汽车前轮转向驱动原理
何永经
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现在大部分轿车都是前轮驱动的,四轮驱动的越野车和一些全轮驱动的卡车前轮也有驱动力。很多人觉得不可思议。这个前轮负责转向。虽然有两个车轮并列,但发动机和变速器是固定的。这个动力怎么传递到两个车轮?汽车前...

现在大部分轿车都是前轮驱动的,四轮驱动的越野车和一些全轮驱动的卡车前轮也有驱动力。很多人觉得不可思议。

这个前轮负责转向。虽然有两个车轮并列,但发动机和变速器是固定的。这个动力怎么传递到两个车轮?汽车前轮怎么既能转向又能驱动呢?让我们分析一下这个问题。

早期的汽车都是后轮驱动,前后桥都是刚性一体桥,现在的卡车仍然是这样的结构。前轮负责转向,它通过转向主销(俗称立轴)安装在前桥上,可以自由左右摆动。然后,汽车转向系统通过一系列复杂的转向传动机构偏转驱动车轮,实现汽车转向。后轮负责驱动,来自发动机的扭矩通过离合器、变速器、万向架、驱动桥(主减速器、差速器、半轴)传递到两后轮,驱动汽车行驶。

驱动桥是刚性的,主动轮和驱动桥之间没有任何位置变化,所以车桥也是一体化的,一般封闭在后桥中,从外面看不到。随着汽车技术的发展和对汽车性能的需求,四驱系统和前驱系统不断发展,因此汽车前桥既要求转向功能,也要求驱动功能。

能够实现这种车轮转向和驱动两种功能的车桥称为驱动桥(一般是指刚性的一体化车桥)。该车桥在结构上具备一般驱动桥所具备的主减速器、差速器、车桥等部件,以及一般转向桥所具备的转向节、转向主、轮毂等。

其区别在于,由于转向的需要,半轴分为内轴(与差速器相连)和外轴(与轮毂相连)两部分,两者通过等轴万向节相连。另外,转向主销也分为上下两段,分别固定在接头的球型托架上。转向节的轴是中空的,外面的轴通过那里。转向节的连接叉是球型外壳,在满足转向需求的同时,还支持转向节的传递力。具体结构如下:

1、驱动部分:驱动桥上也有主减速器、差速器、半轴等部件,其中半轴分为内外两段,内轴与差速器连接,接受发动机传递的动力轮轴通过花键与轮毂连接,将动力传递到车轮上驱动汽车行驶。内外轴通过等速万向节连接。在这里起重要作用的是连接内外轴的等角关节。该等速接头有2连式、3销式、叉式、保持架式等各种类型。

2、转向部分:半轴必须通过转向节中心,因此转向靠模不能一体化,需分为上下两段。转向节壳体分别与上主销和下主销连接,在上面可以左右自由摆动。然后,通过转向操作机构,通过转向节臂控制转向节的振动,通过移动车轮的振动来实现汽车的转向。需要注意的是,上下主销的轴线必须在一条直线上,以避免前轮旋转和偏转相互干扰,并且连接两者的线必须与车桥等联轴器的中心一致。这是由结构定位保证的,如果在使用过程中发生主销盖松动、等轴万向节损坏等,就会发生转向卡住、异响、车轮不能自动正转等故障。

目前大部分轿车、SUV、MPV等都是发动机横置前驱、前轮独立悬架系统,这种结构的驱动和转向方式与上述桥式驱动桥不同。没有严格意义上的车桥,变速器与主减速器、差速器相结合,称为“驱动桥”,车桥外露,直接驱动前轮;另一方面,车轮与车身的连接是独立悬架,由于方向盘直接使车轮偏转,所以车轮不仅有左右摆动,还有上下摆动。因此,要求半轴能够随时应对该位置的变化。为了在这种角度经常变化的零件之间随时传递动力,一般将半轴分为三段,用两个球笼连接。车桥与驱动桥差速器连接,接收变速器输出的动力;然后动力传递到内笼,这是伸缩型球笼式万向联轴器(VL节),在传递扭矩的过程中,不仅主从轴之间相对旋转,而且适应车轮上下摆动时产生的半轴长度的变化。然后,动力传递到中间轴,然后传递到外侧保持架。这是固定型保持架自由接头(RF节),其特征是在传递扭矩的过程中,主从动轴之间只能相对旋转,不产生轴向位移,能够应对车轮的大角度偏转。最后动力传递到外侧轴,通过外侧轴的花键与轮毂连接,使车轮旋转。这样,汽车可以在转向的同时向车轮传递动力。也就是说,我们说的转向和驱动都可以。

现在也有很多后轮独立悬架、后轮驱动的车型,它们的动力是

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