驅(qū)動(dòng)橋
關(guān)注創(chuàng)建者：astrid 創(chuàng)建時(shí)間：2017-04-21
驅(qū)動(dòng)橋的視頻教程
使用romax對(duì)驅(qū)動(dòng)橋系統(tǒng)建模
詳細(xì)講解了使用romax對(duì)驅(qū)動(dòng)橋系統(tǒng)建模的過程與步驟，同心軸、平行軸與相交軸的建模和定位，花鍵的建模與安裝，軸承的選擇與安裝，圓柱斜齒輪、圓錐直齒輪與圓錐螺旋齒輪的建模與定位。 主要難點(diǎn)在于差速器內(nèi)部傳動(dòng)的建模與連接，附件有建模過程所需的參數(shù)以及最終建好的模型。
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基于workbench的汽車驅(qū)動(dòng)橋動(dòng)力學(xué)分析，視頻免費(fèi)無聲音，操作細(xì)致，建模過程（需購買）
本視頻教程為基于workbench的汽車驅(qū)動(dòng)橋動(dòng)力學(xué)分析，視頻免費(fèi)無聲音，操作細(xì)致，主要包括DM詳細(xì)建模，運(yùn)動(dòng)副及其載荷的設(shè)置，以及最后的后處理，step by step（附件沒有提供，建議自己跟隨視頻在DM中建模（需購買）），建議0.5倍速觀看，歡迎私信討論學(xué)習(xí)。
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重型貨車驅(qū)動(dòng)橋靜力學(xué)分析——hypermesh
關(guān)于橋殼和半軸的接觸設(shè)置的方法，在hypermesh作為前處理軟件的背景下，在nastran模塊里設(shè)置接觸，并非像ABAQUS模塊設(shè)置接觸那么簡單，所以分享給大家
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驅(qū)動(dòng)橋的實(shí)例教程
電驅(qū)動(dòng)橋是從傳統(tǒng)車橋衍變而來，它是汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)，起著承受負(fù)載、降低轉(zhuǎn)速、增大轉(zhuǎn)矩、保證左右車輪差速以及制動(dòng)等功能。通過合理的選型和充分的驗(yàn)證，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的緊湊化、輕量化、高效率和高壽命。
電驅(qū)動(dòng)橋的種類
按電動(dòng)機(jī)在整車中的布置形式可將電驅(qū)動(dòng)橋分為電動(dòng)機(jī)直聯(lián)式、平行軸式和同軸式。
1）直聯(lián)式結(jié)構(gòu)（見圖1）是采用電動(dòng)機(jī)取代燃油車的發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器，所采用的電驅(qū)動(dòng)橋是從傳統(tǒng)燃油車的驅(qū)動(dòng)橋上通過加大齒輪速比以及提升齒輪性能衍變而來，起初應(yīng)用于微型乘用車、物流車等領(lǐng)域，現(xiàn)主要集中應(yīng)用于輕型貨車、中型貨車等以上車型。
圖1 電動(dòng)機(jī)直聯(lián)式電驅(qū)動(dòng)橋
2）平行軸式結(jié)構(gòu)（見圖2）是采用電動(dòng)機(jī)進(jìn)一步取代燃油車的發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器和傳動(dòng)軸，將電動(dòng)機(jī)集成為電驅(qū)動(dòng)橋的一個(gè)子零件并與電驅(qū)動(dòng)橋的輸出半軸呈平行布置，其減速器采用兩級(jí)傳動(dòng)，系統(tǒng)集成度高，能量損耗小，目前廣泛應(yīng)用于物流車、微型乘用車、輕型客車及皮卡上。從近年市場上的反饋來看，該電驅(qū)動(dòng)橋已經(jīng)完美地滿足了整車廠和客戶使用需求，大大加快了汽車的電動(dòng)化進(jìn)程。
圖2 平行軸式電驅(qū)動(dòng)橋
3）同軸式結(jié)構(gòu)（見圖3）是在平行軸式電驅(qū)動(dòng)橋基礎(chǔ)上，將電動(dòng)機(jī)與電驅(qū)動(dòng)的輸出半軸做同軸布置，使得產(chǎn)品的集成度更優(yōu)，是電驅(qū)動(dòng)橋的發(fā)展方向。
圖3 同軸式電驅(qū)動(dòng)橋
電驅(qū)動(dòng)橋的耐久試驗(yàn)
1.電動(dòng)機(jī)直聯(lián)式電驅(qū)動(dòng)橋的耐久試驗(yàn)
電動(dòng)機(jī)直聯(lián)式電驅(qū)動(dòng)橋是從傳統(tǒng)燃油驅(qū)動(dòng)橋衍變而來，因而可參考QC/T 533－2020《汽車驅(qū)動(dòng)橋臺(tái)架試驗(yàn)方法》、QC/T 534－2020《汽車驅(qū)動(dòng)橋臺(tái)架試驗(yàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)》進(jìn)行耐久試驗(yàn)。
展開 驅(qū)動(dòng)橋是位于傳動(dòng)系末端能改變來自變速器的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，并將它們傳遞給驅(qū)動(dòng)輪的機(jī)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)橋一般由主減速器、差速器、車輪傳動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)橋殼等組成，轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋還有等速萬向節(jié)。另外，驅(qū)動(dòng)橋還要承受作用于路面和車架或車身之間的垂直力，縱向力和橫向力，以及制動(dòng)力矩和反作用力。
發(fā)展歷史
叉車轉(zhuǎn)向橋、驅(qū)動(dòng)橋是叉車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分，隨著叉車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整與技術(shù)升級(jí)的不斷進(jìn)行，其轉(zhuǎn)向橋、驅(qū)動(dòng)橋也緊隨其后，同步發(fā)展。
規(guī)模化
目前國內(nèi)叉車轉(zhuǎn)向橋市場容量接近20萬臺(tái)，生產(chǎn)廠將近10家。相關(guān)廠家的轉(zhuǎn)向橋、驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品主要為合力叉車及國內(nèi)其他廠家配套，同時(shí)還出口到美國、英國、日本、韓國、加拿大等國。其規(guī)模化程度可見一斑，不可小覷。
專業(yè)化
叉車驅(qū)動(dòng)橋行業(yè)在技術(shù)方面緊跟叉車行業(yè)的發(fā)展。通常情況下，叉車主機(jī)廠在進(jìn)行產(chǎn)品升級(jí)時(shí)，就會(huì)對(duì)車橋提出相應(yīng)的需求。而車橋生產(chǎn)廠的任務(wù)則是根據(jù)這些需求，設(shè)計(jì)、生產(chǎn)出相應(yīng)的產(chǎn)品。
目前，叉車市場對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的需求主要集中在1-4.5噸和5-10噸兩類產(chǎn)品。其中，1-4.5噸驅(qū)動(dòng)橋總成主要由橋殼、輪轂、制動(dòng)鼓、半軸、制動(dòng)器等組成，驅(qū)動(dòng)橋殼采用整體鑄造形式；5-10噸驅(qū)動(dòng)橋總成主要由主減速器、差速器、輪邊減速器、半軸和橋殼、輪轂、制動(dòng)鼓等部件組成，各零件之間必須有正確的連接和配合間隙。
同時(shí)，隨著叉車產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)調(diào)整，驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品還不斷向通用性強(qiáng)、低噪音、濕式免維護(hù)制動(dòng)的技術(shù)方向發(fā)展。其專業(yè)化程度已非常之高。
展開 1 前言
電驅(qū)動(dòng)橋是針對(duì)電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)的一種機(jī)電一體化驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，具有集成化程度高、體積小、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。作為電動(dòng)汽車的核心部件，其性能直接影響電動(dòng)汽車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。
電驅(qū)動(dòng)橋可分為集中式電驅(qū)動(dòng)橋和分布式電驅(qū)動(dòng)橋。集中式電驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但具有成本低、對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)影響較小以及開發(fā)難度低的優(yōu)點(diǎn)。分布式電驅(qū)動(dòng)橋具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕以及效率高的優(yōu)點(diǎn)，但差速控制困難、非簧載質(zhì)量大。
電驅(qū)動(dòng)橋主要由電機(jī)、逆變器、變速器組成。由于在轉(zhuǎn)矩密度、功率密度以及效率等方面具有顯著優(yōu)勢，永磁同步電機(jī)已逐漸成為車用電機(jī)的主流。為進(jìn)一步減小電驅(qū)動(dòng)橋的體積和質(zhì)量，新一代電驅(qū)動(dòng)橋大多將電力電子元件集成到逆變器上。單擋變速器和多擋變速器各有優(yōu)缺點(diǎn)，但隨著電驅(qū)動(dòng)橋技術(shù)的發(fā)展，多擋電驅(qū)動(dòng)橋逐漸成為了研究的熱點(diǎn)。
本文將對(duì)電驅(qū)動(dòng)橋關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行綜述，并在此基礎(chǔ)上總結(jié)得出電驅(qū)動(dòng)橋的發(fā)展方向。
2 電驅(qū)動(dòng)橋關(guān)鍵技術(shù)
電驅(qū)動(dòng)橋性能主要受到3 個(gè)方面的影響：第一，電驅(qū)動(dòng)橋動(dòng)力傳遞路徑及分配方式隨著構(gòu)型的不同而改變，從而影響電驅(qū)動(dòng)橋的輸出；第二，電驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)會(huì)影響其自身的質(zhì)量、體積，進(jìn)而影響其性能；第三，電驅(qū)動(dòng)橋控制策略影響其各部件的協(xié)同工作。
2.1 多擋化構(gòu)型
目前，電驅(qū)動(dòng)橋通常配備單速變速器，以最大限度降低成本、體積，減輕質(zhì)量并提高其適配性。
相比于單擋變速器無法兼顧車輛起步時(shí)的轉(zhuǎn)矩和速度，多擋變速器可以通過低擋位提供大扭矩，高擋位提高車輛的速度達(dá)到起步扭矩與車速的兼容，并能夠降低電機(jī)的體積、質(zhì)量和轉(zhuǎn)速。在電池技術(shù)短時(shí)間內(nèi)難以取得重大突破的情況下，通過提高效率增加電動(dòng)汽車的續(xù)航里程就顯得尤為重要。在日常駕駛條件下，采用單擋變速器的電機(jī)實(shí)際效率與最高效率仍然存在一定差距。
展開 面對(duì)日益嚴(yán)苛的汽車油耗目標(biāo)及排放法規(guī)要求，越來越多的汽車生產(chǎn)商開始考慮采用驅(qū)動(dòng)電機(jī)替代傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)，并與減速器和差速器一起，組成電驅(qū)動(dòng)橋系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)化。
9月12日，搭載舍弗勒兩擋電驅(qū)動(dòng)橋（2-speed eAxle）的長安CS75 PHEV上市，成為國內(nèi)第二款搭載該電驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品的插電混動(dòng)四驅(qū)SUV。
舍弗勒兩擋平行軸式電驅(qū)動(dòng)橋是中國市場上首款實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的兩擋電驅(qū)動(dòng)橋，已經(jīng)應(yīng)用在長安CS75 PHEV和長城WEY P8兩款插電式混動(dòng)四驅(qū)SUV車型上。
電驅(qū)動(dòng)橋系統(tǒng)可以直接取代發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器，靈活安裝在前軸或后軸，實(shí)現(xiàn)前輪或后輪純電驅(qū)動(dòng)。通過這種方式，傳統(tǒng)燃油車很容易實(shí)現(xiàn)電動(dòng)化。
它也可以僅安裝在后軸，匹配前軸的動(dòng)力總成系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)四驅(qū)功能。此時(shí)，傳統(tǒng)四驅(qū)系統(tǒng)的重要部件，如分動(dòng)箱、傳動(dòng)軸、后橋差速器以及液壓附件等，均可被裝在后軸上的電驅(qū)動(dòng)橋取代，這樣既節(jié)約了傳動(dòng)線路中的大量空間，便于集成高壓電池，同時(shí)也減少了使用電驅(qū)動(dòng)橋的額外成本。
這種驅(qū)動(dòng)概念具有同軸式和平行軸式兩種布置形式可供選擇，它的整車應(yīng)用平臺(tái)覆蓋范圍極廣，可以覆蓋從對(duì)功率密度有極高要求的運(yùn)動(dòng)跑車，直到對(duì)半軸傳動(dòng)角度有極高要求的SUV。從弱混、強(qiáng)混、插電混動(dòng)到純電動(dòng)系統(tǒng)。目前，前后軸均搭載舍弗勒單檔電驅(qū)動(dòng)橋的高性能電動(dòng)四驅(qū)車，奧迪etron即將在今年年底發(fā)布。對(duì)于純電動(dòng)汽車，這款電驅(qū)動(dòng)橋有單檔方案和具備動(dòng)力換檔功能的兩檔方案。
相比很多電動(dòng)汽車采用的單擋電驅(qū)動(dòng)橋來說，使用兩擋電驅(qū)動(dòng)橋的電動(dòng)汽車在動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性上更有優(yōu)勢，尤其是對(duì)于SUV車型而言。
展開 摘要：該文通過對(duì)一款重卡驅(qū)動(dòng)橋進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化，提升了傳動(dòng)效率，降低了整車油耗，并對(duì)改進(jìn)前后的驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)效率及整車油耗做了試驗(yàn)和對(duì)比測試，結(jié)果表明，中橋效率提升了1.72%，后橋效率提升了2.28%，整車油耗降低了1.5 L，在一定程度上有利于促進(jìn)其他車型驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)效率的提升。
關(guān)鍵詞：重卡驅(qū)動(dòng)橋；傳動(dòng)效率；設(shè)計(jì)優(yōu)化；試驗(yàn)對(duì)比
作者簡介：
段傳勝，北京福田戴姆勒汽車有限公司工程師，研究方向?yàn)槠?em>驅(qū)動(dòng)橋；
陳夢，北京福田戴姆勒汽車有限公司工程師，研究方向?yàn)槠?em>驅(qū)動(dòng)橋。
驅(qū)動(dòng)橋作為功率、能量傳動(dòng)鏈的重要一環(huán)，提升驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)效率對(duì)降低能耗起著至關(guān)重要的作用。本文通過對(duì)驅(qū)動(dòng)橋主減速器齒輪、軸承、油封設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，降低轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，導(dǎo)入齒輪油及油液管理系統(tǒng)，設(shè)計(jì)斷開提升機(jī)構(gòu)等方式，提升了驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)效率，降低了整車燃油消耗[1-3]。
1 驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)效率概念及影響因素
1.1 驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)效率概念
驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)效率η是指驅(qū)動(dòng)橋的輸出功率Po與驅(qū)動(dòng)橋的輸入功率Pi的比值，即η=Po/Pi，η越大，代表傳動(dòng)效率越高，驅(qū)動(dòng)橋能量消耗越少，驅(qū)動(dòng)橋的具體構(gòu)成如圖1所示。
圖1 驅(qū)動(dòng)橋的具體構(gòu)成
1.2 影響驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)效率的因素
通過對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的傳遞路徑和功率消耗進(jìn)行分析可知，影響傳動(dòng)效率的主要因素為齒輪的嚙合精度、軸承齒輪摩擦副、轉(zhuǎn)動(dòng)體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、攪油功率損失等。
2 驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)效率提升改進(jìn)方案
2.1驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)效率提升改進(jìn)方案
根據(jù)驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)效率的影響因素，從以下3個(gè)方面對(duì)驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。
展開 
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驅(qū)動(dòng)橋的最新內(nèi)容
工采網(wǎng)代理的SS6810R是一款功能豐富的PWM電流驅(qū)動(dòng)的雙極低功耗電機(jī)驅(qū)動(dòng)集成芯片，其工作電壓范圍為10V至40V，具有兩路H橋驅(qū)動(dòng)，能夠輸出40V/1A的電流，具有較大的輸出能力和多種保護(hù)功能，可兼容BD68610;適用于各種電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用，能夠提供穩(wěn)定、高效的控制性能。
該設(shè)備的額定電源電壓為42V。輸入接口采用palaa-in驅(qū)動(dòng)模式。
工采網(wǎng)代理的SS6811H是一款雙通道H橋驅(qū)動(dòng)芯片；采用PWM接口進(jìn)行控制；具有兩個(gè)獨(dú)立的H橋驅(qū)動(dòng)通道，每個(gè)H橋能夠提供1.6A的輸出電流(在24V和Ta = 25°C適當(dāng)散熱條件下)，可同時(shí)控制兩個(gè)電機(jī)；能夠精確地控制電機(jī)的速度和方向；適用于舞臺(tái)燈光和其他電機(jī)一體化應(yīng)用。
工采網(wǎng)代理的SS8837T是一款專為有刷直流電機(jī)開發(fā)H橋驅(qū)動(dòng)器,同時(shí)可兼顧步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)需求，可驅(qū)動(dòng)一個(gè)直流電機(jī)或螺線管等，適用于工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備、一體化步進(jìn)電機(jī)、按摩椅、智能家居等領(lǐng)域。
由工采網(wǎng)代理的SS8844T是一款四通道1/2H橋驅(qū)動(dòng)芯片，提供四個(gè)可獨(dú)立控制的1/2H橋啟動(dòng)器；可被用于驅(qū)動(dòng)兩個(gè)DC電機(jī)、一個(gè)步進(jìn)電機(jī)、四個(gè)螺線管或者其它負(fù)載；針對(duì)每個(gè)通道的輸出驅(qū)動(dòng)器通道由在一個(gè)1/2H橋配置中進(jìn)行配置的N通道功率MOSFET組成。
SS8102是一款高效率、恒定電流、降壓型同步半橋DC驅(qū)動(dòng)芯片，較大輸出電流能力達(dá)25A，PWM調(diào)光分辨率超過100K：1；支持8V-65V的輸入電壓范圍，恒流誤差控制在4%以內(nèi)；通過DIM管腳輸入PWM信號(hào)，可靈活實(shí)現(xiàn)對(duì)LED的調(diào)光控制。
SS8102采用遲滯式恒定關(guān)斷時(shí)間的工作模式，無需外部補(bǔ)償設(shè)計(jì)。
由工采網(wǎng)代理的SS6809A是一款專為12V系統(tǒng)設(shè)計(jì)的雙通道H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，適合12V系統(tǒng)產(chǎn)品的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
工采網(wǎng)代理的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片 - SS8833E是一種雙橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，具有兩個(gè)H橋驅(qū)動(dòng)器，可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)直流有刷電機(jī)、一個(gè)雙極步進(jìn)電機(jī)、電磁閥或其他電感負(fù)載。它的工作電壓為2.7V至16V，每個(gè)通道的負(fù)載電流可達(dá)1.0A。每個(gè)H橋的輸出驅(qū)動(dòng)器塊由P+N溝道功率MOSFET組成，配置為H橋以驅(qū)動(dòng)電機(jī)繞組。每個(gè)H橋包括調(diào)節(jié)或限制繞組電流的電路。可Pin to Pin替代MPS6507和DRV8833。
雙通道H橋電流控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)器是一種電子電路，用于獨(dú)立控制兩個(gè)直流電機(jī)的方向、速度和制動(dòng)。它基于H橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，每個(gè)通道包含四個(gè)開關(guān)元件（如MOSFET或晶體管），形成一個(gè)“H”形電路，電機(jī)作為負(fù)載連接在橋臂上。?
雙通道設(shè)計(jì)允許同時(shí)控制兩個(gè)電機(jī)，每個(gè)通道獨(dú)立工作。例如，一個(gè)通道控制電機(jī)1，另一個(gè)控制電機(jī)2，通過各自的PWM信號(hào)和方向控制實(shí)現(xiàn)多軸運(yùn)動(dòng)（如機(jī)器人輪子驅(qū)動(dòng)）。?
針對(duì)不同車型創(chuàng)建了 CDB 模型庫，把整車劃分為諸多的子系統(tǒng)，例如：轉(zhuǎn)向橋、驅(qū)動(dòng)橋、車橋齒輪等，然后將子系統(tǒng)組裝為裝配體進(jìn)行各種工況的仿真，但對(duì)于這些數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理，仍然存在數(shù)據(jù)分散、孤立，彼此間的依賴關(guān)系全靠手工標(biāo)注，缺少版本管理和關(guān)系追溯以及協(xié)同不便等問題。
典型電路應(yīng)用圖：
?馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片 - SS6548D的特性：
獨(dú)立的H橋驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)一個(gè)直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)的一個(gè)繞組或者其它負(fù)載
寬工作電壓范圍：6.5V～40V
RDS(ON)(HS+LS)(典型值)：45m?
驅(qū)動(dòng)能力：持續(xù)電流8A，峰值16A
PWM（脈寬調(diào)制）控制接口
集成電流調(diào)節(jié)功能
低功耗休眠模式
集成保護(hù)特性：
- VM欠壓鎖定
