车桥知识介绍

●什么是车桥？车桥，通过悬架和车架(或承载式车身)相连，两端安装汽车车轮的桥式结构。一般分为前桥和后桥。前桥后桥车桥知识介绍●车桥的作用车桥的功能就是传递车架(或承载式车身)与车轮之间各方向作用力及其力矩，其对汽车的动力性，稳定性，承载能力等性能有着重要的影响。如果是作为驱动桥，除了承载作用外还起到驱动、减速和差速的作用。●车桥的结构卡车一般采用发动机前置，后轮驱动的布置方法。一般情况下，前桥都是转向桥，而驱动桥在后桥。卡车前桥由主要由前梁，转向节，主销和轮毂等部分组成。车桥两端与转向节绞接。前梁的中部为实心或空心梁。车桥知识介绍●驱动桥结构驱动桥位于汽车传动系统的末端，主要由主减速器、差速器、半轴和驱动桥壳等组成。驱动桥典型结构车桥知识介绍1．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度。主减速器类型较多，有单级、双级、双速、轮边减速器等。1）单级主减速器由一对减速齿轮实现减速的装置，称为单级减速器。其结构简单，重量轻主减速器单级主减速器车桥知识介绍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。如左图：为提高锥形齿轮副的啮合平稳性和强度，第一级减速齿轮副是螺旋锥齿轮。二级齿轮副是斜齿圆柱齿轮。主动圆锥齿轮旋转，带动从动圆锥齿轮旋转，从而完成一级减速。第二级减速的主动圆柱齿轮与从动圆锥齿轮同轴而一起旋转，并带动从动圆柱齿轮旋转，进行第二级减速。因从动圆柱齿轮安装于差速器外壳上，所以，当从动圆柱齿轮转动时，通过差速器和半轴即驱动车轮转动。车桥知识介绍车桥知识介绍3）轮边减速器一般来说，采用轮边减速器是为了提高汽车的驱动力，以满足或修正整个传动系统驱动力的匹配。目前采用的轮边减速器，就是为满足整个传动系统匹配的需要，而增加的一套降速增扭的齿轮传动装置。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。从发动机经离合器、变速器和分动器把动力传递到前、后桥的主减速器，再从主减速器的输出端传递到轮边减速器及车轮，以驱动汽车行驶。在这一过程中，轮边减速器的工作原理就是把主减速器传递的转速和扭矩经过其降速增扭后，再传递到车轮，以便使车轮在地面附着力的反作用下，产生较大驱动力。车桥知识介绍当前轮边减速桥可分为2类：①一类为圆锥行星齿轮式轮边减速桥：②一类为圆柱行星齿轮式轮边减速驱动桥4）轮边减速器的分类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。①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；车桥知识介绍单排、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，因此，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间隙的要求。这类桥比单级减速器的质量大，价格也要贵些，而且轮毂内具有齿轮传动，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。②圆柱行星齿轮式轮边减速桥。奔驰、斯堪尼亚、中国重汽、重庆重汽等都采用此类车桥。后桥速比：后桥速比就是“锥齿”与“盆齿”的齿数之比，也就是驱动桥上“主动齿轮”与“从动齿轮”的齿数之比。例：457桥：盆齿轮齿数35个，小锥齿轮齿数6个，其速比为35/6=5.833盆齿轮齿数速比=小锥齿轮齿数-------------速比计算应该是盆齿轮齿数除以小锥齿轮齿数得出（如果是多级减速桥的话还需加乘其他减速级的系数）车桥知识介绍2．差速器我们知道，当汽车转弯行驶时，外侧车轮比内侧车轮所走过的路程长；汽车在不平路面上直线行驶时，两侧车轮走过的曲线长短也不相等；即使路面非常平直，但由于轮胎制造尺寸误差，磨损程度不同，承受的载荷不同或充气压力不等，各个轮胎的滚动半径实际上不可能相等，若两侧车轮都固定在同一刚性转轴上，两轮角速度相等，则车轮必然出现边滚动边滑动的现象。使前后驱动车轮之间产生差速作用。图为差速器结构示意图车桥知识介绍①轮间差速器车轮对路面的滑动不仅会加速轮胎磨损，增加汽车的动力消耗，而且可能导致转向和制动性能的恶化。若主减速器从动齿轮通过一根整轴同时带动两侧驱动轮，则两侧车轮只能同样的转速转动。为了保证两侧驱动轮处于纯滚动状态，就必须改用两根半轴分别连接两侧车轮，而由主减速器从动齿轮通过差速器分别驱动两侧半轴和车轮，使它们可用不同角速度旋转。这种装在同一驱动桥两侧驱动轮之间的差速器称为轮间差速器。1）差速器类型：车桥知识介绍②轴间差速器对于双驱的车型，动力从发动机经传动轴传送过来后对前后两个驱动轴也有一个动力分配，两个驱动轴因路况的不同同样也会存在速度不同，相同的道理，我们在两个驱动桥之间也需要设置一个差速器，这个差速器称为轴间差速器。在泥泞湿滑的路面，若有一个驱动轴发生打滑，也会发生另一个车轴打滑的情况，所以，对于路况较差的车型来说，轴间差速器也需要一个差速锁来加以限制。一般在车辆的中控台上，轮间差速锁和轴间差速锁都用上图中的图标进行表示从单驱到双驱，差速锁的概念也可以进一步扩展到6X6全驱车型，甚至更多驱动桥，当然，车辆的设计也就变得更加复杂了。上图是一款斯堪尼亚的6X6全驱车型的仪表盘，差速锁的设置也多了。车桥知识介绍2）差速器的结构和原理一般差速器主要由行星齿轮、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，直接驱动差速器壳，再由行星轮带动左、右两条半轴，分别驱动左、右车轮。当车辆转弯时，内侧车轮会产生更大的阻力，两侧半轴受力不同会使得中间的行星齿轮产生自转，两侧半轴就会有转速差。外侧比内侧车轮转的更快，这样车辆就能够顺利的转弯了。当车辆转弯时，内侧车轮会产生更大的阻力，两侧半轴受力不同会使得中间的行星齿轮产生自转，两侧半轴就会有转速差。外侧比内侧车轮转的更快，这样车辆就能够顺利的转弯了。车辆直行时，左右两边车轮受到的阻力相当，差速器壳体内的行星齿轮只是跟着壳体公转而不会自转。车桥知识介绍3）差速锁的作用当车辆转弯时，内侧车轮会产生更大的阻力，两侧半轴受力不同会使得中间的行星齿轮产生自转，两侧半轴就会有转速差。外侧比内侧车轮转的更快，这样车辆就能够顺利的转弯了。在泥泞或冰雪路段，当一侧车轮失去抓地后，相当于没有阻力，另一侧的车轮相当于固定在那里了，行星齿轮的自转将动力全部传递到失去抓地力的那侧车轮，而车子却只能呆在原地不动。在这个时候差速器对车辆的正常行驶起到的是一个反作用，就不再需要差速器了，差速锁的作用就出来了。差速锁的作用就相当于进行一个强制干预，让差速器停止作用，左右两轴就变成刚性连接，有阻力的一侧有了动力，才能带动车辆走出泥潭，继续前进。车桥知识介绍4）差速锁使用注意事项对于一些行驶在恶劣工况的车辆来说，通过装配差速锁能够使车辆的通过性大大提升，不过在使用的时候也需要多加注意。启动差速锁之后，各个驱动轮之间的转速是一样的，如果发生转向，会使轮胎急剧磨损，同时也会引起传动系统零部件的异常损坏。所以车辆正常行驶时，禁止按下差速锁开关，也严禁长时间使用差速锁。差速锁应该在车辆处于停止状态，或相当于步行的速度时使用，当车辆在泥泞、凹坑的路面上行驶，造成中、后驱动桥打滑，车辆被搁浅时，使用差速锁能顺利驶出故障路面。驶出故障路面后应立即将差速锁开关全部关闭。为了防止在正常行驶时误操作启动差速器，一些厂家在车辆设计时也做了特别的提醒，比如在差速锁开关旁边贴上醒目的提醒标识，在差速锁开关上设置互锁开关，只有打开互锁开关之后才能启动差速锁。启动之后在仪表盘上的指示灯会亮起，同时，蜂鸣器也会响起。车桥知识介绍3、半轴半轴是将差速器传来的扭矩再传给车轮，驱动车轮旋转，推动汽车行驶的实心轴。车桥知识介绍4．桥壳驱动桥壳的主要功用是支撑汽车质量，并承受由车轮传来的路面的反力和反力矩，并经悬架传给车架（或车身）；同时，它又是主减速器、差速器、半轴的装配基体。驱动桥桥壳按照制造工艺分为冲焊桥壳、铸造（铸铁、铸钢）桥壳。传统的铸造桥壳具有刚度大，变形小，成本低等优点，但是制造周期长、工艺复杂，效率较低。冲焊桥壳具有外观好、重量轻、清洁度高、故障率低等优点，冲焊技术正在逐步替代铸造技术。车桥知识介绍5、驱动桥的基本功能1.将万向传动装置传来的发动机转矩通过主减速胎、差速器、半轴等传到驱动车轮，实现降低转速、增大转矩；2.通过主减速器圆锥齿轮副改变转矩的传递方向；3.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。车桥知识介绍6、车桥的命名方式按照国家规定是应该用盆齿直径作为驱动桥名称的，我们常见的如457桥，485桥等，这些数字指的是差速器上的盆齿直径，单位为毫米。图为车桥盆齿还有一种常见的如140，153桥等指的就不是盆齿直径了，153其实是东风一种车型，上面装的这个桥就被人们习惯称为153桥，在解放车上就根据盘齿直径叫435桥。车桥盆齿车桥知识介绍7、车桥的分类1.）根据桥的结构形式，可以分为整体式和断开式两种。整体式车桥：也叫非断开式车桥，其半轴套管与主减速器壳均与轴壳刚性地相连成一个整体梁。整体式桥壳因强度和刚度性能好，便于主减速器的安装、调整和维修，而得到广泛应用。整体式桥壳因制造方法不同，可分为整体铸造式、中段铸造压入钢管式和钢板冲压焊接式等。断开式车桥：一般与独立悬挂匹配，轿车中较为常见，卡车一般只有军用卡车才会使用，民用卡车中不常见。图为153整体式后桥整体式后桥与断开式后桥结构示意车桥知识介绍转向桥：卡车的前桥为转向桥，转向桥的结构基本相同，由前轴、转向节、主销和轮毂等组成2）.根据车桥的作用不同，车桥可分为：转向桥，驱动桥，支持桥和转向驱动桥。驱动桥：指为卡车提供动力输出的桥。后驱车型一般有单轮驱动和双轮驱动两种形式。车桥知识介绍支持桥：没有动力输出，只起到承载作用。某些单桥驱动的三轴汽车(6×2汽车)的中桥或后桥为支持桥，挂车上的车桥都是支持桥。挂车上的支持桥支持桥中还有一种悬浮桥形式。悬浮桥指能上下浮动的桥，结构跟普通支持桥基本相似，多了一个举升机构，在卡车重载时将悬浮桥放下，承载重量，空载或轻载是将悬浮桥提升减少油耗。悬浮桥车桥知识介绍●单级减速和轮边减速的选择后桥速比决定最高车速后桥速比是汽车驱动桥中主减速器的齿轮传动比，它等于传动轴的旋转角速度与车桥半轴的旋转角速度之比，也等于它们的转速之比。当卡车进入最高档时，后桥速比就决定了卡车的最高时速，后桥速比小的最高车速大但扭矩小，反之，车速小但扭矩输出大。卡车的行驶速度：车桥知识介绍●单级减速和轮边减速的选择单级减速和轮边减速如何选择？要是增大后桥速比，单级主减速桥就需要更大的盆齿，卡车的离地间隙变小，通过性较差。而轮边减速器则很好的解决了这对矛盾，在车轮半轴轴头和车轮之间再加装一个减速齿轮，主减速器盆齿直径减小，车桥升高了，通过性提高，能适应各种复杂路况。但是，轮减桥因为结构更复杂，导致其自重大，机械效率低，能量损耗大，较费油，同时发热量大使轮端温度高，容易发生爆胎。选择后桥应根据具体的运输需要：单减桥适合公路运输，传动效率高，并能减少油耗。而轮减桥适合路况不好的车辆选用，轮减桥可以提高通过性，并输出较大的扭矩。通过性较轮减桥差。通过性较好。车桥知识介绍单级减速桥和轮边减速桥外观主要区别是：轮减桥的中间差速器（就是桥中间部位）比457的要小，并且”轴头”（就是轮胎中间部位）比单级减速桥桥要大的多，因为轮减桥的”轴头”里是行星齿轮。单级