Internal Combustion Engine&Parts
0引言
新能源电驱动的发展方向是高转速、小型化、集成化，目前很多电驱动总成集成化&小型化设计方案是同轴电桥（即电驱动的动力输入和输出在同一轴线上，半轴需从电机轴和减速器输入轴中心中空穿过），减速器输入轴轴径加大，对应油封唇口直径增大，则油封的最大线速度远超传统橡胶油封的极限水平（传统油封线速度的极限约< 20m/s，而同轴电桥的输入轴油封线速度约30-40m/s）。油封的高速性能成为新能源电驱动发展的技术瓶颈。
1PTFE高速油封的创新开发应用
通过行业不断创新实践，最终高速油封有了跨界的解决方案——
—PTFE（聚四氟乙烯），PTFE高速轴封原来大量成熟应用于工业压缩机及航空航天事业，PTFE材料具备以下优点：
①超强的抗化学性能；②极端的工作温度（-50℃至200℃）；③能承受40m/s线速度（强化后可达100m/s）；④低摩擦，寿命长，可以在润滑不足或无润滑情况下运行。PTFE高速油封的缺点是价格贵，其大约是同尺寸规格的橡胶油封价格的10倍左右。
PTFE高速油封已经成功应用于欧洲一款高性能的新能源同轴电驱动桥上。目前全球也仅有欧洲3家供应商具备生产PTFE高速轴封的能力。
国内新能源市场也开始探索开发同轴电驱动桥，并且也陆续开始引入PTFE高速油封。相信在不久的将来，FTFE 高速油封在国内新能源汽车领域将会大量开发应用。
2PTFE高速油封的产品介绍
①产品结构与成型工艺：PTFE区别于传统油封的生产加工工艺，传统油封主要是硫化成型，PTFE油封各部件主要是机加工成型。主唇密封结构由PTFE棒料经机床加工成圆环性薄片，外壳和内圈为金属材料由模具冲压成型。大致如图1。
主唇
的成型工艺如图2。
图2
油封组件工艺大致如图3。
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作者简介：梁学礼（1986-），男，河北邯郸人，本科，设计科长，中级工程师，研究方向为新能源汽车开发。
①将分段机匣改为整体机匣，避免热态时前、后段发生错位，降低外环与机匣安装边的同轴度变化。改进后可增加机匣的刚性。②减小涡轮外环段数提高机匣组件的整体刚度。③计算考虑前、后段温度差异，将涡轮外环内径调整为锥面。将涡轮外环与叶片尾缘接触的位置加工为锥面，调整后外环变形大的部分与转子有更大的间隙，可以保证转静子之间的安全性。同时在工作状态下尽可能时外环与转子之间的间隙值保持同一个平均值，提高封严效率。
改进方案增加了机匣的刚性，提高了外环处密封效果，可提高涡轮效率。采用梯度温度计算更贴近实际工况，
降低风险。优化后的结构是否更合理仍需试验进行验证。
参考文献:
[1]H.-J.Dietrtchs.Development of a Hp-turbine for a Small Helicopter Engine.Presented at an AGARD Meeting on “Technology Requirements for Small Gas Turbines”,October[J]. 1993,10.
[2]《中国航空材料手册》编辑委员会编.中国航空材料手册第2卷变形高温合金铸造高温合金[M].二版.中国标准出版社，2002，05.
[3]《航空发动机涡轮设计手册》编辑委员会编.航空发动机涡轮设计手册第二册[M].北京：航空工业出版社，2001.
新能源减速器PTFE高速油封的开发应用
Development and Application of New Energy Vehicle Gearbox PTFE Oil Seal
梁学礼LIANG Xue-li
（长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心，保定071000）（R&D Centre of Great Wall Motor Company，Automotive Engineering Technical Center of Hebei，Baoding071000，China）摘要：受能源危机和环境保护等多重因素影响，目前全球新能源汽车发展迅速，新能源较传统动力的显著区别就是是驱动电机的高转速，与之而来的技术难题就是传动系统如何满足高转速要求。本文重点介绍新能源减速器的高速油封（PTFE）的创新开发及应用，从而解决了新能源高速油封的开
发难题。
Abstract:Due to energy crisis and environment protect etc.,now the new energy vehicle develop fast all the world,high speed of the motor is the difference between new energy amd ICE,so the high speed is a big problem for the transmission.In this paper we introduce how to develop and apply the new energy gearbox high speed oil seal(PTFE),so can solve the hard word to develop the high speed oil seal.
关键词：高速；PTFE；自润滑；寿命
Key words:high speed；PTFE；self-lubrication；lifetime
图
1
图3
发动机油封
由于PTFE 油封核心部分都是机加工成型，所以其具备尺寸可定制式设计和试制周期短等优点。在产品设计和验证上都具有很大优势。
②PTFE 油封匹配设计的注意事项：1）轴/轴套表面粗糙度：Ra 0.2um 为最佳，可接受值不超过Ra 0.4um 。
轴的推荐加工方式：径向磨削加工，减小轴向泄露纹路。无泄露路径定义为：+/-0.05度。
具体定义如图4所示。
图
42）轴的硬度：>60HRC ；可接受范围：>55HRC 。3）轴的圆度“OOR ”：<=2个凸边时,OOR <0.005mm ；>2个凸边时，OOR<0.0025mm 。轴跳：<0.05mm 。具体定义如图5所示。4）孔的粗糙度：Ra 0.8um 为最佳，可接受值不好过Ra 1.6um 。5）孔的圆度“OOR ”<0.05mm 。具体定义如图6所示。③油封装配注意事项：1）外圈与壳体过盈压装，因为金属与金属过盈压装，为防止压装铁屑产生，可以于外圈涂抹润滑油便于装配，压装完成后在外圈与壳体结合面外侧可以打密封胶，防止外圈工作后渗油；
2）内主唇与轴装配时，注意导正，且要注意轴端倒角处是否有尖角毛刺，装配到位处轴位是否有轴向可辨划痕，防止油封装配和工作时划伤。
与轴配合到位后，可在与轴配合处均匀涂抹润滑脂，保证初期润滑，降低主唇初期磨损，从而大大提高PTFE 油封寿命。
④PTFE 高速油封试验验证及注意事项。1）PTFE 高速油封根据开发进度可以先安排零件单体试验，注意油品及油线位置要与总成状态一致，试验转速要与整车输入吻合；
2）电驱动总成台架试验：模拟整车极限高速工况，极限油温工况，运转整车高速耐久的里程，试验过程中可以于总成样箱油封附件外壳开孔，便于观察试验过程中是否
油封有漏油、渗油等失效；
3）试后分析：如试验正常进行完成后，拆解油封后，观察主唇是否有异常变形或磨损，可用投影仪测轮廓，用卡尺测主唇厚度等数据分析。
3总结综上：简要介绍了PTFE 高速油封在新能源汽车的减速器油封的应用开发注意事项，并介绍了PTFE 的生产工艺及优缺点。
目前新能源市场发展迅猛，而PTFE 油封又能解决更高线速的的技术难题，相信在不久的中国新能源市场，PTFE 高速油封一定会快速应用并大量推广，也相信中国的新能源汽车一定会走在世界的最前列。
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