說說汽車的前輪是如何實現既可以轉向又可以驅動的？

現在絕大多數的轎車都是前輪驅動的，四輪驅動的越野車以及部分全輪驅動的卡車，前輪上也有驅動力。很多人就感到奇怪了：這前輪是負責轉向的，兩個車輪擺來擺去，而發動機和變速箱是固定不動的，這動力是如何傳遞到兩個車輪上去的呢？汽車的前輪是如何實現既可以轉向又可以驅動的呢？下面我們就來分析一下這個問題。

早期的汽車都是後輪驅動的，前後橋都是剛性整體橋，現在的卡車仍然是這樣的結構。前輪負責轉向，它透過轉向主銷（俗稱立軸）安裝在前橋上，可以自由的左右擺動，然後由汽車轉向系統透過一系列複雜的轉向傳動機構來驅動車輪偏轉，實現汽車轉向；後輪負責驅動，發動機發出來的扭矩透過離合器、變速器、萬向傳動裝置、驅動橋（主減速器、差速器、半軸）傳遞到兩個後輪上，驅動汽車行駛。由於驅動橋是剛性的，驅動車輪與驅動橋之間沒有任何位置變化，所以半軸也是整體式的，它一般封閉在後橋裡面，從外面是看不到它的。

隨著汽車技術的發展以及對汽車效能的需求，逐漸發展出了四驅系統以及前驅系統，這樣就要求汽車的前橋既具有轉向功能，又具有驅動功能。這種能實現車輪轉向和驅動兩種功能的車橋稱為轉向驅動橋（一般指剛性整體橋）。這種車橋在結構上具有一般驅動橋所具有的主減速器、差速器、半軸等零部件，也具有一般轉向橋所具有的轉向節、轉向主銷以及輪轂等。其不同之處在於：由於轉向需要，半軸被分為內半軸（與差速器相連）和外半軸（與輪轂相連）兩段，二者透過等角速萬向節連線起來；同時，轉向主銷也分為上下兩段，分別固定在萬向節的球型支座上；轉向節軸做成空心的，外半軸從中穿過。轉向節的連線叉是球型殼體，既能滿足轉向的需求，又適應了轉向節的傳力。

轉向驅動橋的具體結構如下：

1、驅動部分：在轉向驅動橋上也有主減速器、差速器、半軸等零部件，其中半軸分為內外兩段，內半軸與差速器相連，承接發動機傳遞過來的動力；外半軸透過花鍵與輪轂相連，將動力傳遞到車輪上，驅動汽車行駛。內外半軸透過等角速萬向節相連。

在這裡其關鍵作用的就是連線內外半軸的等角速萬向節。這個等角速萬向節有雙聯式、三銷式、球叉式和球籠式等多種型式。雙聯式就是兩個普通十字軸式萬向節串聯在一起，它的尺寸較大，能夠傳遞的扭矩也較大，一般應用在大型越野卡車上，比如太脫拉等；三銷式是從雙聯式演變而來的，結構更緊湊，一般應用在中型越野卡車上，比如東風EQ240等；球叉式是在主動叉和被動叉之間裝入了五個鋼球，形成一種柔性的傳力機構來傳遞動力，它一般應用在輕型越野車上，比如BJ212等；還有一種是球籠式，一般應用於獨立懸架車型上，在稍後單獨介紹。

2、轉向部分：由於半軸需要從轉向節中心透過，所以轉向主銷就不能製成一個整體，需要分成上下兩段，轉向節殼體分別與上主銷和下主銷相連，可以在上面自由的左右擺動。然後由轉向操縱機構透過轉向節臂控制轉向節的偏轉，進而帶動車輪的偏轉，從而實現汽車轉向。

需要注意的是：上下主銷的軸線必須在一條直線上，並且二者的連線必須與半軸等角速萬向節的中心重合，以保證前輪旋轉與偏轉互不干涉。這是透過結構上的定位來保證的，如果在使用中出現了主銷套松曠、等角速萬向節損壞等，就會出現轉向卡滯、異響、車輪不自動回正等故障。

現在絕大多數的轎車、SUV、MPV等，它們都是發動機橫置前驅、前輪獨立懸架系統，這種結構的驅動和轉向方式與上述的整體橋式轉向驅動橋有所不同。它沒有嚴格意義上的車橋，變速箱與主減速器、差速器組合在一起，稱為“變速驅動橋”，半軸裸露在外面，直接驅動前輪；而車輪與車身的連線是獨立懸架，轉向機直接推動車輪偏轉，所以車輪不僅有左右的擺動，還有上下的跳動，這就要求半軸能隨時適應這種位置的變化。

為了能夠隨時在這種角度經常變化的零部件之間傳遞動力，一般將半軸分為三段，用兩個球籠來連線。內半軸與變速驅動橋的差速器相連，承接變速箱輸出的動力；然後動力傳遞至內球籠，它是一種伸縮型球籠式萬向節（VL節），特點是在傳遞轉矩的過程中，主從動軸之間不僅能相對轉動，而且可以產生軸向位移，以適應車輪上下跳動時產生的半軸長度變化；之後動力傳遞至中間半軸，然後傳遞至外球籠，它是一種固定型球籠式萬向節（RF節），特點是在傳遞轉矩的過程中，主從動軸之間只能相對轉動、不會產生軸向位移，可以適應車輪的大角度偏轉；最後動力傳遞至外半軸，透過外半軸上的花鍵與輪轂相連，驅動車輪旋轉。這樣，汽車就可以在轉向的同時將動力傳遞到車輪上了，也就是我們所說的既可以轉向，又可以驅動。

現在還有很多後輪獨立懸架、後輪驅動的車型，它們的動力是如何傳遞的呢？它也沒有嚴格意義上的車橋，只有一個由主減速器和差速器組成的驅動橋。由於後輪可以上下跳動，所以半軸就不能是整體式的了，需要從中間斷開，以滿足在兩個位置不斷變化的零部件之間傳遞動力，這就是斷開式半軸。它在半軸上加裝了兩個萬向傳動裝置，以實現動力傳遞角度的變化。動力從驅動橋輸出後，首先傳遞給一個球籠，然後再傳遞給半軸，在靠近驅動車輪的位置上再透過一個球籠傳遞給驅動車輪。汽車在行駛時，車輪會上下跳動，但是球籠允許半軸以一定的角度彎折，所以動力傳遞並不會中斷。不過由於驅動車輪上下跳動的範圍有限，所以這種半軸可以彎折的角度較小，只能用來傳力而不能用來轉向。