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有哪些类型的差速器

     [汽车之家 百科]    在讲解差速器有哪些类型之前,首先我们来了解一下什么是差速器?

    在转弯时,左右半轴间的车轮、同侧车身前后车轮的行驶轨迹都是不一样的。如下图这辆右转的汽车,弯道用黄色标记,靠近弯道的蓝色车轮其行驶轨迹要远远小于远离弯道侧的车轮,因此如果两个车轮间只存在一个硬轴相连,那么转弯时外侧车轮就会因为转速差的缘故产生滑动摩擦,这样不仅乘坐舒适性不佳,车辆稳定性不好,还会造成轮胎不必要的磨损,更重要的是会对车辆安全性产生影响。因此,差速器便出现了。

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    如果两侧车轮没有转速差或转速差不大时,差速器并不会工作。如果两侧车轮转速差过大,那么差速器内的齿轮组会协同工作将内外侧车轮转速差抵消。

开放式差速器

    布置位置:前后轴间、左右轮间

    顾名思义,开放式差速器就是没有任何限制,它既可以布置在前后轴间,又可以布置在左右轮间。一般布置在轴间的是直线式差速器,布置在轮间的是锥齿轮差速器。如果您觉得理解起来费劲,那么只要记住开放式差速器其行星齿轮组没有任何锁止装置,它是汽车正常行驶的必备条件即可

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    当两侧车轮与地面之间附着力不等时,两侧车轮作用于道路的驱动力只能取决于附着力较小的一侧。举个例子,当车辆一侧车轮位于冰面打滑,另一侧在沥青路面时。沥青路面上车轮所传递转矩不会大于冰面上打滑车轮所传递的车轮转矩,也就意味着车辆无法前进。

限滑差速器

    显然,车辆需要通过克服车轮打滑来进行脱困,那么对打滑车轮加以限制这类想法便应运而生,下面这些类型的差速器便可起到限制车轮“打滑”的作用。目前市面上常见的限滑方式有依靠电子辅助制动系统起到限滑作用、多片离合器式限滑差速器、采用蜗杆机构的扭矩感应式限滑差速器、采用粘性联结轴的限滑差速器、机械锁式限滑差速器等。

1)依靠电子辅助制动系统起到限滑作用

    这种限滑系统是利用轮速传感器收集到的信息与其它传感器收集到的信息对车轮的工作状态和车辆行驶状态作出判断,当监测到车轮将发生打滑或已经打滑时,ESP会对车轮实施制动,不同品牌的车型其电子限滑程度也各不相同,这也是直接影响车辆的脱困能力的重要因素之一。

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    电子辅助系统对车轮实施制动就相当于提高了打滑车轮这一侧的附着系数,使传递到轮端的有效扭矩提升,只要这个通过制动带来的“附着系数”比外侧有附着力车轮的附着系数高,差速器就能够传递足够的驱动转矩驱动外侧车轮转动,从而帮助车辆脱困。很多城市SUV开始利用“制动”来进行轮间的扭矩分配,帮助车辆提高公路行驶性能和通过能力。

2)多片离合器式限滑差速器

    使用位置:前后轴间、左右轮间

    多片离合器式限滑差速器内部一般有两组摩擦盘,一组为主动盘,一组为从动盘。主动盘与前轴连接,从动盘与后轴连接。两组盘片被浸泡在专用油中,二者的结合和分离依靠电子系统控制。

    由于多片离合器式限滑差速器拥有反应速度很快、可瞬间结合、电控结合,无需手动控制等优点,下至20万元左右人民币的适时四驱SUV,上到百万元人民币的全时四驱SUV身上均可以看到它的身影。在强调通过性或者是定位高端的SUV上,它们装配多片离合器式限滑差速器的分动箱中还会加入低速齿轮,可以起到扭矩放大的作用,能起到弥补车辆在复杂路况下发动机扭矩不足的劣势。

-采用多片离合器式限滑差速器的全时四驱

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    上图就是奔驰ML350采用的四驱结构,与发动机横置布局为基础的四驱系统的多片离合器的传动方向不同,它的多片离合器式限滑差速器负责向前桥分配动力。

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-采用多片离合器式限滑差速器的适时四驱

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-布置在左右轮间的多片离合器式限滑差速器

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    虽然其具有反应速度很快、可瞬间结合、无需手动控制等优点,但是高负荷时容易过热、由于非“硬”连接,还会存在打滑的缺点均是无法回避的事实,所以装配这类限滑差速器的四驱车型用武之地显然不是载着您“披荆斩棘”、翻沟越坎儿“荒野求生”之类。

3)托森自锁式限滑差速器

    使用位置:前后轴间、左右轮间 

    托森是Torsen的音译,这个名字取自Torque-sensing Traction的单词头几个字母的组合,中文名称为扭矩感应式限滑差速器。它可以根据各个车轮对牵引力的需求而分配扭矩输出,这样的分配完全靠机械装置来完成,反应迅速而准确。整套系统的核心是蜗轮、蜗杆齿轮啮合系统,扭矩分配则是依靠啮合系统的自锁功能实现的。

    由于托森差速器具有反应速度快的优点,因此它被众多车辆运用到中央差速器以及轮间差速器上。目前为止,其经过了A、B、C、三代的发展。

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4)粘性联轴节式限滑差速器

    使用位置:前后轴间

    粘性联轴节式差速器通常安装在以前轮驱动为基础的四轮驱动汽车上。其特点也是不需驾驶员操纵,就可根据需要自动把动力分配给后驱动桥。

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    当前轮出现打滑时,前后轮就会出现较大的转速差(前轮转速远比后轮快),此时,在前半段中央传动轴的带动下,粘性联轴节内部的硅油会被搅动起来,基于其受热膨胀的物理特性,离合器片会被挤压,进而实现前后两段传动轴近乎刚性的连接状态,前轮空转流失的动力便可被输送至后轮(受结构所限,这部分动力最多不会超过发动机输出动力的30%)。

    这种差速器最大的缺点是四驱系统迟滞性较明显,且这种动力传递方式效率不高,所以采用这种差速器的车辆其定位在于简单条件下的烂路行驶,高强度的非铺装路面通过性显然不是它的“专长”。

    此外请您注意,装配了这种粘性联轴节式限滑差速器的车辆是不允许采用将驱动轮抬起的方式进行拖车的,由于该装置不具备完全切断的能力,如果采用这种方式进行拖车,则刚好满足了它的限滑条件(前轮不动,后轮旋转),使得粘性联轴节将前后两段传动轴进行连接,由于前后传动轴与各自的车桥不具备差速的能力,所以,这会给四驱系统带来损伤。

5)机械锁式差速器

    使用位置:前后轴间、左右轮间

    上面提到的限滑是在车辆一侧车轮打滑时通过部分限制左右车轮的相对转动,将部分的发动机扭矩传递到不打滑的车轮上差速器,但在大部分情况下由于传递的扭矩有限,所以还是存在无法帮助车辆获得足够牵引力脱困的情况。

    这类差速器同样无需驾驶员手动控制就能实现完全锁止以及解锁,同时具有结构简单、无需含有特殊添加剂的齿轮油、维护成本较低等优点。我们熟悉的伊顿式机械锁差速器便是其中的代表,陆风X8、长城风骏6皮卡均有搭载。

    机械锁式差速器在限滑差速器上进一步改善,在一侧车轮打滑的情况下,触发机械锁合机构将车桥完全锁死,将发动机扭矩100%传递到有抓地力的有效车轮上,从而提供足够的牵引力帮助车辆驶出困境。(文/图 汽车之家)

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