下。加油时最好使用专用加油器,轮边加油较慢,要有耐心,发现加油口有油流出,并不意味着已加满,这时要空上3~5分钟。每个轮边加油要在2L左右。许多车辆在换油时因为加油量不足造成油封早期磨损。
 
3)半轴油封失效造成轮边油封漏油。这种故障一般不易察觉。中后桥主减速器和轮边润滑油靠半轴油封封闭分割,互相不同,而且主减速器内油平面比轮边油平面高。

如果半轴油封失效,会使主减速器齿轮油流到轮边减速器内,造成轮边油位升高,冲坏油封。这种故障只更换轮边油封不起作用,故障会反复出现。只有把半轴油封和轮边油封同时换掉才能彻底解决故障。
 
4)润滑油变质造成油封损坏。平时要注意打开轮边加油孔观察,发现缺油及时补充。一般车辆每行驶12000km应清洗轮边减速器并更换润滑油。另外,选择符合规定的齿轮油、合理装载也是防止油封漏油的关键。

综上所述对于轮边油封漏油的这种现状,我们要找清楚原因才能更清楚的去处理
 
7、半轴油封漏油问题分析
 
最初的汽车后轴是死轴,后轴既要承担车重又要传递动力。随着传动轴的出现,后轴演变为两根活动的半轴。早期的半轴是不浮式的,半轴既要传递驱动扭矩,还要承受各种载荷。后来,半轴内端轴承支承在差速器壳上,成为半浮式,广泛用于小客车上。载重汽车和大客车的载荷较大,采用全浮式半轴。个别小客车采用3/4浮式的半轴。
 
半轴油封处于底盘下部,半轴油封是用来封闭分割驱动桥和轮边减速器两个部位,互相不通。半轴用来将差速器半轴齿轮的输出转矩传到驱动轮或轮边减速器上。半轴油封漏油会使驱动桥内润滑油量减少,影响正常润滑,加剧机件的磨损而导致早期损坏。
 
汽车半轴油封漏油,使驱动桥内油量逐渐减少,将影响主、从动锥齿轮的润滑,润滑油流入轮边减速器内,造成轮边减速器油位升高,冲坏油封,流到制动鼓内,引起制动不好,危及安全行车。严重时可以使半轴球笼万向节严重磨损,造成难以挽回的损失。
 
安装时的不到位、零件的不合格都能导致漏油,也有可能是半轴变形导致油封磨损过大,更换半轴油封这类维修基本不会出现装配的问题,油封漏油应该是配件存在质量问题,更换一个新油封以免变速箱油渗漏导致变速器内齿轮润滑不良。
 
汽车半轴油封漏油的主要原因有以下几点:
 
1)驱动桥减速器内加油过多,油面超过正常的高度。应放出多余的油使油平面保持在标准高度。
2)驱动桥减速器通气孔堵塞,行驶时,油温升高,压力上升,油被挤出,造成油封损坏。
3)油封变质老化,失去密封作用。此种情况下应进行更换。
4)油封安装不正或者油封质量有问题。油封与座孔配合过松,汽车半轴油封质量不好,尺寸不符。
5)零部件有问题影响油封安装使其产生漏油。与油封接触的半轴轴颈磨损起槽,有麻点等,应修复或更换有关零件。

为了有效地防止汽车半轴油封漏油,应做到以下几点,只有这样才能保证汽车半轴油封正常使用:
 
1)每次换油,油应和要求油平面一样齐;
2)每次一级保养,均拆卸减速器通气孔清洗;
3)换用合格的汽车半轴油封,建议使用配套厂生产的油封;
4)应正确安装油封,避免碰、刮;
5)二级保养检查轮毂轴承的紧度,使之不松动;
6)对老化油封及时更换。
 
8、油封产品本身的质量控制
 
当驱动桥出现漏油现象后,首先想到的是油封自身的质量问题。漏油的确可能与油封质量有关,但这不是唯一因素。油封自身质量应该由油封制造商来控制,出厂必须有严格的检测,对油封进行台架试验检查油封的回弹性、耐油性、抗老化性,以及油封刃口的尺寸检测都是很有必要的。油封的供应商必须提供合格的油封,但这也不能保证百分之百不漏油,所以必须在油封结构上采用新方法。
 
首先对油封进行台架试验,模拟实际车况进行试验,即试验中加温,轴对油封的偏心量加大为0.2mm,按车辆速度进行变化试验,油封在试验条件下不渗漏,即试验合格方可装车。通过试验可以确认油封的性能如回弹性、耐油性、抗老化性等,是对油封的综合检验。
 
其次是加强对刃口尺寸的检测,油封有的是切唇,有的是模压成型,不论哪种油封,刃口是关键。刃口尺寸很难测量,为此制作了塞规,用塞规不仅能检测尺寸,也可对刃口椭圆及点状缺陷进行检测,即将油封套于塞规上透过光线很容易发现油封刃口的椭圆及点状缺陷。
 
油封的椭圆在止端表现为缝隙,如果出现缝隙则判断为不合格,如果点状缺陷通过透光十分明显,此系缺胶、杂质等问题造成,对切唇油封还存在切唇过程中对油封刃口的损伤所引起的缺陷,这些都是产生漏油现象的因素,通过以上方法,严格地控制油封质量。
 
9、轮毂轴承间隙对油封密封的影响
 
在装配过程中,轮毂轴承间隙时通过轴承预紧力100%检验装配调整的,不存在问题,后来发现整车使用后,容易发生左边轴头螺母脱出及松动,轮毂油封漏油明显增多,轮边紧固结构为轴头垫片、锁片及轴头螺母紧固,轴头螺母为右旋,顺时针拧紧,右轮轴头螺母相对整车前进方向即轮毂转动方向是一致的,而左边相反,尽管整车在运转中轴承轴向力很小,但此力始终存在,在瞬间还可能比较大,容易造成左边锁片撕裂、轴头螺母松脱,轮毂轴承间隙变大而发生摆动,造成油封相对隔圈摆动量变大而出现漏油。
 
针对此问题的改进方案有两个,一是将左边轴头螺母改为左旋,使旋紧方向与轮毂转动方向一致,但该方法会给装配带来不便;二是提高轴头螺母螺纹的制造质量,避免车辆运转中轴头螺母松脱,经分析判断后采取第二种方案,因国产化后的轴头螺母一直采用铣削加工,加工后螺纹表面粗糙度差,容易产生振纹,此缺点造成螺纹配合形成点接触,使螺纹自锁性能下降出现松脱,后将轴头螺纹加工改为车削,提高了螺纹表面粗糙度并避免了振纹,保证了螺纹配合时的自锁性能。
 
油封密封必须使油封刃口在隔圈上运动轨迹为均匀的细环,如果出现偏心或刃口沿轴向摆动,则必然发生漏油。通过改进提高了隔圈及轴头螺纹的加工精度,有效地解决了油封刃口相对于隔圈在转动时的摆动。
 
10、油封与隔圈之间偏心对密封的影响
 
油封刃口在隔圈外圆上磨削痕迹线不同,不漏油的桥一般其痕迹线明显沿周线比较均匀,且较细,而漏油的桥其痕迹线相对比较模糊不均匀,且较宽,这是由于油封相对隔圈在运动过程中偏心引起跳动过大造成的,故控制跳动量是解决漏油问题的一个重要方面。
 
因轮毂轴承孔与油封孔是一次装夹加工而成,故不存在问题,所以问题主要出在隔圈上。通过改进提高隔圈的加工精度,改进了隔圈与油封的装配精度,隔圈粗糙度过低,容易造成油封刃口早期磨损,从而发生漏油现象,但粗糙度也不能太高,否则无法再油封及外圆表面之间形成油膜,从而出现干摩擦,其表面有烧灼痕迹。
 
一般图纸要求粗糙度Ra0.4,较为理想的范围是Ra0.3-Ra0.5之间,同时外圆表面不得有磨削缺陷如振纹、螺旋纹等,而跳动及圆柱度超差则造成油封的弹性或回弹速度不足以弥补跳动及圆柱度脉动周期,容易引起漏油。
 
11、轮毂轴承预紧力的控制
 
预紧力的控制对有锥轴承的齿轮轴上的油封是否漏油很关键。预紧力合理与否,将决定油封的寿命,决定中长期漏油与否。
 
往往油封漏油,一般会想到与油封质量及压装质量有关,但忽视了这一关键点。由于锥轴承不仅起到支撑齿轮轴作用,而且还有定位作用。若预紧力过紧,轴承过热,易造成油封老化。预紧力过小,齿轮轴轴向窜动,径向摆动,轴与油封刃口间隙在旋转过程中不均匀,造成油封寿命降低及漏油。
 
所以必须要控制轴承预紧力,保证油封在轴上的不摆动,减少漏油。因此,根据产品使用状况设定合理轴承预紧力,才能提高油封使用寿命以及防止漏油。
 
12、油封装配过程质量控制
 
在驱动桥大规模装配中,必须做好精细化生产,油封的装配是一个重要环节,在油封的装配全过程中,以下主要从油封的压装和装配细节进行分析,必须做好以下环节工作:
 
1)装配车间环境要求干净整洁,杜绝对油封以及相关零件的污染。
2)封装配前,注意避免弄脏,要求要有专用工位器具存放,只有保证油封和相关零部件干净,才能杜绝灰尘或杂物进入油封刃口,减少油封或配合的零部件的磨损,保证不漏油。
3)对装配的零件要应清洗干净、去除毛刺,特别是与油封相配的轴,装配端应保证有一个圆弧倒角,且粗糙度要符合要求,过渡必须光滑,并绝对避免毛刺,这样才能避免装配过程中对油封刃口的损伤。
4)油封的压装非常关键,压装质量不好,易造成早期漏油,必须用专用工装,并定期检查压装工具两端的平行度,保证油封压正对中。在压装过程中一定避免油封压装变形。
5)防止压入油封时无定位装置。油封压具必须有定位装置,防止油封压斜。
6)在压装油封后,根据技术要求,一般要求在油封刃口涂抹一圈润滑脂,这对油封早期运转能起到润滑作用,但是不能太多,若润滑脂涂抹过多,则造成油封在运转过程中使润滑脂受热变稀外漏,造成漏油的假象。故要求用抹布将多余润滑脂擦干净。
7)组装过程中保护油封不受伤害。例如,在轮毂总成装配中,轮毂吊装到后桥合装时,由于外侧轴承内圈后装,轮毂由于自重下坠,导致挤压油封变形。这也是直接导致油封早期漏油的主要原因,所以装配轮毂总成时一定要使轮毂放平,轻轻地装配到位,防止油封刃口损伤。
8)桥总成装配完毕,检查通气口总成是否堵塞。若通气口总成堵塞,导致汽车行驶时,驱动桥内油温上升,桥壳内压力上升,必然使润滑油被挤压而从油封处渗出。
 
13、油封漏油相关零部件的控制
 
根据统计分析,发现漏油的油封刃口在轴外圆磨削痕迹线不同,不漏油的桥一般在轴上的痕迹线明显沿周线比较均匀,且比较细,而漏油的桥痕迹相对比较模糊不均匀,且较宽。这是油封相对轴在运动中偏心引起跳动过大造成的,故控制油封跳动量是解决油封漏油的一个重要方面。
 
对于轮毂油封来说,这就需要控制轮毂两轴承孔的同轴度、桥壳轴头两装轴承外圆的同轴度以及隔圈的加工精度。油封漏油与零件表面质量,合理的公差配合也有关系,需要统筹考虑。故需要对相关零部件加工质量进行严格控制,达到减少漏油的事故发生。
 
零件结合面漏油主要是桥壳与主减速壳结合面处漏油。

下面主要从密封胶、涂胶操作方法、装配过程进行分析:
 
1)密封胶使用控制

平面密封的性能好坏,密封时效长与短,很大程度上取决于密封胶的好坏。性能好的密封胶具有良好的固化柔性、高延伸性、较好的耐油性、耐高低温性和固化过程体积变化小等特点。防止平面漏油一定要使用性能良好的密封胶。
 
2)涂胶操作方法控制

涂胶不科学也是造成平面漏油的主要原因,目前驱动桥的密封平面成圆环状,且上面通常有螺栓,由于螺栓的存在加大了涂胶的操作难度,螺栓与孔的配合间隙较大,大约有0.5~1 mm,除了保证平面密封外,还要保证螺栓与孔的密封。因此涂胶方法特别关键,现场要求在密封平面上均匀连续涂上一圈6 mm宽的密封胶,且在螺栓根部也要涂一圈密封胶,涂胶要求连续不间断,如图3所示。在密封平面上连续涂一圈密封胶是防止从密封的平面上漏油,在螺栓的根部上涂一圈密封胶是防止从孔内漏油。图3驱动桥壳密封平面涂胶
 
3)结合面的清理控制

密封平面有杂物,如砂子、铁屑或棉布等,由于这些杂物的存在,使密封间隙变大,大于密封胶所能密封的最大间隙,造成密封不严而引起漏油。因此一定要擦干净密封平面再涂密封胶。
 
4)结合面变形、加工粗糙或损坏等控制

密封平面的变形也会引起局部间隙过大,造成密封不严从而导致漏油。平面变形一般是有猛烈碰撞或是装配过程中用撬杠拆卸造成。因此在桥壳转运和装配当中一定要小心,避免密封平面变形。
 
5)螺栓拧紧力矩的控制

当密封平面涂好密封胶后,就用螺母将两零件连接在一起,如果有某一些紧固螺母没有达到预紧力矩,则造成局部密封不严。故一定要求把紧固的螺母全都按照要求拧紧。
 
关于解决驱动桥漏油问题,必须抓住关键,首先解决装配过程中的问题,其次是零部件的质量控制。
 
14、油封装配失效因素
 
1)油封倾斜压入:组装时油封放置倾斜,工装强制挤压挤入油封,导致油封配合部分被挤压损坏,成为油封泄露的起因
改进措施:正确选择工装夹具,组装时将油封水平放置均匀加压
2)长轴倾斜插入:由于轴表面不够光滑,倾斜插入后,长轴搁在油封唇口上插入,长轴上的螺旋线就像锯齿一样拉扯油封唇口,造成油封漏油
改进措施:将长轴插入油封,保持油封中心与轴中心同轴,首先在轴表面及倒角处薄薄地涂覆润滑油或矿物油型锂基润滑脂,压入时防止唇口部分翘起。
3)异物进入:员工戴着脏手套拿取油封,油封唇口容易粘着铁屑或杂物,从而造成油封漏油
改进措施:检查工装的清洁度,并确保无磕碰。
 
15、油封压装工装夹具设计失效因素
 
1)工作面直径过小,夹具工作面未压装到油封金属骨架,造成油封呈现凹形变形
2)工装没有设计导向装置,油封可能被压斜,造成油封椭圆,从而密封不严
3)夹具没有设计限位装置,容易造成压装后骨架在轴向方向发生挤压变形或油封未能压装到位
4)工装设计了导向柱,但导向柱未设计倒角或倒角不规范,造成插入油封时倒角轴向切割油封唇口,造成油封漏油
5)油封工装工作面不平、导柱外圆面加工粗糙、热处理不合理也会造成油封漏油总之,为了发挥油封的功能,在设计工装夹具时,应充分考虑夹具的导向、限位、外径尺寸及光洁度,在装配油封过程中,应严格按工艺规程进行操作。
 
16、车桥轮毂油封维护和保养
 
汽车驱动桥油封主要分主动齿轮油封、轮毂内外油封(全浮类)、轴承座油封、半轴油汽封(半浮类),在汽车前后驱动桥售后故障中,油封漏油占前后桥所有售后故障的50%左右,油封漏油故障困扰着许多前后桥生产厂家。
 
1)油封质量、规格符合要求,安装到位后应有紧度,以用手转动有阻力为适宜。
2)后桥按要求容量加注润滑油。轮毂轴承采用适量润滑,就是将轴承内外均匀涂上油脂,轮毂腔内不再加注油脂。这样既利于轮毂散热,降低运转阻力,还可节约油脂,减少经济开支。
3)经常疏通和清洗后桥壳上的通气孔与螺塞,确保其与大气连通。
4)正确安装和调整轮毂轴承的松紧度。在拧紧螺母后(用手转不动轮毂)再退回1/8-1/4圈(用手能转动轮毂但有涩感)为宜。
5)消除轴承走内圆与走外圆。方法是在轴承外座环或轴颈上涂一层合金;或在轴承座或轴颈上用尖嘴铳子冲出麻点,必要时更换零件。
6)更换完好的纸垫,配齐和紧固半轴螺栓。
7)频繁制动时为防止轮毂发热,油脂变稀,可向轮毂洒水降温或安装淋水装置。