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    2. 汽車前輪轉向的驅動原理

      2023-04-14 15:05:56 作者:蔡金盛
      目前大部分汽車都是前輪驅動,四驅越野車和部分全輪驅動卡車的前輪也有驅動力。很多人覺得不可思議。這個前輪負責轉向。雖然有兩個車輪并列,但是發動機和變速器是固定的。這種動力是如何傳遞到兩個車輪上的?汽車前輪如何既能轉向又能行駛?我們來分析一下這個問題。早期的汽車都是后輪驅動,前后橋是剛性集成橋。今天,卡車仍然是這種結構。前輪負責轉向,通過轉向主銷(俗稱立軸)安裝在前軸上,可以左右自由擺動。然后,汽車轉向系統通過一系列復雜的轉向傳動機構偏轉并驅動車輪,實現汽車轉向。后輪負責驅動,來自發動機的扭矩通過離合器、變速器、萬向節、驅動橋(主減速器、差速器、半軸)傳遞給兩個后輪,驅動汽車。驅動橋是剛性的,驅動輪和驅動橋之間沒有位置變化,所以驅動橋也是一體式的,一般封閉在后輪軸里,從外面看不到。隨著汽車技術的發展和對汽車性能的需求,四驅系統和前輪驅動系統也在不斷發展,所以汽車的前軸既要求有轉向功能,又要求有驅動功能。能夠實現車輪轉向和驅動兩種功能的車軸稱為驅動橋(一般指剛性集成橋)。車軸在結構上裝有一般驅動橋的主減速器、差速器、車橋等部件,以及一般轉向橋的轉向節、方向盤和輪轂。不同的是,由于轉向的需要,半軸分為內軸(與差速器相連)和外軸(與輪轂相連)兩部分,由一個等軸萬向節相連;另外,轉向主銷也分為上下兩段,分別固定在萬向節的球形支架上。轉向節的軸是空心的,外軸穿過它。轉向節連接叉為球殼,既滿足轉向要求,又支撐轉向節的傳力。具體結構如下:1。驅動部分:驅動橋上還有主減速器、差速器、半軸等部件,其中半軸分為內外兩段,內軸與差速器連接,接收發動機的動力軸通過花鍵與輪轂連接,將動力傳遞給車輪驅動汽車。內軸和外軸由等速萬向節連接。這里起重要作用的是連接內外軸的等角接頭。等速萬向節有多種類型,如二聯式、三銷式、叉形和保持架式。雙聯軸器由兩個普通十字軸聯軸器串聯而成,尺寸較大,能傳遞較大扭矩,一般用于大型越野卡車。比如泰托拉等。三銷式是由雙銷式發展而來,結構更緊湊,應用于中型越野卡車。比如東風EQ240等。叉式在驅動叉和被動叉之間放五個鋼珠,形成柔性動力傳遞機構傳遞動力,一般用于BJ212等輕型越野車。另一種是球籠式,在獨立懸架車輛上應用廣泛,后面會單獨介紹。2.轉向部分:半軸必須穿過轉向節中心,所以轉向剖面不能連成一體,需要分成上下兩段。轉向節殼體分別與上主銷和下主銷連接,并可在其上左右自由擺動。然后通過轉向操縱機構,由轉向節臂控制轉向節的振動,通過移動車輪的振動來實現汽車的轉向。需要注意的是,上下主銷的軸線必須在一條直線上,以避免前輪的轉動和偏轉之間的干涉,并且連接它們的線必須與車軸和其他聯軸器的中心一致。這是保證b

      目前大部分轎車,SUV,MPV等。是帶有發動機橫向前輪和前輪的獨立懸掛系統。這種結構的驅動和轉向模式不同于上述橋式驅動橋。沒有嚴格意義上的車軸,變速器與主減速器和差速器合二為一,稱為“驅動橋”。車軸外露,直接驅動前輪;另一方面,車輪與車身的連接是獨立懸架。因為方向盤直接偏轉車輪,車輪不僅左右擺動,還上下擺動。所以要求半軸能隨時應對這個位置的變化。為了在角度不斷變化的零件之間隨時傳遞動力,半軸一般分為三段,由兩個球籠連接。車軸與驅動橋差速器連接,并接收變速器輸出的動力;然后將動力傳遞給內球籠,內球籠是一個伸縮式球籠萬向聯軸器(VL接頭)。在傳遞扭矩的過程中,主、從軸不僅相對轉動,而且適應車輪上下擺動時半軸長度的變化。然后,動力傳遞到中間軸,然后傳遞到外保持架。這是一種固定保持架自由接頭(RF接頭),其特點是在傳遞扭矩的過程中,主動軸和從動軸只能相對轉動,不能軸向位移,可以應對車輪的大角度偏轉。最后將動力傳遞給外軸,外軸通過外軸的花鍵與輪轂連接,使車輪轉動。這樣,汽車可以在轉向的同時將動力傳遞給車輪。換句話說,我們可以談論轉向和駕駛。目前也有很多獨立后輪懸掛,后輪驅動的車型。他們的力量是如何傳遞的?沒有嚴格意義上的車軸,只有由主減速器和差速器組成的驅動橋。后輪可以上下跳動,所以車軸不是一體的,需要從中間分開。分離軸滿足在位置變化的兩部分之間傳遞動力的條件。半軸上裝有兩個萬向節,實現動力傳遞角度的改變。驅動橋輸出的動力首先傳遞給球籠,然后傳遞給半軸,再通過靠近驅動輪位置的球籠傳遞給驅動輪。汽車行駛時,車輪會上下擺動,但允許側籠彎曲一定角度,因此動力傳遞不會中斷。但由于車輪上下運動的范圍有限,半軸的彎曲角度較小,只用于傳力,不用于轉向。

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