《电动客车轮边驱动桥》

1QC/TXXXXX—XXXX电动客车轮边驱动桥本文件规定了电动客车用轮边驱动桥的技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输和储存。本文件适用于M3类电动客车用轮边驱动桥，其他车辆可参照执行。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T191包装储运图示标志GB/T4208—2017外壳防护等级（IP代码）GB/T10125人造气氛腐蚀试验盐雾试验GB/T13306标牌GB/T15089机动车辆及挂车分类GB/T18386.2电动汽车能量消耗量和续驶里程试验方法第2部分：重型商用车辆GB/T18488电动汽车用驱动电机系统GB/T19596电动汽车术语GB/T38146.2中国汽车行驶工况第2部分：重型商用车辆JT/T1359—2020客车空气悬架技术要求QC/T533商用车驱动桥总成QC/T983汽车机械式变速器总成清洁度检测方法QC/T1022纯电动乘用车用减速器总成技术条件3术语和定义GB/T15089、GB/T18488、GB/T19596、QC/T533和QC/T1022界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1轮边驱动桥wheelsidedriveaxle将驱动电机和减速器组成的驱动单元集成在轮边，驱动电机位于轮毂外部，两侧驱动单元通过刚性支撑桥体或独立悬架与车身连接的将动力传递给车轮的装置。3.1.1整体式轮边驱动桥integralwheelsidedriveaxle两侧驱动单元通过刚性支撑桥体连接的轮边驱动桥。3.1.2断开式轮边驱动桥disconnectedwheelsidedriveaxle两侧驱动单元通过独立悬架与车身连接的轮边驱动桥。2QC/TXXXXX—XXXX3.2轮边减速器总成wheelsidereducerassembly布置在轮边驱动桥两端，与电机输出端连接起减速增扭作用的装置。4技术要求4.1一般要求4.1.1轮边驱动桥外表面应清洁、无锈蚀及氧化现象，无裂纹和毛刺等影响性能和外观的缺陷。4.1.2轮边驱动桥各接合面、油封、螺栓孔等不应有渗漏油现象。4.1.3轮边驱动桥上各电器组件、连接线及接插件等应固定牢靠、防护良好。4.1.4轮边驱动桥应空转灵活，无异常响声（如定子与转子相互摩擦、周期性的异响、齿轮轴承受损后的异响等）或卡滞等现象。4.1.5轮边驱动桥在下列条件下应能正常工作：——工作温度：-40℃~55℃;——工作湿度：5%～95%。4.2性能要求4.2.1桥体性能4.2.1.1垂直弯曲刚度按照5.3.1规定的方法进行试验，整体式轮边驱动桥桥体每米轮距最大变形量不应大于1.4mm。4.2.1.2垂直弯曲静强度按照5.3.2规定的方法进行试验，整体式轮边驱动桥桥体垂直弯曲静强度后备系数应大于6。4.2.1.3桥体疲劳按照5.3.3规定的方法进行试验，疲劳寿命应满足如下要求：——整体式轮边驱动桥：.垂直弯曲疲劳寿命不应低于8×105次；.制动疲劳寿命不应低于8.8×104个循环；.横向弯曲疲劳寿命不应低于2×105次。——断开式轮边驱动桥：.桥体疲劳寿命不应低于8×105次；.悬架系统应满足JT/T1359-2020中5.7的要求。4.2.2静扭强度按照5.3.4规定的方法进行试验，静扭强度后备系数不应小于3。4.2.3气密性按照5.3.5规定的方法进行试验，气体压强变化不应超过20Pa。3QC/TXXXXX—XXXX4.2.4动态密封按照5.3.6规定的方法进行试验，各接合面、油封、螺栓孔等不应有渗漏油现象。4.2.5高速性能按照5.3.7规定的方法进行试验，试验过程及试验后应无渗漏油现象，且轴承、齿轮、油封等零件不应发生烧蚀或有影响轮边驱动桥正常运转的损坏。4.2.6超速性能按照5.3.8规定的方法进行试验，试验过程及试验后应无渗漏油现象、异响现象，且轴承、齿轮、油封等零件不应发生烧蚀或有影响轮边驱动桥正常运转的损坏。4.2.7温升性能按照5.3.9规定的方法进行试验，油温可稳定在某一温度30min以上，不应超过最高许用温度，且温度-时间曲线应平滑无突变。4.2.8轮边减速器总成传动疲劳寿命按照5.3.10规定的方法进行试验，试验完成后主要零部件不应有损坏，如断裂、齿面严重点蚀（点蚀面积超过4mm2，或深度超过0.5mm）、剥落、轴承卡滞、异常声响等。4.2.9清洁度按照5.3.11规定的方法进行试验，驱动桥按不解体测试清洁度，润滑油中杂质总量与其额定加注的润滑油比值不应大于50mg/L。4.2.10效率按照5.3.12规定的方法进行试验，轮边驱动桥最高效率不应低于92%，工况效率不应低于85%。4.2.11噪声按照5.3.13规定的方法进行试验，噪声不应超过85dB(A)。4.2.12防护性能按照5.3.14规定的方法进行试验，轮边驱动桥满足GB/T4208—2017规定的IPX7要求。4.2.13耐盐雾性能按照5.3.15规定的方法进行试验，盐雾试验时间不应低于240h，试验后产品应无红锈生成。4.2.14驱动电机性能4.2.14.1驱动电机机械冲击要求按照5.3.16规定的方法进行试验，试验完成后驱动电机零部件应无损坏，紧固件应无松动现象，电机绝缘阻值、耐电压检测应符合GB/T18488要求。4.2.14.2驱动电机除机械冲击要求外，性能应满足GB/T18488要求。4.2.14.3按照5.3.14规定的方法进行试验，驱动电机满足GB/T4208—2017规定的IP68等级要求。4QC/TXXXXX—XXXX5试验方法5.1试验准备5.1.1试验仪器精度要求试验仪器的准确度等级或最大允许误差不应低于表1的要求，对于测量电气参数的仪器仪表，应能够满足相应的直流参数和交流参数测量精度和波形要求。表1试验仪器准确度等级或最大允许误差1234567895.1.2试验条件5.1.2.1试验电压为驱动电机额定工作电压，如使用其他电压应单独标注说明。5.1.2.2轮边驱动桥试验的冷却条件宜模拟其在车辆中的实际使用条件或满足产品文件规定的冷却条件。对于自然冷却的轮边驱动桥，可外加风机对其进行冷却；对于液冷的轮边驱动桥，应使用制造商规定的冷却液或润滑油，并在试验过程中根据制造商的规定进行更换。5.1.2.3试验电源、布线、信号屏蔽等应符合GB/T18488的规定。5.2磨合轮边驱动桥进行高速性能、超速性能、温升性能、疲劳寿命、传动效率、噪声试验前应按表2的要求进行磨合试验。5QC/TXXXXX—XXXX表2轮边驱动桥磨合条件h125.3性能试验5.3.1桥体垂直弯曲刚度试验5.3.1.1试验样件试验样件为整体式轮边驱动桥桥体，桥体应安装配套桥壳、减速器壳体等主要承载部件。5.3.1.2试验步骤垂直弯曲刚度试验步骤如下：a）将装配好的轮边驱动桥（见图1）水平放置于试验台上；b）加载位置为轮边驱动桥空气弹簧安装位（A点），支点位置为桥体轮距相应位置（B点），且支点应沿套管轴中心线方向自由度不受限，以适应加载时变形不致发生运动干涉；c）四个空气弹簧加载点应同步加载，加载方向为垂直向下；d）预加载：从0缓慢加载至满载轴荷后卸载至0，重复3次；e）预加载完成后，安装测量装置并调至零位；测点位置不应少于9个（见图1中点B、C、D、Ef）从0连续缓慢加载至规定载荷（2.5倍满载轴荷），期间记录各测点处变形量至少8次，且必须记录满载轴荷和规定载荷时刻各测点变形数值；g）重复e）和f）步骤，每个样件最少测量3次，每次试验开始前都应将变形测量装置调至零位。6QC/TXXXXX—XXXX图1轮边驱动桥垂直弯曲试验安装示意图5.3.1.3数据处理将满载轴荷下，每个测点的3次变形数据，分别减去因支点刚性、变形等引起的误差值后（误差根据每个测点与支点距离按比例计算选取其中最大值作为该测点最终变形值，计算满载轴荷下最大变形量（mm）与轮距（m）的比值。5.3.2桥体垂直弯曲静强度试验5.3.2.1试验样件试验样件状态同5.3.1.1。5.3.2.2试验步骤垂直弯曲静强度试验步骤如下：a)样件安装方式同5.3.1；b)预加载：样件安装后，从0缓慢加载至满载轴荷后卸载至0，重复3次；c)试验时连续缓慢加载至样件损坏，中间不得反复。记录失效（断裂或严重塑性变形）载荷。试验后样件不可用于其他试验。5.3.2.3数据处理按式（1）计算桥壳垂直弯曲静强度后备系数。kn=…………………（1）式中：kn——垂直弯曲静强度后备系数；pn——垂直弯曲失效载荷,单位为牛（Np——满载轴荷,单位为牛（N）。5.3.3桥体疲劳试验5.3.3.1整体式轮边驱动桥5.3.3.1.1试验样件试验样件状态同5.3.1.1。5.3.3.1.2桥体垂直弯曲疲劳试验步骤垂直弯曲疲劳试验步骤如下：a)试验样件安装同5.3.1；b)试验载荷波形为正弦波，试验载荷范围为（0.1±0.02）倍至2.5倍满载轴荷；7QC/TXXXXX—XXXXc)试验频率宜在2Hz～8Hz之间；d)预加载：从最小试验载荷缓慢加载至最大试验载荷后，卸载至最小试验载荷，重复3次；e)预加载完成后进行试验，试验至4.2.3规定的次数，或至样件损坏；记录试验结束时的次数及样件状况。试验后样件不可用于其他试验。5.3.3.1.3桥体制动疲劳试验步骤制动疲劳试验步骤如下：a)试验样件安装如图2，在4处A点将桥进行固定，将力臂固定在制动底板安装面上；b)制动疲劳试验如图3，试验载荷作用于轮胎滚动半径处，方向平行于汽车纵向平面；c)试验载荷：F1、F2均为0.3倍满载轴荷。试验载荷波形为正弦波，试验频率宜在0.5Hz～3Hz之间。任选样件左侧或右侧进行制动疲劳试验；d)试验前预加载：分别按1次前进方向制动（试验载荷F1)、1次倒车方向制动（试验载荷F2）进行加载，循环加载3次，卸载后开始试验；e)单次试验循环：连续4次前进方向制动（即按F1施加载荷4次）后再进行1次倒车制动（即按F2施加载荷1次），构成一个单次试验循环；f)试验至4.2.3规定的试验循环或至样件损坏，记录试验结束时循环次数及样件状况。试验后样件不可用于其他试验。AAAA图2制动疲劳试验轮边驱动桥固定点示意图制动底板安装面制动底板安装面F2F1R固定工装固定工装R标引序号说明：8QC/TXXXXX—XXXXF2——后退方向试验加载力。图3制动疲劳试验示意图5.3.3.1.4桥体横向弯曲疲劳试验横向弯曲疲劳试验步骤如下：a)如图2所示，在4处A点将轮边驱动桥固定在台架上，在横向载荷受力点中心（即轮胎接地点处）沿平行于轴管中心线（见图4）方向施加载荷；b)试验载荷波形为正弦波，范围为（-0.2～+0.4）倍满载轴荷；c)试验频率宜在0.5Hz～3Hz之间。任选样件左侧或右侧进行试验；d)预加载：从0加载至最大试验载荷，重复3次；e)试验至4.2.3规定的次数或至样件损坏，记录试验结束时的试验次数及样件状况。试验后样件不可用于其他试验。LRF固定工装标引序号说明：L——轮距。图4横向疲劳试验示意图5.3.3.2断开式轮边驱动桥5.3.3.2.1试验样件试验样件为断开式轮边驱动桥桥体，桥体应安装配套摆臂、壳体等主要承载部件。5.3.3.2.2试验方法断开式轮边驱动桥桥体疲劳试验按JT/T1359—2020中5.7规定的方法进行试验；其悬架系统可靠性试验按JT/T1359—2020中5.7规定的方法进行试验。5.3.4静扭强度试验5.3.4.1试验样件试验样件为轮边减速器总成。5.3.4.2试验步骤9QC/TXXXXX—XXXX静扭强度试验步骤如下：a)将轮边减速器总成固定在试验台上，输出轴固定；b)输入轴和输出轴只承受扭矩，不允许有附加的弯矩作用；齿轮受载工作面和正驱动工况相同；c)按前进方向对轮边减速器总成输入轴加载，扭转转速不超过15r/min；d)记录输入轴扭矩—转角关系曲线直至任一零部件失效（断裂或严重塑性变形）为止。记录样件失效时的扭矩和转角，以及样件状况。5.3.4.3数据处理按照式（2）计算轮边减速器总成静扭强度后备系数：Kk=…………………（2）式中：Kk——轮边减速器总成静扭强度后备系数；Mk——轮边减速器总成静扭强度失效扭矩,单位为牛米（N·m）；Min——轮边减速器总成输入轴设计最大使用扭矩，单位为牛米（N·m）。5.3.5气密性试验装配好的轮边驱动桥箱体内不加注齿轮油，以不高于10kPa/s的充压速率向箱体通入气体，直至气压达到30kPa，稳压30s后截断气压源，并记录此后30s的压强变化。5.3.6动态密封试验将轮边驱动桥按正常使用状态安装在试验台上，表3规定的顺序和条件构成1个试验循环，完成5个循环，记录试验中及试验后是否有渗漏油。表3动态密封性能试验条件℃h12354505.3.7高速性能试验高速性能试验方法如下：a)将轮边驱动桥按使用状态安装在试验台上，按规定加注润滑油；QC/TXXXXX—XXXXb)冷却条件宜模拟轮边驱动桥在车辆中的实际使用条件或满足产品文件的规定；c)试验时油温控制在90℃~110℃;d)按表4规定的旋转方向、输入转速和扭矩、试验时间进行试验。表4高速性能试验条件h5.3.8超速性能试验5.3.8.1试验条件超速试验条件如下：a)将轮边驱动桥按使用状态安装在试验台上，按规定加注润滑油；b)冷却条件宜模拟轮边驱动桥在车辆中的实际使用条件或满足产品文件的规定；c)试验时油温控制在90℃~110℃。5.3.8.2试验方法可根据具体情况选用空载自转法或原动机（测功机）拖动法：——空载自转法：试验时，轮边驱动桥驱动电机在电机控制器的控制下，按表5规定的旋转方向、转速，运行规定的时间；——原动机（测功机）拖动法：试验时，轮边驱动桥电机不通电，在原动机（测功机）拖动下将轮边驱动桥按电机转速不超过（1000r/min）/s的速率升至表5规定的试验转速并保持，运行规定的时间。表5超速性能试验工况5.3.9温升性能试验将轮边驱动桥按正常使用状态安装在试验台上，试验步骤如下：a）按技术文件的规定加注润滑油；b）按5.2的规定进行磨合；c）环境温度保持为25℃±2℃,从油温与环境温度相差±2℃开始试验；QC/TXXXXX—XXXXd）带温度传感器的轮边驱动桥从传感器采集温度数据；无温度传感器的轮边驱动桥，可将温度传感器安装在放油塞上；e）额定负载条件下，以驱动桥最高工作转速连续运转。当润滑油温度、电机温度在30min以上变化幅度不超过1.0℃时，试验结束。试验应在5h内完成；f）记录试验期间轮边驱动桥的油温、电机绕组温度、环境温度，采样频率不小于1Hz；g）绘制温度随时间变化的曲线图。5.3.10轮边减速器总成传动疲劳寿命试验试验样件为轮边减速器总成，试验油温为80℃±5℃,按照表6规定的试验条件和总循环次数，宜将整个试验按10个循环进行，以先正转后反转的顺序进行试验。表6疲劳寿命试验循环况1—2 况3——4——5.3.11清洁度试验轮边驱动桥按照5.2的规定进行磨合；磨合后按QC/T983的规定的试验方法进行产品不解体清洁度试验。5.3.12效率试验5.3.12.1试验条件效率试验条件如下：a）按产品技术要求加注润滑油；b）电机冷却液温度按照产品技术要求调整；c）按5.2进行磨合，磨合结束前观察效率值浮动情况，浮动在±5%内方可进行测试；d）试验油温控制在80℃±5℃范围内，如有特殊要求时可另规定油温；QC/TXXXXX—XXXXe）试验过程中，驱动电机绕组控制在最高许用温度以下，不出现转矩或功率下降及过温报警。为防止被试驱动电机系统过热而影响测量的准确性，宜在每次测量间隔适当增加空载运行时间。5.3.12.2最高效率试验5.3.12.2.1转速测试点选取试验时，在驱动电机工作转速范围内选取不少于10个转速点，最低转速点宜不大于最高工作转速的10%，相邻转速点之间的间隔宜不大于最高工作转速的10%。测试点选择时应包含必要的特征点，如：——额定工作转速点；——最高工作转速点；——持续功率对应的最低工作转速点；——产品技术文件规定的最高效率点对应的转速点；——其他特殊定义的工作点等。5.3.12.2.2转矩测试点选取试验时，在每个转速点上选取不少于10个转矩点，对于80%最高工作转速及以上的转速点，在每个转速点上选取的转矩点数可以适当减少，但不宜低于5个。测试点选择时应包含必要的特征点，如：——持续转矩数值处的点；——峰值转矩（或最大转矩）数值处的点；——持续功率曲线上的点；——峰值功率（或最大功率）曲线上的点：——产品技术文件规定的最高效率点对应的转矩点；——其他特殊定义的工作点等。5.3.12.2.3效率试验按下列步骤进行：a)控制驱动电机在试验转速下工作，调节驱动电机工作转矩点从最小选取扭矩到最大选取扭矩变化，然后再从最大选取扭矩减小到最小选取扭矩并最终空载运行，每个测量点运行稳定后持续时间不少于1s；b)每个转矩点测量5次，计算5次测量结果的平均值为该测量点转矩测量结果；c)空载运行5min后，按照5.3.12.2.1要求，控制驱动电机工作于下一个试验转速，重复上述测试。试验后，按照如下方法计算各个试验点的效率并绘制效率MAP。选取所有测试点中效率最高值作为轮边驱动桥最高效率。1)驱动电机处于电动工作状态时，输入功率为驱动电机控制器与驱动电机之间传输的电功率，输出功率为驱动桥输出端的机械功率，轮边驱动桥电动工作状态下的效率按照式（3）计算：2)驱动电机处于馈电工作状态时，输入功率为轮边驱动桥输出端的机械功率，输出功率为电机控制器与驱动电机之间传输的电功率，轮边驱动桥馈电工作状态下的效率按照式（4）计算：QC/TXXXXX—XXXX式中：η——轮边驱动桥的效率（%）；W——轮边驱动桥输出端的机械功率，单位为千瓦（kW）；Wt——电机控制器与驱动电机之间传输的电功率，单位为千瓦（kW）。5.3.12.3工况效率试验将轮边驱动桥安装在台架上，按照GB/T38146.2规定的CHTC客车动态工况进行整车负载模拟，具体测试方法按照GB/T18386.2的规定进行。计算测试工况下轮边驱动桥输出端驱动机械总能耗与电机控制器输出到驱动电机的总电耗之比即为轮边驱动桥工况效率。5.3.13噪声试验5.3.13.1试验条件5.3.13.1.1在半消声室或对本底噪声和反射声影响较小的试验室内进行。测量场地周围2m之内不得有音波障碍物，测量试验台与墙壁之间的距离不得小于2m，电机输出轴线距地面距离不得小于400mm。5.3.13.1.2将试验样件安装在台架上，按规定的要求加注油液，噪声测试前按5.2进行磨合。5.3.13.1.3样件安装完成后，按图5所示测点测定背景噪声，当试验样件的噪声的实测值大于背景噪声10dB(A)以上时，可以不考虑背景噪声对噪声测定结果的影响。5.3.13.1.4噪声测量点如图5所示：驱动驱动1轮边减速器总成轮边减速器总成1、2(电机轴线)1、2(电机轴线)3、4(轮毂轴线)驱动3、4(轮毂轴线)驱动轮边减速器总成图5噪声测量点5.3.13.2试验工况加载噪声试验时油温控制在60℃±5℃,按照表7规定进行测量，测试持续时间不小于30s。QC/TXXXXX—XXXX表7加载噪声测试条件注：产品最高输入转速低于6000r/min，测量正转噪声时，按最高输入转速测量。5.3.13.3数据处理试验完成后进行数据处理，具体步骤按照以下要求进行：a）使用“A计权网络”；b）对于噪声检测仪器，若数值波动小于3dB(A)时，应取最大值、最小值的平均值，数据波动大于3dB(A)时，应取最大值、最小值的均方根值；c）当被测轮边驱动桥各测点所测的噪音与该测点的本底噪音差值小于3dB(A)时，该测量值无效，差值大于或等于3dB(A)时，按表8修正；d）轮边驱动桥噪声以所有测点中最大读数并经修正后的值作为噪音值。表8噪音修正值345678905.3.14防护性能试验5.3.14.1轮边驱动桥按下述方法进行防水试验：a）被试样件不连接高压和低压电源，带有通气管、通气阀的应堵塞或引出处理；b）样件按使用的状态安装并全部浸入水中，水温与试样温差不大于5℃;c）高度小于850mm的样件外壳最低点，应低于水面1000mm；d）高度不小于850mm的样件最高点，应低于水面150mm；e）试验持续时间30min。5.3.14.2驱动电机按照GB/T4208—2017中第13条和第14条规定的试验方法进行防水、防尘试验。5.3.15耐盐雾性能试验5.3.15.1试验样件试验样件如下：a）首选产品原件；b）因体积过大等因素不能使用产品原件的，可从原件上切割一部分进行试验，切割区附近的覆盖QC/TXXXXX—XXXX层不能有损坏，切割区域应使用适当的覆盖层（如油漆、石蜡或胶带）对其进行保护，保护层应具有比被试产品更好的耐腐蚀性。多个部件、相同材质和相同覆盖层可使用相同样件完成试验；不同材料、不同覆盖层的均需提交试验样件；c）样件应符合GB/T10125的相关规定。5.3.15.2试验方法按照GB/T10125规定的试验方法进行中性盐雾试验。5.3.16驱动电机性能试验5.3.16.1驱动电机机械冲击试验如下：a）驱动电机固定在振动冲击试验台上并处于正常安