汽车驱动桥原理及结构.ppt

汽车驱动桥原理及构造 2020 2 29 2 车桥的分类 车桥根据驱动方式的不同主要分为四大类 1 驱动桥 驱动桥可分为断开式驱动桥 非断开式驱动桥 2 支撑桥 支撑桥可分为普通支撑桥 随动转向支撑桥 3 转向桥 4 转向驱动桥 其中转向桥和支持桥都属于从动桥 大多数汽车采用前置后驱动 FR 因此前桥作为转向桥 后桥作为驱动桥 而前置前驱动 FF 汽车则前桥成为转向驱动桥 后桥充当支撑桥 2020 2 29 3 驱动桥作用原理 汽车驱动桥位于传动系的末端 其基本功用首先是增扭 降速 改变转矩的传递方向 即增大由传动轴或直接从变速器传来的转矩 并将转矩合理的分配给左右驱动车轮 其次 驱动桥还要承受作用于路面或车身之间的垂直力 纵向力和横向力 以及制动力矩和反作用力矩等 2020 2 29 4 驱动桥的结构 驱动桥一般可分为非断开式和断开式两种 1 非断开式驱动桥非断开式驱动桥也称为整体式驱动桥 它由驱动桥壳1 主减速器 图中包括6 7 差速器 图中包括2 3 4 和半轴7组成 驱动桥壳1由中间的主减速器壳和两边与之刚性连接的半轴套管组成 通过悬架与车身或车架相连 两侧车轮安装在此刚性桥壳上 半轴与车轮不可能在横向平面内作相对运动 其原理是输入驱动桥的动力首先传到主减速器主动小齿轮7 经主减速器减速后转矩增大 再经差速器分配给左右两半轴5 最后传至驱动车轮 2020 2 29 5 驱动桥的结构 2 断开式驱动桥断开式驱动桥为了与独立悬架相适应 驱动桥壳需要分为用铰链连接的几段 更多的是只保留主减速器壳 或带有部分半轴套管 部分 主减速器壳固定在车架或车身上 这种驱动桥称为断开式驱动桥 1 后桥壳 2 差速器壳 3 差速器行星齿轮 4 差速器半轴齿轮 5 半轴 6 主减速器从动齿轮齿圈 7 主减速器主动小齿轮 2020 2 29 6 驱动桥的结构 为了适应驱动轮独立上下跳动的需要 差速器与车轮之间的半轴也要分段 各段之间用万向节连接 1 主减速器 2 半轴 3 弹性元件 4 减振器 5 车轮 6 摆臂 7 摆臂轴 2020 2 29 7 非断开式驱动桥结构 非断开式驱动桥按其主减速器不同可以分为以下三种结构1 中央单级减速驱动桥 中央单级减速驱动桥是驱动桥结构中最为简单的一种 是驱动桥的基本形式 在载重汽车中占主导地位 一般在主传动比小于6的情况下 应尽量采用中央单级减速驱动桥 目前的中央单级减速器趋于采用双曲线螺旋伞齿轮 主动小齿轮采用骑马式支承 有差速锁装置供选用 2020 2 29 8 非断开式驱动桥结构 2 中央双级驱动桥 在国内目前的市场上 中央双级驱动桥主要有2种类型 一类如伊顿系列产品 事先就在单级减速器中预留好空间 当要求增大牵引力与速比时 可装人圆柱行星齿轮减速机构 将原中央单级改成中央双级驱动桥 这种改制 三化 程度高 桥壳 主减速器等均可通用 盆齿轮直径不变 另一类如洛克威尔系列产品 当要增大牵引力与速比时 需要改制第一级伞齿轮后 再装入第二级圆柱直齿轮或斜齿轮 变成要求的中央双级驱动桥 这时桥壳可通用 主减速器不通用 盆齿轮有2个规格 2020 2 29 9 非断开式驱动桥结构 2020 2 29 10 非断开式驱动桥结构 3 中央单级 轮边减速驱动桥 轮边减速驱动桥较为广泛地用于油田 建筑工地 矿山等非公路车与军用车上 当前轮边减速桥可分为2类 一类为圆锥行星齿轮式轮边减速桥 沃尔沃 雷诺等都采用此类车桥 另一类为圆柱行星齿轮式轮边减速驱动桥 奔驰 斯堪尼亚 中国重汽 重庆重汽等都采用此类车桥 1 圆锥行星齿轮式轮边减速桥 由圆锥行星齿轮式传动构成的轮边减速器 轮边减速比为固定值2 它一般均与中央单级桥组成为一系列 在该系列中 中央单级桥仍具有独立性 可单独使用 需要增大桥的输出转矩 使牵引力增大或速比增大时 可不改变中央主减速器而在两轴端加上圆锥行星齿轮式减速器即可变成双级桥 这类桥与中央双级减速桥的区别在于 降低半轴传递的转矩 把增大的转矩直接增加到两轴端的轮边减速器上 其 三化 程度较高 但这类桥因轮边减速比为固定值2 因此 中央主减速器的尺寸仍较大 一般用于公路 非公路军用车 2020 2 29 11 非断开式驱动桥结构 2 圆柱行星齿轮式轮边减速桥 单排 齿圈固定式圆柱行星齿轮减速桥 一般减速比在3至4 2之间 由于轮边减速比大 因 中央主减速器的速比一般均小于3 这样盆齿轮就可取较小的直径 以保证重型汽车对离地问隙的要求 这类桥比单级减速器的质量大z价格也要贵些 而且轮毅内具有齿轮传动 长时间在公路上行驶会产生大量的热量而引起过热 因此 作为公路车用驱动桥 它不如中央单级减速桥 2020 2 29 12 非断开式驱动桥 主减速器 主减速器是汽车传动系中减小转速 增大扭矩的主要部件 对发动机纵置的汽车来说 主减速器还利用锥齿轮传动以改变动力方向 汽车正常行驶时 发动机的转速通常在2000至3000r min左右 如果将这么高的转速只靠变速箱来降低下来 那么变速箱内齿轮副的传动比则需很大 而齿轮副的传动比越大 两齿轮的半径比也越大 换句话说 也就是变速箱的尺寸会越大 另外 转速下降 而扭矩必然增加 也就加大了变速箱与变速箱后一级传动机构的传动负荷 主减速器的种类繁多 根据参加减速传动的齿轮数目不同 可分为单级式主减速器和双级式主减速器 一些要求大传动比的中 重型车采用双级主减速器 其主要目的是在同一传动轴转速下提供更大的半轴扭矩 即加强减速增扭的作用 2020 2 29 13 单级减速器就是一个主动椎齿轮和一个从动伞齿轮 俗称盆角齿 主动椎齿轮连接传动轴 顺时针旋转 从动伞齿轮贴在其右侧 啮合点向下转动 与车轮前进方向一致 由于主动锥齿轮直径小 从动伞齿轮直径大 达到减速的功能 非断开式驱动桥 主减速器 2020 2 29 14 双级减速器多了一个中间过渡齿轮 主动椎齿轮左侧与中间齿轮的伞齿部分啮合 伞齿轮同轴有一个小直径的直齿轮 直齿轮与从动齿轮啮合 这样中间齿轮向后转 从动齿轮向前转动 中间有两级减速过程 双级减速由于使车桥体积增大 过去主要用在发动机功率偏低的车辆匹配上 现在主要用于低速高扭矩的工程机械方面 非断开式驱动桥 主减速器 2020 2 29 15 非断开式驱动桥 差速器 汽车差速器是驱动轿的主件 它的作用就是在向两边半轴传递动力的同时 允许两边半轴以不同的转速旋转 满足两边车轮尽可能以纯滚动的形式作不等距行驶 减少轮胎与地面的摩擦 一 构成普通差速器由行星齿轮 行星轮架 差速器壳 半轴齿轮等零件组成 发动机的动力经传动轴进入差速器直接驱动行星轮架 再由行星轮带动左 右两条半轴 分别驱动左 右车轮 差速器的设计要求满足 左半轴转速 右半轴转速 2 行星轮架转速 当汽车直行时 左 右车轮与行星轮架三者的转速相等处于平衡状态 而在汽车转弯时三者平衡状态被破坏 导致内侧轮转速减小 外侧轮转速增加 2020 2 29 16 非断开式驱动桥 差速器 二 原理驱动桥两侧的驱动轮若用一根整轴刚性连接 则两轮只能以相同的角度旋转 这样 当汽车转向行驶时 由于外侧车轮要比内侧车轮移过的距离大 将使外侧车轮在滚动的同时产生滑拖 而内侧车轮在滚动的同时产生滑转 即使是汽车直线行驶 也会因路面不平或虽然路面平直但轮胎滚动半径不等 轮胎制造误差 磨损不同 受载不均或气压不等 而引起车轮的滑动 当转弯时 由于外侧轮有滑拖的现象 内侧轮有滑转的现象 两个驱动轮此时就会产生两个方向相反的附加力 由于 最小能耗原理 必然导致两边车轮的转速不同 从而破坏了三者的平衡关系 并通过半轴反映到半轴齿轮上 迫使行星齿轮产生自转 使外侧半轴转速加快 内侧半轴转速减慢 从而实现两边车轮转速的差异 2020 2 29 17 三 分类1 齿轮式差速器 当左右驱动轮存在转速差时 差速器分配给慢转驱动轮的转矩大于快转驱动轮的转矩 这限滑差速器种差速器转矩均分特性能满足汽车在良好路面上正常行驶 但当汽车在坏路上行驶时 却严重影响通过能力 例如当汽车的一个驱动轮陷入泥泞路面时 虽然另一驱动轮在良好路面上 汽车却往往不能前进 俗称打滑 此时在泥泞路面上的驱动轮原地滑转 在良好路面上的车轮却静止不动 这是因为在泥泞路面上的车轮与路面之间的附着力较小 路面只能通过此轮对半轴作用较小的反作用力矩 因此差速器分配给此轮的转矩也较小 尽管另一驱动轮与良好路面间的附着力较大 但因平均分配转矩的特点 使这一驱动轮也只能分到与滑转驱动轮等量的转矩 以致驱动力不足以克服行驶阻力 汽车不能前进 而动力则消耗在滑转驱动轮上 非断开式驱动桥 差速器 2020 2