一种三轮客车用的新型传动系统

张德渝，李昌宝，李 婷，刘 仁

（1.重庆先友科技开发有限公司，重庆 400051；2.重钢第二冶金建筑公司，重庆 400052；3.重庆交通大学，重庆 400074）

目前，国内外生产的排量为0.5～3.0 mL的三轮客车和正三轮客车用的发动机，所携带的变速器都是3～4个前进档，其速度变化范围小，因此，动力性和经济性不能合理地有效发挥。美国产的四轮沙滩车（全地形车）的发动机不带倒档，是二级链轮传动。由于链轮传动带来的诸多缺陷，如机械传动效率低、传递动力不可靠、转向不灵活等，同样也造成了整车动力性和经济性的困扰。目前重庆市和国内部分企业生产的“一种新型传动系统”已使用在上述车辆上，并已形成产业。这种新型传动系统使得三轮客车等微型机动车的动力性和燃油经济性等技术指标获得提高，其主要内容[1]：一种“带有倒档加力变速器和对称锥齿轮差速器、半轴全浮式驱动桥总成”被重庆市科委列入了2011年度重庆市“重点新产品”和“高新技术产品项目”。

1 总结构介绍

该新型传动系统是由倒档加力变速器、对称式锥齿轮差速器和半轴全浮支承驱动后桥等零件所组成的驱动后桥[2-3]。有两种结构型式：NO.1型为图1所示的主机组合式；NO.2型为图2所示的单体结构式。

1）主机组合式。带倒档的主机组合式传动系统是由倒档齿轮传动比为3.15：1和加力前进档齿轮传动比为3.66：1的齿轮箱组成。它直接安装在发动机的动力输出轴（A）上，通过主降速齿轮轴（B）直接与对称式“差速器（C）”和半轴全浮支承驱动桥（D）组成一个“总成”。

2）单体结构式。单体结构式的动力传递和结构型式都具有倒档功能，但它具有一个高速档和一个低速档所组成的二个前进档的齿轮传动组合，其传动比分别为i高=3.24：1、i低=6.25：1。它直接与驱动桥主降速锥齿轮轴相连接，其主要功能是扩大车辆的速度和转矩输出的变化范围，以提高整车的加速动力性和燃油经济性。它通过加力变速器，把动力直接传入主传动齿轮轴（B）、对称式锥齿轮差速器（C）和半轴全浮式支撑式驱动后桥（D）组成的“总成”。这种结构不同的传动装置是针对三轮客车与其它机动车类型的不同而专门设计的，目的是为了改善上述机动车的技术性能[4]。

3）动力输出。微型客车发动机的输出功率和扭矩是由车辆发动机的型号决定，因此，设定为常数。机动车的传动装置的“传动比”对车辆动力性和燃油经济性的影响最大。依据汽车理论[5]，车辆的档位数多，发动机发挥其在最大功率附近的高功率机会就会越大，车辆的动力性和加速性就越好；档位越多，发动机在低燃料消耗工作区的可能性越大，车辆的经济性和环保性也就越好。

若在机动车的传动系中增设了一个带倒档的加力变速器（A），见图2。设其传动比设定为i3，则根据汽车理论，机动车的驱动力为

因此，机动车在驱动后桥上增加“加力变速器”后，其驱动力得到了加强。

2 具体结构介绍

2.1 对称式锥齿轮差速器

差速器的功能是当车辆转弯或在不平路面上行驶时，保证左右车轮以不同角速度与地面作纯滚动运动。由“汽车理论”[5]知，为了保证车轮对地面不产生滑动，并使两侧的驱动轮以不同角速度旋转，确保其处于纯滚动状态，唯有把驱动后桥的两侧驱动轮的驱动轴断开，并用带有花键齿的半轴与两侧车轮之间用“差速器”使三轮客车、正三轮客车的左右驱动轮以不同的角速度滚动，并实现车轮与地面作纯滚动运动，这种对称式锥齿轮差速器，其结构简洁，制造工艺性好，制造成本低，容易实现产业化。这是改造链轮传动三轮机动车的一种创新举措，见图3。对称式锥齿轮差速器中转矩的分配由主减速器传来的转矩，经差速器壳、行星齿轮轴和行星齿轮，平均分配给左、右两个半轴齿轮。

2.2 半轴全浮式驱动后桥

目前国产的三轮客车后桥都是采用“半轴半浮”支承结构，后桥车轮与桥壳无直接联系，车轮支承于半轴外端，半轴承受着全部弯矩，是承载式半轴[6-7]。而本系统采用的是“半轴全浮”式后桥，其结构剖面图如图3所示。该结构的动力输入轴与驱动桥的主传动锥齿轮轴构成一体，当输入动力从加力箱中的主传动齿轮轴（1）直接带动主降速从动盘齿轮（2），并通过差速行星齿轮组合中的内花键齿轮带动半轴（3），再经轴承（4）把动力输入桥壳（5）带动轮毂（6）形成整车动力输出。这种“全浮式车桥“所受的力和弯矩全部由桥壳直接承受，也就是说，车轮和桥壳能支承整个汽车的总质量而与半轴无关，半轴只承受转矩，两端不承受任何反力和弯矩。这种结构的后桥能提高整车的载重量、安全性和可靠性，而且结构简单，制造成本低。经有关结构检测这种结构后桥的各项主要技术指标都优于或达到QC/T 534-1999《汽车驱动后桥台架试验评价指标》[8]和QC/T 29063-1992《汽车机械式变速器技术条件》的规定[9]。

3 结束语

本项目主要针对国产三轮客车和客货两用车辆的一种新型传动模式，它对改造链轮传动的沙滩机动车和三轮车是一种创新举措。从我国经济结构上分析，仍属于发展中的农业大国，拥有9亿农民，微型客货两用汽车是最适应于我国农村公路用的车辆之一。我国到2015年农村公路通车里程将达到390万km，并实现90%以上具有村建制的农村实现通车。农村公路的发展将给该产品提供机遇[1]。

[1]2015年我国农村公路总里程将达390万公里[EB/OL].新华网，（2011-02-10）[2012-05-11].http://news.sina.com.cn/c/2011-02-10/183521934192.shtml

[2]Q/XY 29-2012，对称差速器全浮与半浮多挡加力驱动后桥总成[S].

[3]QC/T 534-1999，汽车驱动桥台架试验评价指标[S].

[4]GB/T 23927-2009，三轮汽车和低速货车驱动桥[S].北京：中国标准出版社，2009.

[5]余志生.汽车理论（第 1版）[M].北京：清华大学，2000：75-80.

[6]陈永瑞.汽车构造[M].长春：吉林工业大学，2000：40-40、151-153.

[7]吉林工业大学.汽车理论[M].长春：吉林工业大学出版社，1962:168-170.

[8]QC/T 29063-1992，汽车机械式变速器技术条件[S].

[9]QC/T 534-1999，汽车驱动后桥台架试验评价指标[S].