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德州牛仔|新能源商用车电驱动桥技术

时间:2021-02-16 13:21:04 浏览: 77 来源:【G.E.M.推荐】 作者:G.E.M.

德州牛仔|新能源商用车电驱动桥技术

1、车轴概述

卡车的三个主要动力核心组件是发动机,变速箱和车轴。在这三者中,车轴不如发动机和变速箱那么常被提及,但它们在车辆动力传递过程中起着重要作用。领带的作用对车辆的驱动力和稳定性起着决定性的作用。

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作为重型卡车的四个主要组件(驾驶室,发动机,变速器和车轴)之一,重型卡车车轴在一定程度上与重型卡车行业的发展有关。

2、车轴的基本功能

轴的功能是在框架(或承重体)与车轮之间的各个方向上传递力和力矩东风德纳原厂减总 减速器总成,这些力和力矩对车辆的动力,稳定性和承重能力有重要影响。

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▲重型卡车后驱动模块(双驱动后桥,平衡悬架和板簧,驱动轴,推力杆)

3、车桥分类

中央单级减速驱动桥

这是驱动桥结构中最简单的类型,它是驱动桥的基本形式,在卡车中占主导地位。通常,当主传动比小于6时,应尽可能使用中央单级减速驱动轴。当前的中央单级减速器倾向于采用双曲线螺旋锥齿轮,主动小齿轮采用骑马支撑,并且差速锁装置可供选择。

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▲奔驰单级减速轴

中央两级驱动桥

中央双级驱动桥有两种主要类型:

对于Eaton系列产品,事先在单级减速器中保留一个空间。当需要增加牵引力和速度比时,可以安装圆柱形行星齿轮减速机构,并且可以将原始的中央单级更改为中央两级驱动轴,这种改型具有很高的可以普遍使用“三个现代化”,轴壳,最终减速器等德州牛仔,盆形齿轮的直径保持不变;

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▲伊顿中央两级还原桥

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▲伊顿中央两级减速机手册

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▲伊顿中央两级减速器的分解图

另一种类型,例如罗克韦尔(Rockwell)系列产品,当需要增加牵引力和速比时,必须先对第一级锥齿轮进行改造,然后再安装第二级圆柱正齿轮或斜齿轮以达到要求。中心双级驱动桥。这时,轴壳可以通用,主减速器不是通用的,盆齿轮有2种规格。

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由于上述中央双级减速轴是从一系列产品中获得的,当中央单级轴的速比超过一定值或总牵引力较大时,它们很难转化为前驱动桥。 ,使用受到某些限制;因此,一般来说,二级减速轴通常不是作为基本驱动轴开发的,而是作为特殊考虑而衍生的驱动轴。

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中央单级+车轮侧减速驱动桥

轮侧减速驱动轴广泛用于越野车辆和军用车辆,例如油田,建筑工地和矿山。当前的轮侧减速轴可分为两种:一种是圆锥形行星齿轮侧减速轴。沃尔沃,雷诺等都使用这种类型的车轴:

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▲雷诺锥齿轮侧减速桥的实物

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▲锥齿轮侧减速桥的剖视图

另一种类型是圆柱行星齿轮侧减速驱动轴,该轴被梅赛德斯·奔驰,斯太尔,斯堪尼亚等使用。

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▲奔驰圆柱齿轮减速轴

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▲圆柱齿轮侧减速桥驱动系统

4、传动轴结构

主减速器

主减速器通常用于改变传动方向,降低速度,增加扭矩,并确保汽车具有足够的驱动力和适当的速度。主减速器的类型很多,包括单级,双级,两速德州牛仔,轮侧减速器等。

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车轮减速器

车轮减速也可以看作是主减速器的第二级变速器。在重型卡车,越野车或大型乘用车中,当要求传动系的传动比较大且离地间隙较大时,通常在两个驱动轮附近都增加一级减速传动侧面,称为轮侧减速器。

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一般来说,轮侧减速器的使用是为了增加汽车的驱动力,以满足或改变整个传动系统的驱动力的匹配。在此过程中,减速器的工作原理是降低减速器并增加扭力后,减小主减速器传递给车轮的速度和扭矩,从而使车轮在地面附着力的作用下产生更大的阻力。驱动力。

差异

差速器用于连接左右半轴,从而允许两侧的车轮以不同的角速度旋转并同时传递扭矩。确保车轮正常滚动。一些多桥驱动的车辆还在分动箱中或直驱传动装置的轴之间配备了差速器,这被称为桥间差速器。其功能是在汽车转弯或在崎uneven不平的道路上行驶时,在前后驱动轮之间产生差异作用。

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目前,大多数汽车使用行星齿轮差速器。普通锥齿轮差速器由两个或四个锥形行星齿轮,行星齿轮轴,两个锥形侧齿轮以及左右差速器壳组成。

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半轴

半轴的内侧通过花键与侧齿轮相连,外侧通过法兰与主动轮的轮毂相连。

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半轴是实心轴,可将扭矩从差速器传递到车轮,带动车轮旋转,并带动汽车行驶。由于轮毂的安装结构不同,所以半轴的力也不同。因此,半轴分为三种类型:全浮动,半浮动和3/4浮动。

车桥壳体

根据制造工艺,驱动桥壳分为冲压焊接桥壳和铸铁(铸铁,铸钢)桥壳。

传统的铸造轴箱具有刚性大,变形小,成本低等优点,但制造周期长,工艺复杂,效率低。冲孔和焊接桥壳具有外观好,重量轻,清洁度高和故障率低的优点。冲压和焊接技术正在逐步取代铸造技术。

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驱动桥壳的主要功能是支持汽车的质量德州牛仔,承受车轮传递的路面的反作用力和力矩,并通过悬架将其传递到车架(或车身) 同时也是减速机,差速器和半轴总成的主要减速机。

5、集中式电驱动轴和分布式电驱动轴

根据电动机在车轴上的布置位置,可以分为集中式电驱动轴和分布式电驱动轴。一般来说,集中式电驱动轴的电动机位于轴的中心,而分布式电驱动轴的电动机位于轴的两侧。

5. 1个集中式电驱动桥

集中式电驱动桥可分为单电机驱动桥和双电机驱动桥

单电机中央驱动器:比亚迪,AXLETECH

单电机驱动桥可分为平行轴电驱动桥和同轴电驱动桥

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▲比亚迪中央单电机驱动桥(平行轴)

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▲美国AXLETECH中央单电机驱动桥(平行轴)

双电机中央驱动器:Tesla

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▲特斯拉中央双电机驱动桥(前后排列)

单电机直接驱动:东风达纳(同轴电驱动桥)

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5. 2分布式电驱动桥

分布式电驱动桥可分为轮侧电驱动桥和轮毂电机轴。

轮式电机桥:ZF,Hande,AXLETECH

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▲ZF车轮侧电动轴(用于乘用车)

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▲ZF车轮侧电动轴(卡车)

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▲手轮侧电动桥

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▲美国AxleTech轮侧电动桥

轮式电动机构:ZF,AXLETECH

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▲ZF轮侧电动机构

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▲美国Axletech轮侧电动机构

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▲泰特(Tate)轮毂桥

6、中央电桥,轮式电桥和轮毂电桥的区别

首先,中央电桥是一个整体式电桥,它是带有集成电动机的驱动桥:轮侧电桥是指没有桥壳和半轴的电桥:驱动电动机安装在车轮旁边,并且该结构仍然是整体桥。它是刚性的,可以通过板簧悬挂。当然,也可以采用安全气囊阻尼和螺旋弹簧+阻尼管的结构;但是由于消除了桥包,桥壳和半轴,因此可以大大减小机构的空间和重量。

车轮侧电动机桥通常为平行轴结构,因为至少需要3级减速(请参见下图):首先,来自电动机输出轴的动力必须进行2级减速,并且速比可以达到8-15,但这还不够。通常,需要进行一级车轮侧减速,以使总减速比达到30-50,从而可以降低近10,000转的电机速度,可以获得所需的扭矩,因此无法实现输入和输出同轴。

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轮毂电动机桥是将电动机直接集成到轮毂(轮辋/钢制轮辋)中,通常是乘用车的独立悬架或McPherson悬架,而不是刚性的整体结构;另外,轮毂电机受到空间的限制(目前,轮毂电机主要用于乘用车的前轴,因此不仅制动部件和转向部件集成在窄轮毂附近,而且电机驱动部件也是如此)也带来了)

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因此,普通轮毂电机不再配备减速器,而是低速高扭矩电机。另外,这是为了最小化轴向尺寸。这是使用盘式电动机的趋势。另外,要获得低速和高转矩。外转子电动机经常在许多地方使用(中央电动机和轮式电动机通常使用内转子电动机)。

7、重型卡车电驱动桥的演变路线

重型卡车电桥的发展可以分为三代:

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▲第一代重型卡车电驱动桥的代表是比亚迪:中央单电机驱动东风德纳原厂减总 减速器总成,消除底盘角齿和保持差速器。这是第一代也是最原始的状态。

优点:它是从传统的车轴上改造而成的,工作量小,更改少,易于实施且成本低。

缺点:

仍然保留机械差速器德州牛仔,机构尺寸大,重量重且传动效率低。

比传统车桥重,未悬挂的质量很大。

如果将其用于重型卡车,则还需要气动机械差速锁来应对湿滑的路面,并且可靠性不高。

注意:我今天了解到,有一种电动机称为双转子电动机,可以实现差速。如果可行,单电动机中央驱动桥也可以取消机械差速锁。

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特斯拉的中央两级电驱动桥,每个驱动轴上装有两个电动机,双后轴上总共装有4个电动机,电动机对角地前后排列。

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▲第二代重型卡车电驱动桥的代表是特斯拉。尽管只比第一代多了一个“双重”,但内部结构却发生了重大变化。

由于存在双电机,因此不再需要机械差速器。粗略计算桥梁的机械差值可以节省80-100公斤的重量。而且由于采用双电机的前后布置,因此更容易实现车轴的前后平衡。

优点:消除了差异,减轻了一部分重量。

缺点:轴壳和半轴仍然存在,总质量大于传统轴的总质量,从而增加了簧下质量。

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▲第三代重型卡车电驱动桥的代表是奔驰(ZF)

由于这种结构的集成度更高,因此编辑认为其重量几乎与传统车轴相同,并且基本没有悬臂质量问题。它已经发展到第三代,并且没有传统的车轴变换。这些痕迹已经是非常特殊的电驱动桥结构。

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优点:缺点:电子差速器相应的时间和转矩分布的控制算法和策略是电子控制系统的关键和难点。

8、轮毂电机桥

最近,泰特(Tate)的轮毂电机轴批量生产从装配线下线。

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此轮毂电机桥主要用于公共汽车

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从图片中可以看出,这场比赛是一个大轮胎。编辑器未获得更多信息。推测不能使用现有的钢圈,而必须使用异型钢圈。

使用异型钢圈的原因是轮毂电机体积大且需要大量空间。不能使用卡车和公共汽车这样的两个钢圈的原始堆叠状态。

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泰特(Tate)收购了一家欧洲轮毂电机公司,并以此为基础开发了商业轮毂电机桥

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根据公开资料,泰特轮毂电机采用直接驱动,即该电机不带减速器直接驱动车轮;从技术上讲,要求电动机的转矩必须足够大,而没有减速器,显然是内转子。电动机不能输出足够的转矩,只能使用外转子电动机德州牛仔,这不可避免地会导致尺寸和重量的增加。转弯会导致大的簧下质量和困难的散热。

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关于两个轮毂电机的“外转子直接驱动”和“内转子+减速器”技术路线,无论好坏,都需要更多的技术演示和物理验证。编辑者不能在这里得出结论。

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外转子直接驱动的优点是传动链短,可靠性高,效率高;带来的问题如上所述。

与轮毂电机相比,轮毂电机桥目前似乎更加成熟。

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轮毂电机将在某些特殊领域中得到某些应用

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▲泰特枢纽(Tate Hub Motor Bridge)

9、关于电子控制微分问题

当前德州牛仔,电控差速器没有统一的技术路线。编辑器正在收集各种数据,并将在后续主题中分别进行讨论。

1 0、下课后的想法

中央电动机驱动桥,轮式电动机桥和轮毂式电动机桥,谁是未来的发展方向?

老王
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