可能有一些人觉得开车转弯只需要方向盘和转向机就行了,但是实际上还有一个部件也在默默发挥作用, 这就是差速器。
顾名思义,差速器就是让各个车轮(通常是驱动轮)能以不同转速转动的部件,没有它,汽车无法实现稳定而高速在弯道行驶,转向也变得非常困难。 当然差速器也是个很复杂的装置,就简单了解讲一下。
一、差速器构造及作用
汽车差速器能够使左、右(或前、后)驱动轮实现以不同转速转动的机构。 主要由左右半轴齿轮、两个行星齿轮及齿轮架组成。功用是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时,使左右车轮以不同转速滚动,即保证两侧驱动车轮作纯滚动运动。差速器是为了调整左右轮的转速差而装置的。
汽车在转弯时,车轮做的是圆弧的运动,那么外侧车轮的转速必然要高于内侧车轮的转速,存在一定的速度差,在驱动轮上会造成相互干涉的现象。由于非驱动轮左右两侧的轮子是相互独立的,互不干涉。
驱动轮如果直接通过一根轴刚性连接的话,两侧轮子的转速必然会相同。那么在过弯时,内外两侧车轮就会发生干涉的现象,会导致汽车转弯困难,所以现在汽车的驱动桥上都会安装差速器。
二、差速器的工作原理
汽车行驶时,传动轴传过来的动力通过主动齿轮传递到环齿轮上,环齿轮带动行星齿轮轴一起旋转,同时带动侧齿轮转动,从而推动驱动轮前进。
当车辆直线行驶时,左右两个轮受到的阻力一样,行星齿轮不自转,把动力传递到两个半轴上,这时左右车轮转速一样(相当于刚性连接); 当车辆转弯时,左右车轮受到的阻力不一样,行星齿轮绕着半轴转动并同时自转,从而吸收阻力差,使车轮能够与不同的速度旋转,保证汽车顺利过弯。
三、差速器的分类
现代汽车上的差速器通常按其工作特性分为齿轮式差速器和防滑差速器两大类。
1、齿轮式差速器
当左右驱动轮存在转速差时,差速器分配给慢转驱动轮的转矩大于快转驱动轮的转矩。这种差速器转矩均分特性能满足汽车在良好路面上正常行驶。但当汽车在坏路下行驶时,却严重影响经过才能。
例如当汽车的一个驱动轮堕入泥泞路面时,虽然另一驱动轮在良好路面上, 汽车却往往不能行进(俗称打滑)。此时在泥泞路面上的驱动轮原地滑转,在良好路面上的车轮却运动不动。
这是由于在泥泞路面上的车轮与路面之间的附着力较小,路面只能经过此轮对半轴作用较小的反作用力矩,正因为这样差速器分配给此轮的转矩也较小。此时加大油门不只不能使汽车行进,反而糜费燃油,减速机件磨损,尤其使轮胎磨损加剧。 有效的处理方法是:挖掉滑转驱动轮下的稀泥或在此轮下垫干土、碎石、树枝、干草等。
2、防滑差速器
为了防止车轮打滑而无法脱困的弱点,差速器锁应用而生。但是差速器的锁死装置在分离和接合时会影响汽车行驶的稳定性。而防滑差速器(LSD)启动柔和,有较好的驾驶稳定性和舒适性, 不少城市SUV和四驱轿车都采用限滑差速器。
防滑差速器主要通过摩擦片来实现动力的分配。其壳体内有多片离合器,一旦某组车轮打滑,利用车轮差的作用,会自动把部分动力传递到没有打滑的车轮,从而摆脱困境。不过在长时间重负荷、高强度越野时,会影响它的可靠性。
在汽车差速器中有个很重要的差速器——托森差速器
四、托森差速器
托森式差速器也称为托森式自锁差速器, 它利用蜗轮蜗杆传动的不可逆性原理和齿面高摩擦条件,使差速器根据其内部差动转矩(即差速器的内摩擦转矩)的大小而自动锁死或松开,即当差速器内差动转矩较小时起差速作用,而当差速器内差动转矩过大时差速器将自动锁死,这样可以有效地提高汽车的通过能力。
托森差速器的核心是蜗轮、蜗杆齿轮啮合系统,从Torsen差速器的结构视图中可以看到双蜗轮、蜗杆结构,正是它们的相互啮合互锁以及扭矩单向地从蜗轮传送到蜗杆齿轮的构造实现了差速器锁止功能,这一特性限制了滑动。
在弯道正常行驶时,前、后差速器的作用是传统差速器,蜗杆齿轮不影响半轴输出速度的不同,如车向左转时,右侧车轮比差速器快,而左侧速度低,左右速度不同的蜗轮能够严密地匹配同步啮合齿轮。此时蜗轮蜗杆并没有锁止,因为扭矩是从蜗轮到蜗杆齿轮。
而当一侧车轮打滑时,蜗轮蜗杆组件发挥作用,通过托森差速器或液压式多盘离合器,极为迅速地自动调整动力分配。
以上就是汽车上差速器的一些简单介绍,当然根据不同的分类,还有不同的汽车差速器,希望大家能有所帮助!
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