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差速器與差速鎖

: 問提問者：網(wǎng)友 | 2017-05-18

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汽車除了直行，還要轉(zhuǎn)彎。在轉(zhuǎn)彎過程中，由于車體存在寬度，左右輪的回轉(zhuǎn)半徑是不一樣大的，也就是說在轉(zhuǎn)彎過程中，左右輪的轉(zhuǎn)速是不一樣的，而且在過彎中前后輪的轉(zhuǎn)向半徑也是不同的，可早期的汽車左右驅(qū)動(dòng)輪為剛性連接，輪胎和機(jī)械部件在轉(zhuǎn)彎過程中存在相當(dāng)大的損耗，車子的壽命收到嚴(yán)重的限制，雷諾公司創(chuàng)始人路易斯?雷諾先生通過一個(gè)小小的齒輪機(jī)構(gòu)解決了這個(gè)問題，這就是差速器(Differential)這個(gè)機(jī)構(gòu)巧妙的通過一個(gè)行星齒輪組將左右兩輪的傳動(dòng)軸連接起來，變速箱的輸出軸連接到差速器外殼上，帶動(dòng)差速器外殼旋轉(zhuǎn)，差速器內(nèi)部通過一組行星齒輪(軸固定在外殼上)將動(dòng)力通過左右半軸傳送給兩側(cè)車輪，當(dāng)汽車直線行駛時(shí)，差速器外殼、左右輪軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，差速器內(nèi)部行星齒輪只隨差速器旋轉(zhuǎn)，沒有自轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)彎時(shí)，由于汽車左右驅(qū)動(dòng)輪受力情況發(fā)生變化，反饋在左右半軸上，進(jìn)而破壞行星齒輪原來的力平衡，這時(shí)行星齒輪開始旋轉(zhuǎn)，使彎內(nèi)側(cè)輪轉(zhuǎn)速減小，彎外側(cè)輪轉(zhuǎn)速增加，重新達(dá)到平衡狀態(tài)。同時(shí)，汽車完成轉(zhuǎn)彎動(dòng)作。如果你的愛車有機(jī)會(huì)架上撐高機(jī)，不妨試著用手去轉(zhuǎn)動(dòng)車輪看看，你會(huì)發(fā)現(xiàn)相反側(cè)的輪胎是以反方向運(yùn)轉(zhuǎn)，或者是停止不動(dòng)，這些都是差速器所造成的結(jié)果。所以2驅(qū)的汽車都要在前后軸上加上差速器(前、后差)，而4驅(qū)車還要在中軸上裝上丶中央差速器(中差)實(shí)現(xiàn)前后輪在過彎時(shí)出現(xiàn)的轉(zhuǎn)速差(總共3個(gè))。但是，當(dāng)汽車行駛的路況不理想的情況下，特別是左右兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的附著力不一樣時(shí)(比如冰雪、泥坑、沙地等)，由于差速器的作用，越是打滑的車輪將會(huì)轉(zhuǎn)的越快，差速器將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的扭矩大部分甚至全部傳送到打滑的車輪上，而沒有打滑的車輪卻分不到足夠的扭矩維持車輛行駛，于是，拋錨發(fā)生了。這種現(xiàn)象在野外是致命的，于是，差速器鎖誕生了。所謂差速鎖就是在一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪打滑的時(shí)候能夠自動(dòng)或手動(dòng)的將左右兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪剛性連接(也就是將差速器屏蔽掉，俗稱“鎖死”，差速器此時(shí)不再發(fā)生作用)，兩側(cè)車輪就會(huì)以相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，將發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出扭矩平分，很好的解決了拋錨的問題。差速鎖形式多樣，常見的有摩擦片式和錐形式。摩擦片式差速器在兩側(cè)半軸齒輪背面加裝了螺旋彈簧和摩擦片。摩擦片分主動(dòng)片和從動(dòng)片，是雙面鋼片，有內(nèi)花鍵。主動(dòng)片是沒有摩擦襯面的鋼片，它的外緣有凸耳插在差速器殼，因此鎖定在殼體上;從動(dòng)片有摩擦襯面，其內(nèi)花鍵則與半軸齒輪花鍵相連，從動(dòng)片以間隔形式插在主動(dòng)片之間，組成一種具有離合器性質(zhì)的摩擦片組件。彈簧對(duì)半軸齒輪和摩擦片組件保持一定壓力，壓緊摩擦片從而將扭矩通過摩擦片組件傳遞給半軸。當(dāng)汽車直線行駛，兩側(cè)半軸無轉(zhuǎn)速差，主動(dòng)片與從動(dòng)片保持結(jié)合，傳給差速器的扭矩平分兩側(cè)半軸。當(dāng)汽車拐彎或者一邊車輪打滑致使左右半軸轉(zhuǎn)速不等，一側(cè)半軸高于差速器殼轉(zhuǎn)速，另一側(cè)半軸低于差速器殼轉(zhuǎn)速，于是主動(dòng)片與從動(dòng)片之間發(fā)生滑轉(zhuǎn)，產(chǎn)生摩擦力矩，其大小與差速器的驅(qū)動(dòng)扭矩成正比。在快轉(zhuǎn)的半軸一邊，摩擦力矩與驅(qū)動(dòng)扭矩方向相反，減少了扭矩的傳遞;在慢轉(zhuǎn)的半軸一邊，摩擦力矩與驅(qū)動(dòng)扭矩方向相同，驅(qū)動(dòng)扭矩得以增加。另一種形式是錐形式差速器，采用錐形摩擦元件將半軸齒輪鎖定到差速器殼體上，兩個(gè)錐體丶位于半軸齒輪和殼體之間，用花鍵與半軸齒輪轂相連。錐的表面摩擦系數(shù)大小足以抓住殼體，有彈簧對(duì)錐體保持壓力，其工作原理與摩擦片式差速器是一樣的。兩側(cè)半軸扭矩可能相差的最大倍數(shù)K稱為差速器的鎖緊系數(shù)，它對(duì)汽車運(yùn)行性能有直接影響。差速鎖的效果是由鎖緊系數(shù)確定的，乘用車典型的鎖緊系數(shù)為25%-40%。鎖住作用隨輸入扭矩、扭矩差值(自鎖裝置)的增大而增大?，F(xiàn)代差速鎖還采用電子控制形式來適應(yīng)多變化的使用條件，例如在起步時(shí)鎖緊系數(shù)較高，隨著車速增加或接近牽引力極限時(shí)降低鎖緊系數(shù)。有些汽車則安裝有防滑傳感器連到差速囂殼體上，在制動(dòng)時(shí)提供額外的無滑動(dòng)保護(hù)。: 回答者：網(wǎng)友

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