摘要：本文主要结合电动车桥开發实践介绍一种将行星减速与电机高度集成的同轴直联式纯电动车桥，该车桥适用于最大总质量不超过2 000 kg的微卡、微面及SUV车型

    1 市场上常見同类型电动车桥结构及特点分析    纯的车桥布置形式一般分为2种：轴线垂直型，车桥在保持基本不变的情况下为适应整车电机参数变化，只是齿轮速比做相应的调整；轴线平行型需重新开发两级减速器总成，一般采用圆柱齿轮传动电机通过支架固定于车桥壳体上。
    这兩种布置形式均存在着无法弥补的缺陷和不足轴线垂直型占用底盘空间极大，不易布置电池等部件轴线平行型车桥整体存在偏载问题，造成车桥壳体始终承受多余的扭矩增加车辆行驶时的不稳定因素。另外由于驱动电机与车桥集成度过低，造成车桥总体质量大幅增加影响整车行驶的平顺性，振动和噪声均较大

    笔者所在公司突破传统的设计模式，成功开发出同轴直联式纯电动车桥该产品主要由電机、行星减速器、桥壳管总成及半轴带制动器总成等零部件组成，快速适应了市场的变化和需求
    同轴直联式纯电动车桥将电机与传统車桥高度集成。在减速器设计时引入“2K-H”型二级行星轮系（K—太阳齿轮，H—行星保持架）使电机动力输入轴线与半轴输出轴线相重合（图1）。
    当汽车启动时电机通电，电机轴旋转带动行星减速器中的太阳齿轮旋转太阳齿轮与双联行星齿轮中的大行星齿轮相啮合，从洏带动双联行星齿轮中的小行星齿轮同时旋转小行星齿轮与通过固定螺栓固定在电机壳体上的齿圈相啮合。
    因为行星保持架A及行星保持架B与差速器行星齿轮壳体通过固定螺栓连成一体双联行星齿轮通过滚针轴承支承在行星保持架上，故双联行星齿轮中小行星齿轮旋转鈳以同时带动差速器行星齿轮壳体旋转，从而带动差速器行星齿轮壳体中的半轴齿轮旋转最终将扭矩传递给两侧的半轴，从而实现车辆囸常行驶汽车转弯时，通过差速器行星齿轮中的行星齿轮实现两轮的差速行驶

同轴直联式纯电动车桥的优势在于零部件集成度高，占鼡底盘空间极小给底盘其他部件布置留出大量空间，以便于布置动力电池及电机控制器等部件动力输入与输出轴线相重合，不存在动仂偏载现象桥壳体不承受多余扭矩，产品的可靠性和稳定性均得到极大提高
    电机壳体等部件进行轻量化设计，采用铝合金材质使车橋总体质量变轻，汽车簧下质量相对较小车桥振动和噪声均较小，整车平顺性较好而且减速器总成采用行星减速，传动效率高达97%正反转效率相同。
    产品已取得实用新型专利证书（证书编号：2977541）及发明专利证书（证书编号：1782953）两项专利并获得辽宁省“科技创新重大专項”项目资金支持，并已在关键客户处实现装车和试验产品各项性能指标均已达到预期效果。

图片部分摘自陈新亚编著“陈总編爱车热线书系” 差速器行星齿轮及中央差速器行星齿轮 汽车在转弯时车轮的轨迹

圆弧，如果汽车向右转弯在相同的时间里，左侧轮孓走的弧线比右侧轮子长反之亦然。为了平衡这个差异就要左侧轮子快

点，否则就会产生所谓的转向干涉现象使汽车转向困难，就潒同时踩制动

样因此也称转向制动现象。非驱动轮由于左右两侧的车轮相互独立因此不存在转向干涉现象。但驱动桥两侧的车轮如果鼡

根轴刚性连接两个车轮只能以相同的速度旋转，当汽车转向时就会出现转向干涉现象。为了使驱动轮两侧车轮的转速可以有所不同人们便发明了差速器行星齿轮。它可以允许两侧的驱动轮以不同转速行驶 中央差速器行星齿轮锁（图） 布置在前驱动桥或后驱动桥的差速器行星齿轮，分别称为前差速器行星齿轮或后差速器行星齿轮它们都

轮间差速器行星齿轮。 中央差速器行星齿轮锁（图） 如果将它咘置在四驱汽车的中间传动轴

后轮之间的转速则称为中央差速器行星齿轮。中央差速器行星齿轮的种类主要有有开放式中央差速器行星齒轮、

片离合器式差速器行星齿轮、 托森差速器行星齿轮、 粘性联轴节式差速器行星齿轮 开放式中央差速器行星齿轮 开放式差速器行星齒轮就

没有任何限制，可以在汽车转弯时正常工作的差速器行星齿轮行星齿轮组没有任何锁止装置，假如

个开放式差速器行星齿轮那麼如果其中

个轮子打滑，那么这个车的全部动力都会浪费在这个车轮

个车轮则无法到的动力在越野车领域，开放式差速器行星齿轮会影響非铺装路面的脱困性 中央差速器行星齿轮结构（图） 开放式差速器行星齿轮

片离合器式差速器行星齿轮依靠湿式

片离合器产生差动转矩。这种系统

用作适时四驱系统的中央差速器行星齿轮使用其内部有两组摩擦盘，

组为从动盘主动盘与前轴连接，从动盘与后轴连接两组盘片被浸泡在专用油中，二者的结合

分离依靠电子系统控制 中央差速器行星齿轮结构（图）

片离合器式差速器行星齿轮 在直线行駛时，前后轴的转速相同主动盘与从动盘之间没有转速差，此时盘片分离车辆基本处于前驱或后驱状态，可达到节省燃油的目的在轉弯过程中，前后轴出现转速差主、从动盘片之间也产生转速差。但由于转速差没有达到电子系统预设的要求因而两组盘片依然处于汾离状态，此时车辆转向不受影响 当前后轴的转速差超过

定限度，例如前轮开始打滑电控系统会控制液压机构将

片离合器压紧，此时主动盘与从动盘开始发生接触类似离合器的结合，扭矩从主动盘传递到从动盘

片摩擦式限滑差速器行星齿轮的接通条件

扭矩分配比例由電子系统控制反应速度快，部分车型还具备手动控制的“LOCK”功能即主、从动盘片可保持全时结合状态，功能接

专业越野车的四驱锁止狀态但摩擦片最

只能传递50%的扭矩给后轮，并且

强度的使用会时摩擦片过热而失效 托森差速器行星齿轮 托森（Torsen）名字来自Torque-sensing Traction――感觉扭矩牽引，Torsen的核心

蜗轮、蜗杆齿轮啮合系统正

它们的相互啮合互锁以及扭矩单向地从蜗轮传送到蜗杆齿轮的构造实现了差速器行星齿轮锁止功能，这

特性限制了滑动在在弯道正常行驶时，前、后差速器行星齿轮的作用

传统差速器行星齿轮蜗杆齿轮不影响半轴输出速度的不哃，如车向左转时右侧车轮比差速器行星齿轮快，而左侧速度

左右速度不同的蜗轮能够严密地匹配同步啮合齿轮。此时蜗轮蜗杆并没囿锁止因为扭矩

从蜗轮到蜗杆齿轮。而当

侧车轮打滑时蜗轮蜗杆组件发挥作用，通过托森差速器行星齿轮或液压式

盘离合器极为迅速地自动调整动力分配。 中央差速器行星齿轮结构（图） 简单地说托森差速器行星齿轮就

个全自动纯机械差速器行星齿轮，即不需要人為控制+100%可靠的+传动直接的限滑差速器行星齿轮从某个角度来说

均衡的设计。 粘性联轴节式差速器行星齿轮 粘性联轴节的工作原理有点類似于

内板，插在输出轴壳体内的许

粘度的硅油输入轴与前置发动机

的变速分动装置相连，输出轴与后驱动桥相连 在正常行驶时，前後车轮没有转速差粘性联轴节不起作用，动力不分配给后轮汽车仍然相当于

辆前轮驱动汽车。 汽车在冰雪路面

行驶时前轮出现打滑涳转，前后车轮出现较大的转速差粘性联轴节的内、外板之间的硅油受到搅动开始受热膨胀，产生极大的粘性阻力阻止内外板间的相對运动，产生了较大的扭矩这样，就自动地把动力传送给后轮汽车就转变成全轮驱动汽车。 差速器行星齿轮以及中央差速器行星齿轮其它知识 差速器行星齿轮原理 如果不看到实物你

难理解差速器行星齿轮的工作原理。因为你从图片

无论如何都看不到整个差速器行星齿輪的部件它

个封闭体，你看到的只能

部分结构最普通的差速器行星齿轮由4 个伞形齿轮组成，左右两个侧齿轮分别与左右驱动轮相连叧外2 个

伞齿轮（也称行星齿轮）则夹在左右侧齿轮中间。4 个伞形齿轮合扣在

起2 个行星齿轮与外面的环齿轮相连，而环齿轮则由传动轴驱動旋转 中央差速器行星齿轮锁（图） 当汽车直线行驶时，传动轴过来的驱动力转向90°传递到环齿轮

环齿轮带动2 个行星齿轮

样），并带動侧齿轮旋转从而驱动车轮前进。此时由于

直线行驶左右两个驱动轮所遇到的阻力

样，因此中间2 个行星齿轮并不自转。当汽车转弯時左右车轮遇到的阻力就不同，左侧齿轮

右侧齿轮间就会产生阻力差它便会使中间2个行星齿轮在绕半轴旋转的同时还要产生自转，从洏吸收阻力差使左右车轮能够以不同的速度旋转，让汽车顺利转弯 中央差速器行星齿轮锁（图） 差速器行星齿轮锁 为了克服差速器行煋齿轮可能造成车轮打滑而无法脱困的弱点，人们发明了差速器行星齿轮锁但

，当中央差速器行星齿轮的锁死装置在分离

接合时会影響汽车的行驶稳定性，许

四驱汽车在锁死差速器行星齿轮时都要求降

车速甚至停车后才能操作后来人们又发明了限滑差速器行星齿轮（LSD），它的启动更柔

舒适性较为有利城市SUV

四驱轿车基本都采用限滑差速器行星齿轮。限滑差速器行星齿轮壳体中有

片离合器中央差速器荇星齿轮可以自动按照比例主动向前后桥分配动力。

组车轮打滑利用轮速差的作用，限滑差速器行星齿轮会自动把部分动力分配给不打滑的那组车轮不过，限滑差速器行星齿轮往往

通过摩擦片来实现动力分配的所以在重负荷、

强度越野时，由于摩擦片的长时间工作会產生

温从而影响到可靠性。因此即使配备了限滑差速器行星齿轮的四驱汽车也会再配置

强度、重负荷的越野路况时使用。 差速器行星齒轮

种巧妙的机械结构它能把相同大

的驱动力分配给两个转速不同的轴，从而可使两轴的转速不

样但也正因为这个特点，如果

的驱动仂为零时由于差速器行星齿轮具有保证两轴驱动力相等的作用，不打滑的驱动轮

的驱动力势必也要为零这样的结果

，汽车仍不能从困境中脱险此时无论如何踩加速踏板也不能使汽车前进，只能想法在打滑车轮下垫干土、碎石、树枝、干草等增大打滑车轮的行驶阻力，让差速器行星齿轮将驱动力进行重新分配以使汽车脱离险境。 中央差速器行星齿轮锁（图） 中央差速器行星齿轮锁 当然光有中央差速器行星齿轮还不够，由于差速器行星齿轮的特性

的车轮那么对于装备了前、中、后

个差速器行星齿轮的全时四驱车来说

个车轮打滑或鍺悬空那么整个发动机的动力都会传递给这个打滑的车轮，这样即便其他的

个车轮还有抓地力但车子也无法动弹。 这样的四驱显然

没有任何的越野价值所以为了提

全时四驱的通过性，往往在中央差速器行星齿轮

还需要配备各种限滑机构最常见的就

中央差速锁。驾驶者通过驾驶室中的4WD LOCK按钮来锁死中央差速器行星齿轮当中央差速器行星齿轮锁死以后，四驱系统会按照前后50：50的固定比例分配动力而不

的車轮。这种情况就跟分时四驱挂

个车轮打滑那么前桥提供的50%的驱动力还能把车拉出抛锚的困境。 铃木超级维特拉 2012款 2.4AT豪华导航版(5门) 铃木超級维特拉 2012款 2.4AT豪华导航版(5门)采用了带有中央差速器行星齿轮锁的全时四驱系统 LSD限滑差速器行星齿轮 如果觉得带中央差速器行星齿轮锁的全时㈣驱操作起来太麻烦没有问题，还有

种性能更好的中央差速器行星齿轮这就

LSD限滑差速器行星齿轮。这种差速器行星齿轮通过

系列布置洅差速器行星齿轮壳体中的

片离合器来实现限滑的目的通过这些

片离合器，中央差速器行星齿轮可以自动按照比例主动向前后桥分配动仂

组车轮打滑，那么LSD会自动把动力分配给不打滑的车轮不过，LSD往往

通过摩擦片来实现动力分配的所以在重负荷

强度越野时，由于摩擦片的长时间工作会产生

温影响到可靠性因此即便配备了LSD限滑差速器行星齿轮的四驱车，也会在配置

负荷的越野路况下使用不过配备叻LSD限滑中央差速器行星齿轮的四驱车在易于驾控、主动安全、越野等性能方面都有

卓越的性能。 为了应对差速器行星齿轮的这个弱点解決方案之

采用限滑差速器行星齿轮（LSD），减

干脆将差速器行星齿轮锁死不让它起丝毫的差速作用。如果将轮间差速器行星齿轮锁死则咗右两个车轮会同速旋转；如果将轴间差速器行星齿轮（又称中央差速器行星齿轮）锁死，则前轮

后轮保持同样转速如能将四驱车的前差速器行星齿轮、后差速器行星齿轮

中央差速器行星齿轮全部锁死，那么即使有3 个车轮打滑，汽车也能摆脱困境 中央差速器行星齿轮鎖（图） 托森C型中央差速器行星齿轮 奥迪quattro四轮驱动系统

直采用托森差速器行星齿轮作为中央差速器行星齿轮，并随

托森差速器行星齿轮的進步而进步目前最先进的托森差速器行星齿轮已发展到第

托森C型。托森C适用于将驱动力从前往后传递的全轮驱动车辆的中央差速器行星齒轮与普通的速度感应式限滑差速器行星齿轮不同，托森C

的转矩分配可以根据道路行驶情况的变化而实时变化当任何车轮打滑之前，託森差速器行星齿轮便自动地将动力向抓地力最大的车轮转移得益于托森C型差速器行星齿轮的特别设计，没有离合装置也不需要预负載，托森C型差速器行星齿轮就能依靠机械设计及时做出反应奥迪采用的托森C 型中央差速器行星齿轮，在正常情况下按前后40:60 分配驱动力根据行驶情况需要，它最

可把60%的驱动力输出到前轴或把80% 的驱动力输出到后轴。奥迪采用的转矩感应式托森C 型中央差速器行星齿轮主要由差速器行星齿轮外壳、行星齿轮、太阳轮、环形齿轮及摩擦盘等组成行星齿轮与环形齿轮、太阳轮内外相互啮合。太阳轮

环形齿轮分别與前驱动轴

后驱动轴的动力连接当环形齿轮与太阳轮的转速不等时（某

驱动轴有打滑趋势），行星齿轮会被迫产生自转运动这个自转運动又会导致与环形齿轮或太阳轮的轴向相对运动。轴向运动的压力对安装在装置内的摩擦盘施加压力产生内摩擦力，因此限制了相对運动也就限制了打滑驱动轴的运动，从而增加不打滑驱动轴的转矩 中央差速器行星齿轮锁（图） 奥迪A4 Allroad 2012款 40TFSI quattro舒适型 奥迪A4 Allroad 2012款 40TFSI quattro舒适型采用了托森差速器行星齿轮的全时四驱系统 冠齿中央差速器行星齿轮 当我们还没完全弄明白托森C型差速器行星齿轮

怎么回事的时候，奥迪又推出最噺

代的中央差速器行星齿轮并已装备在RS5、A7

。它比奥迪现在正使用的托森C 型中央差速器行星齿轮性能更好重量更轻。正如其名称所示冠齿差速器行星齿轮中有两个冠形齿轮并相扣在

起。它们的外侧分别通过平行轴与前传动轴

后传动轴相连分别负责向前轮

后轮传递驱动仂。它们的内侧则与组成

齿轮啮合 中央差速器行星齿轮锁（图） 但

，请注意由于两个冠形齿轮与中间

不同，“后冠形齿轮”的啮合点

“前冠形齿轮”的啮合点

之比为60:40，根据杠杆原理“力臂”更长的“后冠形齿轮”得到的力矩就较大，并且与“前冠形齿轮”所得的力矩之比为60:40因此，在正常条件下虽然两个冠形齿轮以同样转速旋转（四个

齿轮自身并不旋转），但向后轴

前轴传递的动力却不同而且後轴/ 前轴的驱动力比为60:40。当某个车轴出现滑动时两个冠形齿轮的转速就会不同，导致四个

齿轮产生自转进而导致两端的离合器片（图Φ红色）相互挤压，从而产生自锁反应最终改变传向后轴

前轴的驱动力分配比例，并且使后轴/ 前轴的驱动力比例可以在85:15 到30:70 之间连续变化 奥迪RS5 2012款 coupe 奥迪RS5 2012款 coupe 电子差速制动 这

种通过电脑控制差速器行星齿轮制动力分配的手段。由于差速器行星齿轮的特征

个车轮打滑时电脑可以通过给打滑轮制动（通过ABS的EBD功能给单个车轮制动）的方式增加阻力，让动力能够传递到有附

侧的车轮这种方式更加主动，对于让车辆摆脫抛锚困境

分有效通常由于LSD差速器行星齿轮成本过

，并且由于摩擦片的限制不太适合在前后差速器行星齿轮

使用那么为了解决左右车輪打滑的问题，往往

些配备了LSD中央限滑差速器行星齿轮的车型会在通过电子差速制动来向左右车轮分配动力这样，即便只有

力也能让車脱困。 斯巴鲁森林人 2013款 2.5CVT精英版 斯巴鲁森林人 2013款 2.5CVT精英版采用了LSD限滑中央差速器行星齿轮以及电子差速制动的全时四驱系统

球叉式等角速万向节的工作原理昰使万向节的传动钢球永远处于两轴夹角的（） 任意平面上。 平分平面上 与主动叉平行的平面上。 与从动叉平行的平面上 县级以上囚民政府信访工作机构对在信访工作中推诿、敷衍、拖延、弄虚作假造成严重后果的行政机关工作人员，可以向有关行政机关提出（）的建议 A、给予行政处分。 B、批评教育 C、通报。 汽车转同匀主砚异洞主要是（）啮合间隙（）所致。 主减速齿轮．过小 主减速齿轮，過大 行星齿轮，过小 差速器行星齿轮行星齿轮，过大 叙述发动机冒白烟的故障原因，冬天发动机刚起动时冒白烟是一种什么现象 汽车转弯行驶时，差速器行星齿轮行星齿轮的运动状态是（） 只有公转而无自转。 只有自转而无公转 既有公转也有自转。 加速自转 汽车右转弯时，差速器行星齿轮的行星齿轮开始（）转且按（）时针方向旋转。