汽车底盘结构与检修：驱动桥的重要性

【任务引入】

案例：某轿车修理差速器后出现异响，症状为桥内出现响声，而且越来越严重。维修人员对主减速器和差速器进行拆检，主减速器部分没有异常现象，而差速器行星齿轮轴窜出。打开差速器壳，发现行星齿轮和半轴齿轮已报废。仔细检查没有发现弹性圆柱销的踪影，因弹性圆柱销的硬度较高，不可能一点残渣都没有，漏装的可能性很大。用新的弹性圆柱销换上，进行路试，响声消失，故障排除。

驱动桥是传动系统的最后一个总成，起着降速增扭、允许两侧驱动车辆以不同转速旋转的作用，其内部零件长期承受冲击载荷，易发生过热、漏油及异响故障，这不仅影响汽车的动力传递，还会直接影响汽车的正常行驶、转向以及制动。

本任务将对驱动桥进行全面介绍，要求了解驱动桥的组成、功用和类别，掌握主减速器和差速器的结构、工作原理、拆装调整和维护方法以及常见故障的诊断和排除，了解半轴和桥壳的功用和结构。

【任务相关知识】

2.5.1　驱动桥概述

（1）功用

驱动桥的功用是将万向传动装置传来的发动机动力经降速增矩改变传动方向后，分配给左、右驱动轮，并且允许左、右驱动轮以不同的转速旋转。

（2）组成

驱动桥是传动系的最后一个总成，通常由主减速器、差速器、半轴和驱动桥壳组成，如图2.136所示。万向传动装置传来的动力依次经主减速器、差速器和半轴，最后传给驱动轮。其中，主减速器可降速增矩，并可改变发动机转矩的传递方向，以适应汽车的行驶方向；差速器可保证左、右驱动轮以不同的转速旋转；半轴可以把转矩从差速器传到驱动车轮；桥壳支撑汽车的部分质量，承受驱动轮上的各种力和力矩，并起到保护主减速器、差距器和半轴的作用。

图2.136　整体式驱动桥的结构

（3）分类

按悬架结构不同，驱动桥分为整体式和断开式两种。

1）整体式驱动桥

整体式驱动桥与非独立悬架配用，如图2.136所示。其驱动桥壳为一刚性的整体，驱动桥两端通过悬架与车架连接，左右半轴始终在一条直线上，即左右驱动桥不能相互独立地跳动。当某一侧车轮因地面升高或下降时，整个驱动桥及车身都要随之发生倾斜。这时，整个驱动桥、驱动车轮及部分传动轴均属于簧下质量。汽车簧下质量较大，这是它的一个缺点。整体式驱动桥多应用于对行驶平顺性要求不高的中、重型货车上。

2）断开式驱动桥

为提高汽车的行驶平顺性和通过性，有些轿车和越野车全部或部分驱动轮采用独立悬架，即将两侧的驱动轮分别用弹性悬架与车架相连，两轮可彼此独立地相对于车架上下跳动。与此相应，主减速器壳固定在车架上。驱动桥壳制成分段并通过铰接连接，这种驱动桥称为断开式驱动桥，其结构组成如图2.137所示。主减速器固定在车架上，两侧车轮分别通过各自的弹性元件、减振器和摆臂组成的弹性悬架与车架相连。为适应车轮绕摆臂上下跳动的需要，差速器与轮毂间的半轴两端用万向节连接。这样，两侧的驱动轮及桥壳可以彼此独立地相对于车架上下跳动。主减速器、差速器与传动轴及一部分驱动车轮传动装置的质量均为簧上质量。

图2.137　断开式驱动桥结构

汽车悬挂总成的类型及其弹性元件与减振装置的工作特性是决定汽车行驶平顺性的主要因素，而汽车簧下部分质量的大小对其平顺性也有显著的影响。断开式驱动桥的簧下质量较小，又与独立悬挂相配合，致使驱动车轮与地面的接触情况及对各种地形的适应性比较好，由此可大大地减小汽车在不平路面上行驶时的振动和车厢倾斜，提高汽车的行驶平顺性和平均行驶速度，减小车轮和车桥上的动载荷及零件的损坏，提高其可靠性及使用寿命。但是，由于断开式驱动桥及与其相配的独立悬挂的结构复杂，故这种结构主要见于对行驶平顺性要求较高的一部分轿车及一些越野汽车上。

而发动机前置前驱轿车的驱动桥则是将变速器、主减速器和差速器集成安装于变速器壳体内，这使得传动系的体积得到有效减小，结构得以简化，轿车自重减轻，而且动力直接传给前轮，提高了传动效率。

2.5.2　主减速器与差速器的结构、原理及检修

（1）主减速器的结构与原理

主减速器的功用主要包括以下几个：

第一，传递和增大转矩。从变速器传来的转矩必须在主减速器中进行增大，以使驱动车轮获得足够的转矩，满足各种行驶条件。

第二，降低发动机转速。通过主减速器的常啮合齿轮可降低发动机转速。

第三，根据需要改变动力传递方向。如果发动机纵向安装在汽车上，则动力传递必须通过主减速器的锥齿轮改变90°，因为车轮轴的布置总是与汽车的纵向轴线相垂直。在发动机横置的汽车上，动力传递的方向则不需要改变，这种情况下使用圆柱齿轮式主减速器。

常见的主减速器有单级主减速器、双级主减速器和轮边减速器，下面分别介绍它们的结构和工作原理。

1）单级主减速器

目前，轿车和一般轻、中型货车均采用单级主减速器，具有结构简单、体积小、质量轻和传动效率高等优点，它和差速器是驱动桥的核心，它们的装配关系如图2.138所示。

图2.138　主减速器与差速器装配关系实物图

如图2.139所示为东风某型汽车驱动桥单级主减速器及差速器总成剖面图，主减速器的减速传动机构为一对准双曲面齿轮。主动齿轮有6个齿，从动齿轮有38个齿。为保证主动锥齿轮有足够的支承刚度，主动锥齿轮与轴制成一体，前端支承在互相贴近而小端相向的两个圆锥滚子轴承上，后端支承在圆柱滚子轴承上，形成跨置式支承。环状的从动锥齿轮连接在差速器壳上，而差速器壳则用两个圆锥滚子轴承支承在主减速器壳的座孔中。从动锥齿轮的背面装有支承螺桂，以限制从动锥齿轮过度变形而影响齿轮的正常工作。装配时，支承螺栓与从动锥齿轮端面之间的间隙为0.3～0.5 mm。

装配主减速器时，圆锥滚子轴承应有一定的装配预紧度，即在消除轴承间隙的基础上，再给予一定的压紧力。其目的是减小在锥齿轮传动过程中产生的轴向力所引起的齿轮轴的轴向位移，以提高轴的支承刚度，保证锥齿轮副的正常啮合。但也不能过紧，若过紧则传动效率低，且加速轴承磨损。为调整圆锥滚子轴承的顶紧度，在两轴承内座圈之间的隔离套的一端装有一组厚度不同的调整垫片。工程上常用预紧力矩表示预紧度的大小，在本例中调整到能以1.0～1.5 N·m的力矩转动叉形凸缘，即为合适。

为了减小驱动桥的外形尺寸，当前的主减速器中基本不用直齿圆柱齿轮，而采用锥齿轮（分为曲线齿轮和准双曲面齿轮两种）。在同样传动比的情况下，主动锥齿轮齿数可以做得少些，主减速器的结构就比较紧凑，可以增加离地间隙，而且运动平稳、噪声小，因此在汽车上得到了广泛的应用。

近年来，准双曲面齿轮不仅广泛用于轿车，还越来越多地使用在中型、重型汽车上。这是因为它与曲线齿锥齿轮相比，不仅齿轮的上作平稳性好，弯曲强度和接触强度好，而且其主动齿轮的轴线相对从动锥齿轮的轴线可以偏移，如图2.140所示。在保证一定离地间隙的情况下，主动齿轮的轴线向下偏移，可降低主动锥齿轮和传动轴的位置，使车身的重心降低，提高了汽车的行驶稳定性。本例东风某型汽车主减速即采用了这种下偏移的准双曲面齿轮，其偏移距为38 mm。

图2.139　主减速器和差速器结构图

图2.140　主减速器主动齿轮和从动齿轮轴线位置

准双曲面齿轮工作时，由于齿面间的相对滑移量大，且齿面间的压力也大，齿面油膜易被破坏。为了减少摩擦、提高效率，必须使用专门的含防刮伤添加剂的双曲线齿轮油，决不允许用普通齿轮油代替，否则会使齿面迅速擦伤和磨损，大大降低主减速器的使用寿命。

2）双级主减速器

当汽车主减速器需要较大的传动比时，单级主减速器的主动锥齿轮受强度、最小齿数的限制，其尺寸不能太小，相应的从动锥齿轮尺寸将增大，这不仅使从动锥齿轮刚度降低，而且会使主减速器壳及驱动桥外形轮廓尺寸增大，难以保证足够的离地间隙，故而需要采用由两对齿轮传动的双级主减速器。

如图2.141所示为某型汽车双级主减速器的剖面结构图，第一级传动为第一级主动锥齿轮和第一级从动锥齿轮，这是一对曲线齿锥齿轮，而不是准双曲面齿轮，其传动比为1.923。第二级传动为第二级主动齿轮和第二级从动齿轮，这是一对斜齿圆柱齿轮，其传动比为3。

图2.141　双级主减速器剖面结构图

第一级主动锥齿轮和第一级主动齿轮轴制成一体，用两个圆锥滚子轴承（相距较远）支承在轴承座的座孔中，因主动锥齿轮悬伸在两轴承之后，故称为悬臂式支承。第一级从动锥齿轮用铆钉铆接在中间轴的凸缘上。

第二级主动齿轮与中间轴制成一体，用两个圆锥滚子轴承支承在两端轴承盖的座孔中，轴承盖用螺栓与主减速器壳固定连接。第二级从动齿轮夹在左右两半差速器壳之间，并用螺栓将它们紧固在一起。

3）轮边减速器

在重型载货汽车、越野车和大型客车上，当要求提供较大的主传动比和较大的离地间隙时，可将双级主减速器的第二级减速齿轮机构制成结构相同的两套，其安装位置靠近两侧驱动车轮，称为轮边减速器，第一级即称为主减速器。轮边减速器通常为行星齿轮式的结构。

图2.142所示是某重型汽车轮边减速器的结构示意图，其齿圈与半轴套管固定在一起，半轴传来的动力经中心太阳轮、行星齿轮、行星齿轮铀和行星架传给车轮。由于齿圈与不旋转的车轮底板相连，行星轮系形成以太阳轮为输入、行星架为输出的减速传动。

采用轮边减速器可使驱动桥中主减速器尺寸减小，保证足够的离地间隙，并可得到比较大的主传动比。由于半轴在轮边减速器之前，故所承受的转矩大为减小，因此半轴和差速器等零件尺寸可以减小，但是需要两套轮边减速器，结构较复杂，制造成本也较高。

（2）差速器的结构与原理

当汽车转弯行驶时，内外两侧车轮中心在同一时间内移过的曲线距离不同，即外侧车轮移过的距离大于内侧车轮移过的距离，如图2.143所示。

图2.142　轮边减速器结构示意图

图2.143　汽车转向时驱动车轮运动示意图

若两侧车轮都固定在同一刚性轴上，两轮加速度相等，则此时外侧车轮必然是边滚动边滑移，内侧车轮则是边滚动边滑转。车轮相对地面的滑动不仅会加速轮胎的磨损，增加汽车的动力消耗，而且可能导致转向和制动性能恶化。所以在正常行驶条件下，应使车轮尽可能不发生滑动。差速器的功用就在于此，即是将主减速器传来的动力传给左、右半轴，并在必要时允许左、右半轴以不同的转速旋转，使左、右车轮相对地面作纯滚动而不是滑动。

按工作特性，差速器可分为普通差速器和防滑差速器两大类，下面将分别进行介绍。

1）普通差速器

普通齿轮式差速器分为锥齿轮和圆柱齿轮式两种。按两侧的输出转矩是否相等，齿轮差速器有对称式和不对称式两类。对称式常用作左右两轮之间的差速，不对称式则用作前后驱动桥之间的轴间差速。这里介绍应用最为广泛的对称锥齿轮差速器。

①结构组成

图2.144所示为对称式行星锥齿轮差速器，由四个行星锥齿轮（在有些传递转矩较小的轻型货车或轿车上，只用两个行星锥齿轮）、两个半轴锥齿轮、两个半差速器壳、十字形行星锥齿轮轴、半轴锥齿轮推力垫片及行星锥齿轮垫片组成。主减速器从动锥齿轮用螺栓固定在半差速器壳的凸缘上，十字形行星锥齿轮轴的两个轴颈嵌在两个半差速器壳端面半圆槽所形成的孔中；行星锥齿轮分别松套在四个轴颈上，两个半轴锥齿轮分别与行星锥齿轮啮合，以其轴颈支承在差速器壳中，并以花键孔与半轴连接。行星锥齿轮背面和差速器壳的内表面均制成球面，以保证行星齿轮的对中性，使其与两个半轴锥齿轮能正确啮合。半轴锥齿轮与差速器壳之间装有推力垫片，行星锥齿轮与差速器壳之间装有齿轮垫片，用以减小摩擦、降低磨损，提高差速器的使用寿命，同时还可以用来调整齿轮的啮合间隙。十字轴的各装配孔是在左、右两半轴装合后加工而成的，装配时不能周向错位。

图2.144　对称式锥齿轮差速器结构

差速器靠主减速器壳内的润滑油来润滑，因此差速器上开有供润滑油进出的窗孔。为了保证行星齿轮和十字轴轴颈之间的润滑，在十字轴轴颈上铣有平面，并在行星齿轮的齿间钻有油孔与其中心孔相通。同样，半轴齿轮上也钻有油孔，与其背面相通，以加强背面与差速器壳之间的润滑。

②工作原理

差速器的工作原理如图2.145所示。主减速器传来的动力首先带动差速器壳（转速为n0）转动，然后依次经过行星齿轮轴、行星齿轮、半轴齿轮到达半轴（两侧转速分别为n1和n2），最后传给两侧驱动车轮。

图2.145　差速器工作原理图

汽车直线行驶时，两侧驱动车轮所受到的地面阻力相同，并经半轴、半轴齿轮反作用于行星齿轮两啮合点A和B（图2.145）。这时，行星齿轮相当于等臂杠杆，即行星齿轮不自转，只随差速器壳和行星齿轮轴一起公转，两半轴无转速差，即有n1=n2=n0，n1+n2=2n0。同样，由于行星齿轮相当于等臂杠杆，主减速器传动差速器壳体上的转矩通过半轴齿轮等分给两半轴，即M1=M2=M0/2。

汽车转向行驶时，两侧驱动车轮所受到的地面阻力不同。如果车辆右转，右侧（内侧）驱动车轮所受的阻力大，左侧（外侧）驱动车轮所受的阻力小。这两个阻力经半轴、半轴齿轮反作用于行星齿轮两啮合点A和B，使行星齿轮除了随差速器壳公转外还顺时针自转。设自转转速为n0，则左半轴齿轮的转速增加，右半轴齿轮的转速降低，且左半轴齿轮增加的转速等于右半轴齿轮降低的转速。设半轴齿轮的转速变化为Δn，则有n1=n0+Δn，n2=n0-Δn，即汽车右转弯时，左侧车轮转得快，右侧车轮转得慢，实现了车轮的纯滚动，而且此时依然有n1+n2=2n0。

图2.146　差速器的转矩分配示意图

由于行星齿轮的自转，行星齿轮孔与行星齿轮轴轴径间以及齿轮背部与差速器壳体之间都产生摩擦。如图2.146所示，行星齿轮所受摩擦力矩MT的方向与其自转方向相反，并传到左、右半轴齿轮，使转得快的左半轴的转矩减小，转得慢的右半轴的转矩增大。因此，当左、右驱动车轮存在转速差时，M1=（M0-MT）/2，M2=（M0+MT）/2。但由于有推力垫片的存在，实际中的MT很小，可忽略不计。即有M1=M2=M0/2。

2）防滑差速器

防滑差速器是一种能根据路面情况自动改变或控制驱动轮间转矩分配的差速器，最早在赛车上使用，随后在轿车、越野汽车、载货汽车上也逐渐得到广泛应用。下面介绍三种常用的防滑差速器：摩擦片式自锁差速器、托森差速器和主动式防滑差速器。

①摩擦片式自锁差速器

图2.147所示为摩擦片式自锁差速器，它是在普通行星锥齿轮差速器的基础上发展而来的。为增加差速器的内摩擦力矩，它在半轴齿轮和差速器壳之间安装有摩擦片，十字轴由两根相互垂直的行星齿轮轴组成，轴的端部均切有凸V形斜面。相应的，在差速器壳孔上也开有相应凹V形斜面的内孔，且差速器壳上与之相配合的孔稍大于轴，两根行星齿轮轴的V形面呈反向安装。每一半轴齿轮的背面有推力盘和主、从动摩擦片。推力盘以内花键与半轴相连，在其轴颈处用外花键与从动摩擦片相连。主动摩擦片靠花键与差速器壳相连。推力盘和主、从动摩擦片均可沿轴向作微小的滑移。

当汽车直线行驶时，两半轴无转速差，扭矩平均分配给两半轴，由于差速器壳通过斜面作用在行星齿轮轴两端，斜面上产生的轴向力迫使两行星齿轮轴分别从左、右向外移动，通过行星齿轮使推力盘压紧摩擦片。此时，转矩经两条路径传给半轴：一是沿行星齿轮轴、行星齿轮和半轴齿轮将大部分转矩传给半轴，二是由差速器壳主、从动摩擦片、推力盘传给半轴。

图2.147　摩擦片式自锁差速器结构图

当一侧车轮在路面上滑转或汽车转弯时，行星齿轮自转，左右半轴齿轮转速产生差异。在这种转速差和轴向力的作用下，主、从动摩擦片间产生摩擦力矩，其数值大小与差速器传递的转矩和摩擦片数值成正比。而摩擦力矩的方向与转速较高的半轴旋向相反，与转速较慢的半轴旋向相同。高摩擦力矩作用的结果是使低转速半轴传递的转矩大大增加。这种差速器结构简单、工作平稳、锁紧系数高，常用于轿车和轻型载货汽车。

②托森差速器

托森差速器利用了蜗轮蜗杆传动的不可逆性原理和齿面高摩擦条件，使差速器能根据其内部差动转矩（即差速器的内摩擦转矩）的大小自动在“差速”和“锁死”之间转换，即当差速器内部差动转矩较小时起差速作用，而当其过大时差速器自动锁死。这样可以有效地提高汽车的通过能力，被广泛用作全轮驱动轿车的轴间差速器和后驱动桥的轮间差速器。但是由于在转速差较大时该结构具有自动锁止作用，所以一般不用作转向驱动桥的轮间差速器。

托森差速器的结构如图2.148所示，由差速器壳、6个蜗轮、6根蜗轮轴、12个直齿圆柱齿轮及前、后轴蜗杆组成。

当前、后驱动桥无转速差时，蜗轮绕自身轴自转。各蜗轮、蜗杆与差速器壳—起等速转动，差速器不起差速作用。当前、后驱动桥需要有转速差，如汽车转弯时，因前轮转弯半径大，差速器起差速作用。此时，蜗轮除公转传递动力外，还要自转。由于直齿圆柱齿轮的相互啮合，使前后蜗轮自转方向相反，从而使前轴蜗杆转速增加，后轴蜗杆转速减小，实现了差速。

托森差速器起差速作用时，由于蜗杆与蜗轮啮合副之间的摩擦作用，转速较低的后驱动桥比转速较高的前驱动桥所分配到的转矩大。若后桥分配到的转矩大到一定程度而出现滑转时，则后桥转速升高一点，转矩又立刻重新分配给前桥一部分，所以驱动力的分配可根据转弯的要求自动调节，使汽车转弯时具有良好的驾驶性。当前、后驱动桥中某一桥因附着力小而出现滑转时，差速器起作用，将转矩的大部分分配给附着力好的另一驱动桥，从而提高了汽车通过坏路面的能力。

③主动式防滑差速器

为提升驾驶员主动防滑控制能力，有些轿车和越野车采用了主动式防滑差速器，主要有三种结构形式：电磁式、电液式和电机式。下面简要介绍前两种，以供了解。

图2.148　托森差速器结构图

图2.149　电磁式主动防滑差速器

a.电磁式。电磁式主动防滑差速器多以摩擦片式自锁差速器为基础结构，利用电磁力来实现限滑性能的主动控制。如图2.149所示为电磁式主动限滑差速器的结构简图。它由相关传感器采集汽车运行工况和路面状况等信息，传递给电控单元，由电控单元对这些信息进行分析、判断和处理，并根据内设的控制程序对电磁装置进行电磁力大小的主动调整与控制，通过凸轮等促动机构将此电磁力放大，形成对摩擦元件的压紧力，从而产生内摩擦力矩，形成限滑功能。其所需电磁力可以进行主动调整，即动态改变其锁紧系数，实现实时主动控制，从而更好地满足汽车的限滑需求。

b.电液式。电液式主动防滑差速器也以摩擦片式自锁差速器为基础结构，如图2.150所示。它的电控单元对汽车运行工况和路面状况等信息进行分析、判断及相应处理后，根据控制程序对电控液压阀进行控制，实现对油压的主动调整，改变摩擦组件的内摩擦力矩，从而动态地改变其锁紧系数，实现实时主动控制，以更好地满足汽车的限滑需求。

（3）主减速器和差速器的检修

1）主要的检测项目

①检查主减速器主动齿轮、从动齿轮、行星齿轮及半轴齿轮的齿面。

齿轮不允许有明显的疲劳剥落，齿面出现黑斑面积不得大于工作面的30%。主减速器及差速器壳不得有裂纹；否则，应更换总成。

②检查从动锥齿轮的偏摆量

如图2.151所示，固定百分表座，将百分表针抵在从动齿轮背面最外端，从动齿轮旋转1周，记下百分表摆差读数。偏摆量要小于0.10 mm，否则，应予更换。

图2.150　电液式主动防滑差速器

图2.151　从动锥齿轮的偏摆量检查

③检查主、从动齿轮的啮合间隙

如图2.152所示，固定百分表座，将百分表针抵在从动齿轮任一齿面上，固定主动齿轮，将从动齿轮沿周向来回搬动，记下百分表摆差读数。数值应为0.13～0.18 mm。否则，应调整侧向轴承。

④检查半轴齿轮与行星齿轮的啮合间隙

如图2.153所示，固定百分表座，将百分表针抵在半轴齿轮任一齿面上，将一个行星齿轮固定，用手拨动半轴齿轮，记下百分表摆差读数。数值应为0.05～0.20 mm。如间隙不当，可调整行星齿轮和半轴齿轮背面的垫片。

图2.152　主、从动齿轮啮合间隙的检查

图2.153　半轴齿轮与行星齿轮啮合间隙的检查(www.xing528.com)

⑤检查主、从动齿轮轮齿的啮合印痕

在从动齿轮上三个不同位置的3或4个轮齿上涂以红丹油，如图2.154所示。朝两个不同方向转动主动齿轮，检视轮齿的啮合印痕，正确的印痕应在从动齿轮的中间偏齿根的位置，如图2.155所示。

图2.154　在从动齿轮上涂红丹油

2）主减速器和差速器的调整事项

①主动锥齿轮轴承预紧度的调整

a.装配主动锥齿轮。依次将调整垫片、后轴承装上主动锥齿轮轴颈上，再装入隔圈后，一起装入轴承座壳内，再依次装入前轴承、结合法兰、槽形螺母，不装油封（调整轴承预紧力后，再装油封）。

b.用维修工具夹紧结合法兰，拧紧结合法兰槽形螺母来调整主动锥齿轮轴承预紧力。扭力矩为170～210 N·m。

图2.155　轮齿啮合印痕检查

c.检验预紧力。如图2.156所示，用扭力扳手扭转主动锥齿轮，扭力矩为：新轴承取1.9～2.6 N·m；旧轴承取0.9～1.3 N·m。可凭经验检查：用手左右转动结合法兰，转动灵活无阻滞，沿轴向推拉法兰感觉不到轴向间隙即合适。

图2.156　主动锥齿轮预紧力的检验

d.预紧力调整。如果转动主动锥齿轮的力矩不合适，也就是主动锥齿轮轴承预紧力一般通过拧紧结合法兰槽形螺母来调整。如果调整槽形螺母满足不了预紧力要求，则可通过更换后轴承后的调整垫片。垫片厚度为0.25～0.45 mm，每0.05 mm一个级差。如果转动力矩过大，应减小垫片厚度；反之，加厚垫片厚度。

②半轴齿轮与行星齿轮啮合间隙的调整

a.选择适当的止推垫圈，把止推垫圈和半轴齿轮装入差速器壳内。按前述方法测量半轴齿轮与行星齿轮的啮合间隙，应为0.05～0.20 mm。如间隙不当，换用不同厚度的止推垫圈。左右两边的止推垫圈厚度应一致。垫圈厚度有1.60 mm、1.70 mm、1.80 mm三种。

b.半轴齿轮轮齿大端端面的弧面与行星齿轮的背面弧面应相吻合，并在同一球面上。不合适时，应改变行星齿轮背面球形垫圈的厚度来达到。

c.安装行星齿轮轴上的直销，并把销和差速器壳铆死，如图2.157所示。重复检查半轴齿轮的转动是否灵活，半轴齿轮与行星齿轮啮合间隙是否合适。

图2.157　行星齿轮轴上直销安装

③从动齿轮轴承预紧度的调整

a.如图2.158所示，将从动齿轮在油浴中加热至100℃后，对准记号装上差速器壳。

b.按图2.159（a）、（b）、（c）所示顺序，把差速器总成装在托架上。注意，左右轴承外座圈不能交换位置。先装调整螺母，再装轴承盖。轴承盖要按拆卸前做的记号装回，拧紧螺栓。用手拧紧左右调整螺母，对称均匀地压紧差速器总成左右轴承。

图2.158　从动锥齿轮在油浴中加热

图2.159　差速器总成、调整螺母、轴承盖的装配顺序

c.用维修工具将从动齿轮一侧的调整螺母拧紧直至主、从动齿轮啮合间隙约达0.2 mm，如图2.160所示。

d.将百分表指针抵在从动齿轮一侧的调整螺母顶上（要压表），如图2.161所示，用维修工具拧紧另一侧调整螺母直至百分表指针开始摆动，再将调整螺母拧入1～1.5圈。

e.预紧力检查：用扭力扳手扭转主动锥齿轮，扭力矩应增加0.4～0.6 N·m。

④从动齿轮啮合间隙的调整

用前面讲的方法检测主、从动齿轮啮合间隙，如间隙不符，可等量转动差速器壳左右两边的调整螺母来调整，即一侧拧紧多少圈，另一侧就拧松多少圈。如间隙过大，则将从动齿轮另一侧的调整螺母拧松，从动齿轮一侧的调整螺母拧紧；间隙过小，则反之。

图2.160　从动齿轮一侧调整螺母的拧紧

图2.161　从动齿轮另一侧调整螺母的拧紧

⑤从动齿轮轮齿啮合印痕的调整

在调整好主、从动齿轮啮合间隙之后，才能调整轮齿啮合印痕。按前面所述的方法检验印痕。当接触印痕在从动齿轮轮齿大端时，应将从动齿轮向主动齿轮靠拢（简称“进从”）。假如因此而使主、从动齿轮啮合间隙过小，可调整主动齿轮轴承垫圈，使主动齿轮移离从动齿轮。

当接触印痕在从动齿轮轮齿小端时，应将从动齿轮移离主动齿轮（简称“出从”），假如因此而使齿隙过大，可将主动齿轮向从动齿轮移动。

当接触印痕在从动齿轮轮齿顶端时，应将主动齿轮向从动齿轮靠拢（简称“进主”），假如因此而使齿隙过小，可将从动齿轮移离主动齿轮。

当接触印痕在从动齿轮轮齿根部时，应将主动齿轮移离从动齿轮（简称“出主”），假如因此而使间隙过大，可将从动齿轮向主动齿轮移动。

简化口诀：大进从，小出从；顶进主，根出主。

2.5.3　半轴与桥壳的结构与检修

（1）半轴的结构与检修

1）功用与结构

半轴是连接差速器与驱动轮之间的传动件，其功用是将差速器输出的转矩传给驱动轮，因传递转矩较大，半轴一般都是实心轴。半轴的结构要受悬架和驱动桥结构的影响：在非独立悬架和发动机前置后驱的汽车上，半轴是一根长轴，它直接将动力从差速器传递给驱动轮；在断开式驱动桥和发机前置前轮驱动的汽车上，半轴要分段并用等速万向节连接，中半轴常被称为传动轴。

图2.162所示即为长半轴结构，其内端用花键槽与差速器的半轴齿轮连接，而外端则用凸缘与驱动轮的轮毂相连，半轴齿轮的轴颈支承于差速器壳两侧轴颈的孔内，而差速器壳又以其两侧轴颈借助轴承直接支承在主减速器壳上。

半轴与驱动轮的轮毂在桥壳上的支承形式，决定了半轴的受力状况。根据支承与受力情况，半轴可分为全浮式半轴支承和半浮式半轴支承两种支承形式。

①全浮式半轴支承

全浮式半轴支承在各型货车上应用较为广泛。图2.163所示为全浮式半轴支承与轮毂和驱动桥的连接关系示意图。半轴外端锻造有半轴凸缘，用螺栓紧固在轮毂上，轮毂用一对圆锥滚子轴承支承在半轴套管上，半轴套管与空心梁装配成一体，组成驱动桥壳。

图2.162　半轴结构

图2.163　全浮式半轴与轮毂和桥壳的连接

这种支承形式，半轴与桥壳没有直接接触，半轴内端用花键与半轴齿轮套合，并通过差速器壳支承在主减速器壳的座孔中。在半轴外端，路面对驱动轮的作用力（垂直反力Fz、切向反力Fx和侧向反力Fy）以及由它们形成的弯矩，直接由轮毂通过两个轴承传给桥壳，完全不由半轴承受。同样的，在半轴内端，作用在主减速器从动锥齿轮上的力及弯矩全部由差速器壳直接承受，与半轴无关。因此，这样的半轴支承形式使半轴只承受转矩，而两端均不承受任何反力和反力矩，故称为全浮式支承形式。

全浮式半轴支承很容易拆装，只需拧下半轴凸缘上的螺栓，即可将半轴抽出，而车轮和桥壳同样能支撑住整车总重。

②半浮式半轴支承

图2.164所示为半浮式半轴支承的连接示意图，其半轴外端制成锥形，锥面上铣有键槽，最外端制有螺纹；轮毂以其相应的锥孔与半轴上锥面配合，并用键连接，用锁紧螺母紧固；半轴用一个圆锥滚子轴承直接支承在桥壳凸缘座孔内；车轮与桥壳之间无直接联系，而支承于悬伸出的半轴外端。因此，地面作用于车轮的各种反力（垂直反力Fz、切向反力Fx和侧向反力Fy）都须经半轴外端的悬伸部分传给桥壳，使半轴外端不仅要承受转矩，而且还要承受各种反力及其形成的弯矩。半轴内端通过花键与半轴齿轮连接，不承受弯矩，故称这种支承形式为半浮式半轴支承。

半浮式半轴支承结构简单，但半轴受力情况复杂且拆装不便，多用于反力、弯矩较小的轿车上。

图2.164　半浮式半轴支承与轮毂和车桥的连接

2）检修

半轴的检修事项包括以下内容：

①半轴及半轴花键应无明显的扭转变形，且半轴不得有任何形式的裂纹存在，故还应进行探伤检查。

②半轴体上有几个部位的圆跳动误差（包括以半轴轴线为基准，中段未加工圆柱体径向圆跳动误差；花键外圆柱面的径向圆跳动误差；半轴凸缘内侧端面圆跳动误差）不得超过出厂规定值。径向圆跳动误差超限，应进行冷压校正；端面圆跳动误差超限，可车削端面进行修正。

③半轴花键的侧隙增大量较原厂规定不得大于0.15 mm。

④对前轮驱动汽车的半轴总成（带两侧等角速万向节）应进行以下检查内容：

a.外端球笼万向节用手感检查，应无径向间隙，否则需更换。

b.内侧三叉式万向节可沿轴向滑动，但应无明显的径向间隙感，否则需更换。

c.防尘套是否有老化破裂，卡箍是否有效可靠。如失效，应更换。

（2）桥壳的结构与检修

1）功用与结构

驱动桥壳的功用：支承并保护主减速器、差速器和半轴；使左右驱动车轮的轴向相对位置固定；和从动桥一起支承汽车悬架以上各部分质量；在车辆行驶时承受驱动轮传来的反力和力矩，并在驱动轮与悬架之间传力。

由于驱动桥壳承受较复杂的载荷，因此要求桥壳应具有足够的强度和刚度，质量小，还要便于主减速器和差速器的拆装与调整。

驱动桥壳主要分整体式和分段式两种结构类型，其中整体式桥壳应用较广泛。

①整体式桥壳

整体式桥壳因制造方法不同又有多种形式。常见的有整体铸造、钢板冲压焊接和中段铸造两端压入钢管等形式。图2.165所示即为整体铸造的桥壳，为桥壳增加强度和刚度，顶端压入无缝钢管制成的半轴套管。桥壳上有通气塞，保证高温下的通气性能，以保持润滑油品质和使用周期。这种整体铸造式桥壳刚度大、强度高、易铸成等强度梁形状，但因质量大，铸造品质不易保证，适用于中、重型汽车。

图2.165　整体式桥壳

中段铸造两端压入钢管的桥壳质量较小，工艺简单且便于变形，但刚度较差。

钢板冲压焊接式桥壳具有质量小、制造工艺简单、材料利用率高、抗冲击性能好以及成本低等优点，并适于大量生产。目前，它在轻型货车和轿车上都得到广泛采用。

②分段式桥壳

分段式桥壳一般由两段组成，也有由三段甚至多段组成的，各段之间用螺栓连接。图2.166所示为两段组成的桥壳，用螺栓连成一体，它主要由铸造的主减速器壳、盖和两段钢制半轴套管组成。

图2.166　分段式桥壳

分段式桥壳比整体式桥壳易于铸造，加工简便，但拆装和维修主减速器、差速器十分不便，必须把整个驱动桥从汽车上拆卸下来，现很少应用。

2）检修

桥壳的检修事项包括以下内容：

①桥壳和半轴套管不允许有裂纹存在，对半轴套管应进行探伤处理，各部分螺纹损伤不得超过2个丝牙。

②整体式桥壳以半轴套管的两内端轴径的公共轴线为基准，两外轴颈的径向圆跳动误差超过0.3 mm时应进行校正，校正后的径向圆跳动误差不得大于0.08 mm。

③桥壳支承孔与半轴套管的配合及伸出长度应符合出厂规定，如半轴套管支承孔的磨损严重，可将座孔镗至修理尺寸，更换相应的修理尺寸半轴套管。

④滚动轴承与桥壳的配合应符合原厂规定。

2.5.4　驱动桥常见故障的诊断和排除

驱动桥的常见故障主要包括驱动桥过热、漏油和异响，相应的故障现象、原因以及诊断与排除方法见表2.7。

表2.7　驱动桥常见的故障现象、原因、诊断与排除方法

续表

【拓展阅读】

四轮驱动系统的基本介绍

（1）什么是四轮驱动系统

说到四轮驱动，总能使人们想起那些身材魁梧、威猛超群的越野车。的确，四轮驱动的出现就是为了针对恶劣路况，征服那些两轮驱动无法通过的险峻地形。最初，四轮驱动是专业越野车的专门配备。但随着汽车工业的发展，以及人们对于汽车文化认识的更加深入，四驱车型的通过性、爬坡性、转弯性能、启动和加速性能以及直线行驶性能都有较高的提升，虽说其结构复杂、质量增加、成本升高、振动和噪声略有升高、油耗增加，但越来越多的车辆采用了四轮驱动系统。

（2）四轮驱动系统的基本组成和类别

传统四轮驱动汽车的基本组成如图2.167所示，发动机的动力经离合器传给变速器后利用分动器把动力分配给前后传动轴，再通过传动轴将动力传递给前后差速器以及4个半轴，使4个车轮转动。大多数分动器上设有变速机构，在进行两轮或四轮驱动切换的同时，也改变了整车的传动比，在普通路面上使用高速挡，在恶劣路面上使用低速挡。

常见的四驱形式主要分为三大类：全时四驱、兼时四驱和实时四驱。

1）全时四驱

全时四驱，即车辆永远保持四轮驱动模式，正常行驶时将发动机输出转矩按各占50%设定在前后轮上。当轮胎打滑时，自动分配前后转矩，以确保在不同路面上获得较佳的车辆性能和驾驶条件，前后驱动转矩在30%～70%内连续无级可调。与两驱汽车相比，全时四驱的可控性、通过性以及稳定性均会得到提升，即无论车辆行驶在何种天气以及何种路面时，驾驶员都能够更好地控制每一个行迹动作，从而保证驾驶员和乘客的安全。

全时四轮驱动科技含量高，车辆的行驶操控性能和舒适性也较强，目前应用这种技术的厂家已经有不少，代表车型有奥迪Q7、宝马X5、奔驰GL和讴歌MDX等。

图2.167　传统四驱系统的基本组成结构

2）兼时四驱

兼时四驱模式（也称分时四驱模式）一般用于越野车或四驱SUV上，驾驶员可根据路面情况，通过接通或断开分动器在两轮驱动或四轮驱动模式间切换。其优点是可根据实际情况来选取驱动模式，比较经济；缺点是机械结构比较复杂，需要驾驶者有很丰富的驾驶经验。

兼时四驱车辆并不是长时间处于四驱状态，正常行驶状况下，采用的是两轮驱动；当需要通过恶劣路面时，驾驶员可以通过分动杆把两轮驱动切换成四轮驱动，让四个车轮都提供驱动力，从而提高车辆的通过性能。车内会特别设计分动装置，有些是分动箱的挡杆（如JEEP牧马人），有些是电子按钮或旋钮（如长城哈弗）。

3）实时四驱

采用实时四驱（也称适时四驱）的车辆，其选择何种驱动模式由微处理器控制，正常路面一般采用两轮驱动。如果路面不良或驱动轮打滑，微处理器会自动侦测出并立即将发动机输出转矩分配给其他两轮，免除了驾驶员的判断和手动操作，应用更加简单。应用这种驱动模式的代表车型有东风本田CR-V、一汽丰田RAV4和北京现代途胜等。