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汽车传动的根本 开放式差速器解析

2016-11-02 14:14:48来源:越野e族作者: 刘阳

导读:在一百多年前,当时的汽车是无法正常转弯的。卡尔本茨在发明汽车之初就意识到这个问题,所以他造的第一台三轮汽车是两个后轮完全独立运转的,巧妙的避开了这个问题。1908年福特T型车诞生,作为全世界第一台以流水线装配且大规模量产的车型,福特并没有完全解决汽车无法转弯的问题,导致汽车一直未被人们认可。直到1937年法国雷诺汽车创始人路易斯·雷诺发明了差速器,才真正解决了汽车无法转弯的问题。

开放式差速器的构造

整个差速器系统的核心是由:差速器壳体、主动齿轮、从动齿轮、两个侧齿轮(下文简称太阳轮)、两个行星齿轮组成。主动齿轮:将发动机的纵向动力转换为横向动力。从动齿轮:配合主动齿轮将动力进行减速(放大扭矩)。太阳轮:左右半轴连接差速器的齿轮。行星齿轮:作为差速器内部的公共齿轮,作用是将动力进行反向传递。

开放式差速器工作原理

当车辆直线行驶时,首先发动机输出的纵向动力通过传动轴传递到差速器壳体上,通过主动齿轮将纵向动力变成横向动力,从动齿轮将横向动力进行减速放大,动力经过从动齿轮传递到太阳轮,太阳轮自身进行自转,带动左右半轴,最终将动力传递到车轮上。因为直线行驶时两侧车轮几乎没有转速差,所以太阳轮以相同的速度转动,最终带动左右车轮直线行驶。

假设车辆向右转弯,这时左侧车轮比右侧车轮的行驶轨迹要长,左右车轮形成转速差,右侧太阳轮自转变慢,这样一来就破坏了三者平衡的关系,迫使行星齿轮公转的同时产生自转,导致左侧太阳轮在基础转速上增速,使左侧车轮转速差大于右侧车轮,从而实现车辆转弯。

开放式差速器的弊端

这里涉及到“最小能耗原理”,地球上所有物体都倾向于能耗最小的状态,例如把一粒豆子放进一个碗内,豆子会自动停留在碗底而绝不会停留在碗壁,因为碗底是能量最低的位置(位能),它自动选择静止(动能最小)而不会不断运动。当一侧车轮打滑,遵循“最小能耗原理”全部动力都会转向打滑一侧车轮,导致全部动力流失,使车辆无法脱困,所以在越野路面差速器反而会影响车辆通过性,必须通过差速锁来锁至差速器。

差速锁种类普及

牙嵌式机械差速锁:技术简单且成本低廉,但却是迄今为止最可靠、最有效提高车辆越野性能的驱动系统装备,他可以实现左右半轴硬连接。缺点是需要手动开关,并且对车辆速度有要求。

电控多片离合器式差速器:差速器壳体内有若干组离合器片,一旦检测到车轮打滑,离合器片会进行压紧已达到锁至差速器的效果。缺点是长时间负荷,会导致离合器片过热,影响其可靠性。

托森式差速器:它的工作是纯机械的无需任何电子系统介入,基本原理是利用蜗轮蜗杆的单向运动。(动力只能从蜗杆传递到涡轮,反之将发生自锁)的特性。缺点是没有办法主动锁止。

总结:汽车从诞生至今,已经有了天翻地覆的变化,但百变不离其宗,任何车型只要是通过左右车轮硬连接的方式,就必定会有差速器。差速器本身的原理很简单,所有不同种类的差速锁都是基于差速器原理逆向推理而来。

文章关键词:

开放式差速器

责任编辑:刘阳
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