德国CFW油封(大众E-golf电驱系统拆解分析报告(APP290))
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德国CFW油封(大众E-golf电驱系统拆解分析报告(APP290))
1、整车概述
大众作为全球传统车企的超级巨头,之前在纯电和智能网联领域话题较少,其每一步动作都受世人关注,在MEB平台推出后,大众再向世人展示自己在纯电领域的构想和关注点。MEB平台的后驱动力单元代号APP310,其实在APP310之前,大众推出过APP290,但没有平台化和大批量推广,较为出名的就是搭载在egolf上,一款油改电的两箱轿车。egolf只是大众尝试纯电的一个开头,MEB才是他的重头戏,egolf整车续航低的可怜(油改电的小车),但其电驱系统却为后续的MEB电驱平台研发搭建打下了基础,从电驱构型和传动系统可以看出MEB后电驱相对egolf的电驱系统有传承(相似)也有改变(优化)。相似之处是对于电驱集成的思考以及传动系的结构,优化之处就是更加便于平台化、集成化和低成本的考量。大众egolf作为2018年上市的BEV车型,从车型的参数看出,惨不忍睹的续航和动力表现表明该车不会有任何竞争力,市场也证实了这一点,油改电的一个小车,也只是大众在BEV车型上的一个尝试。电驱系统布置在前舱,利用原来燃油车动力总成的空间,同时还布置了PDU和PTC。由于大众egolf属于油改电车型,电驱系统直接通过两个悬置点布置挂在一根横梁上,第三个悬置点连接到前舱元宝梁上。电机与减速器二合一,通过外置三相线与控制器MCU连接,MCU固定在二合一上方。横梁与车身纵梁螺栓连接,横梁上的两个悬置点带有橡胶衬套,连接在二合一上方。空调压缩机直接挂在电机侧方,外面包裹了声学包。此外,电驱外侧挂载了2个水泵。2、电驱系统概述
二合一电驱总成爆炸图,横屏观看
特点:
大众egolf电驱采用三点悬置限位方式,上方布置的两个悬置点均连接在电机上(一个在电机机壳上,一个在电机后端盖上),第三个悬置点布置在减速器下方(差速器附近),且均带有悬置支架,电机上的两个悬置点为一级隔振,减速器侧的悬置点为二级隔振。大众egolf电驱总成采用电机与减速器二合一构型,控制器MCU与电机通过外置三相线连接。二合一中的电机与减速器采用共壳体结构,电机为永磁同步电机,电机轴与减速器轴三轴承支撑,电机水冷,圆线绕组。电机前轴承带有防蠕动O型圈结构,电机轴采用内花键,减速器采用外花键,油封内圈与电机轴配合,共轴承安装在电机轴上。减速器带有机械驻车锁止结构,驻车齿轮布置在输入轴,差速器左右半轴带有大众常用的法兰凸缘,输入轴采用深沟球轴承,中间轴采用圆柱滚子轴承+四点接触球轴承,差速器采用双圆锥滚子轴承,外置长通气管。3、电机系统
电机机壳与减速器的共壳体与水套整体低压铸造成型,省去水套密封和安装,提升定转子之间的安装精度,提升NVH性能,机壳外侧的出砂孔最后采用堵盖封堵。电机转子永磁体布置采用”V+1”6段斜级,降低转矩脉动,提升NVH性能,转子叠片两侧通过前后压板螺栓压紧,压板为铝合金材质。电机前后轴承均采用闭式脂润滑深沟球轴承,前轴承带有防蠕动O型圈。电机前后轴承均采用闭式脂润滑深沟球轴承,厂家均为SKF,尺寸一样。前轴承带有防蠕动O型圈,规格为BB1-3907A,产地意大利。后轴承规格为BB1-3907,产地意大利电机前后压板带有动平衡矫正孔,电机轴采用内花键,油封配合在电机轴上,因此花键副可以实现油润滑,降低花键磨损,相对脂润滑可实现终身免维护(这里不免担心国内主机厂采用花键脂润滑电驱在长周期后的NVH性能)。电机后端盖通过止口与电机机壳定位,螺栓连接,密封胶密封,电机后轴承布置在后端盖上,由于轴承孔为通孔,因此采用卡环限位。旋变转子通过键槽与转子轴限位,加装有轴向套筒,旋变转子通过螺母锁紧在电机轴上。后盖板固定在后端盖上,密封胶密封。电机通气塞布置在后盖板的三相线接线盒的较高处。4、电控系统
控制板与驱动板垂直布置,通过排线连接5.1减速器总成及轴齿
大众egolf的减速器采用三轴式平行轴减速器,单挡,输入轴后轴承为深沟球轴承,由于采用了三轴承支撑,且中间轴承固定在电机轴上,输入轴的后轴承承受双向轴向载荷。为了改善差速器轴承和中间轴润滑,在中间轴上方加装了导油导油槽的导油板,精准引流润滑油到达轴承位置。中间轴总成采用1柱+1球的轴承定位方式,其中球轴承为四点接触球轴承,整个总成包括中间轴、一级从动轮,从动轮卡环、柱轴承内圈、四点接触球轴承的一半内圈,另一半内圈通过锁紧螺母固定在中间轴上(见下文壳体图)。由于egolf的传递扭矩不大,一级从动齿轮与中间轴通过孔轴过盈配合固定在一起,安装定位精度高,可以实现单个零件磨齿后安装,齿轮精度仍然较高的工艺,轴向卡环限位,缺点是传递扭矩不大,需要热装。输入轴后轴承厂家为SKF。输入轴后轴承厂家为INA,规格型号见照片,外圈带有卡环槽,通过卡环固定在前壳体上。输入轴后轴承厂家为FAG,四点接触球轴承,规格见照片,外圈通过卡环固定在后壳体上,内圈分为左右两部分。一级从动轮轮辐并没有减重孔,而是一个整体,齿轮支撑刚度高,但重量大。差速器为常见的开放式差速器,双行星轮,左右半轴轮连接凸缘法兰,大齿圈通过螺栓固定在差壳上,大齿圈带螺纹孔,行星轮和半轴轮垫片集成在一片塑料垫,不选垫片,安装简单,成本低。差速器锥轴承厂家均为SKF。半轴轮行星轮均为球面,安装方便,承载能力强,行星轮进行表面磷化,行星轮轴直径φ18,与行星轮配合面进行小平面铣削,通过定位销与差壳固定限位。一体式塑料垫片外表面有限位凸起,便于安装定位。5.2、减速器驻车机构
大众egolf减速器驻车系统借用其DCT380的驻车系统,属于拉杆锁销式机械驻车机构,整体布置在后壳体上,整个结构紧凑简单,驻车齿轮、驻车棘爪以及锁销挡板均采用冲压工艺,拉杆采用折弯工艺,批量成本低,驻车齿轮布置在输入轴上,系统载荷低。弹簧销与推臂总成的定位板定位,实现驻车P与非P挡位的阻尼感和吸入感,推臂总成定位板局部热处理,增加耐磨性。推臂总成u壳体配合位置加装有油封,密封油液。5.3、减速器壳体
大众egolf减速器的输入轴和中间轴均通过后轴承(球轴承)限位,因此轴承的内外圈均需要与壳体限位,同时由于安装空间限制,球轴承需要首先安装到后壳体上,同时安装外圈卡环,之后再将输入轴和中间轴压装到壳体上,最后安装内圈卡环或锁紧螺栓,因此后壳体的输入轴和中间轴均开了孔,便于安装内圈卡环或锁紧螺栓,最后使用橡胶堵盖封堵输入轴和中间轴在壳体上的孔。导油板通过集油后引流到轴承处,在输入轴和中间轴轴承座处,均开有导油孔,差速器处通过导油筋引流。壳体采用AlSi9Cu3材料,外侧表面除了较粗的加强筋外,还有网纹状细小的筋,改善壳体模态。5.4、减速器附件
导油板为非金属材质,固定在中间轴上方,利用轴齿搅油飞溅油液,集油后引流到轴承座处的导油孔或导游筋。输入轴油封厂家为CFW,产地匈牙利,橡胶材质为ACM,单回油线。差速器油封为厂家为CFW,产地匈牙利,橡胶材质为ACM,双回油线。egolf的减速器采用了大众变速箱常用的连接法兰,优点是可降低差速器油封漏油风险,左右半轴的凸缘法兰与差速器左右半轴轮通过螺栓连接,与差速器油封配合,法兰通过螺栓与半轴连接。缺点是成本和重量高。参考资料:
1、A2mac1
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