驱动桥位于动力传动系的末端,是汽车传动系的重要总成之一。其基本功能是增大由传动轴或变速器传来的转矩,并将动力合理的分配给左、右驱动轮,另外还承受作用于路面和车架或车身之间的垂直立、纵向力和横向力。
1、汽车驱动桥概述
汽车驱动桥主要由主减速器、差速器、半轴和桥壳组成。驱动桥是传动系统的最后一个总成,发动机的动力传到驱动桥后,首先传到主减速器将转矩放大并降低转速后,经差速器分配给左、右半轴,最后通过半轴传到驱动车轮的轮穀。驱动桥的主要零部件都在装在驱动桥的桥壳中。
汽车驱动桥构造图
(1)驱动桥作用
驱动桥将万向传动装置传来的发动机转矩通过主减速器、差速器、半轴等传到驱动车轮,实现减速、增大转矩,通过主减速器圆锥齿轮副改变转矩的传递方向,通过差速器实现两侧车轮差速作用,保证内、外侧车轮以不同转速转向。
汽车机械原理图
(2)驱动桥类型
驱动桥按照结构分为整体式驱动桥和断开式驱动桥,断开式驱动桥又分为单铰接摆动和双铰接摆动式。
整体式驱动桥:主要用于非独立悬架车辆,由半轴套管和主减速器壳构成的驱动桥壳为一刚性的整体,主减速器、差速器和半轴安装在桥壳内。车身波动大,但驱动桥的刚度和强度较好。
整体式驱动桥
断开式驱动桥:主要用于独立悬架车辆,半轴的两端通过万向节分别与主减速器壳内的差速器和驱动轮相连,主减速器壳固定在车架或车身上。驱动桥两端分别用悬架与车架或车身连接,两侧驱动轮可以彼此独立地相对于车架或车身上下跳动。
断开式驱动桥
1-摆动半轴;2-伸缩节;3-万向节;4-主减速器壳弹性固定架;5-半轴套管;6-刚性半轴;7-铰链;8-铰链臂;9-差速器;10-摆动半轴垂直支承;11-横向补偿弹簧;12-后延臂;13-悬架弹簧;14-传动轴;15-弹性支架
(3)驱动桥设计
驱动桥设计应当满足如下基本要求:
2、主减速器
主减速器一般用来改变传动方向,降低转速,增大扭矩,保证汽车有足够的驱动力和适当的速皮。主减速器类型较多,有单级、双级、双速、轮边减速器等。
主减速器结构
(1)单级主减速器
由一对减速齿轮实现减速,结构简单,重量轻,东风BQI090型等轻、中型载重汽车上应用广泛。
(2)双级主减速器
对一些载重较大的载重汽车,要求较大的减速比,用单级主减速器传动,则从动齿轮的直径就必须增大,会影响驱动桥的离地间隙,所以采用两次减速。通常称为双级减速器。双级减速器有两组减速齿轮,实现两次减速增扭。
主减速器分类
目前,轿车和一般轻、中型货车都采用单级式主减速器,即可满足汽车动力性的要求。它具有结构简单、体积小、重量轻和传动效率高等优点。
3、差速器
(1)差速器原理
当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时,使左右驱动车轮以不同的转速滚动,保证两侧驱动车轮做纯滚动运动。
奔驰S500差速器
车轮在路面上的滑转和滑移不仅会加速轮胎磨损,增加动力消耗,而且会使转向和制动性能恶化,因此,为了使两侧驱动轮可用不同角速度旋转,以保证其纯滚动状态,就必须将两侧车轮的驱动轴断开(称为半轴),而由主减速器从动齿轮通过一个差速器来分别驱动两侧半轴和驱动轮。
差速器工作原理图
(2)差速器分类
差速器按其用途分为轮间差速器和轴间差速器;
差速器按其工作特性,分为普通圆锥齿轮差速器和防滑差速器两大类;
齿轮式差速器有圆锥齿轮式差速器和圆柱齿轮式差速器两种;
按两侧的输出转矩是否相等,齿轮差速器有对称式(等转矩式)和不对称式(不等转矩式)两类。
桑塔纳2000轿车差速器结构
4、半轴与桥壳
(1)半轴
半轴在差速器与驱动轮之间传递较大的转矩,一般都是实心轴,半轴的内端一般用花键与半轴齿轮连接,外端与驱动轮的轮毂连接。现代汽车常用的半轴支承形式主要有全浮式和半浮式两种。
半轴
1-花键;2-扦部;3-垫圈;4-凸缘半轴;5-半轴起拔螺栓;6-半轴紧固螺栓
(2)桥壳
驱动桥壳的功用是支承并保护主减速器、差速器和半轴等,使左、右驱动车轮的轴向相对位置固定,与从动桥一起,支承车架及其上各总成的重量,汽车行驶时,承受由车轮传来的路面反作用力和力矩,并经悬架传给车架。
整体式桥壳:优点是强度、刚度较大,且检查、拆装和调整主减速器、差速器方便,不必把整个桥从汽车上拆下来,因此适用于各类汽车。
整体式驱动桥壳
1-半轴套管;2-后桥壳;3-放油孔;4-后桥壳垫片;5-后盖;6-油面孔;7-凸缘盘;8-通气塞
分段式桥壳:一般分为两段,由螺栓1将两段连成一体,它由主减速器壳10、,盖13,两个半轴套管4及凸缘盘8等组成。
分段式桥壳
1-螺栓;2-注油孔;3-主减速器壳颈部;4-半轴套管;5-调整螺母;6-止动垫片;7-锁紧螺母;8-凸缘盘;9-钢板弹簧座;10-主减速器壳;11-放油孔ꎻ;12-垫片;13-油封
总而言之,汽车驱动桥是车辆的关键组成部分之一,负责将发动机产生的动力传递到车轮上,推动车辆前进或后退。影响车辆的动力传递、操控性能、牵引力、稳定性和适应性。不同类型的驱动桥(前驱、后驱、四驱等)可以实现不同驾驶需求下的最佳性能表现,提高车辆的效率、安全性和舒适性,同时满足特定用途的要求,如越野行驶、高速巡航或货运。因此,驱动桥设计在汽车工程中具有重要的地位,对车辆的整体性能和用户体验起着关键作用。