新能源減速器PTFE高速油封的應(yīng)用和裝配注意事項(xiàng)

新能源電驅(qū)動(dòng)的發(fā)展方向是高轉(zhuǎn)速、小型化、集成化，目前很多電驅(qū)動(dòng)總成集成化&小型化設(shè)計(jì)方案是同軸電橋（即電驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力輸入和輸出在同一軸線上，半軸需從電機(jī)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(duì)應(yīng)油封唇口直徑增大，則油封的最大線速度遠(yuǎn)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(qū)動(dòng)發(fā)展的技術(shù)瓶頸。

1、 PTFE高速油封的創(chuàng)新開發(fā)應(yīng)用

通過行業(yè)不斷創(chuàng)新實(shí)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(yīng)用于工業(yè)壓縮機(jī)及航空航天事業(yè)，PTFE材料具備以下優(yōu)點(diǎn)：

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

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

PTFE高速油封已經(jīng)成功應(yīng)用于歐洲一款高性能的新能源同軸電驅(qū)動(dòng)橋上。目前全球也僅有歐洲3家供應(yīng)商具備生產(chǎn)PTFE高速軸封的能力。

國內(nèi)新能源市場(chǎng)也開始探索開發(fā)同軸電驅(qū)動(dòng)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(nèi)新能源汽車領(lǐng)域?qū)?huì)大量開發(fā)應(yīng)用。

2 、PTFE高速油封的產(chǎn)品介紹

①產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與成型工藝：PTFE區(qū)別于傳統(tǒng)油封的生產(chǎn)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(jī)加工成型。主唇密封結(jié)構(gòu)由PTFE棒料經(jīng)機(jī)床加工成圓環(huán)性薄片，外殼和內(nèi)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(jī)加工成型，所以其具備尺寸可定制式設(shè)計(jì)和試制周期短等優(yōu)點(diǎn)。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和驗(yàn)證上都具有很大優(yōu)勢(shì)。

②PTFE油封匹配設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)：

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(gè)凸邊時(shí) ,OOR ＜0.005mm；＞2個(gè)凸邊時(shí)，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(xiàng)：

1）外圈與殼體過盈壓裝，因?yàn)榻饘倥c金屬過盈壓裝，為防止壓裝鐵屑產(chǎn)生，可以于外圈涂抹潤(rùn)滑油便于裝配，壓裝完成后在外圈與殼體結(jié)合面外側(cè)可以打密封膠，防止外圈工作后滲油；

2）內(nèi)主唇與軸裝配時(shí)，注意導(dǎo)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(shí)劃傷。

與軸配合到位后，可在與軸配合處均勻涂抹潤(rùn)滑脂，保證初期潤(rùn)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(yàn)驗(yàn)證及注意事項(xiàng)。

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

2）電驅(qū)動(dòng)總成臺(tái)架試驗(yàn)：模擬整車極限高速工況，極限油溫工況，運(yùn)轉(zhuǎn)整車高速耐久的里程，試驗(yàn)過程中可以于總成樣箱油封附件外殼開孔，便于觀察試驗(yàn)過程中是否油封有漏油、滲油等失效；

3）試后分析：如試驗(yàn)正常進(jìn)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(cè)輪廓，用卡尺測(cè)主唇厚度等數(shù)據(jù)分析。

3、 總結(jié)

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

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

審核編輯：郭婷