經(jīng)?吹狡囋诟鞣N路況下為人們運(yùn)送物資,我們可以看到車輛靈活的轉(zhuǎn)彎,通過(guò)這種障礙路面,是什么讓汽車在路面變得幾乎無(wú)所不能?汽車匯集了人類智慧的結(jié)晶,各種機(jī)械和電氣結(jié)構(gòu)創(chuàng)造了這個(gè)人類的好伙伴。
在這么多機(jī)械中,今天給大家介紹一個(gè)不算起眼,但非常重要的設(shè)備——差速器。差速器是個(gè)差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu),用來(lái)在兩輸出軸間分配轉(zhuǎn)矩,并保證兩輸出軸有可能以不同的角速度轉(zhuǎn)動(dòng),用來(lái)保證各驅(qū)動(dòng)輪在各種運(yùn)動(dòng)條件下的動(dòng)力傳遞,避免輪胎與地面間打滑。
我們知道,當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí),外側(cè)車輪比內(nèi)側(cè)車輪所走過(guò)的路程長(zhǎng);汽車在不平路面上直線行駛時(shí),兩側(cè)車輪走過(guò)的曲線長(zhǎng)短也不相等;即使路面非常平直,但由于輪胎制造尺寸誤差,磨損程度不同,承受的載荷不同或充氣壓力不等,各個(gè)輪胎的滾動(dòng)半徑實(shí)際上不可能相等,若兩側(cè)車輪都固定在同一剛性轉(zhuǎn)軸上,兩輪角速度相等,則車輪必然出現(xiàn)邊滾動(dòng)邊滑動(dòng)的現(xiàn)象。
車輪對(duì)路面的滑動(dòng)不僅會(huì)加速輪胎磨損,增加汽車的動(dòng)力消耗,而且可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)向和制動(dòng)性能的惡化。若主減速器從動(dòng)齒輪通過(guò)一根整軸同時(shí)帶動(dòng)兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪,則兩側(cè)車輪只能同樣的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。為了保證兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪處于純滾動(dòng)狀態(tài),就必須改用兩根半軸分別連接兩側(cè)車輪,而由主減速器從動(dòng)齒輪通過(guò)差速器分別驅(qū)動(dòng)兩側(cè)半軸和車輪,使它們可用不同角速度旋轉(zhuǎn)。這種裝在同一驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪之間的差速器稱為輪間差速器。
● 差速器的結(jié)構(gòu)和原理
一般差速器主要由行星齒輪、行星輪架(差速器殼)、半軸齒輪等零件組成,發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)傳動(dòng)軸進(jìn)入差速器,直接驅(qū)動(dòng)差速器殼,再由行星輪帶動(dòng)左、右兩條半軸,分別驅(qū)動(dòng)左、右車輪。
車輛直行時(shí),左右兩邊車輪受到的阻力相當(dāng),差速器殼體內(nèi)的行星齒輪只是跟著殼體公轉(zhuǎn)而不會(huì)自轉(zhuǎn)。
當(dāng)車輛轉(zhuǎn)彎時(shí),內(nèi)側(cè)車輪會(huì)產(chǎn)生更大的阻力,兩側(cè)半軸受力不同會(huì)使得中間的行星齒輪產(chǎn)生自轉(zhuǎn),兩側(cè)半軸就會(huì)有轉(zhuǎn)速差。外側(cè)比內(nèi)側(cè)車輪轉(zhuǎn)的更快,這樣車輛就能夠順利的轉(zhuǎn)彎了。
對(duì)于學(xué)過(guò)機(jī)械和汽車原理的朋友應(yīng)該知道這是行星齒輪傳動(dòng)的一種變形,但對(duì)于大部分人來(lái)說(shuō),也不會(huì)愿意花上半天的時(shí)間去了解那生澀的機(jī)械原理,可如果你既有強(qiáng)烈的好奇心想了解這其中的奧妙,又沒(méi)有時(shí)間去了解哪些原理,那么就請(qǐng)花上不到10分種的時(shí)間看完下面這段視頻,即使你不懂英語(yǔ),這段簡(jiǎn)單的演示也能讓你理解這其中的奧妙。
● 差速鎖的作用
在泥濘或冰雪路段,當(dāng)一側(cè)車輪失去抓地后,相當(dāng)于沒(méi)有阻力,另一側(cè)的車輪相當(dāng)于固定在那里了,行星齒輪的自轉(zhuǎn)將動(dòng)力全部傳遞到失去抓地力的那側(cè)車輪,而車子卻只能呆在原地不動(dòng)。
在這個(gè)時(shí)候差速器對(duì)車輛的正常行駛起到的是一個(gè)反作用,就不再需要差速器了,差速鎖的作用就出來(lái)了。差速鎖的作用就相當(dāng)于進(jìn)行一個(gè)強(qiáng)制干預(yù),讓差速器停止作用,左右兩軸就變成剛性連接,有阻力的一側(cè)有了動(dòng)力,才能帶動(dòng)車輛走出泥潭,繼續(xù)前進(jìn)。
● 軸間差速器
大家看到這里是不是對(duì)輪間差速器和差速鎖的作用和原理都有了一個(gè)認(rèn)識(shí)呢?上面都是以一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸為例進(jìn)行講解的,卡車還有很多雙驅(qū)的車型,除了每個(gè)軸的輪間差速,還有軸間差速可以用。
對(duì)于雙驅(qū)的車型,動(dòng)力從發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)傳動(dòng)軸傳送過(guò)來(lái)后對(duì)前后兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸也有一個(gè)動(dòng)力分配,兩個(gè)驅(qū)動(dòng)軸因路況的不同同樣也會(huì)存在速度不同,相同的道理,我們?cè)趦蓚(gè)驅(qū)動(dòng)橋之間也需要設(shè)置一個(gè)差速器,這個(gè)差速器稱為軸間差速器。在泥濘濕滑的路面,若有一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸發(fā)生打滑,也會(huì)發(fā)生另一個(gè)車軸打滑的情況,所以,對(duì)于路況較差的車型來(lái)說(shuō),軸間差速器也需要一個(gè)差速鎖來(lái)加以限制。
一般在車輛的中控臺(tái)上,輪間差速鎖和軸間差速鎖都用上圖中的圖標(biāo)進(jìn)行表示。
從單驅(qū)到雙驅(qū),差速鎖的概念也可以進(jìn)一步擴(kuò)展到6X6全驅(qū)車型,甚至更多驅(qū)動(dòng)橋,當(dāng)然,車輛的設(shè)計(jì)也就變得更加復(fù)雜了。上圖就是小編前段時(shí)間拍到的一款斯堪尼亞的6X6全驅(qū)車型的儀表盤(pán),差速鎖的設(shè)置也多了。
● 差速鎖使用注意事項(xiàng)
對(duì)于一些行駛在惡劣工況的車輛來(lái)說(shuō),通過(guò)裝配差速鎖能夠使車輛的通過(guò)性大大提升,不過(guò)在使用的時(shí)候也需要多加注意。啟動(dòng)差速鎖之后,各個(gè)驅(qū)動(dòng)輪之間的轉(zhuǎn)速是一樣的,如果發(fā)生轉(zhuǎn)向,會(huì)使輪胎急劇磨損,同時(shí)也會(huì)引起傳動(dòng)系統(tǒng)零部件的異常損壞。所以車輛正常行駛時(shí),禁止按下差速鎖開(kāi)關(guān),也嚴(yán)禁長(zhǎng)時(shí)間使用差速鎖。
差速鎖應(yīng)該在車輛處于停止?fàn)顟B(tài),或相當(dāng)于步行的速度時(shí)使用,當(dāng)車輛在泥濘、凹坑的路面上行駛,造成中、后驅(qū)動(dòng)橋打滑,車輛被擱淺時(shí),使用差速鎖能順利駛出故障路面。駛出故障路面后應(yīng)立即將差速鎖開(kāi)關(guān)全部關(guān)閉。
廠家對(duì)用戶做了特別提醒
設(shè)置互鎖開(kāi)關(guān)防止誤操作
為了防止在正常行駛時(shí)誤操作啟動(dòng)差速器,一些廠家在車輛設(shè)計(jì)時(shí)也做了特別的提醒,比如在差速鎖開(kāi)關(guān)旁邊貼上醒目的提醒標(biāo)識(shí),在差速鎖開(kāi)關(guān)上設(shè)置互鎖開(kāi)關(guān),只有打開(kāi)互鎖開(kāi)關(guān)之后才能啟動(dòng)差速鎖。啟動(dòng)之后在儀表盤(pán)上的指示燈會(huì)亮起,同時(shí),蜂鳴器也會(huì)響起。
另外,在使用的時(shí)候要注意檢查差速器的潤(rùn)滑狀況,是不是有漏油等情況,如果潤(rùn)滑不良,也會(huì)導(dǎo)致齒輪過(guò)早磨損,影響車輛的正常使用。
● 編后語(yǔ)
通過(guò)設(shè)置差速器,可以讓車輛可以實(shí)現(xiàn)自由轉(zhuǎn)向,而差速鎖又可以讓車輛在濕滑泥濘的路況下繼續(xù)前行,在汽車的各個(gè)部位都可以看到人類智慧的結(jié)晶。也正是人們的聰明才智,讓各種機(jī)械工具來(lái)代替人工,減輕了人們的勞動(dòng)量,讓社會(huì)快速運(yùn)行起來(lái)。
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