新能源減速器PTFE高速油封的應用和裝配注意事項

新能源電驅動的發(fā)展方向是高轉速、小型化、集成化，目前很多電驅動總成集成化&小型化設計方案是同軸電橋（即電驅動的動力輸入和輸出在同一軸線上，半軸需從電機軸和減速器輸入軸中心中空穿過），減速器輸入軸軸徑加大，對應油封唇口直徑增大，則油封的最大線速度遠超傳統(tǒng)橡膠油封的極限水平（傳統(tǒng)油封線速度的極限約＜20m/s，而同軸電橋的輸入軸油封線速度約30-40m/s）。油封的高速性能成為新能源電驅動發(fā)展的技術瓶頸。

1、 PTFE高速油封的創(chuàng)新開發(fā)應用

通過行業(yè)不斷創(chuàng)新實踐，最終高速油封有了跨界的解決方案——PTFE（聚四氟乙烯），PTFE高速軸封原來大量成熟應用于工業(yè)壓縮機及航空航天事業(yè)，PTFE材料具備以下優(yōu)點：

①超強的抗化學性能；②極端的工作溫度（-50℃至200℃）；③能承受 40m/s線速度（強化后可達 100m/s）；④低摩擦，壽命長，可以在潤滑不足或無潤滑情況下運行。

PTFE高速油封的缺點是價格貴，其大約是同尺寸規(guī)格的橡膠油封價格的10倍左右。

PTFE高速油封已經成功應用于歐洲一款高性能的新能源同軸電驅動橋上。目前全球也僅有歐洲3家供應商具備生產PTFE高速軸封的能力。

國內新能源市場也開始探索開發(fā)同軸電驅動橋，并且也陸續(xù)開始引入PTFE高速油封。相信在不久的將來，F(xiàn)TFE高速油封在國內新能源汽車領域將會大量開發(fā)應用。

2 、PTFE高速油封的產品介紹

①產品結構與成型工藝：PTFE區(qū)別于傳統(tǒng)油封的生產加工工藝，傳統(tǒng)油封主要是硫化成型，PTFE油封各部件主要是機加工成型。主唇密封結構由PTFE棒料經機床加工成圓環(huán)性薄片，外殼和內圈為金屬材料由模具沖壓成型。大致如圖1。

主唇的成型工藝如圖2。

圖2

油封組件工藝大致如圖3。

圖1

圖3

由于PTFE油封核心部分都是機加工成型，所以其具備尺寸可定制式設計和試制周期短等優(yōu)點。在產品設計和驗證上都具有很大優(yōu)勢。

②PTFE油封匹配設計的注意事項：

1）軸/軸套表面粗糙度：Ra 0.2um為最佳，可接受值不超過Ra 0.4um。

軸的推薦加工方式：徑向磨削加工，減小軸向泄露紋路。無泄露路徑定義為：+/-0.05度。

具體定義如圖4所示。

圖4

2）軸的硬度：＞60HRC；可接受范圍：＞55HRC。

3）軸的圓度“OOR”：＜=2 個凸邊時 ,OOR ＜0.005mm；＞2個凸邊時，OOR＜0.0025mm。

軸跳：＜0.05mm。

具體定義如圖5所示。

圖5

4）孔的粗糙度：Ra 0.8um為最佳，可接受值不好過Ra 1.6um。

5）孔的圓度“OOR”＜0.05mm。

具體定義如圖6所示。

圖6

③油封裝配注意事項：

1）外圈與殼體過盈壓裝，因為金屬與金屬過盈壓裝，為防止壓裝鐵屑產生，可以于外圈涂抹潤滑油便于裝配，壓裝完成后在外圈與殼體結合面外側可以打密封膠，防止外圈工作后滲油；

2）內主唇與軸裝配時，注意導正，且要注意軸端倒角處是否有尖角毛刺，裝配到位處軸位是否有軸向可辨劃痕，防止油封裝配和工作時劃傷。

與軸配合到位后，可在與軸配合處均勻涂抹潤滑脂，保證初期潤滑，降低主唇初期磨損，從而大大提高PTFE油封壽命。

④PTFE高速油封試驗驗證及注意事項。

1）PTFE高速油封根據(jù)開發(fā)進度可以先安排零件單體試驗，注意油品及油線位置要與總成狀態(tài)一致，試驗轉速要與整車輸入吻合；

2）電驅動總成臺架試驗：模擬整車極限高速工況，極限油溫工況，運轉整車高速耐久的里程，試驗過程中可以于總成樣箱油封附件外殼開孔，便于觀察試驗過程中是否油封有漏油、滲油等失效；

3）試后分析：如試驗正常進行完成后，拆解油封后，觀察主唇是否有異常變形或磨損，可用投影儀測輪廓，用卡尺測主唇厚度等數(shù)據(jù)分析。

3、 總結

綜上：簡要介紹了PTFE高速油封在新能源汽車的減速器油封的應用開發(fā)注意事項，并介紹了PTFE的生產工藝及優(yōu)缺點。

目前新能源市場發(fā)展迅猛，而PTFE油封又能解決更高線速的的技術難題，相信在不久的中國新能源市場，PTFE高速油封一定會快速應用并大量推廣，也相信中國的新能源汽車一定會走在世界的最前列。

審核編輯：郭婷