樊偉

摘要：萬向傳動(dòng)裝置主要是機(jī)械工作過程中，相對位置不斷改變的情況下，兩根軸間傳遞動(dòng)力的裝置。其主要的作用是將不在同一直線上的變速輸出軸與減速器輸入軸進(jìn)行連接，保障在不同軸之間距離和夾角不斷發(fā)生變化的情況下，仍能夠正常傳遞動(dòng)力。萬向傳動(dòng)裝置主要是由傳動(dòng)軸、萬向節(jié)以及中間支承等共同組成，在安裝過程中，要保障傳動(dòng)軸的兩側(cè)萬向節(jié)叉處在同一平面上。近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國交通運(yùn)輸業(yè)也得到了迅速的發(fā)展，貨運(yùn)量也在逐漸增加，對于載貨汽車的整體要求也在不斷提高，而萬向傳動(dòng)裝置在汽車運(yùn)行過程中發(fā)揮著重要的作用，文章通過對萬向傳動(dòng)裝置常見的故障進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步探討了檢測與排除措施，希望可以為相關(guān)從業(yè)人員提供些許借鑒。

關(guān)鍵詞：萬向傳動(dòng)裝置;常見故障;檢測;排除

0 ?引言

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，也促進(jìn)了各行各業(yè)的迅速發(fā)展，我國高速公路里程不斷擴(kuò)大，也極大的推動(dòng)了公路運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，隨著貨運(yùn)量的不斷增加，公路載貨汽車的運(yùn)行速度也在不斷提高。越來越多具備高速行駛和承載能力的大噸位載貨汽車被投入到各個(gè)行業(yè)當(dāng)中。車速明顯提高，同時(shí)，對于萬向傳動(dòng)裝置的整體穩(wěn)定性要求也在不斷提高。萬向傳動(dòng)裝置在實(shí)際工作狀態(tài)中，很容易會(huì)受到實(shí)際路面情況、載貨重量、扭力變化等方面因素的影響，傳動(dòng)裝置在高速運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，會(huì)受到離心力的作用和影響，很容易會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生異響和劇烈的震動(dòng)。怎樣對存在的故障和問題進(jìn)行全面準(zhǔn)確的判斷，并徹底排除故障，就必須要對萬向傳動(dòng)裝置進(jìn)行全面系統(tǒng)性的分析。

1 ?萬向傳動(dòng)裝置簡述

萬向傳動(dòng)裝置主要是由傳動(dòng)軸、萬向節(jié)等部分構(gòu)成，如果傳動(dòng)距離相對比較遠(yuǎn)的分段式傳動(dòng)軸，則需要采用中間支撐。當(dāng)前，大多數(shù)的汽車主要是采用分段式傳動(dòng)裝置，將傳動(dòng)軸的長度縮短，這樣能夠避免因傳動(dòng)軸過長，從而導(dǎo)致自振頻率降低的情況，也能夠盡量避免產(chǎn)生共振的情況。萬向傳動(dòng)裝置主要分為閉式與開式兩種類型，閉式萬向傳動(dòng)裝置使用的是單萬向節(jié)，車架和套管之間進(jìn)行連接，傳動(dòng)軸在套管當(dāng)中，驅(qū)動(dòng)橋進(jìn)行固定連接。其比較顯著的特點(diǎn)是，采用外殼為推力管，傳遞縱向力，使得傳動(dòng)軸外殼起到縱向擺臂的作用，這對后期拆用螺旋彈簧為彈性元件是極為必要的。開式萬向傳動(dòng)裝置的整體結(jié)構(gòu)是比較簡單的，且重量非常輕，在現(xiàn)代化汽車運(yùn)行過程中，主要采用的是開式萬向傳動(dòng)裝置。

目前萬向轉(zhuǎn)動(dòng)裝置應(yīng)用在汽車當(dāng)中，主要體現(xiàn)在以下方面：首先是變速器和驅(qū)動(dòng)橋之間：通常情況下，汽車的離合器、變速器以及發(fā)動(dòng)機(jī)三者為一體，驅(qū)動(dòng)橋主要由懸架和車架相連接。當(dāng)產(chǎn)生負(fù)荷變化，或者是汽車行駛在不平路面上的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)跳動(dòng)的情況，驅(qū)動(dòng)橋的輸入軸和變速器輸出軸之間的距離與夾角也會(huì)發(fā)生一定的變化。其次，是越野汽車變速器和分動(dòng)器之間：為了最大程度上減少汽車結(jié)構(gòu)車架變形和裝配、制造等出現(xiàn)誤差的從而造成軸線同軸的誤差影響動(dòng)力傳遞，就必須要在汽車上安裝萬向傳動(dòng)裝置。汽車轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋半軸大多數(shù)情況下是分段的，在轉(zhuǎn)向過程中，兩段半軸的軸線相交的地方會(huì)發(fā)生變化，所以要采用萬向節(jié)。斷開式驅(qū)動(dòng)橋半軸：主減速器殼是被固定在車架上的，橋殼上下會(huì)發(fā)生擺動(dòng)，半軸大多是分段的，且必須要使用萬向節(jié)。部分汽車轉(zhuǎn)向軸都會(huì)裝有萬向傳動(dòng)裝置，這樣有助于對轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行總體布置[1]。

2 ?萬向傳動(dòng)裝置的工作原理

2.1 萬向節(jié) ?就目前現(xiàn)狀來看，大多數(shù)的汽車主要都是采用的不等速十字萬向節(jié)，其主要是由萬向節(jié)叉、十字軸以及滾針軸承等部分組成，其主要的優(yōu)點(diǎn)為：萬向節(jié)在實(shí)際運(yùn)行過程中，能夠最大程度上保障軸向交角變化過程中能夠可靠的傳動(dòng)，其結(jié)構(gòu)相對簡單，且傳動(dòng)的效率非常高。但是也有缺點(diǎn)：單個(gè)的萬向節(jié)在輸入軸與輸出軸之間存在夾角的情況下，兩個(gè)軸部的角速度不同。主從動(dòng)軸不等角速度轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，萬向節(jié)和傳動(dòng)軸之間會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的情況，從而出現(xiàn)交變荷載。當(dāng)前，汽車萬向傳動(dòng)裝置主要采用的超過兩個(gè)以上的萬向節(jié)，通過進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析能夠得出，第二個(gè)萬向節(jié)存在的不等速性在某種條件下能夠消除第一個(gè)萬向節(jié)存在的不等速性。

當(dāng)前，逐步實(shí)現(xiàn)萬向節(jié)等角速轉(zhuǎn)動(dòng)的主要方法有兩種。第一種為軸間的夾角為α1=α2，當(dāng)前具體使用的汽車是很難達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)的，因此，我們只能保障兩個(gè)夾角之間盡可能的接近，傳動(dòng)軸之間的不等速性可以盡可能的縮小。第二種是第一個(gè)萬向節(jié)傳動(dòng)叉和第二個(gè)萬向節(jié)主動(dòng)叉位于同一平面之中，該條件是可以達(dá)到的，就目前現(xiàn)狀來看，主要采用第二種方法來消除不等速轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.2 傳動(dòng)軸 ?傳動(dòng)軸是傳動(dòng)裝置當(dāng)中主要的傳力部件，為了盡量避免由于驅(qū)動(dòng)橋位置出現(xiàn)移動(dòng)，從而導(dǎo)致傳動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)受到一定的影響，一般都會(huì)設(shè)有花鍵軸與滑動(dòng)叉，從而使得傳動(dòng)軸的長度發(fā)生一定的變化。為了使得傳動(dòng)軸最大程度上的實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度和剛度，傳動(dòng)軸通常情況下被做成空心的，主要采用的是無縫鋼管。為了盡可能減少傳動(dòng)軸在高速運(yùn)行過程中產(chǎn)生的離心力，對車身造成一定的振動(dòng)，在傳動(dòng)軸和萬向節(jié)裝配完成之后，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行動(dòng)平衡測試。

2.3 中間支承 ?中間支承主要是由軸承、橡膠墊環(huán)以及軸承封油等部分構(gòu)成，當(dāng)前，汽車主要采用的中間支承存在一定的位移量，這樣能夠最大程度上彌補(bǔ)傳動(dòng)軸軸向與徑向方向之間存在的安裝誤差，通過橡膠墊片能夠減少傳動(dòng)的噪聲，吸收振動(dòng)。

3 ?故障的分析與排除

當(dāng)前，大多數(shù)的用戶在購入汽車之后，許多人會(huì)對車架鋼板彈簧進(jìn)行加強(qiáng)、加高，在提高車輛承載能力方面存在一定的盲目性，也會(huì)對萬向傳動(dòng)裝配關(guān)系產(chǎn)生一定的破壞，改變了軸間的夾角。萬向節(jié)能夠在15°-20°夾角之間傳遞動(dòng)力，但是當(dāng)軸間的夾角一旦超過允許范圍角度，將會(huì)對傳動(dòng)產(chǎn)生影響。因此，在進(jìn)行故障診斷維修之間，應(yīng)當(dāng)對整車結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的檢查，在全面熟悉和了解整車裝配情況下，才能夠?qū)收线M(jìn)行全面的診斷。

①傳動(dòng)軸出現(xiàn)嗡嗡的響聲，該類響聲有點(diǎn)類似主、被動(dòng)齒點(diǎn)蝕的聲音，這樣在很多情況，會(huì)被當(dāng)做是傳動(dòng)軸問題進(jìn)行排除，從而浪費(fèi)時(shí)間、物力和人力等資源。怎樣快速的對該類異響進(jìn)行判斷，可采用以下方法：首先，要詳細(xì)的詢問用戶出現(xiàn)該類異響情況的具體音量變化和時(shí)間，主、動(dòng)齒輪異響和傳動(dòng)異響相比，前者為突然性的異響，且隨著時(shí)間不斷的變化和增長，音量也會(huì)不斷的變大，空載和載貨異響之間沒有顯著的變化，傳動(dòng)軸異響主要是用戶在改變車裝配情況后出現(xiàn)的，空載異響相對比較明顯，重載異響會(huì)逐漸減輕。用手去觸摸不同萬向節(jié)的溫度，當(dāng)異響是由于主從動(dòng)軸之間的夾角過大，從而導(dǎo)致萬向節(jié)不同部位之間產(chǎn)生比較嚴(yán)重的摩擦，這樣，出現(xiàn)異響的萬向節(jié)溫度就高于其他萬向節(jié)溫度。如，在2012年，一輛載貨車，該用戶在使用前期發(fā)現(xiàn)其傳動(dòng)軸出現(xiàn)異響的情況，在后期突緣叉逐漸燒紅，發(fā)軟，從而造成傳動(dòng)軸落地。經(jīng)過相關(guān)廠房人員進(jìn)行綜合鑒定之后，明確其原因主要是第四段傳動(dòng)軸軸間夾角過大導(dǎo)致的[2]。

②傳動(dòng)軸出現(xiàn)刷刷的響聲，該類響聲和傳動(dòng)軸缺油的響聲比較相似，當(dāng)出現(xiàn)該類響聲的情況下，可注入潤滑脂，當(dāng)響聲沒有消除，則為軸承缺油，相反，應(yīng)當(dāng)檢查中間支承是否存在憋勁的情況，傳動(dòng)軸軸心和中間支撐軸中心未在同一條直線上，軸承的摩擦比較大，且溫度很高，黃油會(huì)逐漸向外流出。從驅(qū)動(dòng)橋和變速器的具體裝置來看，變速器在上方，驅(qū)動(dòng)橋在下面，兩者之間通過傳動(dòng)軸進(jìn)行連接。中間支承主要是固定在斜面上方的，應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)出前低后高的中間支承吊架，這樣能夠最大程度上保障傳動(dòng)軸軸心和中間支承軸中心在同一中心線上。

③車身振動(dòng)：導(dǎo)致車身振動(dòng)的因素非常多，車身結(jié)構(gòu)中的旋轉(zhuǎn)部件，都有可能會(huì)導(dǎo)致車身出現(xiàn)振動(dòng)，要想快速的判斷存在的故障，可以抽出后橋半軸，之后再發(fā)動(dòng)汽車，加速轉(zhuǎn)速，當(dāng)車身處于平穩(wěn)狀態(tài)，故障主要在輪胎和前橋位置。當(dāng)出現(xiàn)故障，可以采用空擋、拆傳動(dòng)軸，排除變速器、離合器、發(fā)動(dòng)機(jī)。這樣能夠極大的節(jié)省排除時(shí)間，也能夠提高診斷準(zhǔn)確性。

如果是傳動(dòng)軸導(dǎo)致車身抖動(dòng)，就需要對傳動(dòng)軸的平衡梁與彎曲量進(jìn)行檢測，需要對傳動(dòng)軸是否是高速、中速或者是低速振動(dòng)進(jìn)行區(qū)分。當(dāng)前主要通過低速進(jìn)行校正，高速進(jìn)行檢測。需要注意的是，因?yàn)樾?zhǔn)是在傳動(dòng)軸兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行，這樣會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速下，平衡值變化量出現(xiàn)大小的情況。如，一輛汽車在第二段傳動(dòng)軸低速校正的時(shí)候，其兩端平衡量保持平衡，在高速檢測過程中，伸縮節(jié)端會(huì)出現(xiàn)不平衡的情況，此時(shí)，將傳動(dòng)軸調(diào)制180°裝后，車身抖動(dòng)的情況便能夠得到有效改善[3]。

4 ?結(jié)束語

萬向傳動(dòng)裝置存在的故障是非常多的，一旦出現(xiàn)故障，只要能夠?qū)ζ渲饕獦?gòu)成部分、原理等進(jìn)行深入全面的分析了解，就能夠及時(shí)解決存在的各種問題和故障，保障萬向傳動(dòng)裝置能夠正常穩(wěn)定的進(jìn)行工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳汀，楊萬福.汽車傳動(dòng)系萬向傳動(dòng)裝置的多優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)（信息與管理工程版），2018，22（1）：31-35.

[2]俞飛，孫世東.汽車萬向傳動(dòng)裝置故障診斷分析[J].客車技術(shù)，2017，32（2）：46-47.

[3]鄭玉祥.一種柔性萬向傳動(dòng)裝置：CN207005122U[P].2018，32（2）：68-69.