差速器的分类_差速器的功能

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描述

  差速器的原理

  差速器的这种调整是自动的,这里涉及到“最小能耗原理”,也就是地球上所有物体都倾向于耗能最小的状态。例如把一粒豆子放进一个碗内,豆子会自动停留在碗底而绝不会停留在碗壁,因为碗底是能量最低的位置(位能),它自动选择静止(动能最小)而不会不断运动。同样的道理,车轮在转弯时也会自动趋向能耗最低的状态,自动地按照转弯半径调整左右轮的转速。

  当转弯时,由于外侧轮有滑拖的现象,内侧轮有滑转的现象,两个驱动轮此时就会产生两个方向相反的附加力,由于“最小能耗原理”,必然导致两边车轮的转速不同,从而破坏了三者的平衡关系,并通过半轴反映到半轴齿轮上,迫使行星齿轮产生自转,使内侧半轴转速减慢,外侧半轴转速加快,从而实现两边车轮转速的差异。

  驱动桥两侧的驱动轮若用一根整轴刚性连接,则两轮只能以相同的角度旋转。这样,当汽车转向行驶时,由于外侧车轮要比内侧车轮移过的距离大,将使外侧车轮在滚动的同时产生滑拖,而内侧车轮在滚动的同时产生滑转。即使是汽车直线行驶,也会因路面不平或虽然路面平直但轮胎滚动半径不等(轮胎制造误差、磨损不同、受载不均或气压不等)而引起车轮的滑动。

  车轮滑动时不仅加剧轮胎磨损、增加功率和燃料消耗,还会使汽车转向困难、制动性能变差。为使车轮尽可能不发生滑动,在结构上必须保证各车轮能以不同的角度转动。

  轴间:通常从动车轮用轴承支承在主轴上,使之能以任何角度旋转,而驱动车轮分别与两根半轴刚性连接,在两根半轴之间装有差速器。这种差速器又称为轴间差速器。

  多轴驱动的越野汽车,为使各驱动桥能以不同角速度旋转,以消除各桥上驱动轮的滑动,有的在两驱动桥之间装有轴间差速器。

  差速器的分类

  1、开放式差速器

  工作原理:开放式差速器将发动机的动力分成两路,两者可提供不同的转速。

  缺点:当一个车轮丢失了牵引力,对向的车轮同样会产生扭矩衰减。在最坏情况下,一个车轮飞速地旋转,而另一个可产生牵引力的车轮则静止不动,无法推动车辆。当代的牵引力控制系统可以通过制动器减小空转车轮的转速,从而将更多扭矩分配到另一个车轮上。通常而言,结构复杂的差速器均比这样的差速器反应更快,效果更明显。

  2、限滑差速器

  工作原理:限滑差速器结合了开放式差速器和锁差速器的特点,在大多数情况下像开放式差速器那样工作,而当车轮滑动出现时,它能自动锁止。锁止过程可通过液压、离合片或者复杂的齿轮组实现。

  缺点:纯机械限滑差速器反应较慢,只有在侧滑发生后才起作用。

  3、锁止差速器

  工作原理:当差速器锁止时,所结合的车轮始终以相同的速度旋转。无论在沙地、泥地还是雪地,锁止差速器可将扭矩连续不断地输向具有较高抓地力的车轮。

  缺点:在未锁止时,该差速器的表现如同开放式差速器。如果在高抓地力的路面上锁止该差速器,那么它会大大影响车辆的转向性能,甚至可能烧坏传动系。

  4、电控限滑差速器

  工作原理:电子控制的离合片组提供了变阻器般的开闭操控,每秒可执行上百次调节过程。举例而言如果电脑检测到过弯时出现了太多转向过度,差速器将会及时介入锁止,从而稳定车辆的行驶状态。

  缺点:如同传统的限滑差速器,扭矩只会传输到转速较慢的车轮上。

  5、扭矩矢量分配差速器

  工作原理:利用额外的齿轮让半轴以超速状态旋转,通过差速器,让分配的扭矩精确地传输到每个驱动轮上。这一过程可产生更多的摇摆扭矩,降低或加快车辆在弯道内的转动速度。

  缺点:扭矩矢量分配差速器非常笨重复杂,造价昂贵,同时会造成额外的燃油消耗。

  差速器的功能

  汽车在拐弯时车轮的轨线是圆弧,如果汽车向左转弯,圆弧的中心点在左侧,在相同的时间里,右侧轮子走的弧线比左侧轮子长,为了平衡这个差异,就要左边轮子慢一点,右边轮子快一点,用不同的转速来弥补距离的差异。

  如果后轮轴做成一个整体,就无法做到两侧轮子的转速差异,也就是做不到自动调整。为了解决这个问题,早在一百年前,法国雷诺汽车公司的创始人路易斯·雷诺就设计出了差速器这个东西。

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