差速器返回目錄↑1、構(gòu)成
差速器
普通差速器由行星齒輪、行星輪架(差速器殼)、半軸齒輪等零件組成。 發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)傳動(dòng)軸進(jìn)入差速器,直接驅(qū)動(dòng)行星輪架,再由行星輪帶動(dòng)左、右兩條半軸,分別驅(qū)動(dòng)左、右車輪。差速器的設(shè)計(jì)要求滿足:(左半軸轉(zhuǎn)速)+(右半軸轉(zhuǎn)速)=2(行星輪架轉(zhuǎn)速)。 當(dāng)汽車直行時(shí),左、右車輪與行星輪架三者的轉(zhuǎn)速相等處于平衡狀態(tài),而在汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)三者平衡狀態(tài)被破壞,導(dǎo)致內(nèi)側(cè)輪轉(zhuǎn)速減小,外側(cè)輪轉(zhuǎn)速增加。 返回目錄↑2、功能汽車在拐彎時(shí)車輪的軌線是圓弧,如果汽車向左轉(zhuǎn)彎,圓弧的中心點(diǎn)在左側(cè),在相同的時(shí)間里,右側(cè)輪子走的弧線比左側(cè)輪子長,為了平衡這個(gè)差異,就要左邊輪子慢一點(diǎn),右邊輪子快一點(diǎn),用不同的轉(zhuǎn)速來彌補(bǔ)距離的差異。 返回目錄↑3、原理
差速器機(jī)構(gòu)圖差速器的這種調(diào)整是自動(dòng)的,這里涉及到“最小能耗原理”,也就是地球上所有物體都傾向于耗能最小的狀態(tài)。例如把一粒豆子放進(jìn)一個(gè)碗內(nèi),豆子會(huì)自動(dòng)停留在碗底而絕不會(huì)停留在碗壁,因?yàn)橥氲资悄芰孔畹偷奈恢茫ㄎ荒埽,它自?dòng)選擇靜止(動(dòng)能最。┒粫(huì)不斷運(yùn)動(dòng)。同樣的道理,車輪在轉(zhuǎn)彎時(shí)也會(huì)自動(dòng)趨向能耗最低的狀態(tài),自動(dòng)地按照轉(zhuǎn)彎半徑調(diào)整左右輪的轉(zhuǎn)速。
當(dāng)轉(zhuǎn)彎時(shí),由于外側(cè)輪有滑拖的現(xiàn)象,內(nèi)側(cè)輪有滑轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪此時(shí)就會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)方向相反的附加力,由于“最小能耗原理”,必然導(dǎo)致兩邊車輪的轉(zhuǎn)速不同,從而破壞了三者的平衡關(guān)系,并通過半軸反映到半軸齒輪上,迫使行星齒輪產(chǎn)生自轉(zhuǎn),使外側(cè)半軸轉(zhuǎn)速加快,內(nèi)側(cè)半軸轉(zhuǎn)速減慢,從而實(shí)現(xiàn)兩邊車輪轉(zhuǎn)速的差異。 車輪滑動(dòng)時(shí)不僅加劇輪胎磨損、增加功率和燃料消耗,還會(huì)使汽車轉(zhuǎn)向困難、制動(dòng)性能變差。為使車輪盡可能不發(fā)生滑動(dòng),在結(jié)構(gòu)上必須保證各車輛能以不同的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)。 軸間差速器:通常從動(dòng)車輪用軸承支承在心軸上,使之能以任何角速度旋轉(zhuǎn),而驅(qū)動(dòng)車輪分別與兩根半軸剛性連接,在兩根半軸之間裝有差速器。這種差速器又稱為軸間差速器。 多軸驅(qū)動(dòng)的越野汽車,為使各驅(qū)動(dòng)橋能以不同角速度旋轉(zhuǎn),以消除各橋上驅(qū)動(dòng)輪的滑動(dòng),有的在兩驅(qū)動(dòng)橋之間裝有軸間差速器。 返回目錄↑4、作用汽車差速器有三大作用,首先是將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力傳輸?shù)杰囕喩希浩浯,將主減速器已經(jīng)增加的扭矩一分為二的分配給左右兩根半軸;最后是,擔(dān)任汽車主減速齒輪,在動(dòng)力傳輸至車輪前將傳動(dòng)系的轉(zhuǎn)速減下來,將動(dòng)力傳到車輪上,同時(shí)允許兩側(cè)車輪以不同的輪速轉(zhuǎn)動(dòng)。[1] 返回目錄↑5、分類
機(jī)械鎖式差速器現(xiàn)代汽車上的差速器通常按其工作特性分為齒輪式差速器和防滑差速器兩大類。
1、齒輪式差速器:當(dāng)左右驅(qū)動(dòng)輪存在轉(zhuǎn)速差時(shí),差速器分配給慢轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩大于快轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩。這種差速器轉(zhuǎn)矩均分特性能滿足汽車在良好路面上正常行駛。但當(dāng)汽車在壞路上行駛時(shí),卻嚴(yán)重影響通過能力。例如當(dāng)汽車的一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪陷入泥濘路面時(shí),雖然另一驅(qū)動(dòng)輪在良好路面上,汽車卻往往不能前進(jìn)(俗稱打滑)。此時(shí)在泥濘路面上的驅(qū)動(dòng)輪原地滑轉(zhuǎn),在良好路面上的車輪卻靜止不動(dòng)。這是因?yàn)樵谀酀袈访嫔系能囕喤c路面之間的附著力較小,路面只能通過此輪對半軸作用較小的反作用力矩,因此差速器分配給此輪的轉(zhuǎn)矩也較小,盡管另一驅(qū)動(dòng)輪與良好路面間的附著力較大,但因平均分配轉(zhuǎn)矩的特點(diǎn),使這一驅(qū)動(dòng)輪也只能分到與滑轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輪等量的轉(zhuǎn)矩,以致驅(qū)動(dòng)力不足以克服行駛阻力,汽車不能前進(jìn),而動(dòng)力則消耗在滑轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輪上。此時(shí)加大油門不僅不能使汽車前進(jìn),反而浪費(fèi)燃油,加速機(jī)件磨損,尤其使輪胎磨損加劇。有效的解決辦法是:挖掉滑轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輪下的稀泥或在此輪下墊干土、碎石、樹枝、干草等。 2、防滑差速器:為提高汽車在壞路上的通過能力,某些越野汽車及高級轎車上裝置防滑差速器。防滑差速器的特點(diǎn)是,當(dāng)一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪在壞路上滑轉(zhuǎn)時(shí),能使大部分甚至全部轉(zhuǎn)矩傳給在良好路面上的驅(qū)動(dòng)輪,以充分利用這一驅(qū)動(dòng)輪的附著力來產(chǎn)生足夠的驅(qū)動(dòng)力,使汽車順利起步或繼續(xù)行駛。 返回目錄↑6、Torsen LSD系統(tǒng)
差速器
說起AWD轎車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)人們不能不想到奧迪Quattro,正是奧迪的大膽創(chuàng)新并義無反顧才使得越來越多的人們享受到AWD帶來的駕駛樂趣,而奧迪Quattro AWD的核心正是Torsen LSD差速器系統(tǒng),誰能想到電子部件橫行的今天它還保持著機(jī)械的清純。 每輛汽車都要配備有差速器,我們知道普通差速器的作用:第一,它是一組減速齒輪,使從變速箱輸出的高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為正常車速;第二,可以使左右驅(qū)動(dòng)輪速度不同,也就是在彎道時(shí)對里外車輪輸出不同的轉(zhuǎn)速以保持平衡。它的缺陷是在經(jīng)過濕滑路面時(shí)就會(huì)因打滑失去牽引力。而如果給差速器增加限滑功能就能滿足轎車在惡劣路面具有良好操控性的需求了,這就是限滑差速器(Limited Slip Differential,簡稱LSD)。全輪驅(qū)動(dòng)轎車AWD系統(tǒng)的基本構(gòu)成是具有3個(gè)差速器,它們分別控制著前輪、后輪、前后驅(qū)動(dòng)軸扭矩分配。這3個(gè)差速器不只是人們常見的簡單差速器,它們是LSD差速器,帶有自鎖功能以保證在濕滑路面輪胎發(fā)生打滑時(shí)驅(qū)動(dòng)輪始終保持有充足的扭矩輸出從而在惡劣路況獲得良好的操控。世界上的LSD差速器有好幾種形式,今天我們就來看看Torsen自鎖差速器系統(tǒng)。 Torsen這個(gè)名字的由來取自Torque-sensing Traction——感覺扭矩牽引,連品牌名稱都是從牽引力控制中得來的,夠?qū)I(yè)吧! Torsen的核心是蝸輪、蝸桿齒輪嚙合系統(tǒng) 在彎道行駛沒有車輪打滑時(shí),前、后差速器的作用是傳統(tǒng)差速器,蝸桿齒輪不影響半軸輸出速度的不同。如車向左轉(zhuǎn)時(shí),右側(cè)車輪比差速器快,而左側(cè)速度低,左右速度不同的蝸輪能夠嚴(yán)密地匹配同步嚙合齒輪。此時(shí)蝸輪蝸桿并沒有鎖止,因?yàn)榕ぞ厥菑奈佪喌轿仐U齒輪。 當(dāng)右側(cè)車輪打滑時(shí),蝸輪蝸桿組件發(fā)揮作用,如是傳統(tǒng)差速器將不會(huì)傳輸動(dòng)力到左輪。對于Torsen LSD差速器,此時(shí)快速旋轉(zhuǎn)的右側(cè)半軸將驅(qū)動(dòng)右側(cè)蝸桿,并通過同步嚙合齒輪驅(qū)動(dòng)左側(cè)蝸桿,此時(shí)蝸輪蝸桿特性發(fā)揮作用。當(dāng)蝸桿驅(qū)動(dòng)蝸輪時(shí),它們就會(huì)鎖止,左側(cè)蝸桿和右側(cè)蝸桿實(shí)現(xiàn)互鎖,保證了非打滑車輪具有足夠的牽引力。 Torsen差速器的特點(diǎn) Torsen差速器實(shí)現(xiàn)了恒時(shí)、連續(xù)扭矩控制管理,它持續(xù)工作,沒有時(shí)間上的延遲,但不介入總扭矩輸出的調(diào)整,也就不存在著扭矩的損失,與牽引力控制和車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)相比具有更大的優(yōu)越性。因?yàn)闆]有傳統(tǒng)的自鎖差速器所配備的多片式離合器,也就不存在著磨損,并實(shí)現(xiàn)了免維護(hù)。純機(jī)械LSD具有良好的可靠性。 差速器Torsen差速器可以與任何變速器、分動(dòng)器實(shí)現(xiàn)匹配,與車輛其它安全控制系統(tǒng)ABS、TCS(Traction Control Systems,牽引力控制)、SCS(Stability Control Systems,車身穩(wěn)定控制)相容。Torsen差速器是純機(jī)械結(jié)構(gòu),在車輪剛一打滑的瞬間就會(huì)發(fā)生作用,它具有線性鎖止特性,是真正的恒時(shí)四驅(qū),在平時(shí)正常行駛時(shí)扭矩前后分配是50∶50。缺點(diǎn)是它的價(jià)格很貴。 Torsen差速器已經(jīng)生產(chǎn)到了第3代 作為最主要的四驅(qū)轎車生產(chǎn)商,奧迪一直在堅(jiān)持使用Torsen差速器,F(xiàn)在使用Torsen差速器用于AWD車型的公司越來越多,有福特、通用、奧迪、豐田和大眾等公司。在今天這個(gè)電子的時(shí)代,純機(jī)械系統(tǒng)以它的牢固可靠性而保持著獨(dú)有的位置。[2] 返回目錄↑7、操縱離合器對差速器部件是否有影響離合器的操縱是否合理對差速器部件是有影響的對傳動(dòng)系統(tǒng)主要受力件也有很大影響。由于操作離合器不當(dāng)而造成差速器的部件損壞是常見的。 |