1中重型驱动桥产品技术研究

中重型驱动桥产品技术研究汽车工程研究院2006年12月目录一、中重型驱动桥产品结构1、中重型驱动桥的结构2、世界主要商用车市场的中重型驱动桥结构特点对比分析3、国内外主要中重型驱动桥产品一鉴表二、产品设计要素及评价特点1、中重型驱动桥与整车连接的边界图2、中重型驱动桥设计要素3、中重型驱动桥的主要性能评价指标三、主要零部件的结构及工艺特点1、中重型驱动桥传动系统结构及工艺特点2、中重型驱动桥桥壳结构及工艺特点四、中重型驱动桥产品技术发展趋势五、建议1、中重型驱动桥的结构：（1）中重型驱动桥分类一、中重型驱动桥产品结构中重型驱动桥按减速型式分：主要有中央单级减速桥、轮边双级减速桥（中央单级减速*轮边行星减速）、中央双级减速（中央圆柱齿轮一级减速*中央单级减速）中央单级减速桥轮边双级减速桥1、中重型驱动桥的结构：（1）中重型驱动桥结构组成一、中重型驱动桥产品结构中重型驱动桥按功能分，主要有承载、传动、制动三大功能，一般主要由承载组件、传动组件、制动组件三大组件构成。承载组件主要由桥壳总成、半轴套管、轮毂、内外轴承等组成；传动组件主要由主减速器总成、轮间差速器总成、半轴等组成；制动组件主要由制动器、制动鼓、凸轮轴、气室支架、调整臂等组成；2、世界主要商用车市场的中重型驱动桥结构特点对比分析：一、中重型驱动桥产品结构欧洲技术北美技术国内技术承载系统冲焊桥壳与铸造桥壳并重，向冲焊桥壳演化趋势；桥壳断面较大，板厚较厚冲焊桥壳为主，桥壳断面较小，板厚较薄冲焊桥壳与铸造桥壳并重，向冲焊桥壳演化趋势；桥壳断面最大，板厚最厚传动系统公路用车单级减速，非公路用车双级减速为主；齿轮多采用磨齿工艺公路用车单级减速，非公路用车双级减速为主；齿轮多采用切齿+研齿工艺公路用车/非公路用车单级减速和双级减速并重；齿轮多采用切齿+研齿工艺制动系统公路用车盘式制动为主，非公路用车鼓式制动；ABS、EBS公路用车/非公路用车均以鼓式制动为主，ABS公路用车/非公路用车均以鼓式制动为主，选装ABS3、国内外主要中重型驱动桥产品一鉴表车桥平台车桥型号型式承载T桥壳断面适配功率PS扭矩容量Nm列车总重T盘齿直径mm制动器规格mm生产商13T双级HL7铸造双级13~16280~65010000055300410*220/盘式奔驰H91312013~16280~65010000055300410*220/盘式MAN823冲焊双级13~16150*144*145800044313420*180RABARD120ST冲焊双级13153*145*1454000现代DS70冲焊双级12~1660419*219美弛13T单级HL8铸造单级13320~5807100050485410*220/盘式奔驰HY1311013320~5406600050485410*220/盘式MAN013冲焊单级13144*144*14320~5405400050485420*180RABA180冲焊单级13134*117*13320~54050497419*219美弛30105S冲焊单级13143*124*14320~54054483419*219DANA11.5T单级HL6冲焊单级13150*135*13230~4805700044440410*220/盘式奔驰HY117513230~3603700040425410*220/盘式MAN011冲焊单级13144*144*14230~3605000040450420*220RABAR185H冲焊单级13160*142*14468410*220现代160冲焊单级13134*117*1340457419*219美弛26090S冲焊单级11.8133*117*12.540439419*178DANA3.1、国外中重型驱动桥产品一、中重型驱动桥产品结构3.1、国外中重型驱动桥产品车桥平台车桥型号型式承载T桥壳断面适配功率PS扭矩容量Nm列车总重T盘齿直径mm制动器规格mm生产商10T单级HL4冲焊单级10.8150*135*11150~2803600034410410*180/盘式奔驰HY0905510.5150~28028000410*180/盘式MAN109冲焊单级11144*144*12150~2803400024~30428420*180RABAR165H冲焊单级10145*132*1430000420现代153冲焊单级10.5134*117*1132430美弛10T以下单级HL2冲焊单级8.5134*117*10120~23024325盘式奔驰HY06456120~160盘式330MANHY07457120~180盘式330MANHY08558180~230盘式330MAN6006.5336RABA106冲焊单级8.5133*117*9.526000370360*180RABAA050SR冲焊单级6.6134*120*1015400358现代A045SR冲焊单级6.6134*120*1021700368现代125冲焊单级7108*97*1118337美弛130冲焊单级9134*117*9.521370美弛140冲焊单级9134*117*9.525381美弛S135冲焊单级6.1127*108*718360DANA**060S冲焊单级7.7~10133*117*9.5/1127.2391DANA一、中重型驱动桥产品结构3.2、国内中重型驱动桥产品车桥平台车桥型号型式承载T桥壳断面mm适配功率PS扭矩容量Nm列车总重T盘齿直径mm制动器规格mm技术来源成熟性主要生产厂13T双级斯太尔冲焊双级13~16153*130*16280~4308000065295420*185斯太尔大批量汉德、安凯北方奔驰铸造双级13280~48010000065300410*220奔驰批量北方奔驰13T单级498桥冲焊单级13160*160*16260~4205000055498410*220美弛批量重汽、东风485桥冲焊单级13160*160*16260~4205500055485410*220MAN批量山汽改、众力485桥冲焊单级13160*152*16260~4205400055485410*220RABA小批汉德480桥冲焊单级13160*160*16230~3604800050480410*220DANA小批东风475桥冲焊单级13160*160*14230~3604800050475410*220日产小批一汽底盘11.5T单级468桥冲焊单级13160*142*16230~2804400045468410*220现代小批安凯460桥冲焊单级13160*160*16230~3504500045460410*220DANA批量东风457桥冲焊单级13160*150*16230~2504000035457400*200美弛大批量山汽改、众力450桥冲焊单级13160*152*16230~3605000045450410*220RABA小批汉德10T单级153桥冲焊单级10158*158*14180~2303000030435410*180日产大批量东风、众力9T单级420桥铸造单级9160~2102900025420400*200自主大批量一汽底盘1094桥铸造单级9151*124160~2002400025410400*180自主大批量东风9T双级151桥铸造双级9140*110160~2002600025390400*150自主大批量一汽底盘、众力8T单级145桥铸造单级8134*112160~1801800020385400*180自主大批量东风7T单级140桥铸造单级7134*102140~1601660018380400*180自主大批量东风6T单级HF17030冲焊单级7122*122*8120~1401420015340360*160自主大批量合肥1061桥冲焊单级6120*116*8120~14014000325360*160自主大批量湖南一、中重型驱动桥产品结构二、产品设计要素及评价特点转向系统驾驶员动力系统悬架车轮及轮胎传动轴驱动桥制动系统道路环境电气1、中重型驱动桥与整车连接的关系图由以上关系图看出，驱动桥既要承受整车通过悬架系统传递过来的垂直、纵向、侧向力，还要传递动力系统的驱动力，驱动整车前进，更要接受制动系统的控制，对整车进行各种工况的制动及解除。驱动桥最显著的三大功能：承载、驱动、制动.2、中重型驱动桥设计要素二、产品设计要素及评价特点2.1、驱动桥容量确定:根据驱动桥的功能，驱动桥在设计之初必须确定三大容量，既扭矩容量、承载容量、制动容量，为后续系统设计提供依据。A、驱动桥扭矩容量:是驱动桥允许最大输出扭矩，是按发动机传递过来的扭矩计算最大输出扭矩和驱动轮打滑扭矩之确定的最小值Tn=T发*n变*n桥*ηTn’=G轴*φ*R胎/η’这是国内商用车一直以来常用计算方法，但随着商用车动力不断升级，该设计方法已不经济，已不符合现实的需求，特别是高效高速运输型商用车设计需要。随着大马力升级及高效运输车型设计匹配要求，该含义应有所变化，即驱动桥在一定条件下，如寿命、工况，驱动的列车总重时所受的正常持续扭矩。TN=G总*R胎*（f1+f2+f3+..）/ηf1f2f3..路面坡度阻力系数、车轮滚动阻力系数、空气阻力系数、加速惯性等有关，国内轿车传动系统就是按以上方法计算，可以理解为日常行驶持续扭矩，欧洲重卡车桥已按此理论进行设计和评价，允许列车总重/持续扭矩。但是国内商用车如何引用该概念，还有待一些基础数据的积累，如路谱、寿命可靠性试验等相关数据。扭矩容量是现时国内驱动桥传动系统常用设计方法的基础，如主被齿轮、差速器齿轮、半轴等。大马力升级的目的是什么？是为了保证列车货物总重不变情总下，提高车辆运行车速。故车桥受力只与总重、路况、驾驶员等有关，与动力关系较小。！二、产品设计要素及评价特点B、驱动桥承载容量（额定轴荷）:驱动桥允许承受的最大垂直载荷，一般理解为整车匹配时，驱动桥的最大轴荷（差别是簧下质量）。驱动桥承载系统的设计，如桥壳（各危险断面）、半轴套管、轮毂轴承等的设计，是在承载容量的基础上考虑一动载系数（2.5倍）进行的。过去由于国内路况较差，公路与非公路冲击载荷相差不大，故车桥动载系数按一定值设计是可行的。现时，由于国内公路路况越来越好，公路与非公路冲击载荷相差很大，如果还按同一个动载系数进行设计，针对公路用车桥设计是不合理、不经济的。急待根据路谱、车速等，确定不同的动载系数。C、驱动桥制动容量:是指驱动桥制动系统满足在额定载荷、及不同制动工况下，制动系统的摩损及散热需要（其它如制动力匹配、制动减速度等性能指标主要在整车制动系统设计考虑）。驱动桥制动容量是整车制动系统如制动器型式、制动器规格、摩擦片、制动鼓等的设计基础。本文中不作详述公路运输与非公路运输由于路面冲击的动载差异、用户超载的不可控性等原因，公路与非公路同标定吨位的驱动桥的差异化设计是驱动桥承载设计的急所！二、产品设计要素及评价特点2.2、驱动桥传动系统设计要素：2.2.1、驱动桥减速器型式及速比确认：a）减速器型式是由整车类型、总布置要求、列车总重、速比等确定。自卸车建议选用带轮边的双级减速，公路用车建议选用中央单级减速；离地间隙要小的，建议用轮边的双级减速；车总重超载严重的车辆，驱动桥建议选用轮边的双级减速速比大于7的驱动桥，建议选用轮边的双级减速，更大的速比可选三级减速（中央双级带轮边减速，如工程机械）b）驱动桥的速比主要根据整车匹配（动力性、经济性）所确定的总速比，根据变速箱最高档速比/最低档速比，确定驱动桥速比范围，并考虑主、从动齿轮可能齿数而确定的速比，具体数值为，i=N从/N主由于国内中重卡动力较小，发动机转速相对较高（2200r/min以上），设计车速较低，故驱动桥常用速比多在4~7范围之内；国外重卡由于动力较大，转速较低，设计车速较高，常用速比都在2.3~4.5范围。二、产品设计要素及评价特点2.2.2、驱动桥主/从动齿轮a)驱动桥齿轮制齿型式有两