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目前我国驱动电机轴承性能可靠性测试方法与评价技术规范尚处于空白状态，本研究通过驱动电机轴承特性分析，着力研究一种驱动电机轴承动态性能可靠性试验方法，并介绍其台架模拟试验机的设计方法，根据试验结果分析国内外产品质量性能差距及产生原因，为驱动电机轴承的进口替代指明技术改进方向。 1 驱动电机轴承特性分析驱动电机轴承大多为脂润滑深沟球轴承，如图1所示。 图1 电动汽车驱动电机轴承 脂润滑是一种最简单、最方便的润滑方式，约有80%的滚动轴承采用脂润滑，但它仅适用于中、低速应用工况，其主要原因是润滑脂稠度较大，轴承高速运转时，润滑脂纤维组织受到强烈剪切，搅动功耗大，剪切发热严重，轴承温升高，且润滑脂冷却效果差，温升过高导致轴承提前失效。另外，轴承高速运转时，轴承腔内润滑脂由于离心力作用容易被甩出滚道，影响润滑效果。因此，一般脂润滑轴承不宜应用在高速运行工况，而驱动电机轴承均有高转速要求，如电动轿车的驱动电机轴承要求最高转速在12 000 r/min以上，故高速性能是驱动电机轴承的特性之一。 高温环境下，一般润滑脂稠度降低，润滑脂容易从轴承密封间隙中流出，剩余润滑脂也会由于高温基础油挥发，润滑充分性逐步丧失，导致轴承磨损加快，轴承磨损后进一步增加轴承温升，进入恶性循环，大幅降低轴承的使用寿命，严重时甚至导致轴承卡死。低温环境下，一般润滑脂稠度变大，分油率下降，在降低轴承旋转灵活性，增大轴承驱动功率和搅动功耗的同时，还会导致轴承润滑不良，磨损加重，进而缩短轴承的使用寿命。因此，一般脂润滑轴承在高、低温环境下高速运行，对轴承及润滑脂的高低温性能要求较高，而驱动电机轴承不可避免要运行在高低温环境下，我国境内陆面高气温记录极值为47.7 ℃，低气温记录极值为-52.3 ℃。考虑到辐射的影响，电动汽车在停放时，其高温极值将超过70 ℃，在实际行驶时，这一值会更高，这一点也在现行标准中规定轴承组件及润滑脂能在高、低温环境下正常使用得到印证。故耐高低温性能是驱动电机轴承的特性之一。 由此可见，驱动电机轴承的特性是在高温、低温等环境下能持久高速运行，且存在急变速、频繁启停等工况。 2 模拟试验参数的选择与设计要素3 台架模拟试验机的设计图2 主体结构简图 图3 加载系统液压原理图 (3)试验单元。轴承试验单元采用桥式结构，试验单元结构图如图4所示。 图4 试验单元结构图
图5 测控系统原理图 4 试验应用
试验条件如表1所示。 表1 6207-2Z驱动电机轴承动态承载性能试验条件
典型失效外观照片如图6～8所示。
图6 样品A常温试后典型外观照片(少量漏脂)
图7 样品A高温试后典型外观照片(严重漏脂)
图8 样品A低温试后典型外观照片(少量漏脂) 试验结果如表2所示。 表2 6207-2Z驱动电机轴承动态承载性能对比试验结果
5 结束语
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