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差速器與差速鎖

: 問提問者：網友 | 2017-05-18

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汽車除了直行，還要轉彎。在轉彎過程中，由于車體存在寬度，左右輪的回轉半徑是不一樣大的，也就是說在轉彎過程中，左右輪的轉速是不一樣的，而且在過彎中前后輪的轉向半徑也是不同的，可早期的汽車左右驅動輪為剛性連接，輪胎和機械部件在轉彎過程中存在相當大的損耗，車子的壽命收到嚴重的限制，雷諾公司創(chuàng)始人路易斯?雷諾先生通過一個小小的齒輪機構解決了這個問題，這就是差速器(Differential)這個機構巧妙的通過一個行星齒輪組將左右兩輪的傳動軸連接起來，變速箱的輸出軸連接到差速器外殼上，帶動差速器外殼旋轉，差速器內部通過一組行星齒輪(軸固定在外殼上)將動力通過左右半軸傳送給兩側車輪，當汽車直線行駛時，差速器外殼、左右輪軸同步轉動，差速器內部行星齒輪只隨差速器旋轉，沒有自轉。當轉彎時，由于汽車左右驅動輪受力情況發(fā)生變化，反饋在左右半軸上，進而破壞行星齒輪原來的力平衡，這時行星齒輪開始旋轉，使彎內側輪轉速減小，彎外側輪轉速增加，重新達到平衡狀態(tài)。同時，汽車完成轉彎動作。如果你的愛車有機會架上撐高機，不妨試著用手去轉動車輪看看，你會發(fā)現(xiàn)相反側的輪胎是以反方向運轉，或者是停止不動，這些都是差速器所造成的結果。所以2驅的汽車都要在前后軸上加上差速器(前、后差)，而4驅車還要在中軸上裝上丶中央差速器(中差)實現(xiàn)前后輪在過彎時出現(xiàn)的轉速差(總共3個)。但是，當汽車行駛的路況不理想的情況下，特別是左右兩側驅動輪的附著力不一樣時(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轉的越快，差速器將發(fā)動機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驅動輪打滑的時候能夠自動或手動的將左右兩側驅動輪剛性連接(也就是將差速器屏蔽掉，俗稱“鎖死”，差速器此時不再發(fā)生作用)，兩側車輪就會以相同的轉速旋轉，將發(fā)動機的輸出扭矩平分，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半軸齒輪背面加裝了螺旋彈簧和摩擦片。摩擦片分主動片和從動片，是雙面鋼片，有內花鍵。主動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;從動片有摩擦襯面，其內花鍵則與半軸齒輪花鍵相連，從動片以間隔形式插在主動片之間，組成一種具有離合器性質的摩擦片組件。彈簧對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。當汽車直線行駛，兩側半軸無轉速差，主動片與從動片保持結合，傳給差速器的扭矩平分兩側半軸。當汽車拐彎或者一邊車輪打滑致使左右半軸轉速不等，一側半軸高于差速器殼轉速，另一側半軸低于差速器殼轉速，于是主動片與從動片之間發(fā)生滑轉，產生摩擦力矩，其大小與差速器的驅動扭矩成正比。在快轉的半軸一邊，摩擦力矩與驅動扭矩方向相反，減少了扭矩的傳遞;在慢轉的半軸一邊，摩擦力矩與驅動扭矩方向相同，驅動扭矩得以增加。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。錐的表面摩擦系數大小足以抓住殼體，有彈簧對錐體保持壓力，其工作原理與摩擦片式差速器是一樣的。兩側半軸扭矩可能相差的最大倍數K稱為差速器的鎖緊系數，它對汽車運行性能有直接影響。差速鎖的效果是由鎖緊系數確定的，乘用車典型的鎖緊系數為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。現(xiàn)代差速鎖還采用電子控制形式來適應多變化的使用條件，例如在起步時鎖緊系數較高，隨著車速增加或接近牽引力極限時降低鎖緊系數。有些汽車則安裝有防滑傳感器連到差速囂殼體上，在制動時提供額外的無滑動保護。: 回答者：網友

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