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捷太格特(JTEKT)展出扭矩損失減少80%的Z終減速器齒輪支撐軸承

發(fā)布時間:2013-05-29

圖:捷太格特展出的Z終減速器的切割解剖模型。“LFT III”標牌下方就是小齒輪支撐軸承。
 
  捷太格特減小了Z終減速器的小齒輪支撐軸承的扭矩損失,并在“人與車科技展2013”上展出了試制品。據(jù)介紹,扭矩損失比原來減小80%,燃效提高1.5~2%。
 
       在FR(前置發(fā)動機,后輪驅動)車的Z終減速器中,小齒輪軸在離開中心軸的位置上與環(huán)形齒輪接觸,因此會受到很大的彎曲應力。因此,在支撐小齒輪軸的前后兩個軸承中,小齒輪一側大多使用圓錐滾子軸承,內輪徑、外輪徑及滾子尺寸等勢必會變大,扭矩損失也會隨之增加。
 
       減小的80%的扭矩損失中,潤滑油流動控制的效果約為30%,通過優(yōu)化內部各元件實現(xiàn)的小型化貢獻了約30%,通過改進熱處理實現(xiàn)的小型化帶來的效果約為20%。
 
       在FR車使用的Z終減速器中,由于內置差動齒輪機構等原因,為了充分供應潤滑油,油面較高。圓錐滾子軸承發(fā)揮離心泵的作用,從小直徑一側向大直徑一側輸送潤滑油。因此,轉動面會有大量的潤滑油流過,從而產(chǎn)生攪拌阻力。
 
       為了防止這一問題,捷太格特將保持器小直徑一側的端部向內輪一側彎曲,并一直伸至將要與內輪接觸的程度,堵住了“離心泵”的入口。這樣便減少了過多的潤滑油流過,從而減少了阻力。
       內部各元件的優(yōu)化方面,重要的是加大了齒寬。正如前面提到的,小齒輪支撐軸承在環(huán)形齒輪的反作用力下會受到很大的彎曲應力。在軸發(fā)生彎曲的狀態(tài)下如果齒寬不夠,負荷就會集中到滾子的端部,有時會造成燒蝕。此次通過加大內輪和外輪的齒寬,在受到彎曲應力后稍有撓曲時,滾子與內、外輪就會變?yōu)楹线m的接觸狀態(tài)。
 
       而采用圓錐滾子軸承時,此時大直徑一側的端面就會與內輪邊緣滑動接觸。該端面通常為平面,而此次加工成了直徑較大的球面。這也是為了在軸發(fā)生彎曲的狀態(tài)下變?yōu)楹线m的接觸狀態(tài)。
       此外還改進了熱處理延長了軸承的壽命,使轉動面難以因壓痕等產(chǎn)生損傷。由于實際上沒必要延長壽命,因此此次的設計方向是提高各部分的面壓、減少尺寸。
 
       該產(chǎn)品設想用于排量2.0L以上的FR車。另外,捷太格特本身還做過將該軸承從圓錐滾子軸承換成角接觸球軸承以減小摩擦損失的嘗試,并曾用于該公司自己的產(chǎn)品。但當扭矩大到一定程度時,球軸承就需要改用多列設計。而此次開發(fā)的圓錐滾子軸承與多列球軸承相比扭矩損失更小、成本也更低。(日經(jīng)汽車技術)
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