車橋基礎(chǔ)知識

驅(qū)動橋是位于傳動系末端能改變來自變速器的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，并將它們傳遞給驅(qū)動輪的機構(gòu)。

 

 

▲動力總成縱置，從分動器輸出的動力傳導到前驅(qū)動橋

驅(qū)動橋一般由主減速器、差速器、車輪傳動裝置和驅(qū)動橋殼等組成，轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋還有等速萬向節(jié)。

 

 

▲斷開式（獨立懸掛）驅(qū)動橋，由主減速器和等速驅(qū)動軸構(gòu)成

另外，驅(qū)動橋還要承受作用于路面和車架或車身之間的垂直力，縱向力和橫向力，以及制動力矩和反作用力。

汽車車橋（又稱車軸）通過懸架與車架（或承載式車身）相連接，其兩端安裝車輪。車橋的作用是承受汽車的載荷，維持汽車在道路上的正常行駛。

 

 

▲掛車橋，廣義也叫車橋

車橋可以是整體式的，有如一個巨大的杠鈴，兩端通過懸架系統(tǒng)支撐著車身，因此整體式車橋通常與非獨立懸架配合；車橋也可以是斷開式的，像兩把雨傘插在車身兩側(cè)，再各自通過懸架系統(tǒng)支撐車身，所以斷開式車橋與獨立懸架配用。

 

 

▲前驅(qū)乘用車，其變速箱實際上由變速器、減速器和差速器三部分構(gòu)成，原屬于驅(qū)動橋的減速器和差速器集成到變速箱中，便沒有常規(guī)意義上的車橋了

 

 

▲典型的動力總成，發(fā)動機+變速器+驅(qū)動橋

根據(jù)驅(qū)動方式的不同，車橋也分成轉(zhuǎn)向橋、驅(qū)動橋、轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋和支持橋四種。其中轉(zhuǎn)向橋和支持橋都屬于從動橋。大多數(shù)汽車采用前置后驅(qū)動(FR)，因此前橋作為轉(zhuǎn)向橋，后橋作為驅(qū)動橋；而前置前驅(qū)動(FF)汽車則前橋成為轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋，后橋充當支持橋。

 

 

前橋多為從動橋，又稱為轉(zhuǎn)向橋，一般均布在車輛的前端，故稱為前橋。它利用轉(zhuǎn)向節(jié)與轉(zhuǎn)向系相連。能夠使轉(zhuǎn)向器輸出的轉(zhuǎn)向力傳遞到車輪以實現(xiàn)車輛的轉(zhuǎn)向。它不但支持車輛前部的簧載質(zhì)量，承受垂直載荷，還承受各種縱向力、側(cè)向力以及相關(guān)力矩。

 

 

各種類型汽車的轉(zhuǎn)向橋構(gòu)造基本相同，主要由前軸(梁)、轉(zhuǎn)向節(jié)、主銷和輪轂、制動器等部分組成

作為主體零件的前軸，一般用中碳鋼經(jīng)模鍛和熱處理而制成的。其斷面是工字形或管形，如圖所示。

 

 

為提高抗扭強度，在接近前軸兩端各有一個加粗部分成拳形，其中有通孔，主銷即插入此孔內(nèi)。中部向下彎曲成凹形，其目的是使發(fā)動機位置得以降低，從而降低汽車質(zhì)心；擴展駕駛員視野；減小傳動軸與變速器輸出軸之間的夾角。

 

 

轉(zhuǎn)向節(jié)是車輪轉(zhuǎn)向的鉸鏈，它是一個叉形件。上下兩叉有安裝主銷的兩個同軸孔，轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸用來安裝車輪。轉(zhuǎn)向節(jié)上銷孔的兩耳通過主銷與前軸兩端的拳形部分相連，使前輪可以繞主銷偏轉(zhuǎn)一定角度而使汽車轉(zhuǎn)向。

 

 

為了減小磨損，轉(zhuǎn)向節(jié)銷孔內(nèi)壓入青銅襯套，襯套的潤滑用裝在轉(zhuǎn)向節(jié)上的油嘴注入潤滑脂潤滑。為使轉(zhuǎn)向靈活，在轉(zhuǎn)向節(jié)下耳與前軸拳形部分之間裝有軸承。在轉(zhuǎn)向節(jié)上耳與拳形部分之間還裝有調(diào)整墊片，以調(diào)整其間的間隙。

 

 

主銷的作用是鉸接前軸及轉(zhuǎn)向節(jié)，使轉(zhuǎn)向節(jié)繞著主銷擺動以實現(xiàn)車輪的轉(zhuǎn)向。主銷的中部切有凹槽，安裝時用主銷固定螺栓5與它上面的凹槽配合，將主銷固定在前軸的拳形孔中。主銷與轉(zhuǎn)向節(jié)上的銷孔是動配合，以便實現(xiàn)轉(zhuǎn)向。

 

 

車輪輪轂通過兩個圓錐滾子軸承支承在轉(zhuǎn)向節(jié)外端的軸頸上。軸承的松緊度可用調(diào)整螺母(裝于軸承外端)加以調(diào)整。輪轂外端用沖壓的金屬罩蓋住，內(nèi)端裝有油封。制動底板與防塵罩一起都固定在轉(zhuǎn)向節(jié)上。

 

 

 

前橋剖視圖

 

 

前橋剖視圖

 

 

在許多轎車和全輪驅(qū)動的越野車上，前輪除作為轉(zhuǎn)向橋外，還兼起驅(qū)動橋的作用，故稱其為轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋

 

 

轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋既具有一般驅(qū)動橋所具有的主減速器、差速器及半軸；也具有一般轉(zhuǎn)向橋所具有的轉(zhuǎn)向節(jié)殼體、主銷1和輪轂等。

 

 

它與單獨的驅(qū)動橋、轉(zhuǎn)向橋相比，其不同之處是，由于轉(zhuǎn)向的需要半軸被分為兩段，分別叫內(nèi)半軸(與差速器相連接)和外半軸(與輪轂連接)，二者用等角速度萬向節(jié)連接起來。

 

 

同時，主銷也因此分成上下兩段，分別固定在萬向節(jié)的球形支座上。轉(zhuǎn)向節(jié)軸頸做成空心的，以便外半軸從中穿過。轉(zhuǎn)向節(jié)的連接叉是球狀轉(zhuǎn)向節(jié)殼體，既滿足了轉(zhuǎn)向的需要，又適應了轉(zhuǎn)向節(jié)的傳力。轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋廣泛地應用到全輪驅(qū)動的越野汽車上。

 

 

輕型驅(qū)動后橋多采用插管式，所謂插管式就是中間橋包部分鑄造，兩側(cè)采用無縫鋼管插入后固定的方式，優(yōu)點是制造工藝簡單，成本低，缺點是承載力和精度有限?，F(xiàn)在逐步向沖焊橋殼過渡

 

 

重型單級減速橋，只有中央的一級主減速器，橋殼是鋼板沖焊，主要用途是公路物流，不超載，要求輕量化，要求高效率，由于車速相對較高，所以一般車橋速比在3-4，多匹配盤式制動器、準雙曲面齒輪，不帶差速鎖。

 

 

重型單級減速驅(qū)動后橋

 

 

 

在一些重載場合，會出現(xiàn)雙后橋，即貫通后橋+后橋，最大承載13Tx2

 

 

減速齒輪直徑最大485mm，目前常用的是440/469/485

單后橋輸出扭矩一般在35000Nm+

 

 

 

鑄造雙級橋，鑄造橋殼是為了提高承載能力，另外鑄造橋殼能提高車橋傳動系統(tǒng)傳動精度，消除鋼板沖焊件帶來的形變等精度誤差，多用于惡劣的工程等應用場合，為了提高離地間隙，除了中央主減速器，還增加了輪邊二級減速，最大承載16Tx2

 

 

重型輪邊減速雙聯(lián)驅(qū)動橋

 

 

在輪邊減速器，有圓柱齒輪和錐齒輪兩種，其中圓柱齒輪是主流。

 

 

為了確保離地間隙，雙級橋主減速齒輪直徑一般不大于300mm，為了獲得更大的扭矩，通常速比在5以上，但是速比越大則主減速主動齒輪強度隨之降低，一般不超過7

 

 

單后橋輸出扭矩可以超過50000Nm

 

 

雙級減速驅(qū)動前橋

 

 

雙級減速驅(qū)動前橋

整體式后橋多用于縱置動力總成的車型，多匹配板簧懸掛，雙后橋車型還帶有平衡懸掛

 

 

若將兩個車橋（如三軸汽車的中橋和后橋）裝在平衡桿的兩端，而將平衡桿中部與車架作鉸鏈式連接，則一個車橋抬高將使另一個車橋降低。

 

 

而且，由于平衡桿兩臂等長，兩個車橋的垂直載荷在任何情況下都相等，不會產(chǎn)生個別車輪懸空的情況。這種能保證中、后橋車輪垂直載荷相等的懸架，稱為平衡懸架。

 

 

整體式輕型驅(qū)動后橋除了匹配板簧，還可以匹配螺簧，這種橋載重量一般在2噸以下，主減速器、制動器等與常規(guī)橋無異，成本較低，能做到一千元以下

 

 

驅(qū)動橋透視結(jié)構(gòu)

 

 

驅(qū)動橋透視結(jié)構(gòu)，蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)已經(jīng)很少見

 

 

驅(qū)動橋透視結(jié)構(gòu)（門式橋）

 

 

差速器

 

 

 

鑄造整體式橋殼可采用球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵或鑄鋼鑄造，在鑄造整體式橋殼的兩端壓入較長的無縫鋼管作為半軸套管，并用銷釘固定，而在重型卡車上，為了進一步提高橋殼的強度和剛度，則將后蓋與橋殼鑄成一體。

 

 

鑄造橋殼

 

 

1.鑄造橋殼的承載能力高于沖焊橋殼。

2.市場上鑄造橋殼的價格低于沖焊橋殼。

3.單位重量大，不適用于輕量化運輸。

4.目前國內(nèi)仍是主流橋殼，零件維護方便。

 

 

沖壓焊接式橋殼是由上、下對焊的一對橋殼主件、三角鋼板、加強圈、半軸套管、后蓋以及鋼板彈簧座等沿它們之間的接縫組焊而成。上、下橋殼主件兩側(cè)的半圓形端部緊靠在半軸套管內(nèi)端的外圓上，除了需沿接縫焊一圈外，還需塞焊工藝。

 

 

1.重型車上沖焊橋殼采用厚的是鋼板，但是沖焊橋殼比較輕。

2.鋼板焊縫的工藝要求高與成本比鑄造橋殼高。

3.國內(nèi)車橋需在重點受力部位進行加強處理，確保故障率低。

 

 

國內(nèi)最早的重型沖焊車橋技術(shù)是從日產(chǎn)柴引進的，日產(chǎn)柴公司把車橋技術(shù)先后賣給了東風和一汽。隨后，國內(nèi)其他廠家紛紛仿制，這是國內(nèi)車橋行業(yè)同質(zhì)化競爭的一個縮影”。

從廠家的角度來說，鑄造橋殼的缺點主要是自重增加和廢品率高，自重增加意味著減少了裝載量，廢品多意味著加工產(chǎn)能的浪費。而沖焊橋殼具有材料利用率高、廢品率低、生產(chǎn)率高的特點，這正式未來車輛生產(chǎn)與發(fā)展的需求。

 

 

 

主減速器（final reduction drive） 在驅(qū)動橋內(nèi)能夠?qū)⑥D(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速改變的機構(gòu)?；竟τ檬菍碜宰兯倨骰蛘呷f向傳動裝置的轉(zhuǎn)矩增大，同時降低轉(zhuǎn)速并改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向。

 

 

主減速器由一對或幾對減速齒輪副構(gòu)成。動力由主動齒輪輸入經(jīng)從動齒輪輸出。主減速器是在傳動系中起降低轉(zhuǎn)速，增大轉(zhuǎn)矩作用的主要部件，當發(fā)動機縱置時還具有改變轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)方向的作用。

 

 

它是依靠齒數(shù)少的齒輪帶齒數(shù)多的齒輪來實現(xiàn)減速的，采用圓錐齒輪傳動則可以改變轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)方向。將主減速器布置在動力向驅(qū)動輪分流之前的位置，有利于減小其前面的傳動部件（如離合器、變速器、傳動軸等）所傳遞的轉(zhuǎn)矩，從而減小這些部件的尺寸和質(zhì)量。

 

 

汽車正常行駛時，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速通常在2000至3000r/min左右，如果將這么高的轉(zhuǎn)速只靠變速箱來降低下來，那么變速箱內(nèi)齒輪副的傳動比則需很大，而齒輪副的傳動比越大，兩齒輪的半徑比也越大，換句話說，也就是變速箱的尺寸會越大。

 

 

另外，轉(zhuǎn)速下降，而扭矩必然增加，也就加大了變速箱與變速箱后一級傳動機構(gòu)的傳動負荷。所以，在動力向左右驅(qū)動輪分流的差速器之前設(shè)置一個主減速器。

 

 

 

主減速器的存在有兩個作用，第一是改變動力傳輸?shù)姆较?，第二是作為變速器的延伸為各個檔位提供一個共同的傳動比。

 

 

變速器的輸出是一個繞縱軸轉(zhuǎn)動的力矩，而車輪必須繞車輛的橫軸轉(zhuǎn)動，這就需要有一個裝置來改變動力的傳輸方向。之所以叫主減速器，就是因為不管變速器在什么檔位上，這個裝置的傳動比都是總傳動比的一個因子。

 

 

有了這個傳動比，可以有效的降低對變速器的減速能力的要求，這樣設(shè)計的好處是可以有效減小變速器的尺寸，使車輛的總布置更加合理。

 

 

貫通式主減速器的特點是具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量較小，尺寸緊湊等優(yōu)點，并可使中、后橋的大部分零件，尤其是使橋殼、半軸等主要零件具有互換性等優(yōu)點。

 

 

 

差速鎖

 

 

在相同的時間內(nèi)，右邊輪子滾動的距離要比左邊輪子的長，為了平衡兩個輪胎的差異，就需要左邊輪子轉(zhuǎn)慢一點，右邊輪子轉(zhuǎn)快一點，用不同的轉(zhuǎn)速來彌補距離的差異。

簡單來講，差速器的作用就是讓車輛在轉(zhuǎn)彎的時候輪胎以不同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，并且能消除各種因素造成的車輪滑動，以保持一致性順利轉(zhuǎn)彎。

但是任何東西都不是萬能的，都有其優(yōu)缺點。

 

 

由于差速器允許車輛以不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，所以在遇到泥濘打滑路面時，差速器可能傻傻的把大部分動力給了打滑的車輪，其他車輪失去動力，導致整個車都動不了。

因此，需要在過泥濘、打滑等路面的時候，如果車輛一個輪胎打滑的時候，就需要兩個輪胎保持同樣的動力輸出，這時候差速鎖就起到了關(guān)鍵的作用，簡單來說，差速鎖是一把鎖，用來鎖止差速器。

 

 

差速鎖就是“差速器的鎖止開關(guān)”。其作用是強制鎖止差速器，讓其失去差速作用，同一軸的兩個輪胎轉(zhuǎn)速或者多軸驅(qū)動車輛每軸的轉(zhuǎn)速達到統(tǒng)一，以增加車輛在泥濘、濕滑路面的通過力。

差速鎖分為機械式差速鎖和電子式差速鎖等，在重卡上，普遍使用的是機械式差速鎖。

在驅(qū)動形式為6x4或者8x4的重卡上面，一般配有輪間和軸間兩種差速鎖。在部分單驅(qū)車型上面，只配有輪間差速鎖。

 

 

軸間差速鎖是將貫通橋上的差速器鎖死，讓兩個驅(qū)動橋?qū)崿F(xiàn)硬連接，從而保持同樣的轉(zhuǎn)速。輪間差速鎖則是將輪間的差速器鎖住，讓其失去差速作用，使左右輪胎保持同樣的轉(zhuǎn)速。

 

當車輛在泥濘濕滑路面淪陷時，一般會有這幾種情況，一種是：某個軸上的輪胎都“淪陷”了，一直打滑失去驅(qū)動力。這時差速器將大部分動力都給了“淪陷”的這個軸，而未“淪陷”的軸只有一小部分動力，怎么使勁都動不了。理論上來說這個時候就需要打開軸間差速鎖，讓兩個驅(qū)動橋保持同樣的轉(zhuǎn)速，一起使勁，以增加整車的通過能力。還有另外一種情況就是：某一個軸上的一個輪胎“淪陷”了，一直在打滑，這個時候我們需要打開輪間差速鎖，讓兩側(cè)的車輪保持同樣的轉(zhuǎn)速，以盡力脫離困境。

 

 

只有當車輛處于停止狀態(tài)，才能接合差速鎖，兩個差速鎖都需要接合的時候，應先接合軸間差速鎖，再接合輪間差速鎖。開啟差速鎖之后禁止轉(zhuǎn)彎。因為轉(zhuǎn)彎的時候兩邊車輪轉(zhuǎn)速不同步，將會損壞主減速器和差速器。

在通過泥濘濕滑路面之后，必須要及時地關(guān)閉差速鎖開關(guān)。注意在關(guān)閉的時候，車速也必須為零。

 

 

 

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整個傳動系，斯太爾橋

一般來說。使用輪邊減速器是為了進一步增加汽車的驅(qū)動力，以滿足或修正整個傳動系統(tǒng)驅(qū)動力的匹配。目前采用的輪邊減速器，就是為滿足整個傳動系統(tǒng)匹配的需要，而增加的一套降速增扭的齒輪傳動裝置。

 

 

從發(fā)動機經(jīng)離合器、變速器和分動器把動力傳遞到前、后橋的主減速器，再從主減速器的輸出端傳遞到輪邊減速器及車輪，以驅(qū)動汽車行駛。在這一過程中，輪邊減速器的工作原理就是把主減速器傳遞的轉(zhuǎn)速和扭矩經(jīng)由其降速增扭后，再傳遞到車輪，以便使車輪在地面附著力的反作用下，產(chǎn)生較大驅(qū)動力。

 

 

優(yōu)點

1、通過性強

輪邊減速器橋與單減速器橋相比，輪邊減速器橋要比單減速器橋的主減速器小，輪邊減速器橋的離地間隙更大，所以其通過性更強。適合復雜路面。

2、驅(qū)動力強

輪邊減速器最大功用就是降速增扭，所以其扭矩大，驅(qū)動力強。適合爬坡

 

 

缺點

1、結(jié)構(gòu)復雜，傳動效率低

首先輪邊減速器的結(jié)構(gòu)復雜，傳導件較多，這使得傳動率下降，能量損失加大。復雜的結(jié)構(gòu)讓維修保養(yǎng)也更加麻煩。

2、裝配技術(shù)要求高

輪邊減速器在裝配的過程中要求嚴格，零部件的配合尺寸偏差較大，易導致輪邊減速器的可靠性下降，同時因為材料及結(jié)構(gòu)所限，國產(chǎn)車中輪邊減速器散熱效果仍是不很理想。

 

 

 

 

 

輪邊減速器是汽車傳動系中最后一級減速增扭裝置，采用輪邊減速器可滿足在總傳動比相同的條件下，使變速器、傳動軸、主減速器、差速器、半軸等部件的載荷減少，尺寸變小以及使驅(qū)動橋獲得較大的離地間隙等優(yōu)點，它被廣泛應用于載重貨車、大型客車、越野汽車及其他一些大型工礦用車。

 

 

輪邊減速器主要是由太陽輪、行星輪、齒圈和行星輪架組成，一般其主動件太陽輪與半軸相連，被動件行星輪架與車輪相連，齒圈與橋殼相接，采用輪邊減速器是為了提高汽車的驅(qū)動力，以滿足或修正整個傳動系統(tǒng)力的匹配。

 

 

目前采用的輪邊減速器，就是為滿足整個傳動系統(tǒng)匹配的需要，而增加的一套降速增扭的齒輪傳動裝置。

 

 

 

 

單級減速橋速比

5.833[6比35]

6.333[6比38]

6.833[6比41]

5.285[7比37]

4.875[8比39]

4.111[9比37]

4.444[9比40]

3.700[10比37]

3.364[11比37]

3.083[12比37]

2.846[13比37]

 

 

隨著低速大扭矩發(fā)動機的應用，車橋速比減小是趨勢

 

 

鼓式制動器是利用制動傳動機構(gòu)使制動蹄將制動摩擦片壓緊在制動鼓內(nèi)側(cè)，從而產(chǎn)生制動力，根據(jù)需要使車輪減速或在最短的距離內(nèi)停車，以確保行車安全，并保障汽車停放可靠不能自動滑移。

 

 

鼓式制動器

 

 

鼓式制動器

 

 

輪邊部分

 

 

制動器和輪轂軸承

制動部分：

雙膜片彈簧制動氣室由兩個獨立的膜片氣室組成，分別由行車制動和駐車制動或應急制動元件獨立操縱，它用于為車輪提供制動力。