差速锁是什么?作用是干嘛的?
普通差速器,虽然可以允许左右车轮以不同速度转动,但当其中一个车轮空转时,另一个在良好路面上的车轮也得不到扭矩,汽车就失去了行驶的动力。在这种情况下,差速器不起作用。这样两个车轮连在一起,动力至少可以传递到另一侧车轮,使汽车得到行驶的动力,从而摆脱困境。这种情况在中央差速器也同样存在。这样,人们就开发了各种个样的差速器锁止机构。
中央差速器锁是安装在中央差速器上的一种锁止机构,用于四轮驱动车。其作用是为了提高汽车在坏路面上的通过能力,即当汽车的一个驱动桥空转时,能迅速锁死差速器,使两驱动桥变为刚性联接。这样就可以把大部分的扭矩甚至全部扭矩传给不滑转的驱动桥,充分利用它的附着力而产生足够牵引力,使汽车能够继续行驶。
分类
强制锁止式
强制锁止式差速锁就是在普通对称式锥齿轮差速器上设置差速锁,这种差速锁结构简单,易于制造,转矩分配比率较高。但是操纵相当不便,一般需要停车;另外,如果过早接上或者过晚摘下差速锁,那么就会产生无差速器时的一系列问题,转矩分配不可变。
高摩擦自锁式
高摩擦自锁式有摩擦片式和滑块凸轮式等结构。摩擦片式通过摩擦片之间相对滑转时产生的摩擦力矩来使差速器锁止,这种差速锁结构简单,工作平稳,在轿车和轻型汽车上最常见;滑块凸轮式利用滑块和凸轮之间较大的摩擦力矩来使差速器锁止,它可以在很大程度上提高汽车的通过性能,但是结构复杂,加工要求高,摩擦件磨损较大,成本较高。以上两种高摩擦自锁式差速器锁都可以在一定范围内分配左右两侧车轮的输出转矩,并且接入脱离都是自动进行,因此应用日益广泛。
托森式
托森式差速器是一种新型的轴间差速器,它在全轮驱动的轿车(如奥迪TT)上有广泛运用。"托森"这个名称是格里森公司的注册商标,表示"转矩灵敏差速器"。它采用蜗轮蜗杆传动具有自锁特性的基本原理。托森式差速器结构紧凑,传递转矩可变范围较大且可调,故而广泛用于全轮驱动轿车的中央差速器以及后驱动桥轮间差速器。但是由于其在高转速转矩差时的自动锁止作用,一般不能用于前驱动桥轮间差速器。
粘性耦合式
部分四轮驱动轿车上采用粘性耦合联轴器作为差速器使用。这种新型的差速器使用的是硅油作为传递转矩的介质。硅油具有很高的热膨胀系数,当两车轴的转速差过大时,硅油温度急剧上升,体积不断膨胀,硅油推动摩擦叶片紧密结合,这时粘性耦合器两端驱动轴直接联成一体,即粘性耦合器锁死。这种现象被称为"驼峰现象"。这种现象的发生极其迅速,差速器骤然锁死,因此车辆很容易脱离抛锚地。一旦搅油停止之后,硅油的温度逐渐下降,直至充分冷却后,驼峰现象才会消失。鉴于粘性耦合器传递转矩柔和平稳,差速响应快,它被推广运用到了驱动桥的轴间差速系统,当作轴间差速器,使全轮驱动轿车的性能大幅度的提高。
主流产品
手动机械式差速锁(牙嵌式)
手动机械差速锁的技术简单,生产成本低,但却仍然是迄今为止最为可靠、最有效的提高车辆越野性能的驱动系统的装备。它可以实现两个半轴的动力完全机械式结合,很牢固。但是只有在恶劣路况或极限状态下使用差速锁,在正常行驶时使用会对汽车的轮胎等部件造成严重的损害。
优点:在越野路况可以使车辆所有车轮得到有效动力,在恶劣情况下摆脱困境;
缺点:必须在停车状态下切换。
伊顿式差速锁
伊顿差速锁也是机械差速锁的一种,当两侧车轮的附着力出现差异时,如果两侧车轮的转速差达到了设定的数值,那么伊顿差速锁将会自动锁止差速器,使得两侧车轮拥有相同的动力,从而使车辆脱困。
优点:完全自动控制锁止;
缺点:不可手动控制,必须等到转速差出现的时候才起作用,反应速度略慢。
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差速锁的作用是当一个驱动轮打滑时,将差速器壳与半轴锁紧成一体,使差速器失去差速作用,可以把全部扭矩转移到另一侧驱动轮上。 差速锁可以看作是具有自动锁止功能的差速器。 对于有3个差速器、形式最简单的全时驱动系统,因为差速器的等扭矩作用,车辆可能会因为任何一个车轮失去附着力而陷入困境,尤其是对于那些经常通过泥泞等恶劣路况的车辆。解决的办法就是用差速锁把失去驱动力的那个轮子的半轴锁住,使该车轮对动力分配不再发生影响。可见差速锁最大的功用在于当车轮打滑时保证其他的驱动轮仍然能够获得足够的驱动力。 对于全时驱动车辆,车上装备有3个差速器,其4个车轮可以以各自不同的转速转动,并按照各自不同的地面附着力自动获得不同的扭矩分配,保证车辆获得良好的驱动力。而对于大多数非全时4驱车辆,由于没有装备轴间差速器,当某个驱动轮打滑时,须手动操纵(有的只是车内的一个按键)差速锁将差速器壳与半轴锁紧成一体,使差速器失去差速作用,进而把扭矩转移到另一侧驱动轮上。
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EDS电子差速锁,英文全称为ElectronicDifferentialSystem,又称为EDLElectronicDifferentialLockingTractionControl)。它是ABS的一种扩展功能,用于鉴别汽车的轮子是不是失去着地摩擦力,从而对汽车的加速打滑进行控制。EDS的工作原理比较容易理解: 在汽车加速过程中,当电子控制单元根据轮速信号判断出某一侧驱动轮打滑时,EDS就自动开始工作,通过液压控制单元对该车轮进行适当强度的制动,从而提高另一侧驱动轮的附着利用率,提高车辆的通过能力。当车辆的行驶状况恢复正常后,电子差速锁即停止工作。同普通车辆相比,带有EDS的车辆可以更好地利用地面附着力,来提高车辆的运行性。可以说,EDS还是比较实用的。 当汽车驱动轴的两个车轮分别在不同附着系数的路面起步时,例如一个驱动轮在干燥的柏油路面上,另一个驱动轮在冰面上,EDS电子差速锁则通过ABS系统的传感器会自动探测到左右车轮的转动速度,当由于车轮打滑而产生两侧车轮的转速不同时,EDS系统就会通过ABS系统对打滑一侧的车轮进行制动,从而使驱动力有效地作用到非打滑侧的车轮,保证汽车平稳起步。不过一般情况下EDS电子差速锁有速度限制,只能在车速低于40公里/小时启动,例如当时速低于40公里通过湿滑路面时,EDS也可锁死打滑车轮,提高行车安全。目前车市上装备EDS电子差速锁的主要是一些中高档车型,例如奥迪A6、奥迪A4、帕萨特、宝来以及新近上市的桑塔纳3000等车型。
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1.锁止式差速器(机械锁止、电动锁止、气动锁止)
为了保证车辆在复杂的越野路况下的行驶性能,通过一定的机械结构把差速器锁死,实现两个半轴的同步转动。通过行星齿轮组分析,就是把行星齿轮组的变速机构锁死,保证行星架和太阳轮之间,以及两个太阳轮之间的传动比都是1:1。可以把太阳轮和行星架锁止,可以把行星架和行星齿轮锁死,还可以把两个太阳轮锁死。
锁止式差速器,在没有锁止的时候,其传动特性与开式差速器完全相同,在锁止的情况下,传动比被固定为1:1。
这种差速器的优点不言而喻,在越野路面提供了最大的驱动力,缺点是在差速器锁止的情况下,车辆转向极其困难;存在单车轮承受发动机100%的扭矩的可能,半轴会因为扭矩过大而变形或折断;车辆在转向的过程中,两半轴承受相反的扭矩,如果两侧轮胎的附着力都很大,会扭断半轴。另外这种差速器,在车辆行驶过程中执行锁止动作会产生比较大的噪音。
锁止式差速器具备开式差速器的所有结构和特性,在未锁止的情况下,应用范围与开式差速器相同;在锁止的情况下,只适合于低速行驶在非铺装路面,不能在铺装路面上行驶,否则会导致车辆损坏和转向失控。
这类差速器以ARB的气动锁止产品和Eaton的电动锁止产品为代表。
2.电子差速器锁
电子差速器锁与上述的几种相比,没有改变开式差速器的结构和特性,而是利用ABS或EBD系统来执行单侧制动打滑的车轮的动作,限制两驱动轮的转速差,保证两个驱动轮都有动力。
优点:安全性好,不会损坏车辆。缺点:需要ABS和EBD系统,造价昂贵;在严酷的越野环境下,电子产品的可靠性不如机械产品;单侧车轮的驱动力,不如锁止式差速器的大。
这类差速器锁,由于成本原因,一般只应用于高档轿车和高档的SUV。
3.自动机械锁止差速器
这类差速器的基本结构和机械锁止式差速器相同,不同的是,机械锁止差速器的锁止和解锁,完全由驾驶员人工控制;自动机械锁止式差速器则是根据路况自行锁止和解锁。它的锁止检测机构很精巧,检测量有两个,一个是差速器边齿轮和差速器壳子之间的转速差,另外一个就是差速器壳的转速。
锁止条件:差速器壳体转速不超过设定值(也就是车速低于设定值),变齿轮与差速器壳的转速差超过设定值(左右车轮的转速差太大),如果两个条件都符合,就会触发差速器的锁止,正常行驶中的转向不会引起它的锁止。整个锁止过程,车轮空转的角度差不超过360度。
解锁条件:差速器壳转速超过设定值(车速超过设定值),左右半轴的扭矩方向相反(车辆开式转向),满足两者中的任何一个,就会立即解锁。
优点:公路行驶特性与开式差速器完全相同。越野路面,与锁止式差速器特性完全相同,不会因为转向而扭断半轴,其锁止和解锁过程完全是自动的,不需要人为干预。可靠性非常高。
缺点:锁止噪音比较大,结构比机械锁止差速器复杂,每一种差速器只能适用于一种车型,不具有通用性。
适用性:可以直接替换开式差速器,前驱后驱都可以用,没有适用性方面的限制。
以Eaton公司的产品为代表的自动机械锁止差速器是最适合越野车适用的差速器,遗憾的是,没有能直接给小切用的产品.
差速锁的作用是当一个驱动轮打滑时,将差速器壳与半轴锁紧成一体,使差速器失去差速作用,可以把全部扭矩转移到另一侧驱动轮上。
差速锁可以看作是具有自动锁止功能的差速器。
对于有3个差速器、形式最简单的全时驱动系统,因为差速器的等扭矩作用,车辆可能会因为任何一个车轮失去附着力而陷入困境,尤其是对于那些经常通过泥泞等恶劣路况的车辆。解决的办法就是用差速锁把失去驱动力的那个轮子的半轴锁住,使该车轮对动力分配不再发生影响。可见差速锁最大的功用在于当车轮打滑时保证其他的驱动轮仍然能够获得足够的驱动力。
对于全时驱动车辆,车上装备有3个差速器,其4个车轮可以以各自不同的转速转动,并按照各自不同的地面附着力自动获得不同的扭矩分配,保证车辆获得良好的驱动力。而对于大多数非全时4驱车辆,由于没有装备轴间差速器,当某个驱动轮打滑时,须手动操纵(有的只是车内的一个按键)差速锁将差速器壳与半轴锁紧成一体,使差速器失去差速作用,进而把扭矩转移到另一侧驱动轮上。
普通差速器,虽然可以允许左右车轮以不同速度转动,但当其中一个车轮空转时,另一个在良好路面上的车轮也得不到扭矩,汽车就失去了行驶的动力。在这种情况下,差速器不起作用。这样两个车轮连在一起,动力至少可以传递到另一侧车轮,使汽车得到行驶的动力,从而摆脱困境。这种情况在中央差速器也同样存在。这样,人们就开发了各种个样的差速器锁止机构。
中央差速器锁是安装在中央差速器上的一种锁止机构,用于四轮驱动车。其作用是为了提高汽车在坏路面上的通过能力,即当汽车的一个驱动桥空转时,能迅速锁死差速器,使两驱动桥变为刚性联接。这样就可以把大部分的扭矩甚至全部扭矩传给不滑转的驱动桥,充分利用它的附着力而产生足够牵引力,使汽车能够继续行驶。
分类
强制锁止式
强制锁止式差速锁就是在普通对称式锥齿轮差速器上设置差速锁,这种差速锁结构简单,易于制造,转矩分配比率较高。但是操纵相当不便,一般需要停车;另外,如果过早接上或者过晚摘下差速锁,那么就会产生无差速器时的一系列问题,转矩分配不可变。
高摩擦自锁式
高摩擦自锁式有摩擦片式和滑块凸轮式等结构。摩擦片式通过摩擦片之间相对滑转时产生的摩擦力矩来使差速器锁止,这种差速锁结构简单,工作平稳,在轿车和轻型汽车上最常见;滑块凸轮式利用滑块和凸轮之间较大的摩擦力矩来使差速器锁止,它可以在很大程度上提高汽车的通过性能,但是结构复杂,加工要求高,摩擦件磨损较大,成本较高。以上两种高摩擦自锁式差速器锁都可以在一定范围内分配左右两侧车轮的输出转矩,并且接入脱离都是自动进行,因此应用日益广泛。
托森式
托森式差速器是一种新型的轴间差速器,它在全轮驱动的轿车(如奥迪TT)上有广泛运用。"托森"这个名称是格里森公司的注册商标,表示"转矩灵敏差速器"。它采用蜗轮蜗杆传动具有自锁特性的基本原理。托森式差速器结构紧凑,传递转矩可变范围较大且可调,故而广泛用于全轮驱动轿车的中央差速器以及后驱动桥轮间差速器。但是由于其在高转速转矩差时的自动锁止作用,一般不能用于前驱动桥轮间差速器。
粘性耦合式
部分四轮驱动轿车上采用粘性耦合联轴器作为差速器使用。这种新型的差速器使用的是硅油作为传递转矩的介质。硅油具有很高的热膨胀系数,当两车轴的转速差过大时,硅油温度急剧上升,体积不断膨胀,硅油推动摩擦叶片紧密结合,这时粘性耦合器两端驱动轴直接联成一体,即粘性耦合器锁死。这种现象被称为"驼峰现象"。这种现象的发生极其迅速,差速器骤然锁死,因此车辆很容易脱离抛锚地。一旦搅油停止之后,硅油的温度逐渐下降,直至充分冷却后,驼峰现象才会消失。鉴于粘性耦合器传递转矩柔和平稳,差速响应快,它被推广运用到了驱动桥的轴间差速系统,当作轴间差速器,使全轮驱动轿车的性能大幅度的提高。
主流产品
手动机械式差速锁(牙嵌式)
手动机械差速锁的技术简单,生产成本低,但却仍然是迄今为止最为可靠、最有效的提高车辆越野性能的驱动系统的装备。它可以实现两个半轴的动力完全机械式结合,很牢固。但是只有在恶劣路况或极限状态下使用差速锁,在正常行驶时使用会对汽车的轮胎等部件造成严重的损害。
优点:在越野路况可以使车辆所有车轮得到有效动力,在恶劣情况下摆脱困境;
缺点:必须在停车状态下切换。
伊顿式差速锁
伊顿差速锁也是机械差速锁的一种,当两侧车轮的附着力出现差异时,如果两侧车轮的转速差达到了设定的数值,那么伊顿差速锁将会自动锁止差速器,使得两侧车轮拥有相同的动力,从而使车辆脱困。
优点:完全自动控制锁止;
缺点:不可手动控制,必须等到转速差出现的时候才起作用,反应速度略慢。
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差速锁的作用是当一个驱动轮打滑时,将差速器壳与半轴锁紧成一体,使差速器失去差速作用,可以把全部扭矩转移到另一侧驱动轮上。 差速锁可以看作是具有自动锁止功能的差速器。 对于有3个差速器、形式最简单的全时驱动系统,因为差速器的等扭矩作用,车辆可能会因为任何一个车轮失去附着力而陷入困境,尤其是对于那些经常通过泥泞等恶劣路况的车辆。解决的办法就是用差速锁把失去驱动力的那个轮子的半轴锁住,使该车轮对动力分配不再发生影响。可见差速锁最大的功用在于当车轮打滑时保证其他的驱动轮仍然能够获得足够的驱动力。 对于全时驱动车辆,车上装备有3个差速器,其4个车轮可以以各自不同的转速转动,并按照各自不同的地面附着力自动获得不同的扭矩分配,保证车辆获得良好的驱动力。而对于大多数非全时4驱车辆,由于没有装备轴间差速器,当某个驱动轮打滑时,须手动操纵(有的只是车内的一个按键)差速锁将差速器壳与半轴锁紧成一体,使差速器失去差速作用,进而把扭矩转移到另一侧驱动轮上。
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EDS电子差速锁,英文全称为ElectronicDifferentialSystem,又称为EDLElectronicDifferentialLockingTractionControl)。它是ABS的一种扩展功能,用于鉴别汽车的轮子是不是失去着地摩擦力,从而对汽车的加速打滑进行控制。EDS的工作原理比较容易理解: 在汽车加速过程中,当电子控制单元根据轮速信号判断出某一侧驱动轮打滑时,EDS就自动开始工作,通过液压控制单元对该车轮进行适当强度的制动,从而提高另一侧驱动轮的附着利用率,提高车辆的通过能力。当车辆的行驶状况恢复正常后,电子差速锁即停止工作。同普通车辆相比,带有EDS的车辆可以更好地利用地面附着力,来提高车辆的运行性。可以说,EDS还是比较实用的。 当汽车驱动轴的两个车轮分别在不同附着系数的路面起步时,例如一个驱动轮在干燥的柏油路面上,另一个驱动轮在冰面上,EDS电子差速锁则通过ABS系统的传感器会自动探测到左右车轮的转动速度,当由于车轮打滑而产生两侧车轮的转速不同时,EDS系统就会通过ABS系统对打滑一侧的车轮进行制动,从而使驱动力有效地作用到非打滑侧的车轮,保证汽车平稳起步。不过一般情况下EDS电子差速锁有速度限制,只能在车速低于40公里/小时启动,例如当时速低于40公里通过湿滑路面时,EDS也可锁死打滑车轮,提高行车安全。目前车市上装备EDS电子差速锁的主要是一些中高档车型,例如奥迪A6、奥迪A4、帕萨特、宝来以及新近上市的桑塔纳3000等车型。
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1.锁止式差速器(机械锁止、电动锁止、气动锁止)
为了保证车辆在复杂的越野路况下的行驶性能,通过一定的机械结构把差速器锁死,实现两个半轴的同步转动。通过行星齿轮组分析,就是把行星齿轮组的变速机构锁死,保证行星架和太阳轮之间,以及两个太阳轮之间的传动比都是1:1。可以把太阳轮和行星架锁止,可以把行星架和行星齿轮锁死,还可以把两个太阳轮锁死。
锁止式差速器,在没有锁止的时候,其传动特性与开式差速器完全相同,在锁止的情况下,传动比被固定为1:1。
这种差速器的优点不言而喻,在越野路面提供了最大的驱动力,缺点是在差速器锁止的情况下,车辆转向极其困难;存在单车轮承受发动机100%的扭矩的可能,半轴会因为扭矩过大而变形或折断;车辆在转向的过程中,两半轴承受相反的扭矩,如果两侧轮胎的附着力都很大,会扭断半轴。另外这种差速器,在车辆行驶过程中执行锁止动作会产生比较大的噪音。
锁止式差速器具备开式差速器的所有结构和特性,在未锁止的情况下,应用范围与开式差速器相同;在锁止的情况下,只适合于低速行驶在非铺装路面,不能在铺装路面上行驶,否则会导致车辆损坏和转向失控。
这类差速器以ARB的气动锁止产品和Eaton的电动锁止产品为代表。
2.电子差速器锁
电子差速器锁与上述的几种相比,没有改变开式差速器的结构和特性,而是利用ABS或EBD系统来执行单侧制动打滑的车轮的动作,限制两驱动轮的转速差,保证两个驱动轮都有动力。
优点:安全性好,不会损坏车辆。缺点:需要ABS和EBD系统,造价昂贵;在严酷的越野环境下,电子产品的可靠性不如机械产品;单侧车轮的驱动力,不如锁止式差速器的大。
这类差速器锁,由于成本原因,一般只应用于高档轿车和高档的SUV。
3.自动机械锁止差速器
这类差速器的基本结构和机械锁止式差速器相同,不同的是,机械锁止差速器的锁止和解锁,完全由驾驶员人工控制;自动机械锁止式差速器则是根据路况自行锁止和解锁。它的锁止检测机构很精巧,检测量有两个,一个是差速器边齿轮和差速器壳子之间的转速差,另外一个就是差速器壳的转速。
锁止条件:差速器壳体转速不超过设定值(也就是车速低于设定值),变齿轮与差速器壳的转速差超过设定值(左右车轮的转速差太大),如果两个条件都符合,就会触发差速器的锁止,正常行驶中的转向不会引起它的锁止。整个锁止过程,车轮空转的角度差不超过360度。
解锁条件:差速器壳转速超过设定值(车速超过设定值),左右半轴的扭矩方向相反(车辆开式转向),满足两者中的任何一个,就会立即解锁。
优点:公路行驶特性与开式差速器完全相同。越野路面,与锁止式差速器特性完全相同,不会因为转向而扭断半轴,其锁止和解锁过程完全是自动的,不需要人为干预。可靠性非常高。
缺点:锁止噪音比较大,结构比机械锁止差速器复杂,每一种差速器只能适用于一种车型,不具有通用性。
适用性:可以直接替换开式差速器,前驱后驱都可以用,没有适用性方面的限制。
以Eaton公司的产品为代表的自动机械锁止差速器是最适合越野车适用的差速器,遗憾的是,没有能直接给小切用的产品.
差速锁的作用是当一个驱动轮打滑时,将差速器壳与半轴锁紧成一体,使差速器失去差速作用,可以把全部扭矩转移到另一侧驱动轮上。
差速锁可以看作是具有自动锁止功能的差速器。
对于有3个差速器、形式最简单的全时驱动系统,因为差速器的等扭矩作用,车辆可能会因为任何一个车轮失去附着力而陷入困境,尤其是对于那些经常通过泥泞等恶劣路况的车辆。解决的办法就是用差速锁把失去驱动力的那个轮子的半轴锁住,使该车轮对动力分配不再发生影响。可见差速锁最大的功用在于当车轮打滑时保证其他的驱动轮仍然能够获得足够的驱动力。
对于全时驱动车辆,车上装备有3个差速器,其4个车轮可以以各自不同的转速转动,并按照各自不同的地面附着力自动获得不同的扭矩分配,保证车辆获得良好的驱动力。而对于大多数非全时4驱车辆,由于没有装备轴间差速器,当某个驱动轮打滑时,须手动操纵(有的只是车内的一个按键)差速锁将差速器壳与半轴锁紧成一体,使差速器失去差速作用,进而把扭矩转移到另一侧驱动轮上。