當車輛急加速或全油門加速時,突然有較大的扭矩通過變速箱輸出軸傳遞到左右兩根傳動軸,因為力矩的不同而使方向被拉向一側,造成車輛行進方向的跑偏,使車輛偏離既定的路線。扭力轉向是發動機扭矩對轉向的影響,在大扭矩的麥弗遜懸架前輪驅動的車輛中尤為明顯。
扭力轉向產生原因
前驅車大多采用橫置發動機佈局,變速箱與發動機相連,驅動橋與變速箱合二為一。為瞭平衡重量,變速箱並不在車輛的中心線上,通常是偏駕駛員這一側,所以變速箱輸出軸(半軸)就會一長一短。通常是駕駛員一側的較短,副駕駛一側的較長。另外,變速箱輸出軸的中心線與汽車驅動輪的中心線並不是重合的,而是呈一定的角度。由於左右半軸長度不同,所以兩側半軸與驅動輪之間的夾角也不相等。一般左側半軸與驅動輪的夾角要大於右側半軸與驅動輪之間的夾角。
當汽車在急加速時,突然有較大的扭力輸入到變速箱,然後通過降速增扭傳遞到兩側的驅動半軸。由於兩端驅動半軸的長度不一樣,半軸與驅動輪的夾角不一樣,所以同一時間作用到兩側驅動輪的扭力就不一樣,半軸短的一側車輪獲得的扭力比較大,而半軸長的一側車輪獲得的扭力比較小。這樣導致的結果是,半軸較短一側車輪的轉速要大於半軸較長一側車輪的轉速,因此汽車的方向就會自動跑向半軸較長的一側。這就是扭力轉向發生的根本原因。對於大多數前驅車來說,由於右側的半軸較長,所以汽車通常向右側跑偏。另外由於現在很多前驅車都是采用麥弗遜前懸,急加速時,在不等扭力的作用下,前輪外傾角會發生一定的變化,進而放大瞭扭力轉向的作用。
扭力轉向解決辦法
由於扭力轉向是一種“非駕駛人自主性”的轉向,因此具有一定的危險性。它產生的根本原因是左右半軸不等長和動力傳遞角度不相等。因此,使半軸等長、使動力傳遞角度相等就是消減扭力轉向的重要方法。為此,汽車工程師們想出瞭各種辦法來消除扭力轉向或減弱扭力轉向造成的影響。
1、降低變速箱的佈置高度
在不影響整車離地間隙、佈置要求、碰撞要求等性能的情況下,通過適當降低變速箱在前艙的佈置高度和調整變速箱的高度,以減小傳動軸的角度,從而減小扭力轉向。
2、采用左右等長傳動軸結構
右側傳動軸帶中間軸,中間軸通過支架固定在發動機上,左右側傳動軸的角度接近相等,以此降低扭力轉向。
3、平衡差速器兩端左右傳動軸剛度
在不影響強度的前提下,適當減小左側傳動軸的直徑以降低其剛度; 同時,在不影響與周邊零件間隙的前提下,適當增加右側傳動軸和中間軸的直徑以提升右側傳動軸的剛度。如此左右側傳動軸剛度接近一致,從而減小扭力轉向。
4、在長半軸上增加一個萬向節
在長半軸上增加一個萬向節,使左右半軸完全對稱。但是,這樣做使一根軸變兩根軸,還增加瞭一個萬向節和一個車架固定點,成本增加很多。