导语:前面我们在小明的带领下,了解了电驱动系统的IP防护——新能源电驱系统标准解读与拓展:防尘防水防接触,今天我们进一步聊聊这里面的核心部件:动力总成的呼吸器——通气塞。今天,我们就在IP防护的基础上,进一步聊聊三合一电驱系统的呼吸器——通气塞。1.电机电控呼吸器的选择2.减速器呼吸器的选择与布置1.电机电控呼吸器的选择动力总成在高温环境或者加载运行时,会因为发热导致内部气体的热膨胀,产生内外压差;同时,要保证在温度骤降时,产生的冷凝液态或者雾状水汽不能通过,从而满足防水透气的功能。因此,对于电机电控系统,会在壳体上安装通气塞,以实现系统的气压平和和防水防尘。那么,要怎么根据系统特性挑选合适的通气塞呢?根据上文描述,可以知道通气塞的选择有以下几个关键指标:通气量、防护等级、环境适应性。01通气量的确认通气塞的通气量是由透气膜来决定,通气膜的孔隙率是决定通气量的关键。就像我们发馒头,如果没发好,里面没孔不透气,如果孔隙太大,则会漏水。所以好的通气膜需要有好的空隙率和均匀的孔径。所以,不要再根据通气塞的尺寸大小来确认通气量的大小了哦!微观上是这么一回事,那么宏观上如何判断呢?换句话说,我怎么知道你通气量是多少呢?。我们知道,装呼吸器的目的是为了保持所装腔体的气压平衡,避免压力差。所以,只要把握住腔体在单位时间的气体压力变化量=单位时间呼吸器的通气量就好啦!首先,1)我们需要了解产品腔体几个特性:空腔体积、温度变化多少、多长时间有这个变化?然后,2)再根据通气塞的技术参数计算获得其通气率。举例说明:腔体在20min内由29℃升至49℃,温升20℃,那么,有效调节的空间体积极限是多少(腔体放在室外)?1)根据密闭腔体气体平衡公式:P=V/T*常数(T为绝对温度,+C)①P0*V0/T0=P1*V1/T1=常数②当系统装上呼吸器时,呼吸器通过吸入和排出气体来抵消压力变化造成的影响。根据P1=P0,可以获得需要吸入和排出的气体量,从而计算出最大需求的通气能力。那么,上述公式变形为:V0/T0=VI/TI=常数③所以当温度变化时:V1=V0*T1/T0④V1=V0*(+49)/(+29)=/*V0=1.V0⑤即温升至49℃时,需排出0.V0升的空气。2)呼吸器特征曲线如下:假设呼吸器从Pa时才开始工作,则呼吸器在20min内可以排放ml*20min=5.2升气体。根据上述计算,在20min内,需排放的气体是0.V0,膜可透过的气体是5.2升。0.*V0=5.2,V0=78.78L(V0为设备容积,单位为升)。综上,我们就可以根据空腔容积和温度变化计算出匹配通气量的呼吸器。注意:一般情况下选用通气量大的产品会降低防水级别,但实际上,呼吸器压差达到25pa就会工作了,不会仅Pa才开始工作的。02防护等级的选择通气量并不是越大越好,这个我们从前文中也可窥见一斑,因为我们同步要考虑IP防护的问题。关于IP防护的等级的介绍,可参见之前的文章:新能源电驱系统标准解读与拓展:防尘防水防接触,这里不做赘述。03环境适应性的选择环境适应性一般是指耐温度变化、抗UV效果、跌落、盐雾,以及遇湿透气性。其中,耐温度变化、抗UV效果、跌落、盐雾几项都可以通过材料选择材质实现,比如采用好的塑胶如尼龙加玻纤材质、采用金属铜镀镍材质、采用氧化铝材质,下图是采用这些材质的通气塞外观;而遇湿透气性就需要有一定的测试手段了,之所以说这个重要,因为我们户外使用的东西难免被水淋到,遇到水以后如果就不透气了,那是相当危险了,本来有水的时候伴随气温的变化最需要呼吸,这个时候不通气无异于掐了脖子。所以需要验证遇到水的透气问题,就是在浸泡后再测其通气效果,如果衰减很厉害,比如超过30%,那就比较严重。2.减速器呼吸器的选型与布置起因:减速器在实际工作时,箱内齿轮在大负荷、高速旋转下,箱内温度快速升高(三合一也会受到电机热辐射的影响),使箱内润滑油产生蒸汽;同时因为油液的高沸点特性,油液更多是以泡沫化的形式存在,充满箱体空间,导致箱内压力升高。结果:如果所产生的热量和油蒸汽不能及时排出,导致各密封界面都承受这个压力的冲击,往往在最薄弱处油气冲出而产生泄漏,特别是转子轴-减速器输入轴处高速油封两侧的压力平衡问题。一旦发生泄漏,就会形成一条通道,使泄漏愈来愈严重。润滑油渗漏后,会造成齿轮润滑油量短缺,产生齿轮及轴承等零件的早期磨蚀损坏,缩短变速器的使用寿命。措施:考虑到上述这些问题,减速器通气塞从下面四个方向做工作:1)通气塞的选型2)通气塞的布置位置3)壳体的迷宫结构设计4)通气塞冒油试验验证:不同转速工况、不同转角位置(对于电机减速器共壳体三合一系统,冒油试验必选项)以上部分内容来自网络,未能查及作者信息,如有侵权,请及时联系。
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