万向传动装置常见故障的检测与排除

樊伟

摘要：万向传动装置主要是机械工作过程中，相对位置不断改变的情况下，两根轴间传递动力的装置。其主要的作用是将不在同一直线上的变速输出轴与减速器输入轴进行连接，保障在不同轴之间距离和夹角不断发生变化的情况下，仍能够正常传递动力。万向传动装置主要是由传动轴、万向节以及中间支承等共同组成，在安装过程中，要保障传动轴的两侧万向节叉处在同一平面上。近年来，随着社会经济的快速发展，我国交通运输业也得到了迅速的发展，货运量也在逐渐增加，对于载货汽车的整体要求也在不断提高，而万向传动装置在汽车运行过程中发挥着重要的作用，文章通过对万向传动装置常见的故障进行了分析，并进一步探讨了检测与排除措施，希望可以为相关从业人员提供些许借鉴。

关键词：万向传动装置;常见故障;检测;排除

0  引言

近年来，随着我国经济的高速发展，也促进了各行各业的迅速发展，我国高速公路里程不断扩大，也极大的推动了公路运输事业的发展，随着货运量的不断增加，公路载货汽车的运行速度也在不断提高。越来越多具备高速行驶和承载能力的大吨位载货汽车被投入到各个行业当中。车速明显提高，同时，对于万向传动装置的整体稳定性要求也在不断提高。万向传动装置在实际工作状态中，很容易会受到实际路面情况、载货重量、扭力变化等方面因素的影响，传动装置在高速运转过程中，会受到离心力的作用和影响，很容易会导致产生异响和剧烈的震动。怎样对存在的故障和问题进行全面准确的判断，并彻底排除故障，就必须要对万向传动装置进行全面系统性的分析。

1  万向传动装置简述

万向传动装置主要是由传动轴、万向节等部分构成，如果传动距离相对比较远的分段式传动轴，则需要采用中间支撑。当前，大多数的汽车主要是采用分段式传动装置，将传动轴的长度缩短，这样能够避免因传动轴过长，从而导致自振频率降低的情况，也能够尽量避免产生共振的情况。万向传动装置主要分为闭式与开式两种类型，闭式万向传动装置使用的是单万向节，车架和套管之间进行连接，传动轴在套管当中，驱动桥进行固定连接。其比较显著的特点是，采用外壳为推力管，传递纵向力，使得传动轴外壳起到纵向摆臂的作用，这对后期拆用螺旋弹簧为弹性元件是极为必要的。开式万向传动装置的整体结构是比较简单的，且重量非常轻，在现代化汽车运行过程中，主要采用的是开式万向传动装置。

目前万向转动装置应用在汽车当中，主要体现在以下方面：首先是变速器和驱动桥之间：通常情况下，汽车的离合器、变速器以及发动机三者为一体，驱动桥主要由悬架和车架相连接。当产生负荷变化，或者是汽车行驶在不平路面上的时候，会出现跳动的情况，驱动桥的输入轴和变速器输出轴之间的距离与夹角也会发生一定的变化。其次，是越野汽车变速器和分动器之间：为了最大程度上减少汽车结构车架变形和装配、制造等出现误差的从而造成轴线同轴的误差影响动力传递，就必须要在汽车上安装万向传动装置。汽车转向驱动桥半轴大多数情况下是分段的，在转向过程中，两段半轴的轴线相交的地方会发生变化，所以要采用万向节。断开式驱动桥半轴：主减速器壳是被固定在车架上的，桥壳上下会发生摆动，半轴大多是分段的，且必须要使用万向节。部分汽车转向轴都会装有万向传动装置，这样有助于对转向机构进行总体布置[1]。

2  万向传动装置的工作原理

2.1 万向节  就目前现状来看，大多数的汽车主要都是采用的不等速十字万向节，其主要是由万向节叉、十字轴以及滚针轴承等部分组成，其主要的优点为：万向节在实际运行过程中，能够最大程度上保障轴向交角变化过程中能够可靠的传动，其结构相对简单，且传动的效率非常高。但是也有缺点：单个的万向节在输入轴与输出轴之间存在夹角的情况下，两个轴部的角速度不同。主从动轴不等角速度转动过程中，万向节和传动轴之间会产生扭转振动的情况，从而出现交变荷载。当前，汽车万向传动装置主要采用的超过两个以上的万向节，通过进行运动学分析能够得出，第二个万向节存在的不等速性在某种条件下能够消除第一个万向节存在的不等速性。

当前，逐步实现万向节等角速转动的主要方法有两种。第一种为轴间的夹角为α1=α2，当前具体使用的汽车是很难达到该标准的，因此，我们只能保障两个夹角之间尽可能的接近，传动轴之间的不等速性可以尽可能的缩小。第二种是第一个万向节传动叉和第二个万向节主动叉位于同一平面之中，该条件是可以达到的，就目前现状来看，主要采用第二种方法来消除不等速转动。

2.2 传动轴  传动轴是传动装置当中主要的传力部件，为了尽量避免由于驱动桥位置出现移动，从而导致传动轴的运动受到一定的影响，一般都会设有花键轴与滑动叉，从而使得传动轴的长度发生一定的变化。为了使得传动轴最大程度上的实现高强度和刚度，传动轴通常情况下被做成空心的，主要采用的是无缝钢管。为了尽可能减少传动轴在高速运行过程中产生的离心力，对车身造成一定的振动，在传动轴和万向节装配完成之后，应当进行动平衡测试。

2.3 中间支承  中间支承主要是由轴承、橡胶垫环以及轴承封油等部分构成，当前，汽车主要采用的中间支承存在一定的位移量，这样能够最大程度上弥补传动轴轴向与径向方向之间存在的安装误差，通过橡胶垫片能够减少传动的噪声，吸收振动。

3  故障的分析与排除

当前，大多数的用户在购入汽车之后，许多人会对车架钢板弹簧进行加强、加高，在提高车辆承载能力方面存在一定的盲目性，也会对万向传动装配关系產生一定的破坏，改变了轴间的夹角。万向节能够在15°-20°夹角之间传递动力，但是当轴间的夹角一旦超过允许范围角度，将会对传动产生影响。因此，在进行故障诊断维修之间，应当对整车结构进行全面的检查，在全面熟悉和了解整车装配情况下，才能够对故障进行全面的诊断。

①传动轴出现嗡嗡的响声，该类响声有点类似主、被动齿点蚀的声音，这样在很多情况，会被当做是传动轴问题进行排除，从而浪费时间、物力和人力等资源。怎样快速的对该类异响进行判断，可采用以下方法：首先，要详细的询问用户出现该类异响情况的具体音量变化和时间，主、动齿轮异响和传动异响相比，前者为突然性的异响，且随着时间不断的变化和增长，音量也会不断的变大，空载和载货异响之间没有显著的变化，传动轴异响主要是用户在改变车装配情况后出现的，空载异响相对比较明显，重载异响会逐渐减轻。用手去触摸不同万向节的温度，当异响是由于主从动轴之间的夹角过大，从而导致万向节不同部位之间产生比较严重的摩擦，这样，出现异响的万向节温度就高于其他万向节温度。如，在2012年，一辆载货车，该用户在使用前期发现其传动轴出现异响的情况，在后期突缘叉逐渐烧红，发软，从而造成传动轴落地。经过相关厂房人员进行综合鉴定之后，明确其原因主要是第四段传动轴轴间夹角过大导致的[2]。

②传动轴出现刷刷的响声，该类响声和传动轴缺油的响声比较相似，当出现该类响声的情况下，可注入润滑脂，当响声没有消除，则为轴承缺油，相反，应当检查中间支承是否存在憋劲的情况，传动轴轴心和中间支撑轴中心未在同一条直线上，轴承的摩擦比较大，且温度很高，黄油会逐渐向外流出。从驱动桥和变速器的具体装置来看，变速器在上方，驱动桥在下面，两者之间通过传动轴进行连接。中间支承主要是固定在斜面上方的，应当设计出前低后高的中间支承吊架，这样能够最大程度上保障传动轴轴心和中间支承轴中心在同一中心线上。

③车身振动：导致车身振动的因素非常多，车身结构中的旋转部件，都有可能会导致车身出现振动，要想快速的判断存在的故障，可以抽出后桥半轴，之后再发动汽车，加速转速，当车身处于平稳状态，故障主要在轮胎和前桥位置。当出现故障，可以采用空挡、拆传动轴，排除变速器、离合器、发动机。这样能够极大的节省排除时间，也能够提高诊断准确性。

如果是传动轴导致车身抖动，就需要对传动轴的平衡梁与弯曲量进行检测，需要对传动轴是否是高速、中速或者是低速振动进行区分。当前主要通过低速进行校正，高速进行检测。需要注意的是，因为校准是在传动轴两侧同时进行，这样会导致出现不同转速下，平衡值变化量出现大小的情况。如，一辆汽车在第二段传动轴低速校正的时候，其两端平衡量保持平衡，在高速检测过程中，伸缩节端会出现不平衡的情况，此时，将传动轴调制180°装后，车身抖动的情况便能够得到有效改善[3]。

4  结束语

万向传动装置存在的故障是非常多的，一旦出现故障，只要能够对其主要构成部分、原理等进行深入全面的分析了解，就能够及时解决存在的各种问题和故障，保障万向传动装置能够正常稳定的进行工作。

参考文献：

[1]吴汀，杨万福.汽车传动系万向传动装置的多优化设计[J]. 武汉理工大学学报（信息与管理工程版），2018，22（1）：31-35.

[2]俞飞，孙世东.汽车万向传动装置故障诊断分析[J].客车技术，2017，32（2）：46-47.

[3]郑玉祥.一种柔性万向传动装置：CN207005122U[P].2018，32（2）：68-69.