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目前比较先进的差速器技术

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发表于 29-11-2009 14:52:28 | 显示全部楼层 |阅读模式

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       在汽车史上,差速器的出现推动了汽车的广泛使用,并逐步代替了马车、火车成为人们日常生活中不可缺少的交通工具。而这种差速器在拥有结构简单、成本低廉、维护方便的优势的同时,一个致命的缺点随着汽车的普及逐渐暴露了出来。当汽车行驶的路况不理想的情况下,特别是左右两侧驱动轮的附着力不一样时(比如冰雪、泥坑、沙地等),由于差速器的作用,越是打滑的车轮将会转的越快,差速器将发动机输出的扭矩大部分甚至全部传送到打滑的车轮上,而没有打滑的车轮却分不到足够的扭矩维持车辆行驶,于是,抛锚发生了。这种现象在野外是致命的,于是,差速器锁诞生了。所谓差速器锁就是在一侧驱动轮打滑的时候能够自动或手动的将左右两侧驱动轮刚性连接(也就是将差速器屏蔽掉,差速器此时不再发生作用),两侧车轮就会以相同的转速旋转,将发动机的输出扭矩平分,很好的解决了抛锚的问题。可是这种差速器锁仅仅适用于越野车的使用,在野外非铺装路面上,路面附着力不大,即便差速器锁止时车轮发生一些打滑也无所谓,至少没有安全性问题。可是在铺装良好的公路上,轮胎与地面的摩擦是相当大的,在高速转弯时差速器锁止是非常危险的,弯道内轮因多余的旋转及摩擦,导致轮胎跳离地面连带利用车轴及悬挂使车体上扬,当内侧车体上扬加上离心力的驱动,很自然就会朝转弯方向的另一侧翻覆。怎么办?有两种解决方案
  其一,根据差速器的工作特性,通过ABS(刹车防抱死系统)来解决。在一侧驱动轮发生打滑时,电子传感器收集两侧车轮速度差,当电脑发现转速差超过设定值时,ABS驱动打滑轮的刹车工作,强制降低打滑轮转速,以增加另一侧驱动轮扭矩(好像ESP就是由此发展而来)。如BMW X5使用的ADB-X系统,Audi Allroad使用的EDS系统,VOLVO使用的AOD系统均属此类。但这种工作方式是以保证安全性为首要目的,以牺牲速度为代价的,在频繁的工作状态下容易失效,可靠性不高。作为越来越重视车辆性能的今天,这种系统在高性能车上是决不能容忍的。于是就有了后者。
  其二,L.S.D(Limited Slip Differential限滑差速器)终于出现了。其实本质上来讲,第一种也可以称为电子式限滑差速器,不过平时提到LSD时,绝大多数是指以机械机构实现限滑的差速器,在本文LSD同样是指后者。限滑差速器,顾名思义就是指两侧驱动轮转速差值被允许在一定范围内,以保证正常的转弯等行驶性能的类差速器。从传动零件的组成上也就是从结构上分可以分为两种:通过螺旋齿轮工作的,和通过离合器工作的。而从其功能上分又可以分为:1WAY、2WAY、1.5WAY三种。螺旋齿轮结构的LSD是指连接左右轮轴的齿轮齿形为螺旋形,有别于普通差速器的直齿形式。正是因为齿形的变化才使其有了限滑的功能,这类LSD又可分为两种:扭力感应式LSD和螺旋齿轮LSD。扭力感应式LSD是将普通差速器的齿轮从齿轮改成涡轮蜗杆,而安装位置和形式并不变,借由涡轮蜗杆传动的自锁功能(涡杆可以向涡轮传递扭矩,而蜗轮向涡杆施以扭矩时齿间摩擦力大于所传递的扭矩,而无法旋转)来实现防滑功能。AUDI著名的QUATTRO就是采用这种结构。
        螺旋齿轮LSD同样是将普通差速器的齿轮从直齿改成螺旋齿,不过不是利用二者摩擦力的不同,而是改变了齿轮的安装位置和形式,通过只有螺旋齿轮才能实现的安装位置和形式,利用齿轮的减速比来限制左右驱动轮转速差的。这种LSD所能达到的最大转速差比较小,所以只适用于前驱车。离合器式LSD是指左右两驱动轮不再通过齿轮连接,而是通过离合片的接合来实现左右驱动轮转速同步的。这类LSD又可分为两种:黏性耦合式LSD和机械式LSD。黏性耦合式LSD是指通过液体实现离合器接合的。其内部充满LSD专用硅油,当左右驱动轮转速不同(即发生相对转动)时,硅油就会受热膨胀,转速差越大,产生热量越大,当达到某一界限时,受热膨胀的硅油就会将离合器压合,使驱动轮同步,实现锁止。而离合器的松开将不取决于驱动轮是否已经同步,而是取决于硅油的温度,这种LSD

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    擦汗
    20-10-2015 15:31
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    [LV.1]初来乍到

    发表于 3-12-2009 14:08:32 | 显示全部楼层
    真是学习了,不过楼主要是有详细的图解就好理解多了。
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    该用户从未签到

    发表于 5-12-2009 23:44:02 | 显示全部楼层
    后面的那张图不是托森差速器的结构图吗?
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    该用户从未签到

    发表于 21-12-2009 14:22:56 | 显示全部楼层
    都是图片,要有CAD图纸就好了,可以分析下工作原理
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    该用户从未签到

    发表于 9-8-2010 11:49:17 | 显示全部楼层
    离合片式和Torsen式LSD而已,算不上什么新技术了吧。。。
    有些Torsen的变种相当酷,可以搜一搜
    另外JTEKT还有直接用一个机构完成CVT变速和差速的结构呢

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    该用户从未签到

    发表于 4-2-2012 18:28:29 | 显示全部楼层
    请教一下
    越野车和跑车在差速器的选择上有什么区别吗?
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    该用户从未签到

    发表于 13-2-2012 01:21:20 | 显示全部楼层
    好像还有呢  怎么没说完呢 想有图片知道工作原理
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