無論傳統燃油車,還是新能源汽車(除輪邊電機、輪轂電機外),驅動軸均為汽車傳動系最末端的部件,是汽車傳動系統設計中的重要一環。
本系列將從基礎知識開始,詳細討論驅動軸設計中的各個要點。
一、 驅動軸的功能
驅動軸,是用來將變速機構(變速箱、減速器、後主減等)輸出的扭矩和旋轉運動傳遞至驅動輪的一套傳動裝置。
根據驅動軸佈置結構的不同,驅動軸可分為兩段式和三段式;根據驅動軸在整車佈置位置的不同,驅動軸可分為前驅動軸和後驅動軸。前驅動軸一端連接差速器,依靠差動彈簧圈張開與差速器限位固定;另一端連接制動器總成,通過鎖緊螺母或螺釘固定。
二、 驅動軸的結構
驅動軸一般由固定節總成、移動節總成、軸杆、鎖緊螺母、墊片等組成。有時為滿足佈置、溫度場或其他性能要求,會增加中間支撐結構、隔熱罩或導流板,見下圖1。
圖 1 驅動軸結構示意圖
圖1中各個組件的詳細說明如下:
1) 固定節總成
只能改變工作角度的等速萬向節。
圖 2 固定節總成
2) 軸杆
聯接固定節與移動節,用來傳遞扭矩和旋轉運動的實心(空心)軸。
圖 3 軸杆
3) 移動節總成
能改變工作角度,並能進行伸縮滑移運動的等速萬向節。
圖 4 移動節總成
4) 驅動軸隔熱罩
介於排氣熱端(預催等)與移動節護套之間,隔除熱源對護套的直接熱輻射。
圖 5 驅動軸隔熱罩
5) 驅動軸導流板
改善驅動軸護套周圍流場,降低環境溫度。
圖 6 驅動軸導流板
6) 鎖緊螺母
鎖緊固定節與輪轂,給輪轂軸承提供所需的軸向預緊力。
圖 7 鎖緊螺母
7) 墊片
增大接觸面積,改善壓緊面接觸狀況。
圖 8 墊片
三、 驅動軸系統框圖
框圖(B圖)主要用於定義系統邊界,及顯示產品零部件之間的物理、邏輯關係。
框圖有不同的方式和格式,本文中的框圖採用了五種線條樣式代表不同接口方式,具體如下:
表1 框圖(B圖)接口方式定義
接口方式
線條樣式
含義
物理連接
代表存在物理上的連接,例如螺栓連接、卡接等
物質交換
代表存在物質交換,例如轉向液、制動液在不同件之間流動等
能量傳遞
代表存在主動地能量傳遞,例如機械能、電能等
信號交互
代表存在信號交互,例如CAN通訊等
佈置環境
代表存在佈置影響,例如轉向油管等
下圖為三段式驅動軸系統框圖(B圖),作為參考:
圖9 驅動軸系統框圖(B圖)