分析万向传动装置的故障诊断

万向传动装置的功用是在两轴不同心或成一定角度的情况下,以及工作中相对位置不断变化的两轴间传递动力。本文结合实际,对万向传动装置的故障诊断谈一些体会。 一、万向传动装置概述 1.定义 万向节即万向接头,英文名称universal joint,是实现变角度动力传递的机件,用于需要改变传动轴线方向的位置

,它是汽车驱动系统的万向传动装置的 “关节”部件。万向节与传动轴组合,称为万向节传动装置。

万向节的结构和作用有点象人体四肢上的关节,它允许被连接的零件之间的夹角在一定范围内变化。为满足动力传递.适应转向和汽车运行时所产生的上下跳动所造成的角度变化,前驱动汽车的驱动桥,半轴与轮轴之间常用万向节相连。但由于受轴向尺寸的限制,要求偏角又比较大,单个的万向节不能使输出轴与轴入轴的瞬时角速度相等,容易造成振动,加剧机件的损坏,产生很大的噪音,所以广泛采用各式各样的等速万向节。在前驱动汽车上,每个半轴用两个等速万向节,靠近变速驱动桥的万向节是半轴内侧万向节,靠近车轴的是半轴外侧万向节。在后驱动汽车上,发动机.离合器与变速器作为一个整体安装在车架上,而驱动桥通过弹性悬挂与车架连接,两者之间有一个距离,需要进行连接。汽车运行中路面不平产生跳动,负荷变化或者两个总成安装的位差等,都会使得变速器输出轴与驱动桥主减速器输入轴之间的夹角和距离发生变化,因此在后驱动汽车的万向节传动形式都采用双万向节,就是传动轴两端各有一个万向节,其作用是使传动轴两端的夹角相等,保证输出轴与轴入轴的瞬时角速度始终相等。

2.万向传动装置的作用

万向传动装置的作用是连接不在同一直线上的变速器输出轴和主减速器输入轴,并保证在两轴之间的夹角和距离经常变化的情况下,仍能可靠地传递动力。 它主要由万向节.传动轴和中间支承组成。安装时必须使传动轴两端的万向节叉处于同一平面。

3.万向传动装置的类型 万向传动装置可分为闭式和开式两种: (1)闭式万向传动装置采用单万向节,传动轴被封闭在套管中,套管与车架做球铰连接,而与驱动桥固定连接。其最大特点是:传动着外壳作为推力管来传递汽车的纵向力,从而时传动轴外壳起到了悬架系统导向机构中纵向摆臂的作用,这对于其后悬架拆用螺旋弹簧作为弹性元件是十分必要的。

(2)开式万向传动装置结构简单,重量轻,现代汽车广泛应用开式万向传动装置。

4.万向传动装置的应用 万向传动装置在汽车上的应用主要有以下5个方面: (1)变速器(或分动器)与驱动桥之间:一般汽车的变速器.离合器与发动机三者合为一体装在车架上,驱动桥通过悬架与车架相连。在负荷变化及汽车在不平路面行驶时引起的跳动,会使驱动桥输入轴与变速器输出轴之间的夹角和距离发生变化。

(2)越野汽车变速器与分动器之间:为消除车架变形及制造.装配误差等引起的其轴线同轴度误差对动力传递的影响,须装有万向传动装置。

(3)汽车转向驱动桥的半轴是分段的,转向时两段半轴轴线相交巳交角变化,因此要用万向节。

(4)断开式驱动桥的半轴:主减速器壳在车架上是固定的,桥壳上下摆动,半轴是分段的,须用万向节。 (5)某些汽车的转向轴装有万向传动装置,有利于转向机构的总体布置。

二、万向传动装置的故障诊断

万向传动装置常见的故障是异响和振抖。通常包括传动轴的异响,中间支承总成的异响,万向节和伸缩节(花键轴副)的异响并伴着振抖等。

1.传动轴异响及振抖

(1)传动轴异响及振抖主要表现在:在万向节与伸缩节及中间支承部分技术状况良好的情况下,传动轴在中.高速行驶时出现异响,且车速越高,响声越大。严重时车身及方向盘发出振抖,甚至握方向盘的手有麻木感,若此时脱挡滑行,则振抖更为强烈。

(2)导致这种现象的原因主要有:

①传动轴弯曲.轴管凹陷.传动轴装配时未将标记对正或传动轴万向节叉和花键轴与轴管焊接时歪斜,破坏了原件的动平衡。

②传动轴上的平衡片失落或原件未进行动平衡补偿。

③装配时,同一传动轴两个万向节叉不在同一平面。

④中间支承橡胶圆环磨损.松旷.紧固方法不当,或吊架固定螺栓及万向节凸缘盘连接螺栓松动,使传动轴位置发生偏斜。

⑤传动轴花键轴与套管叉的花键磨损过甚,间隙过大。

(3)诊断传动轴异响及振抖的方法是:

①首先检查中间支承吊架螺栓.万向节凸缘盘连接螺栓是否松动,视情况预以紧 固。 ②如果响声非以上原因造成,则检查传动轴油管是否有磕碰凹陷,平衡片是否失落。平衡片的失落需要在原焊点位置重新焊接相似的平衡片。如果传动轴管有明显凹陷使传动轴本身失去平衡,应将花键轴和万向节叉在车床上切下,在轴管中穿入一根比轴管内径细的心轴,在凹陷处垫上型锤敲击修复。然后将切下的花键轴和万向节叉焊回原位

。为了保证质量,施焊时,应将轴管放在专用架上,先在圆周对称点焊数点,然后校正其偏摆量,经校正后再沿圆周焊复。焊完冷却后,再复查一次,若摆差过大应重新焊接。该项工艺过程较为复杂。如果传动轴大面积凹陷损伤则需更换该节传动轴。

③如果异响和振抖仍未排除,则要检查伸缩节是否对准标记安装,如果安装正确,则要支起驱动桥,启动发动机,以怠速低挡运转,若传动轴摆动量大,可用大型划针测出偏摆部垃.方向.偏摆量,如果传动轴两端不正或弯曲,则要在压条上垫以与轴管相吻合的软质金属进行冷压校正。

④如果传动轴无偏摆现象,则要拆检中间支承轴承的夹紧橡胶圆环,视情况更换新件,待传动轴转动若干圈后,再重新紧固。

⑤如果故障现象仍未消失,则要拆下传动轴总成,在平衡机上进行平衡试验。不平衡度超差者,要进行平衡片补偿。

2.中间支承总成异响

(1)中间支承总成异响主要表现在:汽车行驶时产生一种连续的“嗡”或“呜”的响声,车速越快,响声越严重,有时也出现“咯楞.咯楞”的响声,滑行时减弱或消失。

(2)导致这种异响的原因有:①中间支承轴承脱层.麻点.磨损过甚或缺少油。②中间支承轴承隔离圈散架,滚珠轴承损坏。③中间支承橡胶圆环损坏或橡胶圆环隔套装配方法不当,过紧或过松.偏斜,致使滚动轴承承受附加载荷。④中间支承架安装不正确,与车架固定的螺栓松动或松紧不一致及车架变形等。

(3)诊断及排除中间支承总成异响的方法是:

①停车后,先向中间支承内注入油,如果试车响声消失,则响声系轴承缺油造成。

②如果响声仍未消失,则可停车后松开夹紧圆环的所有紧固螺钉,待传动轴转动若于圈后再重新拧紧。同时对中间支承轴承与车架连接螺栓(母)松动的,给予紧固。

③如果试车响声仍未消失,则要解体中间支承部分,根据橡胶圆环.轴承.轴颈等磨损情况予以调整.维修,视情况更换新零件。同时要对车架的变形情况作以检修。

3.万向节和伸缩节异响

(1)万向节和伸缩节异响主要表现在:汽车起步或车速突然改变时,传动装置发出“嘎”一声;当汽车缓车时,响声更为明显,发出“呱啦.呱啦\"\"的响声。

(2)导致万向节和伸缩节异响的主要原因有:①由于长期缺少油,引起万向节轴颈磨损,轴承磨损或损坏,造成松旷,使万向节游动角度过大。

②连接件的固定螺栓松动,包括万向节凸缘盘连接螺栓松动。

③伸缩节花键副因磨损过甚,或传动轴过短以致花键啮合长度不足,导向作用差,造成松旷。

④车辆经常用高速挡走低速,行驶中车体本身发生抖动对万向节和伸缩节造成可损坏性的冲击。

⑤变速器第二轴.中间传动轴及主减速锥齿轮的花键轴与凸缘花键槽磨损过甚。

(3)诊断和排除万向节和伸缩节异响的方法是:①在车下用检查锤敲击万向节凸缘盘连接螺栓,检查其松紧程度,对松动的进行紧固,并向万向节轴承加注油。

②如果试车响声仍未消失,则停车后,用两手握住万向节伸缩节的主.从动部分,检查游动角度,如万向节游动角度过大,则拆卸万向节叉及轴承,视油封.轴颈.轴承磨损具体情况更换损坏零件。

③如果响声系伸缩节游动角度过大造成,则可确定变速器第二轴后凸缘松动或主减速键齿轮的花键轴与凸缘花键轴槽磨损过甚造成,应视情况紧固螺栓(母)或更换损坏零件。

当然,对上述故障现象的诊断方法和分析也不是一成不变的。在实际使用中要根据具体 精况进行具体分析。比如有的汽车特别是新车在低速行驶及脱挡滑行时,有清脆而有节奏的金属撞击声,应检修万向节十字轴轴承外径与孔配合是否过紧,以及轴承与十字轴轴端游隙是否过小,从而视情况调整或更换零件。

三、结束语

通过对万向传动装置故障采取上述的诊断分析,可得出如下结论:万向传动装置虽然简单,但是发生故障的原因却是多方面的,直接影响行车安全,降低工作效率。因而对汽车万向传动装置故障要做到早发现.早排除。