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汽车知识之解析差速器作用以及分类介绍

发布时间:2012年05月29日 04:12 | 进入汽车论坛 | 来源:Che168 | 手机看视频


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何谓差速器?差速器相当于一个扭矩分配器,将输入扭矩一分为二,传递给左右两个驱动半轴,并允许两个半轴以不同速率旋转。

为何需要差速器?车辆转弯时,内侧车轮走的弧线会比外侧短。为弥补差距,我们就希望内侧轮子转得慢些,外侧转得快些。

差速器有何作用?差速器能使同一驱动桥的两个车轮,以不同的速率旋转(即允许其产生转速差)。

两驱车只有驱动桥需要安装差速器,因为非驱动桥上的两车轮并未相连,所以没有必要安装差速器。而对于四轮驱动和全轮驱动车辆来说,由于前后轴均为驱动桥,必须分别在两个前轮和两个后轮之间安装轮间差速器。

四驱全时接通的全轮驱动车辆,为了能使前后轴出现转速差,驱动系统在前后轴间还需要再加装轴间差速器。

汽车知识之解析差速器作用以及分类介绍

分类详解1:开放式差速器

开放式差速器最为常用,其能向左右两驱动半轴分配同等大小的扭矩。车辆直线行驶时,左右车轮受力相等,两半轴齿轮不存在转速差,所以行星齿轮不发生自转,主减速器从动齿圈相当于直接驱动两半轴齿轮。半轴齿轮通过驱动半轴与车轮相连,因此实质上经过一系列动力传递过程后,车轮得到了和主减速器从动齿圈相同的转速。车辆转弯时,外侧车轮希望能够获得比内侧车轮更高的转速,此时行星齿轮介入,在维持扭矩传递的同时允许两半轴齿轮出现轻微的转速差。

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开放式差速器构成

开放式差速器的缺点:如果一侧的半轴齿轮相对另一侧静止不动,那么输入差速器的所有动力都将被分配给阻力较小的车轮上。这就是为何当车子一侧车轮在冰面上,另一侧在附着力良好的路面上时大脚加油,冰面一侧的车轮拼命打滑,而附着力良好的路面上的车轮却纹丝不动的原因。此时车辆根本动弹不得,因为引擎所有的动力都被输送到了阻力最小的——即处在冰面上的那个车轮上。

如果是一辆前后轴都使用开放式差速器的四轮驱动车辆,在越野时遇到单个前轮或后轮离地的状况,是没有脱困可能的。差速器会卖力的驱动悬空车轮空转,而留在路面上的车轮则不会得到任何驱动力。

分类详解2:限滑差速器

限滑差速器正是为克服开放式差速器的窘境而生的。限滑差速器仍然保留了开放式差速器的所有部件,但额外增加了两个关键部分。一是弹簧压盘,即布置于行星齿轮架两半轴齿轮间的一对弹簧和压盘组件。弹簧压盘推动半轴齿轮向外运动。

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限滑差速器构成

增加的第二部分在离合器组件。半轴齿轮背面涂有摩擦材料,在和行星齿轮架内侧的离合器片挤压接触后能够产生摩擦力。这种结构意味着离合器一直迫切渴望工作,试图让两半轴齿轮的速率和主减速器从动齿圈及行星齿轮架保持一致,如同普通差速器直线行驶时一样。

过弯时,装有限滑差速器的车子将产生足够的力让半轴齿轮和离合器摩擦材料之间产生相对滑动。如此一来,左右两驱动半轴便可产生转速差。弹簧组件的硬度和离合器组件的摩擦系数,共同决定了分离离合器所需的扭矩大小。

限滑差速器的优点:同样是一侧车轮在冰面上,另一侧在附着力良好的路面上的情况下,安装限滑差速器后,在弹簧和离合器组件的作用下,即便一个车轮在冰面上,差速器都会竭力同步两半轴齿轮转速。此时只需在低转速下保持一定的油门开度,处在附着力良好路面一侧的车轮便能得到足够的扭矩驱动车辆前进。

分类详解3:托森差速器

托森差速器是开放式差速器的一个衍生形式。当分配给左右两车轮的扭矩相等时,托森差速器和普通的开放式差速器无异。当分配给左右两车轮的扭矩不等时,二者间的差别就会显现出来。比如说当一个车轮处在低附着力的路面上时,差速器内的蜗轮蜗杆机构便会发生自锁。

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托森差速器是一个无需离合器、液压系统、执行机构或传感器的全机械装置。托森差速器的蜗轮不但与半轴上的蜗杆相啮合,蜗轮两端还额外通过常规直齿轮彼此啮合。此连接特性使托森差速器在扭矩均匀时能够和普通开放式差速器一样工作;一旦扭矩分配不均,便可立刻产生扭矩感应作用。

拥有固定扭矩分配比的蜗轮蜗杆机构决定扭矩的分配率,齿轮机构发生自锁时能分配左右动力输出。比如一个扭矩分配比为3:1的托森差速器能够将扭矩放大3倍传递给驱动桥上抓地力更大的那个驱动轮。但其缺点在于,若某一驱动轮突然失去牵引力,另一个车轮也将彻底失去牵引力。

仍然以3:1的这个示例为例,一个车轮最大可获得另一个车轮3倍的扭矩。如果一个车轮没有牵引力,那么3乘0等于0,另一边也不会得到任何扭矩。托森差速器通常是高性能全轮驱动车辆前后轴之间中央差速器的首选,其功用不是分配左右半轴的扭矩,而是负责前后轴之间的扭矩分配。

4、锁止式差速器

锁止式差速器是开放式差速器的另一个衍生形式,通过电子、气动或液压执行机构将两半轴齿轮锁止为一体,这样驱动桥就相当于一根实心轴。这种装置在越野赛中比较常见,因为越野时难免会遇到单轮离地的状况。差速器锁止后相当于一根实心轴,左右两车轮将保持相同转速前进。

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