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两驱汽车等速传动半轴最大承载扭矩分析 ［摘要］分析了不同动力系统布置的两驱汽车等速传动半轴的受力情况，通过不同工况下发动机输出扭矩与 地面附着扭矩的关系，结合实例，阐述了两驳汽车等速传动半轴绘人承载扭矩的计算方法。 关键词：等速传动半轴发动机输入扭矩附着扭矩最大承载扭矩 参数说明： in) 主减速 1TC —液力变矩器系数 il, i2…in 各档速比 U 倒档速比 fMT-一-手动变速箱效率系数 fAT一一白动变速箱效率系数 fc----发动机冲击系数 Ec----半轴传递效率系数 E,----屮间传动轴传递效率系数 fs 附着冲击系数 Rs 静态轮胎半径(m) u——底而摩擦系数 Tjrnax 半轴最大承载扭矩(Nm) Aj昨--一前进吋半轴最大承载扭矩(Nm) Tg—一后退时半轴最大承载扭矩(Nm) T论一一发动机峰值扭矩(Nm) Tl-Gnuxx 动力系统传递的最人发动机扭矩(Nm) Ttoax 最大附着扭矩(Nm) A——重心至前轮距离(m) B一一重心至后轮距离(m) H 重心高(m) L 轴距(m) Q 整备重量(kg) Qi 前桥重量(kg) Qr 后桥重量(kg) Z 驱动轮数量 1汽车等速传动半轴简介 等速传动半轴(下文简称半轴)是汽车传动系统中的一个重要组件，一端连接车轮，另 一端连接变速箱，将发动机输出的扭矩由变速箱传递给车轮，从而驱动车辆。两驱汽车传动 系统中有两根半轴(参见图1)。 传动半轴车轮发动机车轮车轮前驱布百芟逮箱 发动机后■布音 传动半轴 车轮 发动机 车轮 车轮 前驱布百 芟逮箱 发动机 后■布音 图1两驱汽车半轴布置示意图 半轴由固定节，中间轴，移动节三个主要部分组成（参见图2）。固定节为球笼式等速 万向节，由外星轮，内星伦，球笼和钢球组成。固定节连接车轮，极限摆角可达到52° , 用于实现车辆的转向。移动节为三销轴式等速万向节，由三销轴叉和三销轴总成组成。移动 节连接变速箱，在车辆运行过程，半轴可通过移动节的轴向移动实现长度补偿。 固定节 中间轴移动节 固定节 中间轴 移动节 图2半轴结构示;总图 在汽车设计开发过程中，半轴在整车上受到的最大承载扭矩对于整年厂和传动轴供应商 來说是极为关键的。此参数决定了半轴的强度规格和外形尺寸。对于汽车的驱动性能和空间 布置有决定性的意义。 2汽车等速传动半轴最大承载扭矩理论计算 在车辆运行时，半轴同吋受到发动机输入扭矩和地面附着扭矩的作用，以下分別就发动 机输入扭矩和附着扭矩进行理论计算，通过分析不同动力系统布置的受力情况，得出了两驱 汽车半轴的最大承载扭矩计算方法。 2.1发动机输入扭矩计算 整车的动力系统布置将直接影响分配到半轴的最大扭矩。一般情况下，发动机前置的两 驱乘用车按动力系统布置可以分为一下几种主要结构：前轮菠动+手动变速箱，前轮驳动+ 自动变速箱，后轮驱动+手动变速箱，后轮驱动+自动变速箱（见下图3）。当发动机达到峰 值扭矩时，系统减速比最大时（变速箱1档或倒档时），半轴可得到最人发动机输入扭矩。 以下分类解析了每种布置的动力传递的方式和最人发动机扭矩计算方法。 前驱卜MT 前驱+AT 后轮 后鸵 图3两驱汽车动力系统布置示意图（绿线箭头表示扭炬传递的路径） 2. 2. 1前轮驱动+手动变速箱 前进时，半轴受到的最人发动机扭炬:^EGmax=丁吨 前进时，半轴受到的最人发动机扭炬: ^EGmax =丁吨 X 人 X % X f “丁 X f( X E z (1) 后退时，半轴受到的最人发动机扭矩：T hT^xiRXi^xfMTXfcXEc EiGmax Z 2. 2. 2前轮驱动+自动变速箱 前进时，半轴受到的最人发动机扭矩：J 二丁忖灯八^肿口汎朋. r EGmax Z 后追时，半轴受到的最人发动机扭矩:T 后追时，半轴受到的最人发动机扭矩: T _ 丁怦 x ig x i r x i fd x f at x ： x E。 丄 EGmax — z 2. 2. 3后轮驱动+手动变速箱 前进时，半轴受到的最大发动机扭短:T 前进时，半轴受到的最大发动机扭短: T 二 TgXi】xfMTxEpXiFDxfcXEc 1 EGmax 一 后退时，半轴受到的最大发动机扭矩:T _ ^Ema.x X 后退时，半轴受到的最大发动机扭矩: T _ ^Ema.x X*R X ^MT X^p X^FD X X 1 EGmax =_ nax 2. 2. 4后轮驱动+自动变速箱 前进时，半轴受到的最大发动机扭矩:T 前进时，半轴受到的最大发动机扭矩: T _ 丁丽血 x i rg x i 丨 x f “ x E ? x i 用 x fc x 1 EGmax — Z 后退吋，半轴受到的最大发动机扭矩:TeGibux^Emax 后退吋，半轴受到的