什么是差速器,为什么需要差速锁?

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差速器,这个世界上每台车上都存在的设备,相对于差速器,与其有一字之差的差速锁又是什么?相信如今还是有很多人搞不懂差速器和差速锁到底是什么鬼,今天咱们不讲那些复杂的差速锁,就带大家先了解一下什么是差速器,他是干什么用的、有什么特点、为什么有了差速器还需要差速锁?

这里说的差速器是指开放式的差速器,早在汽车刚诞生的那个年代是没有差速器的,底盘基本就是按照马车的样子设计,车轮之间就是用一根大铁轴连接,像这样:

那么问题接踵而至,爱车为啥有时候转不过来弯,甚至时间长了轮子怎么还掉下来了?


这个时候有个勇敢地男人站了出来,他叫路易斯·雷诺,没错他就是雷诺的创始人。

他一针见血地指出这是因为转弯时内外侧轮子转的圈数不一样导致的,像这样:

内侧的轮子转速明显比外侧车轮慢,想必这么复杂的道理也就只有这样帅气的男人能发现了!于是这个男人机智的发明了差速器,顾名思义就是允许让两边车轮可以有转速差。读到这大家应该就了解差速器的作用了。小编查阅了一些讲解差速器的内容,明明最基本的开放式差速器都说不明白还整一些高端的差速锁来写,让人看着是一头雾水。比如下面这张配图,看的我是真想在他车上创作一幅《清明上河图》。

接下来小编就用人话跟大家讲讲他是怎么工作的吧。咱们拿前置发动机后轮驱动(前置后驱)的车来举个栗子吧,废话不多说,上图:

大家可以先看一下轮廓,传动轴将动力接入后桥差速器内。咱们放大一下来看看这里面到底是什么。

就是这么个东西,没有花里胡哨的结构,简约大方又实用,关键是便宜。下面给大家标注一下里面的东西。

再来个更简单的:

有一点大家要注意,两侧的输出轴连接车轮,半轴(输出轴)接入到后桥差速器里除了收到行星齿轮的驱动力,并不直接受输入轴的动力。

当车辆直线行驶时:

1.传动轴带动差速器侧面锥齿轮,锥齿轮通过与之一体的框架带动安装在上面的行星齿轮。

2.行星齿轮充当横向杆带动两侧半轴转动,这样车子就可以正常向前行驶了。

在这里赘述一下差速器的一个速度特性:当行星齿轮如上所述不自转时,那么传动轴转速N0等于左右两侧半轴转速N1和N2。也就是N0=N1=N2。

当车辆转弯行驶时:

1.同上,传动轴带动差速器侧面锥齿轮,锥齿轮的框架带动行星齿轮。

2.不同的是,行星齿轮除了跟着框架公转充当横向杆带动半轴,还能够根据两侧半轴转速不同产生自转。

3.由于转弯时两侧车轮转弯半径不同,内侧车轮比外侧转动慢,所以内侧半轴比外侧半轴慢,两侧半轴出现转速差,这时行星齿轮除了围着框架公转,也开始自转,以此来允许半轴各转各的,同时还可充当横向杆驱动半轴。这样车子就可以正常转弯行驶了。

这就引出了差速器的另一个速度特性:当行星齿轮在公转的同时,又因转弯产生自转时,一侧半轴比侧面锥齿轮多转的圈数一定与另一侧半轴比锥齿轮少转的圈数相等。所以2*N0=N1+N2。

上述两个速度特性说明左右两侧半轴转速之和等于差速器侧面锥齿轮转速的两倍。

正是因为差速器的这些特性使得车辆无论在直线还是弯道都能够正常行驶。当然它还有一个特性是他的致命缺点,那就是扭矩平分特性。差速锁的存在正是为了弥补这一缺点。

当出现某些不正常路面的时候这种开放式差速器就歇菜了,请看下图:

我们来了解一下扭矩平分特性:

正常行驶时:行星齿轮充当横向杆带动两侧半轴时,两半轴各获得传动轴一半的扭矩。即0.5*M0=M1=M2。

但是当车辆的一侧驱动轮驶入泥泞路面,由于附着力小而打滑,即使另一个车轮在良好路面上,汽车也不能前进,这便是扭矩平分的副作用,看下面这张图:

在良好路面上的那个轮摩擦力良好,如同上图被手握持受力的半轴。当框架带动行星齿轮,想要使两侧半轴转动时,由于右侧半轴受力无法转动,行星齿轮便会产生自转,此时没有被握住的半轴旋转。然而力是相互的,行星齿轮作用在被握持的半轴上的动力与作用在空转半轴的力相等,所以在正常路面上的车轮也没有足够的动力驶出泥坑。

面对这种无奈的情况,即使动力再强大的车也没有办法脱困,于是便产生了差速锁这个东西。了解完差速器的缺点,想必大家就很好理解差速锁的作用了。锁止装置通过锁止左右半轴,使它们变成一根实心轴那样的效果,避免动力从空转的轮子被浪费,就摆脱了差速器的不足。

例如在上图车轮悬空时,通过锁止后桥差速器,可以使得两个车轮都能获得一半的扭矩来通过,此时悬空的车轮不再空转而是和接触地面的车轮保持相同的转速。

根据不同锁止方式会分为不同的差速锁,有强制锁止式、高摩擦自锁式、粘性耦合式和托森式差速器。托森差速器一直是奥迪Quattra四驱系统的核心,过去奥迪车标后面的小壁虎便是他的标志。

目前在平行进口车里面具备差速锁并且越野性能强悍的车有新款奔驰G级、揽胜行政、三菱帕杰罗等等。

揽胜行政

三菱帕杰罗



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