驱 动 桥

作者：刘步丰配音：李荣华2004年春

1) 、将万向传动装置输入的动力经降速增扭，2) 、改变传动方向，3) 、允许左右驱动轮以不同转速旋转。

一、概述1 、功用：

桥壳—是主减速器、差速器等传动装置的安装基础。

主减速器—降低转速、增加扭矩、改变扭矩的方向。

差速器—使两侧车轮不等速旋转，以适应不同路面。

半轴—将扭矩从差速器传给车轮。

2 、组成：

3 、结构类型

非断开式驱动桥（整体式驱动桥）

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

二、主减速器功用：将输入的转矩增大并相应降低转速。 分类： 单级主减速器——微、轻、中型车采用双级主减速器——中、重型车采用

单速式——国产汽车基本都采用了传动比固定的单速式主减速器 双速式——有供选择的两个传动比

( 一 ) 、桑塔纳轿车的主减速器

主动锥齿轮主动锥齿轮

从动锥齿轮从动锥齿轮

差速器齿轮差速器齿轮

行星齿轮轴行星齿轮轴

行星齿轮行星齿轮

差速器壳差速器壳

圆锥轴承圆锥轴承

减速齿轮副结构型式可分为斜圆柱齿轮式—————— 发动机横向布置汽车的驱动桥上圆锥齿轮和准双曲面齿—— 发动机纵向布置汽车的驱动桥上

准双曲面齿轮

双曲面锥齿轮双曲面锥齿轮螺旋锥齿轮螺旋锥齿轮

啮合齿面的相对滑动速度大， 齿面压力大，齿面油膜易被破坏。应采用专用含防刮伤添加剂的双曲面齿轮油。

主从动锥齿轮轴线不相交，轴线低于或高于从动锥齿轮。同时啮合齿数多，传动平稳，强度大

（二）、双级主减速器

从动锥齿轮从动锥齿轮

主动锥齿轮主动锥齿轮

半轴半轴

中间轴中间轴

第二级主动齿轮第二级主动齿轮

第二级从动齿轮第二级从动齿轮

三、差速器

功用：汽车差速器是一个差速传动机构，用来保证各驱动轮在各种运动条件下的动力传递，避免轮胎与地面间打滑。 分类：

普通差速器防滑差速器

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。

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。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。

在多轴驱动汽车的各驱动桥之间，也存在类似问题。为了适应各驱动桥所处的不同路面情况，使各驱动桥有可能具有不同的输入角速度，可以在各驱动桥之间装设轴间差速器。

( 一 ) 、普通差速器

行星锥齿轮差速器

桑塔纳轿车差速器分解图

差速器工作情况

行星齿轮运动： 1 、公转 2 、自转

差速器工作原理

A 、运动特性：直线行驶时： n1=n2=nk

转弯时

△P

△P

△P

△P

路面对车轮的附加力△ P 使行星齿轮受力不平衡，产生自转力矩。

由于自转力矩的产生，行星齿轮与行星齿轮轴之间产生摩擦力矩。

由于行星齿轮的公转与自转同时发生，转弯时外轮快转，内轮慢转，两轮产生差速。

B 、扭矩特性直线行驶时，行星齿轮没有自转，转矩 , 平均分配给左、右半轴。

右转弯时，行星齿轮自转，产生摩擦转矩M4 ，使转速快的半轴 1 的转矩减小，使转速快的半轴 2 的转矩增大，但由于M4 ，很小，半轴1 、 2 的转矩几乎不变，仍为平均分配。

M4 差速器内部摩擦力矩 , 即行星轮自转力矩

M0M1 = 0.5 （ M0-M4 ）

M2 = 0.5 （ M0+M4 ）

锁紧系数：，

锁紧系数 K 可以用来衡量差速器内摩擦力矩的大小及转矩分配特性，目前广泛使用的对称式锥齿轮差速器，其内摩擦力矩很小，锁紧系数 K 为 0.05 ～ 0.15 。因此可以认为无论左右驱动轮转速是否相等，对称式锥齿轮差速器总是将转矩近似平均分配给左右驱动轮的。

0

4

M

Mk

直线行驶时的差速器

转弯行驶时的差速器

普通差速器的转矩分配特性对于汽车在良好路面上行驶是完全可以的，但当汽车在坏路面行驶时，却会严重影响其通过能力。例如当汽车的一侧驱动车轮驶入泥泞路面，由于附着力很小而打滑，打滑轮上的力矩很小，因为两轮转矩相等，使另一车轮即使在好路面上，汽车也不能前进。为了提高汽车在坏路上的通过能力，可采用各种型式的抗滑差速器。

1 、强制锁住式差速器

电磁控制离合器

（二）、防滑差速器 LSD

用电磁阀控制的气缸操纵一个离合机构，使一侧半轴与差速器壳相接合。这就相当于把左右两半轴锁成一体一同旋转。这样，当一侧驱动轮打滑而牵引力过小时，从主减速器传来的转矩绝大部分部分配到另一侧驱动轮上，使汽车得以通过这样的路段。

在汽车正常行驶时锁止机构不起作用 , 一旦发生单侧打滑 , 锁止机构立即动作 ,强行带动慢半轴转动或制止快半轴飞转。

2 、自锁式差速器

正常情况锁止机构不起作用，一旦出现打滑，超越离合器就会接合，传动轴锥齿轮 6 的动力经齿轮 6-5-4-3-2-1 传到超越离合器，最后由接合状态下的超越离合器强行带动半轴转动（类似正常行驶时的骑自行车，你的脚所施加的力能够全部传递到车轮）。具有自动锁止功能的差速器使得汽车的通过性和操纵性同时得到改善

超越离合器

1 ）、机械式 LSD          这是最传统、最常使用的 LSD 种类，也被称作为多板离合器式 LSD ，此类设计虽然效果是相当不错，但是当离合器片磨损时，常会出现“嘎！嘎！”的噪音，因此需要做定期的维修，这也是其缺点之一。

3 、 LSD 的常见种类

2 ）、扭力感应式 LSD       这种设计是透过螺旋齿轮的组合，利用所产生的磨擦力来发挥限滑的效果，许多原厂高性能车种都是采用此种型式，在扭力感应式 LSD 的特性方面，虽然其较少使用在运动用途上，但磨擦部分与机械式比较起来效果更好，而且维修上非常简单，这是它的最大优点。

3 ）、粘性耦合式 LSD          此 LSD 是由多个离合器片组合而成，透过矽油的喷入使左右轮胎产生回转差，然后再利用矽油的粘性做锁定。不难想像，此类构造的效果并非很好，因为矽油的粘度会依温度产生性能上的差别，因此反应性算是最差，往好的方面想，这种 LSD只是一款适合一般大众使用的类型罢了

4 ）、螺旋齿轮 LSD       尽管其内部的齿轮构造与扭力感应式 LSD 有些相似，不过从剖面图我们可以看到扭力感应型的齿轮配置为纵向，而此种螺旋齿轮 LSD 的则为横向装置。和机械式 LSD 相比，它的最大弱点在于限制锁定的扭力范围较小，但维修、使用上没有什么特别麻烦。

5 ）、滚珠锁定 LSD 这种设计的特殊之处，是当小圆球在弯曲的沟槽中移动时，被沟槽切断的滚筒开始动作而发挥限滑的效果，尤其是其动作原理与一般的 LSD 有很大的差别。目前并不算是主流的制品。在滚珠锁定 LSD 的特性方面，因为它的构造相当特别，因此可以发挥十分圆滑的效果，最适合用于分秒必争的比赛场合中。

　6、主动式 LSD 　 一般的 LSD 是由凸轮与齿轮组合而成，且利用球状沟槽的机械构造，被动的来接受动作，但装置在新型的车种上的高科技差速器，有油压及电子控制系统，可以主动的使 LSD 动作。

quattro 永久四轮驱动系统的轴间差速器。托森差速器主要有空心轴、前后轴蜗杆、蜗轮轴和蜗轮组成。每一个蜗轮上固定两个圆柱直齿轮托森是格里森公司的注册商标，表示“转矩—灵敏差速器”。根据蜗轮蜗杆传动基本原理，使其具有高低不同的自锁值，自锁值大小取决于蜗杆的螺旋升角及传动的摩擦条件。

（三）、托森差速器——中央轴间差速器

蜗轮通过蜗轮轴固定在差速器壳上，三对蜗轮分别与左、右半轴蜗杆相啮合，每个蜗轮两端固定有两个圆柱直齿轮。成对的蜗轮通过两端相互啮合的直齿圆柱齿轮发生联系。

传动路线：空心轴→差速器壳 1→蜗轮轴 6→蜗轮→蜗杆 7→差速器轴 3

1-差速器壳； 2-直齿轮轴； 3-半轴； 4-直齿轮；5-主减速器被动齿轮； 6- 蜗轮； 7- 蜗杆

四、半轴与桥壳

（一）、半轴 装在驱动桥壳中的实心圆轴。

半轴的临界转速：，

L 为轴长， D 和 d 为轴管的外内径。采用空心管，不仅省材料，而且可提高临界转速。安全转速为 0.7nk 。

2

228102.1

L

dDnk

作用：传递发动机的扭矩或承担地面反力。

分类：

1 ）全浮式半轴支承

受扭矩，不受弯矩。

2 ）半浮式半轴支承

受扭矩，外端受弯矩。

两端都不受弯矩的半轴支承型式叫作全浮式半轴支承为防止轮毂在侧向力作用下轴向窜动，轮毂内的两圆锥滚子轴承有一定的预紧度，承受向内外的轴向力

图示为红旗牌CA7560型高级轿车的驱动桥。其半轴内端不受弯矩，而外端却要承受全部弯矩，所以称为半浮式支承

半轴外端是锥形的，轮毂有相应的锥形孔与半轴配合。半轴与桥壳间只有一个轴承 3，为使半轴免受向外侧向力拉出，该轴承应能承受向外的轴向力；行星齿轮轴中部浮套止推轴承，半轴内端正好顶着止推块 1，阻止朝内的侧向力的轴向窜动。

哪种支撑可以把半轴抽出？

作用

1 、保护作用。主要保护主减速器、差速器和半轴；

2 、承受路面反作用力和力矩，并经悬架传递给车架；

3 、安装悬架和车轮，并给车轮定位。

（二）、桥壳

分段式驱动桥壳

整体式桥壳的优点：

1.整体铸造桥壳刚度大，强度高，易铸造成梁形状；主要用于中重型汽车上；2.中段铸造压入钢管桥壳：质量较轻，工艺简单，便于变形。但

刚度差，适于批量生产。3.钢板冲压焊接形式桥壳具有质量小，工艺简单，材料利用率高

，抗冲击性能好，成本低，适于大批量生产。广泛用于轻货和轿车上。

The end