差速器(汽车的差速器的作用是什么?)

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1、汽车的差速器的作用是什么?
汽车差速器的作用-转弯
「差速器」这一名词在讨论越野车型中常常提及,往往会和“差速锁”并列解析。其功能对于越野车爱好者而言多多少少有些反感,因为绝大多数情况下的陷车都是因为“差速器导致”;当然这是因为这些车可能没有差速锁,下面就来学习几个知识点,感受一下“器&锁”会带来哪些不同的体验吧。
转弯轨迹如果善于观察细节总会发现这样一种现象:汽车在转弯时四个车轮行驶出的距离是不等长的,外侧车轮划过的长度会大于内侧车轮,前后同侧车轮的长度也不相同。也就是说汽车转弯时四个车轮的「转速」完全不同,因为车轮的周长是相同的,只有在周长等长的前提下以不同转速,才能实习不同长度的轨迹。
图1:四个车轮行驶轨迹的四条线
图2:以四个车轮的轮毂中心延伸出直线,以交汇点为圆心、达到四个车轮中心点的距离为「半径」,似乎四条半径的长度完全不一致,那么周长(轨迹长度)也必然不同了。
直线行驶假设四个车轮不能实现以不同转速运转会怎样?轮胎周长相同,转弯半径各不相同。此时如果四个车轮都只能以相同转速运转的话,汽车似乎就没法转弯了吧?!——答案真实如此,因为转弯需要四轮行驶出不同的长度,车轮转速一致后的「行驶距离等长」,在这种状态下汽车只能走直线。如果在摩擦系数很大的铺装路面上强行转弯,内侧车轮就会强行“弹起”单侧车身造成「汽车侧翻」。
解决方式:差速器!上述场景在最早研发汽车时受到了困扰,不过随即就有解决方案出现了。那就是传动轴安装「差速器」,发动机的动力会通过变速箱、传动轴传递到差速器,差速器连接两侧半轴,半轴连接车轮。汽车在行驶中车轮会有滚动阻力,在转弯时四个车轮的“滚阻”会完全不同;差速器则能够按照“滚阻”的大小,自动向两侧车轮分配动力,标准为阻力大的车轮获得动力少、阻力小的车轮获得的动力多——动力决定车轮转速的高低!参考下图:差速器分动的概念。
差速锁的概念「差速器」可以保证四个车轮都能以不同的转速运转,依靠滚动阻力自行调整。但对于越野车型而言也就是个大缺点了,因为滚动阻力小的车轮反而会获得更多的动力,滚阻小就意味着车轮要打滑,此时为其输出更大的动力则必然严重打滑,车辆也就无法脱困了。想要解决这一问题还就得让四个车轮以相同的转速运转,或者说获得相同的动力;只有这样才能保证车辆的正常脱困,但是越野车在泥泞路面上难道不需要转弯吗?
答案自然是否定的,越野车也是需要转弯的;不过越野路面多为泥泞非铺装路面,与车轮的摩擦系数会非常的低。在四轮以相同转速运转的状态下强行转弯,此时内侧车轮只会“强行打滑”摩擦地面,并不会因为摩擦系数过大而翘起车身;所以越野车只需要在非铺装路面强行转弯(铺装路面则为后驱加差速器),依靠前轮的导向功能“滑动”到目标轨迹即可,这就是「差速器」和「差速锁」的功能,供参考。
编辑:天和Auto
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2、微耕机加装差速器有用吗?差速原理是什么?
从运动学的观点来看,对称式圆锥齿轮差速器在本质上是一种行星齿轮机构,其差速原理如图1所示。
可知:差速器壳3与行星齿轮轴5连成一体,形成行星架,因为它又与主减速器的从动齿轮6固连在一起,故为主动件,设其角速度为ω0;半轴齿轮1和2为从动件,其角速度分别为ω1和ω2。A、B两点分别为行星齿轮4与半轴齿轮1和2的啮合点,C为行星齿轮的中心点,A、B、C三点到差速器旋转轴线的距离均为r。
原理推导:
当行星齿轮仅随同行星架绕差速器旋转轴线公转时,显然处在同一半径r上的A、B、C三点的圆周速度都相等(图1b),其值为ω0r。于是ω1=ω2=ω0,即差速器不起差速作用,而半轴角速度等于差速器壳3的角速度。
由此还可得知:
①当任一侧半轴齿轮转速为零时,另一侧半轴齿轮的转速为差速器壳转速两倍;
②当差速器壳转速为零(例如用中央制动器制动万向传动轴时),若一侧半轴齿轮受其他外来力矩而转动,则另一侧半轴齿轮即以相同转速反向转动。
3、奥迪为什么不用托森了?
从奥迪搞出Quattro四驱车开始进军四驱领域到今天,度过了漫长的40年的quattro四驱系统经历了八代,其中有六代用的都是托森差速器(奥迪一直在改进,衍生出了A、B、C三型托森)。从第七代开始,quattro改用冠齿多片离合器式差速器。到了最新一代,quattro改名叫quattro ultra步入电控多片离合器式差速器时代。先来看看这三种结构的优缺点:
上图是托森差速器,可以看出,传动部分全部是齿轮啮合的,优点是扭力抗性大,稳定性好,缺点是结构复杂、体积大、太重,扭力分配范围窄。
上图是冠齿多片离合器,其中红色部分即为离合片,它是通过挤压离合器片实现传动的,优点是重量轻、体积小、扭力分配范围大,缺点是扭力分配还是到不了100%、可靠性存疑(尽管奥迪官方说冠齿差速器也是免维护的)
上图是全新的电控多片离合器,离合片在红色部分下面一点。作用原理同上。图片可见奥迪已去掉了冠状齿轮和行星齿轮结构改机械连接为电机锁止杠杆。优点是扭力分配可达到100%、体积小、反应更快,缺点还是体现在稳定性上,连续高强度作业离合片过热是多片离合器的通病。
说了这么多下面来分析一下奥迪弃用托森的原因,个人认为有以下几点:
一是对专利壁垒的妥协。托森的专利握在一家叫JTEKT的转向系统制造商手里,这家公司是丰田系公司,以奥迪的江湖地位这种关键技术应该不想屈尊于竞争对手(同理见AT和DCT变速箱)
二是对排放法规的妥协。说实话托森包括冠齿差速器对燃油经济性确实不友好,主要原因在传动效率和重量上。
三是对自身技术的自信。随着传感器技术和电控技术的大幅进步,再加上奥迪啥都敢上的闯劲儿说实话它用啥我都不会吃惊。
4、差速器的原理及作用?差速器得公转和自转怎么理解?
【白金畅游】汽车差速器是车辆运行中的重要部件,一般差速器在车辆行驶的作用是:车辆运行在直线行驶中,保持左右车轮转速相同。而车轮需要变向时,左右车轮因需不同,差速器的差速原理实现左右车轮转速各自调整,使左右车轮即以不同的转速旋转又满足正常行驶。车辆的差速器包括:半轴、差速器壳体、半轴齿轮(两个)、行星齿轮(两个或四个)、主减速器、从动锥齿轮、行星齿轮轴等组成。其差速器的原理和工况是:1,行星齿轮的自转,差速器工作时,行星齿轮绕行星齿轮轴的旋转称为行星齿轮的自转。2,行星齿轮的公转,差速器工作时,行星齿轮绕半轴轴线的旋转称为行星齿轮的公转。3,车辆直线行驶中,主减速器的从动锥齿轮驱动差速器壳旋转,差速器驱动行星齿轮轴旋转,行星齿轮轴驱动行星齿轮公转,半轴齿轮在行星齿轮的啮合下同速同向旋转。此时,行星齿轮只公转,不自动,左右车轮和转速等同从动锥齿轮的转速。4,当车辆转弯时,行星齿轮在公转的同时,产生了自转,即绕行星齿轮轴的旋转,造成一侧半轴齿轮转速的增加,而加一侧半轴齿轮转速的降低,两侧车轮以不同的转速旋转。此时,一侧车轮增加的转速等于另一侧车轮减少的转速。5,保养中,若将两个驱动轮架起,此时驾驶人旋转一侧的车轮,另一侧车轮反方向同速旋转。这时,差速器内的行星齿轮只自转,不公转,两侧半轴齿轮以相反的方向旋转,从而带动两侧车轮反方向同速旋转。