Автомобіль / Силова установка / Електрична силова установка / Редуктор електромобіля

Редуктор електромобіля

Редуктор електромобіля зменшує високу частоту обертання тягового електродвигуна, збільшує крутний момент на колесах і передає його до приводних валів. У більшості конструкцій редуктор об'єднаний із диференціалом, а іноді входить до єдиного приводного модуля разом із тяговим електродвигуном, інвертором, системою охолодження та електронними датчиками.

Зразок правильного англійського перекладу: редуктор електромобіля - Electric Vehicle Reduction Gear; приводний модуль - Electric Drive Unit; одноступінчастий редуктор - Single-Speed Reduction Gear; передавальне число - Gear Ratio; ведуча шестерня - Drive Gear; ведена шестерня - Driven Gear; косозуба передача - Helical Gear Set; диференціал - Differential; вхідний вал - Input Shaft; вихідний вал - Output Shaft; підшипник редуктора - Reduction Gear Bearing; сальник півосі - Axle Shaft Seal; трансмісійна олива - Gear Oil; металева стружка - Metal Debris.

Ця сторінка є частиною кластера «Електрична силова установка» і пов'язана зі сторінками «Високовольтна батарея електромобіля», «Зарядна система», «Тяговий електродвигун електромобіля», «Теплове керування батареєю», «Гул редуктора електромобіля», «Діагностика редуктора електромобіля», «Заміна оливи у редукторі електромобіля» і «Ремонт редуктора електромобіля».

Для цієї теми релевантні оливи та мастила, деталі трансмісії, сальники півосей і підшипники маточин, які потрібно враховувати під час розмежування трансмісійного гулу. Точну оливу, ущільнення, підшипники або приводний модуль підбирають за VIN, оригінальним номером, конструкцією редуктора і специфікацією виробника.

Головний принцип: шум із зони електропривода не доводить несправність редуктора. Перед розбиранням потрібно відокремити звук шестерень і підшипників від шуму тягового електродвигуна, шин, маточин, ШРКСів, приводних валів, гальмівних механізмів і системи рекуперації.

Не запускайте привод із піднятими колесами без процедури виробника і надійної фіксації автомобіля.
Не працюйте біля обертових коліс, півосей і валів у вільному одязі.
Не відкривайте інтегрований приводний модуль без безпечного відключення високовольтної системи.
Не заливайте універсальну трансмісійну оливу без перевірки допуску.
Не перевищуйте рівень оливи. Надлишок може спричинити спінювання, нагрівання і витік через ущільнення.
Не вважайте невелику кількість пасти на магніті рівнозначною великим частинкам металу.
Не замінюйте редуктор тільки через гул без локалізації джерела.
Не використовуйте повторно пошкоджені сальники, ущільнювальні кільця і деформовані пробки.

Зміст

Призначення редуктора
Навіщо електромобілю редуктор
Будова редуктора
Передавальне число
Диференціал
Підшипники і вали
Сальники та ущільнення
Олива редуктора
Як змащується редуктор
Ознаки несправності
Гул і виття
Стукіт і люфт
Вібрація електропривода
Витік трансмісійної оливи
Металева стружка в оливі
Перегрів редуктора
Основні причини пошкодження
З чим не можна плутати шум редуктора
Дорожній тест
Перевірка на підіймачі
Візуальний огляд
Перевірка оливи
Контроль температури
Перевірка сканером
Послідовність діагностики
Обслуговування
Заміна оливи
Ремонт редуктора
Заміна приводного модуля
Контроль після ремонту
Типові помилки
Товарні групи TESMA
Часті питання

Призначення редуктора

Тяговий електродвигун здатний обертатися значно швидше за колеса. Без понижувальної передачі така частота обертання не відповідала б потрібній швидкості руху і навантаженню на колеса.

Редуктор виконує кілька завдань:

зменшує частоту обертання електродвигуна;
збільшує крутний момент на колесах;
передає момент до диференціала;
розподіляє момент між лівим і правим колесом;
забезпечує роботу привода під час рекуперації;
підтримує точне взаємне положення валів і шестерень;
утримує трансмісійну оливу всередині корпусу;
відводить тепло від зубчастих передач і підшипників.

Навіщо електромобілю редуктор

Електродвигун має широкий робочий діапазон і не потребує класичної багатоступінчастої коробки передач у більшості легкових електромобілів. Проте між його валом і колесами все одно потрібне постійне понижувальне передавальне число.

Типова конструкція має одну фіксовану передачу. Перемикання між кількома ступенями немає, але це не означає, що вузол не має навантажених шестерень, підшипників, валів, диференціала і ущільнень.

В окремих моделях можуть використовуватися двоступінчасті редуктори, планетарні передачі або окремі приводні модулі для передньої та задньої осі. Діагностику виконують з урахуванням конкретної конструкції.

Будова редуктора

Типовий редуктор електромобіля може містити:

вхідний вал від електродвигуна;
ведучу шестерню;
проміжну шестерню або вал;
ведену шестерню головної передачі;
корпус диференціала;
сателіти і напівосьові шестерні;
вихідні фланці або шліци півосей;
радіальні та упорні підшипники;
сальники півосей;
ущільнення корпусу;
заливну і зливну пробки;
магніт для збору металевих частинок;
вентиляційний сапун;
датчики температури або швидкості, якщо вони передбачені.

У приводному модулі електродвигун і редуктор можуть мати спільний корпус або окремі порожнини. Перед зливанням рідини потрібно точно визначити, до якої системи належить кожна пробка.

Передавальне число

Передавальне число показує, у скільки разів редуктор зменшує частоту обертання і відповідно збільшує момент на виході. Воно задається кількістю зубців ведучої та веденої шестерень.

Конкретне значення визначене конструкцією автомобіля і не регулюється під час звичайного обслуговування. Встановлення деталей від іншої модифікації може змінити:

фактичну швидкість автомобіля;
оберти тягового електродвигуна;
тягові характеристики;
витрату енергії;
роботу систем стабілізації;
відповідність програмної конфігурації.

Диференціал

Диференціал дозволяє ведучим колесам обертатися з різною швидкістю під час повороту. Він установлений усередині редуктора або безпосередньо з'єднаний із головною передачею.

Можливі несправності:

знос сателітів;
знос осі сателітів;
пошкодження напівосьових шестерень;
люфт у шліцьових з'єднаннях;
знос підшипників корпуса диференціала;
пошкодження головної веденої шестерні;
тріщина корпуса після удару або перевантаження;
нерівномірний шум під час повороту.

Підшипники і вали

Підшипники утримують вали у точному положенні. Навіть невеликий люфт змінює контакт зубців і може спричинити виття, нерівномірний знос або руйнування шестерень.

Ознаки зносу підшипників:

гул, що зростає зі швидкістю;
шорсткий шум під час обертання;
вібрація корпуса;
люфт вхідного або вихідного вала;
перегрів окремої зони корпуса;
металеві частинки в оливі;
пошкодження сальника через рух вала;
зміна шуму під тягою і при скиданні моменту.

Сальники та ущільнення

Сальники герметизують виходи півосей та інші обертові вали. Ущільнювачі корпуса запобігають витоку оливи через стики.

Причини витоку:

старіння робочої кромки;
корозія або виробіток поверхні вала;
люфт підшипника;
неправильне встановлення сальника;
пошкодження під час монтажу півосі;
надмірний рівень оливи;
закритий сапун;
перегрів корпуса;
деформація стику після удару;
невідповідне ущільнення.

Заміна сальника без перевірки люфту вала може дати лише тимчасовий результат.

Олива редуктора

Олива створює плівку між зубцями, змащує підшипники, зменшує тертя, відводить тепло і переносить продукти зносу до магніту або зони відстою.

Вимоги до рідини залежать від:

матеріалу шестерень і підшипників;
частоти обертання електродвигуна;
температурного режиму;
наявності електричних компонентів у спільному корпусі;
сумісності з ущільненнями;
вимог до електричних властивостей;
способу змащування;
специфікації виробника.

Позначення в'язкості або загальна назва «трансмісійна олива» не є достатніми для підбору. Потрібен точний допуск для конкретного приводного модуля.

Як змащується редуктор

У простих конструкціях шестерні захоплюють оливу з нижньої частини корпуса і розбризкують її по зубчастих передачах та підшипниках. В інших вузлах можуть використовуватися канали, насоси, форсунки або окремий теплообмінник.

Порушення змащування можливе через:

низький рівень оливи;
неправильну в'язкість;
спінювання через перелив;
забруднення каналів;
несправність насоса;
перегрів рідини;
потрапляння води;
руйнування присадок;
надмірну кількість продуктів зносу.

Ознаки несправності

гул, який зростає зі швидкістю;
виття під час розгону;
зміна шуму при скиданні педалі акселератора;
шум під час рекуперації;
стукіт при переході від тяги до рекуперації;
вібрація під навантаженням;
ривок при початку руху;
витік оливи біля півосі або стику корпуса;
запах перегрітої трансмісійної рідини;
підвищена температура корпуса;
стружка або великі частинки на магніті;
люфт вихідного фланця;
помилки швидкості електродвигуна або приводного модуля;
аварійне обмеження потужності;
заклинювання або важке обертання привода.

Гул і виття

Гул редуктора електромобіля оцінюють за швидкістю, навантаженням, напрямком моменту і температурою.

шум залежить від швидкості автомобіля - можливі підшипники, шестерні, маточини або шини;
шум залежить від обертів електродвигуна - можливі мотор, інвертор або вхідна частина редуктора;
виття сильніше під тягою - можливий контакт робочої сторони зубців;
виття сильніше при скиданні тяги - можлива зворотна сторона зубців або підшипник;
шум змінюється у повороті - потрібно перевіряти маточини, диференціал і ШРКСи;
шум з'являється тільки після прогріву - можливі зміна в'язкості, підшипник або тепловий люфт;
шум є тільки при рекуперації - потрібно оцінити зворотний напрямок моменту та електричний звук привода.

Стукіт і люфт

Одиничний удар при переході від тяги до рекуперації може виникати через сумарний люфт у шліцах, диференціалі, приводних валах, ШРКСах або опорах приводного модуля.

Перевіряють:

люфт півосей;
стан внутрішніх ШРКСів;
шліци вихідних валів;
зазор у диференціалі;
люфт зубчастої передачі;
опори електродвигуна і редуктора;
кріплення підрамника;
зазори гальмівних механізмів;
програмну плавність зміни моменту.

Вібрація електропривода

Вібрація не завжди походить від шестерень. Вона може передаватися через корпус і створювати помилкове враження внутрішньої несправності редуктора.

деформований приводний вал;
зношений внутрішній ШРКС;
пошкоджена опора приводного модуля;
дисбаланс колеса;
деформація шини;
люфт підшипника;
пошкодження ротора електродвигуна;
нерівномірний момент через помилку керування;
пошкодження зубчастої передачі;
неправильне встановлення модуля після ремонту.

Витік трансмісійної оливи

Низький рівень оливи швидко погіршує змащування високошвидкісних підшипників і шестерень.

Типові місця витоку:

сальники півосей;
сальник вхідного вала;
стик половин корпуса;
зливна або заливна пробка;
датчик або технологічна заглушка;
теплообмінник редуктора;
трубки примусового змащування;
тріщина корпуса після удару;
сапун при переливі або спінюванні.

Перед ремонтом потрібно очистити корпус і встановити найвищу точку появи свіжої оливи. Потік повітря під час руху може розносити рідину далеко від реального джерела.

Металева стружка в оливі

Невеликий шар дрібної металевої пасти на магнітній пробці може бути продуктом нормального припрацювання і поступового зносу. Великі частинки, гострі уламки або значна кількість блискучого металу потребують діагностики.

Оцінюють:

кількість матеріалу;
розмір частинок;
їх форму;
магнітні властивості;
колір оливи;
запах перегріву;
наявність води або емульсії;
пробіг після попередньої заміни;
наявність шуму і вібрації;
результат повторного контролю.

Перегрів редуктора

Корпус нагрівається під час роботи, але локальна або надмірна температура може вказувати на тертя, неправильний рівень рідини або несправність охолодження.

низький рівень оливи;
надмірний рівень і спінювання;
невідповідна рідина;
пошкоджений підшипник;
надмірний натяг підшипників;
неправильний контакт зубців;
несправність насоса або теплообмінника;
забруднення каналів;
заклинювання диференціала;
тривалий рух із великим навантаженням;
перегрів тягового електродвигуна у спільному корпусі.

Основні причини пошкодження

витік і робота з низьким рівнем оливи;
застосування рідини без потрібного допуску;
забруднення оливи продуктами зносу;
потрапляння води через сапун або пошкоджене ущільнення;
знос підшипників;
неправильне попереднє регулювання підшипників;
порушення контакту шестерень;
удар у корпус або піввісь;
перевантаження привода;
різкі зміни моменту при наявному люфті;
помилки складання після ремонту;
невідповідний герметик у стику корпуса;
закритий сапун;
несправність охолодження приводного модуля;
внутрішнє пошкодження тягового електродвигуна.

З чим не можна плутати шум редуктора

електромагнітний звук тягового електродвигуна;
високочастотний звук інвертора;
звичайний звук рекуперації;
гул шин на певному покритті;
ступінчастий знос протектора;
підшипник маточини;
внутрішній або зовнішній ШРКС;
деформовану піввісь;
тертя захисного щитка гальм;
заклинювання супорта;
шум компресора або електричного насоса;
вібрацію опори приводного модуля;
аеродинамічний шум кузова.

Дорожній тест

Перед поїздкою фіксують рівень заряду, температуру привода, стан шин і діагностичні коди. Тест проводять у безпечних умовах.

Перевірити шум на малій швидкості.
Поступово збільшити швидкість.
Порівняти рух під тягою і накатом.
Перевірити шум при рекуперації.
Порівняти слабке і сильне навантаження.
Виконати плавні повороти ліворуч і праворуч.
Перевірити, чи залежить звук від швидкості або моменту.
Зафіксувати діапазон появи.
Повторити тест після прогріву.
Порівняти передній і задній привод у повнопривідній моделі, якщо це можливо штатними засобами.

Перевірка на підіймачі

Обертання коліс на підіймачі допускається не для всіх електромобілів. Потрібно враховувати роботу систем стабілізації, повного привода та високовольтного керування.

Під час безпечної перевірки оцінюють:

люфт півосей;
стан внутрішніх ШРКСів;
шум підшипників;
витік через сальники;
кріплення приводного модуля;
контакт корпуса із захистом;
люфт вихідних фланців;
сторонні звуки стетоскопом або електронними датчиками шуму.

Візуальний огляд

сліди удару по корпусу;
тріщини і деформації;
свіжа олива біля сальників;
мокрий стик корпуса;
стан пробок і ущільнень;
забруднення сапуна;
сліди перегріву;
пошкодження високовольтних роз'ємів інтегрованого модуля;
стан системи охолодження;
положення і цілісність опор;
контакт із захистом днища;
сліди попереднього розбирання.

Перевірка оливи

Рівень перевіряють за процедурою виробника, оскільки положення автомобіля, температура і конструкція контрольного отвору можуть відрізнятися.

Під час перевірки оцінюють:

фактичний рівень;
колір;
запах;
прозорість;
наявність піни;
наявність води або емульсії;
металевий блиск;
частинки на магніті;
відповідність специфікації;
сліди змішування різних рідин.

Контроль температури

Температуру порівнюють до і після контрольної поїздки. Тепловізор допомагає знайти локально гарячу ділянку, але не визначає причину без інших перевірок.

Порівнюють:

лівий і правий підшипникові вузли;
вхідну частину редуктора;
зону диференціала;
корпус тягового електродвигуна;
температуру охолоджувальної рідини;
температуру переднього і заднього модулів;
температуру до та після однакового навантаження.

Перевірка сканером

Механічна несправність редуктора може не мати окремого коду, але сканер допомагає відокремити її від електричної проблеми.

частота обертання електродвигуна;
швидкість автомобіля;
запитаний і фактичний крутний момент;
напрямок моменту;
температура електродвигуна;
температура інвертора;
температура приводного модуля;
помилки датчика положення ротора;
помилки фазного струму;
обмеження потужності;
статус рекуперації;
помилки датчиків швидкості коліс.

Послідовність діагностики

Зафіксувати характер звуку або вібрації.
Визначити залежність від швидкості, тяги, рекуперації і температури.
Перевірити шини, колеса і підшипники маточин.
Перевірити півосі та ШРКСи.
Перевірити опори приводного модуля.
Зчитати всі пов'язані блоки.
Виконати дорожній тест.
Локалізувати шум електронними датчиками або стетоскопом.
Оглянути корпус і сальники.
Перевірити рівень та стан оливи.
Оцінити металеві частинки.
Порівняти температуру зон корпуса.
Перевірити люфти валів і диференціала.
Перевірити систему охолодження модуля.
Підтвердити внутрішній дефект до розбирання або заміни агрегату.

Обслуговування

регулярний огляд на витоки;
контроль стану сальників півосей;
перевірка кріплень і опор;
контроль сапуна;
перевірка рівня оливи за регламентом;
заміна оливи, якщо вона передбачена виробником;
аналіз оливи при появі шуму;
контроль охолодження приводного модуля;
огляд корпуса після удару в днище;
контроль після ремонту півосей або підвіски.

Позначення оливи як «на весь строк служби» не скасовує перевірку при витоку, забрудненні, перегріві, ремонті або появі шуму.

Заміна оливи

Перевірити точну специфікацію і об'єм.
Установити автомобіль у передбачене положення.
За потреби довести рідину до потрібної температури.
Спочатку переконатися, що заливна пробка відкручується.
Очистити зону пробок.
Злити оливу у чисту ємність.
Оцінити колір, запах і домішки.
Оглянути магніт.
Встановити нові ущільнення пробок.
Затягнути пробки потрібним моментом.
Заправити точну рідину у встановленому об'ємі.
Перевірити рівень за процедурою виробника.
Очистити корпус.
Перевірити герметичність після поїздки.

Ремонт редуктора

Ремонт редуктора електромобіля може включати заміну підшипників, сальників, шестерень, диференціала, валів або корпуса.

Для ремонту потрібні:

точні розміри і допуски;
правильні підшипники;
контроль попереднього натягу;
перевірка осьового і радіального люфту;
оцінка плями контакту зубців;
спеціальні знімачі і прес;
правильний герметик корпуса;
нові ущільнення;
контроль чистоти;
перевірка електродвигуна у спільному модулі;
перевірка ізоляції після складання;
контрольний тест під навантаженням.

Заміна приводного модуля

Частина виробників передбачає заміну повного приводного модуля замість внутрішнього ремонту. Новий або відновлений агрегат повинен відповідати:

VIN автомобіля;
номеру приводного модуля;
передавальному числу;
типу тягового електродвигуна;
версії інвертора;
розташуванню передньої або задньої осі;
конфігурації охолодження;
високовольтним роз'ємам;
програмному забезпеченню;
вимогам кодування і калібрування.

Контроль після ремонту

немає свіжого витоку;
рівень оливи правильний;
гул не повертається;
немає стуку при зміні напрямку моменту;
вібрація відсутня;
температура корпуса нормальна;
немає повторних кодів;
тяга і рекуперація працюють плавно;
півосі та сальники залишаються сухими;
опори не зміщені;
після контрольної поїздки немає металевого шуму;
повторна перевірка оливи не показує інтенсивного утворення стружки.

Типові помилки

вважати будь-який гул несправністю редуктора;
не перевірити шини і підшипники маточин;
не порівняти тягу, накат і рекуперацію;
ігнорувати півосі та ШРКСи;
залити оливу без потрібного допуску;
перелити рідину;
не перевірити сапун;
замінити сальник без перевірки люфту вала;
не оцінити метал на магніті;
промити редуктор агресивним засобом без дозволу виробника;
встановити пробку без нового ущільнення;
не перевірити охолодження інтегрованого модуля;
розібрати приводний блок без високовольтної процедури;
встановити агрегат з іншим передавальним числом;
не виконати програмування після заміни.

Товарні групи TESMA

Оливи та мастильні матеріали

Оливи та мастила

Трансмісія та ущільнення

Суміжні джерела гулу

Підшипник маточини

Часті питання

Навіщо електромобілю редуктор?

Він зменшує високу частоту обертання тягового електродвигуна і збільшує крутний момент, що передається до коліс.

Чи є в електромобілі коробка передач?

У більшості моделей використовується одноступінчастий редуктор без звичайного перемикання передач. Проте він має шестерні, підшипники, диференціал, вали, сальники та оливу.

Чому редуктор починає гудіти?

Можливі знос підшипників, пошкодження зубців, неправильний контакт шестерень, низький рівень оливи, невідповідна рідина або люфт валів.

Як відрізнити гул редуктора від підшипника маточини?

Порівнюють залежність шуму від тяги, накату, рекуперації та поворотів. Шум маточини часто змінюється при перерозподілі навантаження у повороті, а шум редуктора може сильніше залежати від напрямку крутного моменту.

Чи нормальний високочастотний звук електромобіля?

Частина звуків електродвигуна та інвертора є нормальною. Несправність підозрюють, якщо звук став новим, посилився, супроводжується вібрацією, стружкою, витоком або перегрівом.

Чи потрібно міняти оливу в редукторі?

Потрібно дотримуватися регламенту конкретного виробника. Навіть без планового інтервалу оливу перевіряють при витоку, перегріві, шумі, ремонті або потраплянні води.

Яку оливу заливати?

Тільки рідину з точним допуском для конкретного приводного модуля. Загальної універсальної оливи для всіх електромобілів немає.

Чим небезпечний низький рівень оливи?

Він погіршує змащування підшипників і зубців, підвищує температуру та може швидко спричинити гул і механічне руйнування.

Що означає стружка на магніті?

Дрібна паста може бути результатом поступового зносу. Великі уламки, гострі частинки або значна кількість металу потребують подальшої діагностики.

Чому тече сальник півосі?

Причиною можуть бути старіння, пошкодження під час монтажу, виробіток вала, надмірний рівень оливи, закритий сапун або люфт підшипника.

Чи можна просто замінити сальник?

Так, якщо вал, посадка і підшипники справні. При люфті або виробітку новий сальник може швидко потекти знову.

Чому шум змінюється при рекуперації?

Під час рекуперації напрямок крутного моменту змінюється, тому навантажується інша сторона зубців і змінюється робота підшипників.

Чи ремонтується редуктор?

Це залежить від конструкції та політики виробника. Частину агрегатів можна ремонтувати із заміною підшипників, сальників і шестерень, інші замінюють у зборі.

Що підтверджує успішний ремонт?

Відсутність витоку, гулу, стуку і вібрації, нормальна температура, правильний рівень оливи, плавна тяга та рекуперація, а також відсутність повторних кодів.

Пов'язані сторінки бази знань TESMA

Що ще почитати по цій темі

Висновок

Редуктор електромобіля знижує частоту обертання тягового електродвигуна, збільшує момент і передає його через диференціал до коліс. Попри відсутність звичайного перемикання передач, вузол має навантажені шестерні, підшипники, вали, сальники та трансмісійну оливу.

Правильна діагностика починається з визначення залежності шуму від швидкості, тяги, накату, рекуперації та температури. Потім перевіряють шини, маточини, ШРКСи, півосі, опори, рівень і стан оливи, витоки, люфти та нагрів корпуса. Редуктор розбирають або замінюють тільки після підтвердження внутрішнього механічного дефекту.