驅(qū)動橋綜述 汽車驅(qū)動橋的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢摘要 隨著我國汽車工業(yè)的高 速發(fā)展 作為汽車主要零部件之一的車橋系統(tǒng)也得到相應的發(fā)展 各車橋生產(chǎn)廠家為了能在激烈的車橋產(chǎn)品市場中占有一定的份 額 紛紛推出承載能力強 技術(shù)含量高 質(zhì)量好的車橋總成 本 文從眾多的車橋生產(chǎn)廠生產(chǎn)的產(chǎn)品中總結(jié) 歸納 分析了今后商 用車車橋的發(fā)展 關(guān)鍵詞 商用車 車橋 法規(guī) 發(fā)展 車橋現(xiàn) 狀引言 近十幾年來 我國汽車工業(yè)發(fā)展迅猛 特別是在我國加 入世貿(mào)后的這兩三年時間里 商用車的發(fā)展和乘用車一樣的快速 從 2000 年到 2003 年 全國商用車年銷售量由 774901 輛增加到 了 1211411 輛 總增長率高達 56 3 汽車工業(yè)的發(fā)展帶動了零 部件及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 作為汽車關(guān)鍵零部件之一的車橋系統(tǒng)也 得到相應的發(fā)展 各生產(chǎn)廠家基本上形成了專業(yè)化 系列化 批 量化生產(chǎn)的局面 1 驅(qū)動橋的組成驅(qū)動橋主要由主減速器 差 速器 車輪傳動裝置和驅(qū)動橋殼等組成 1 主減速器 主減速 器一般用來改變傳動方向 降低轉(zhuǎn)速 增大扭矩 保證汽車有 足夠的驅(qū)動力和適當?shù)乃倨?主減速器類型較多 有單級 雙 級 雙速 輪邊減速器等 由一對減速齒輪實現(xiàn)減速的裝置 稱為單級減速器 其結(jié)構(gòu)簡單 重量輕 東風 BQl090 型等輕 中型載重汽車上應用廣泛 但是對一些載重較大的載重汽車 要求較大的減速比 用單級主減速器傳動 則從動齒輪的直徑 就必須增大 會影響驅(qū)動橋的離地間隙 所以采用兩次減速 通常稱為雙級減速器 雙級減速器有兩組減速齒輪 實現(xiàn)兩次 減速增扭 2 差速器 差速器用以連接左右半軸 可使兩側(cè)車 輪以不同角速度旋轉(zhuǎn)同時傳遞扭矩 保證車輪的正常滾動 有 的多橋驅(qū)動的汽車 在分動器內(nèi)或在貫通式傳動的軸間也裝有 差速器 稱為橋間差速器 其作用是在汽車轉(zhuǎn)彎或在不平坦的 路面上行駛時 使前后驅(qū)動車輪之間產(chǎn)生差速作用 目前國產(chǎn) 轎車及其它類汽車基本都采用了對稱式錐齒輪普通差速器 對 稱式錐齒輪差速器由行星齒輪 半軸齒輪 行星齒輪軸 十字 軸或一根直銷軸 和差速器殼等組成 3 半軸 它是將差速器 傳來的扭矩再傳給車輪 驅(qū)動車輪旋轉(zhuǎn) 推動汽車行駛的實心 軸 由于輪轂的安裝結(jié)構(gòu)不同 而半軸的受力情況也不同 所 以 半軸分為全浮式 半浮式 3 4 浮式三種型式 一般大 中型汽車均采用全浮式結(jié)構(gòu) 而半浮式半軸這種結(jié)構(gòu)型式主要 用于小客車 3 4 浮式半軸是受彎短的程度介于半浮式和全浮 式之間 此式半軸目前應用不多 只在個別小臥車上應用 如 華沙 M20 型汽車 4 橋殼 整體式橋殼因強度和剛度性能好 便于主減速器的安裝 調(diào)整和維修 而得到廣泛應用 整體式 橋殼因制造方法不同 可分為整體鑄造式 中段鑄造壓入鋼管 式和鋼板沖壓焊接式等 分段式橋殼一般分為兩段 由螺栓 1 將兩段連成一體 分段式橋殼比較易于鑄造和加工 目前應用 整體式較多 2 汽車驅(qū)動橋現(xiàn)狀現(xiàn)在 世界上貨車普遍采用兩 種驅(qū)動橋結(jié)構(gòu) 單級減速雙曲線螺旋錐齒輪副 帶輪邊減速 行星 齒輪傳動 的雙級主減速器 后者更適宜于最大程度地滿足用戶 不同需要 在西歐 帶輪邊減速的雙級主減速器后驅(qū)動橋只占 整個產(chǎn)品的 40 且有呈下降趨勢 在美國只占 10 其原因 是這些地區(qū)的道路較好 采用單級減速雙曲線螺旋錐齒輪副成 本較低 故大部分均采用這種結(jié)構(gòu) 而亞洲 非洲和南美國家 則采用帶輪邊減速的雙級主減速器的驅(qū)動橋 用于非道路和惡 劣道路使用的車輛 工程自卸車 運水車等 因此可以得出結(jié)論 一 個國家的道路愈差 則采用帶輪邊減速雙級主減速器驅(qū)動橋愈 多 反之 則愈少 國外汽車驅(qū)動橋已普遍采用限滑差速器 N 一 Pin 牙嵌式或多片摩擦盤式 濕式行車制動器等先進技 術(shù) 限滑差速器大大減少了輪胎的磨損 而濕式行車制動器則 提高了主機的安全性能 簡化了維修工作 國內(nèi)僅一部分車使 用 N 一 Pin 牙嵌式差速器 限滑差速器成本較高 因而在多 數(shù)國產(chǎn)驅(qū)動橋上一直沒有得到應用 目前向國內(nèi)提供限滑差速 器的制造商主要是美國 TraCtech 公司和德國采埃孚公司 美國 Tractech 公司在蘇州的工廠即將建成投產(chǎn) 主要生產(chǎn) N 一 sPin 牙嵌式 多片摩擦盤式和戶下 O 比例扭矩 三周節(jié) 差速器 鎖緊系數(shù) 3 5 國內(nèi)如徐工 鼎盛天工等主機制造商等原來自 制一部分 N 一 sPin 牙嵌式差速器 后因質(zhì)量不過關(guān)而放棄 國內(nèi)有幾個制造商生產(chǎn)比例扭矩差速器 但均為單周節(jié) 鎖緊 系數(shù) 138 較三周節(jié)要小得多 徐州良羽傳動機械有限公司在 停車制動器 液壓 上也做了一些工作 主要用于重型卡車產(chǎn)品 但國產(chǎn)此類產(chǎn)品的可靠性還有待提高 美國戴納 Dana 公司斯 皮賽爾 飾 icer 重型車橋和制動器部最近研制成新一代貨車用中 型和重型科爾德 Gold 系列車橋 其中一種重型單級減速驅(qū)動 橋和兩種中型單級減速驅(qū)動橋已投人生產(chǎn) 除供應納維斯塔 Navi star 國際公司和麥克 眾 ack 貨車公司用外 并將積極開 拓世界市場 新型科爾德重型 523 壓 S 單級橋標定載荷 1044Okg 采用新設計的恒齒高準雙曲面齒輪 直徑 470m 垃 該齒輪采用專利工藝加工 齒根全圓弧倒角 比傳統(tǒng)的準雙曲 面齒輪更堅固 該齒輪具有表面塑性變形小 產(chǎn)生的熱量少 使用壽命長 效率高等優(yōu)點 據(jù)試驗表明 新的 523 作 S 車橋 比先前 10440kg 車橋的使用壽命提高 2 倍 如在 523 于 S 車轎 上加裝控制式差速鎖 5230 一 SL 型 還能大大提高在惡劣環(huán)境下 的牽引力 來用整體式球墨鑄鐵外殼制成的 5135 一和 5150 一 S 兩種型號的中型橋 額定載荷分別為 6129kg 和 6810kg 傳動 比值范圍 3 07 4 78 這兩種車橋是為低斷面輪胎 較高速度 車輛而設計的 其為快速和長途運輸需求而安裝錐形滾柱軸承 具有較高承載能力 其高頻淬火的車橋軸使用壽命長 適用多種 潤滑劑的三唇橡膠油封密封性能好 3 驅(qū)動橋的發(fā)展方向 3 1 驅(qū)動橋向重載方向發(fā)展 隨著我國基礎設施建設投資的不斷 加大以及水電 礦業(yè) 油田 公路 城市交通運輸和環(huán)保工程 建設等項目的增加 加大了重型車的需要 為重型車的發(fā)展創(chuàng)造了 廣闊的市場空間 重型汽車近年來生產(chǎn)總量直線上升 2001 年全 國重型汽車比上年同期增長 91 67 2002 年為 60 97 2003 年 為 3 22 重型汽車的用車環(huán)境及其它各項指標發(fā)生了很多的變 化 標載噸位不斷向大的方向發(fā)展 多軸車上升明顯 我國 汽車 工業(yè) 十五 規(guī)劃 指出 載貨車要重點發(fā)展適應高速公路需要的 排量 9L 以上 輸出功率 220kW 以上 重型車 主要為大功率牽引 車及其它大型化 長途化 高速化 專用化等重型專用車 各 汽車生產(chǎn)廠家為了實現(xiàn)汽車的高噸位 對車輛的行駛系進行了加 強 通過采用多軸行駛系或空氣懸架結(jié)構(gòu) 滿足車輛的軸荷限值和 提高行駛平順性 針對重型車的發(fā)展 為了不斷滿足重型車的需 要 車橋也必須向著重載 高速的方向發(fā)展 許多車橋?qū)I(yè)生產(chǎn) 廠也針對重型車發(fā)展的趨勢 通過加強橋殼 強化傳動齒輪等方 式 紛紛推出重噸位的前 后橋總成 最大載重量達 26 噸 3 2 驅(qū) 動橋向多聯(lián)驅(qū)動橋發(fā)展 為了規(guī)范道路車輛的制造 為治理超 限超載提供技術(shù)上的準則 由國家發(fā)改委 交通部 公安部共同 提出的強制性標準 GB1589 2004 道路車輛外廓尺寸 軸荷及 質(zhì)量限值 于 2004 年 4 月 28 日發(fā)布 該標準對汽車車橋的載荷 進行了明確規(guī)定 單軸掛車軸荷的最大限值每側(cè)單胎為 6000kg 每側(cè)雙胎為 10000kg 并裝雙軸掛車軸荷的最大限值為 20000kg 并裝三軸掛車軸荷的最大限值為 24000kg 這樣 為了實現(xiàn)車輛 多拉快跑又不違反國家法規(guī) 各汽車生產(chǎn)廠家在 6X4 8X4 等多 軸車的基礎上推出了 10X6 以上的多軸重型車 但這些多軸車 都是在雙聯(lián)驅(qū)動橋的基礎上增加浮動橋而成 雖然其稱 10X6 但 實際起驅(qū)動作用的只有兩個驅(qū)動橋 這樣 由于驅(qū)動橋不能對車輪 進行合理的扭矩分配 使得增加浮動橋后的整車行駛系沒有很好 地發(fā)揮車橋驅(qū)動的作用 為了能合理地分配扭矩 以滿足某些獨 立懸掛多軸驅(qū)動車型的使用 一些車橋生產(chǎn)廠家自主研發(fā)了三聯(lián) 驅(qū)動橋 三聯(lián)驅(qū)動橋的扭矩分配原理是 每一個驅(qū)動橋都可以得到 從發(fā)動機傳出的扭矩的 1 3 這樣就可以在很大限度上滿足多軸 車的需要 合理分配從發(fā)動機傳到車輪上的扭矩 提高這類車型的 可靠性和安全性 并為以后的四聯(lián) 五聯(lián)驅(qū)動橋打下科學基礎 3 3 增加驅(qū)動橋附件的技術(shù)含量 據(jù)分析 不管重型車的技術(shù) 含量提升得多快 在未來 10 15 年內(nèi)大多數(shù)重型車的車橋和懸架 結(jié)構(gòu)不會有明顯的改變 傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和型式仍處于主導地位 那 怎樣在相同結(jié)構(gòu)的基礎上推出各自車橋的亮點呢 這是每一個專 業(yè)廠必須不斷研究的問題 以前 各廠家主要是在載重噸位上進 行競爭 但在國家法規(guī)的限定下 車橋的載重能力不可能有太多的 增加 現(xiàn)在各專業(yè)廠采用最多的方法是 不斷增加車橋及其附件的 技術(shù)含量 從橋殼的制造工藝 車橋的減速形式 車輪的制動方 式等方面入手 通過吸收國外一些先進的技術(shù) 推出具有本企業(yè)特 色 結(jié)構(gòu)先進 承載能力強的車橋 不斷提升產(chǎn)品的制造質(zhì)量及 服務質(zhì)量 3 3 1 從橋殼的制造技術(shù)上 尋求制造工藝先進 制造效率高 成本低的方法 使橋殼在原有的基礎上具有結(jié)構(gòu)先 進 簡單 強度高的特點 目前 橋殼的制造方法主要有 1 沖 焊橋殼 沖焊橋殼工藝是經(jīng)過氣割下料后 中頻加熱沖壓成型后兩 半對焊 這是一種傳統(tǒng)的橋殼加工形式 具有工藝簡單 材料利 用率高 質(zhì)量小 韌性高 彈性好 成本低的優(yōu)點 但由于沖 焊過程中 材料受熱 使得材料分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化 失去了原有 的狀態(tài)致使強度降低 同時 由于在焊接過程中 不可避免地出現(xiàn) 焊接缺陷 而焊接缺陷是影響整體強度的主要原因之一 2 鑄造橋殼 具有剛性好 強度高 塑性變形小 易鑄成等強度梁 等優(yōu)點 但韌性及彈性沒有沖焊橋殼好 為了達到更大的承載能 力 往往以加大截面 增加安裝尺寸的方式進行局部加強 這就使 得整體質(zhì)量大 鑄造質(zhì)量不易保證 成本較高 不適合整車進行 輕量化及降成本設計 3 整體冷成型無焊縫橋殼 這是一種 新型的橋殼成型方式 其特點是采用國際最先進的低合金無縫鋼 管整體冷成形 無縱向焊縫 消除了由于材料受熱而使晶格發(fā)生變 化后強度下降的影響 在冷成形的過程中 反而使強度大幅度提 高 據(jù)實驗 冷成形橋殼的抗彎和疲勞強度比熱成型兩半殼焊接橋 殼可提高近一倍 3 3 2 從齒輪減速形式上 從傳統(tǒng)的中央 單級減速發(fā)展到了現(xiàn)在的中央及輪邊雙級減速或雙級主減速器 結(jié)構(gòu) 不但擴寬了車橋轉(zhuǎn)速比的范圍 有利于輸出轉(zhuǎn)速及輸出扭矩 的調(diào)整 還由于把減速機構(gòu)放到輪邊后 使得車橋中央的第一級 減速比做得比較小 因此橋殼中部離地間距較大 能很好地滿足汽 車通過性的要求 3 3 3 從齒輪加工形式上 由于汽車高速 行駛要求及法規(guī)對于噪音的控制要求 為了降低齒輪在高速運轉(zhuǎn) 下的磨損 增加車橋的使用壽命 降低維修費用 車橋內(nèi)部的主 從動齒輪 行星齒輪及圓柱齒輪逐漸采用精磨加 但由于精磨 加工成本較高 因此在貨車車橋上的應用還不是很多 但這也是以 后高速車橋發(fā)展的需要 3 3 4 從車橋所帶的附件上 為了 在市場競爭中凸出本企業(yè)車橋的亮點 現(xiàn)在各車橋廠做得最多的 事情就是在傳統(tǒng)車橋的基礎上不斷增加具有競爭優(yōu)勢的先進附 件 比如為了增加汽車行駛安全性 增加 ABS 防抱死系統(tǒng) 驅(qū)動 防滑控制系統(tǒng) ASR 制動間隙調(diào)整臂 無石棉制動摩擦片等裝 置 是今后車橋發(fā)展必不可少的項目 為了提高車輛行駛的平順性 很 好地保護車輛運載貨物 選裝空氣懸架或橡膠懸掛是有效途徑 根據(jù)資料表明 隨著相關(guān)法律法規(guī)的不斷完善 空氣懸架市場將進 入增長期 為了有效地保護車輪制動鼓 減少由于制動鼓發(fā)熱而造 成龜裂和抱死的現(xiàn)象 現(xiàn)在有的廠家主要從制動鼓散熱形式去研 究制動鼓結(jié)構(gòu) 讓制動鼓不僅要有好的散熱 還要有有效的導熱 形成風冷降溫 消除了傳統(tǒng)的強制水冷降溫的做法 從而提高車橋 輪鼓的制動性能和使用壽命 3 3 5 從油封質(zhì)量上 要求密 封性好 使用壽命長 讓車橋在高速 高溫 長時間動轉(zhuǎn)狀態(tài)下不 漏油 保證車橋的良好潤滑 減少維修維護所需的費用 4 結(jié)束 語 綜合分析 雖然汽車科技發(fā)展迅速 但在目前的狀態(tài)下車橋 的結(jié)構(gòu)并沒有多大的變化 為了適應市場的需要 適應國家法律 法規(guī)的需要 車橋技術(shù)的進展主要是 改變橋殼的制造工藝以提高 制造的效率 增加車橋附件的技術(shù)含量以提高車輛行駛安全性 提高車橋的自潤滑能力以提高車橋的使用壽命 增加電子技術(shù) 在車橋的上應用以減少人工操縱的疲勞 減少維修費用 提高 服務質(zhì)量 降低車橋成本以提高車橋的競爭力等方面開發(fā)車橋 從最大限度上滿足車橋高速 重載 智能發(fā)展的需要 以生產(chǎn)出 具有本企業(yè)特色 適合市場需要的車橋 參考文獻 葛海龍 后 橋主減速器裝配的關(guān)鍵測量技術(shù) 合肥工業(yè)大學碩士學位論文 2005 張冬 機械工程師 2007 年 第 11 期 陳家瑞 汽車構(gòu)造 第四 版 下冊 北京 人民交通出版社 2002 賈憲林 周雙龍 高清海 等 汽車主減速器圓錐滾子軸承預緊參數(shù)的確定 軸承 2006 7 11 12 劉惟信 汽車車橋設計 北京 清華大學出版社 2004 王望 予 汽車設計 3 版 北京 清華大學出版社 2002 陳黎卿 鄭 泉 基于 ASP NET 的汽車維修 OA 系統(tǒng)的開發(fā)研究 工業(yè)控制計算 機 2007 8 59 61 李珍華 丁杰雄 王叢嶺等一種改進的通用 型主錐選墊機原理及實現(xiàn) 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