有哪些類型的差速器?

在講解差速器有哪些類型之前,首先我們來瞭解一下什麼是差速器?

在轉彎時,左右半軸間的車輪、同側車身前後車輪的行駛軌跡都是不一樣的。如下圖這輛右轉的汽車,彎道用黃色標記,靠近彎道的藍色車輪其行駛軌跡要遠遠小於遠離彎道側的車輪,因此如果兩個車輪間隻存在一個硬軸相連,那麼轉彎時外側車輪就會因為轉速差的緣故產生滑動摩擦,這樣不僅乘坐舒適性不佳,車輛穩定性不好,還會造成輪胎不必要的磨損,更重要的是會對車輛安全性產生影響。因此,差速器便出現瞭。

如果兩側車輪沒有轉速差或轉速差不大時,差速器並不會工作。如果兩側車輪轉速差過大,那麼差速器內的齒輪組會協同工作將內外側車輪轉速差抵消。

開放式差速器

佈置位置:前後軸間、左右輪間

顧名思義,開放式差速器就是沒有任何限制,它既可以佈置在前後軸間,又可以佈置在左右輪間。一般佈置在軸間的是直線式差速器,佈置在輪間的是錐齒輪差速器。如果您覺得理解起來費勁,那麼隻要記住開放式差速器其行星齒輪組沒有任何鎖止裝置,它是汽車正常行駛的必備條件即可

當兩側車輪與地面之間附著力不等時,兩側車輪作用於道路的驅動力隻能取決於附著力較小的一側。舉個例子,當車輛一側車輪位於冰面打滑,另一側在瀝青路面時。瀝青路面上車輪所傳遞轉矩不會大於冰面上打滑車輪所傳遞的車輪轉矩,也就意味著車輛無法前進。

限滑差速器

顯然,車輛需要通過克服車輪打滑來進行脫困,那麼對打滑車輪加以限制這類想法便應運而生,下面這些類型的差速器便可起到限制車輪“打滑”的作用。目前市面上常見的限滑方式有依靠電子輔助制動系統起到限滑作用、多片離合器式限滑差速器、采用蝸桿機構的扭矩感應式限滑差速器、采用粘性聯結軸的限滑差速器、機械鎖式限滑差速器等。

1)依靠電子輔助制動系統起到限滑作用

這種限滑系統是利用輪速傳感器收集到的信息與其它傳感器收集到的信息對車輪的工作狀態和車輛行駛狀態作出判斷,當監測到車輪將發生打滑或已經打滑時,ESP會對車輪實施制動,不同品牌的車型其電子限滑程度也各不相同,這也是直接影響車輛的脫困能力的重要因素之一。

電子輔助系統對車輪實施制動就相當於提高瞭打滑車輪這一側的附著系數,使傳遞到輪端的有效扭矩提升,隻要這個通過制動帶來的“附著系數”比外側有附著力車輪的附著系數高,差速器就能夠傳遞足夠的驅動轉矩驅動外側車輪轉動,從而幫助車輛脫困。很多城市SUV開始利用“制動”來進行輪間的扭矩分配,幫助車輛提高公路行駛性能和通過能力。

2)多片離合器式限滑差速器

使用位置:前後軸間、左右輪間

多片離合器式限滑差速器內部一般有兩組摩擦盤,一組為主動盤,一組為從動盤。主動盤與前軸連接,從動盤與後軸連接。兩組盤片被浸泡在專用油中,二者的結合和分離依靠電子系統控制。

由於多片離合器式限滑差速器擁有反應速度很快、可瞬間結合、電控結合,無需手動控制等優點,下至20萬元左右人民幣的適時四驅SUV,上到百萬元人民幣的全時四驅SUV身上均可以看到它的身影。在強調通過性或者是定位高端的SUV上,它們裝配多片離合器式限滑差速器的分動箱中還會加入低速齒輪,可以起到扭矩放大的作用,能起到彌補車輛在復雜路況下發動機扭矩不足的劣勢。

-采用多片離合器式限滑差速器的全時四驅

上圖就是奔馳ML350采用的四驅結構,與發動機橫置佈局為基礎的四驅系統的多片離合器的傳動方向不同,它的多片離合器式限滑差速器負責向前橋分配動力。

-采用多片離合器式限滑差速器的適時四驅

-佈置在左右輪間的多片離合器式限滑差速器

雖然其具有反應速度很快、可瞬間結合、無需手動控制等優點,但是高負荷時容易過熱、由於非“硬”連接,還會存在打滑的缺點均是無法回避的事實,所以裝配這類限滑差速器的四驅車型用武之地顯然不是載著您“披荊斬棘”、翻溝越坎兒“荒野求生”之類。

3)托森自鎖式限滑差速器

使用位置:前後軸間、左右輪間 

托森是Torsen的音譯,這個名字取自Torque-sensing Traction的單詞頭幾個字母的組合,中文名稱為扭矩感應式限滑差速器。它可以根據各個車輪對牽引力的需求而分配扭矩輸出,這樣的分配完全靠機械裝置來完成,反應迅速而準確。整套系統的核心是蝸輪、蝸桿齒輪嚙合系統,扭矩分配則是依靠嚙合系統的自鎖功能實現的。

由於托森差速器具有反應速度快的優點,因此它被眾多車輛運用到中央差速器以及輪間差速器上。目前為止,其經過瞭A、B、C、三代的發展。

4)粘性聯軸節式限滑差速器

使用位置:前後軸間

粘性聯軸節式差速器通常安裝在以前輪驅動為基礎的四輪驅動汽車上。其特點也是不需駕駛員操縱,就可根據需要自動把動力分配給後驅動橋。

當前輪出現打滑時,前後輪就會出現較大的轉速差(前輪轉速遠比後輪快),此時,在前半段中央傳動軸的帶動下,粘性聯軸節內部的矽油會被攪動起來,基於其受熱膨脹的物理特性,離合器片會被擠壓,進而實現前後兩段傳動軸近乎剛性的連接狀態,前輪空轉流失的動力便可被輸送至後輪(受結構所限,這部分動力最多不會超過發動機輸出動力的30百分比)。

這種差速器最大的缺點是四驅系統遲滯性較明顯,且這種動力傳遞方式效率不高,所以采用這種差速器的車輛其定位在於簡單條件下的爛路行駛,高強度的非鋪裝路面通過性顯然不是它的“專長”。

此外請您註意,裝配瞭這種粘性聯軸節式限滑差速器的車輛是不允許采用將驅動輪抬起的方式進行拖車的,由於該裝置不具備完全切斷的能力,如果采用這種方式進行拖車,則剛好滿足瞭它的限滑條件(前輪不動,後輪旋轉),使得粘性聯軸節將前後兩段傳動軸進行連接,由於前後傳動軸與各自的車橋不具備差速的能力,所以,這會給四驅系統帶來損傷。

5)機械鎖式差速器

使用位置:前後軸間、左右輪間

上面提到的限滑是在車輛一側車輪打滑時通過部分限制左右車輪的相對轉動,將部分的發動機扭矩傳遞到不打滑的車輪上差速器,但在大部分情況下由於傳遞的扭矩有限,所以還是存在無法幫助車輛獲得足夠牽引力脫困的情況。

這類差速器同樣無需駕駛員手動控制就能實現完全鎖止以及解鎖,同時具有結構簡單、無需含有特殊添加劑的齒輪油、維護成本較低等優點。我們熟悉的伊頓式機械鎖差速器便是其中的代表,陸風X8、長城風駿6皮卡均有搭載。

機械鎖式差速器在限滑差速器上進一步改善,在一側車輪打滑的情況下,觸發機械鎖合機構將車橋完全鎖死,將發動機扭矩100百分比傳遞到有抓地力的有效車輪上,從而提供足夠的牽引力幫助車輛駛出困境。

分享你的喜愛

發佈留言

發佈留言必須填寫的電子郵件地址不會公開。 必填欄位標示為 *