还觉得汽车差速器难理解吗?一文看明白
汽车传动系统中,主减速器和差速器至关重要,一方面承接着变速箱和传动轴传来的动力,另一方面还得把转速降低,把扭矩增大,然后再传递给车轮,最后还得保证两侧的驱动轮可以存着转速差。
主减速器和差速器一般形影不离,成套安装在驱动桥壳中,前驱的基本整合在变速箱旁。主减速器由一大一小两个锥齿轮或直齿轮组成,起减速增矩和改变动力传递方向的作用;主减速器旁边就是差速器,它可以让两侧车轮以不同的速度转动。
之前我们上传过两个关于差速器的视频,很多朋友仍然有不少疑问。本次我们就详细说说差速器。
差速器有轴间差速器(中央差速器)和轮间差速器之分。中央差速器安装与两驱动桥之间,用来调节前后驱动桥之间的扭矩分配;轮间差速器安装与桥壳中,用来调节该驱动桥两侧车轮的驱动力。所谓汽车“三把锁”,其实说的就是一个轴间差速锁,两个轮间差速锁。
为了方便理解,我们就说说结构不复杂的轮间差速器,如下图所示就是普通两行星齿轮差速器。
不难看出,差速器主要由行星齿轮、半轴齿轮(侧齿轮)和差速器壳(红色部分)组成。有一对行星齿轮的叫两行星齿轮差速器,有两对行星齿轮的就叫四行星齿轮差速器。
依然用上图说明,动力是这样传递的:传动轴把动力传到主减速器,主减速器的大齿轮(黄色部分)与差速器壳刚相固定,共同旋转,然后使行星齿轮带动半轴齿轮转动,最终通过半轴驱动车轮。
这里的关键在于,行星齿轮是围绕着半轴齿轮转动的——公转,那它本身转不转呢?
当汽车直线行驶时,两侧车轮转速一致,此时行星齿轮只有公转;汽车转弯行驶时,两侧车轮转速不一致,此时行星齿轮既有公转也有自转。
看下面动画会比较直观:
上面这样的结构存在一个比较大的问题,当两侧驱动轮抓地力差别很大时,大部分动力就会传到抓地力小的一侧,比如一个轮子陷入泥坑后就会打滑。为了起到防滑作用,增强汽车通过性,一般现在的汽车普遍使用防滑差速器(LSD)。
防滑差速器比普通的差速器多了差速锁,而差速锁最直接的目的是连接差速器壳和半轴,让行星齿轮不再有自转,使差速器失去作用。差速锁也有很多种,但殊途同归。
直接锁定行星齿轮
直接连接主减速器和半轴
还有一种多片离合式防滑差速器可以点这个视频了解:多片离合式防滑差速器原理讲解
多片离合式防滑差速器简图
与上面有所不同,托森(Torsen)差速器采用纯机械结构,依靠蜗轮蜗杆的单向动力传输特性,实现锁定作用。可靠耐用反应快,与其他系统兼容性好,就是结构复杂贵了点,奥迪多采用托森中央差速器,也有部分用托森轮间差速器(如图所示)。