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差速器、差速锁、电子锁这三个到底是什么关系?
发布日期:2022-01-11 10:04   来源:未知   阅读:

  我们都知道汽车上有个零件叫作差速器,有了它汽车可以灵活地转弯。如果你对四驱有了解,那你一定还听说过差速锁,还知道差速锁分为机械式差速锁和电子差速锁。那么这些部件或者功能到底是什么意思?对汽车有什么作用呢?今天咱们就来聊聊这个话题。

  我们先来看上图,这是一辆人力三轮车,通过链条把动力传递到后轮,很明显这是后驱车。但是你可能不知道,这车的两个后轮中只有一个负责驱动,与链条连接,另一个后轮就是套在轴上而已。三轮车走的时候它跟着转就行了。

  为什么要这样设计呢?因为如果两个轮子都连在一起那么它俩的转速就必须一样,而转弯时两个轮子转速是不同的,弯道外侧的车轮转得更快,如果把两个轮子硬生生连在一起,那么在转弯时两个轮子就会较劲儿,不仅使转弯困难,车速高的时候很容易引起失控。所以人力三轮车在生产时就注意到了这个问题,把俩后轮给分开了,只有一个负责驱动。

  但是对于汽车来说就不行了,因为汽车动力大,只有一个轮子驱动的话一踩油门很容易把车给推偏了,而且一个轮子与地面的摩擦力也有限,爬坡或者路面湿滑的时候动力都加在这一个轮子上了,很容易打滑。所以工程师就发明了差速器来解决这个问题,差速器可以把动力平均分给两个驱动轮,而且还允许它们存在转速差。

  上图是一辆后驱车的后轴,可以看到后轴中间有一个“大圆球”,这个大圆球一般被称作“牙包”,差速器就装在这里面。

  把牙包的后盖打开就可以看到里面的差速器了,左侧是一个大齿圈,这是用来接收传动轴动力的,并且可以把动力的方向改变过来。差速器内部有四个小齿轮,它们就是差速器功能的核心。

  现在我们把差速器单独拿出来,图中红色部分是连在一起的,外面的是差速器外壳,中间有两个同轴的齿轮A和B,齿轮AB是空套在轴上的,并不是硬连接。两侧绿色的分别是通向两个驱动轮的齿轮以及轴。汽车行驶时传动轴驱动差速器外壳,外壳通过轴带动A、B两个齿轮随着差速器外壳一起转动。而齿轮A、B和车轴上的齿轮C、D是啮合状态,所以AB就可以驱动CD齿轮同步转动了。

  当需要转弯时AB两个齿轮就开始围绕轴自转,这样可以让两个车轮以不同的速度转动,同时也不耽误向两个轮子传递动力。

  差速器很完美地解决了汽车转弯的问题,但同时带来了另一个问题:差速器的机械结构决定了它会把动力传递给阻力更小的车轮,在一些极端情况下如果有一个驱动轮与路面的摩擦力不足,那么就会出现摩擦力不足的车轮疯狂打滑,而有附着力的车轮无法获得足够的动力,导致车辆被陷。所以这种差速器被称为“开放式差速器”,也就是说遇到一侧车轮失去附着力,那么动力就会全部传递给失去附着力的车轮了。

  比如上面这个图中,实验人员按住了左侧车轮(相当于有附着力的车轮),右侧车轮悬空(相当于陷入积雪或者泥泞的没有附着力的车轮),此时右侧车轮阻力明显小于左侧车轮,结果差速器就把所有动力传递给右侧车轮了。

  而差速锁就是一个限制差速器分配动力的机构,差速锁打开以后差速器内部左右半轴相当于连成了一体,这时候动力会以50:50的比例平均分配给两个驱动轮。所以说差速锁就是“破坏”差速器正常功能的机构。

  其实电子差速锁名字听起来很唬人,实际原理却非常简单,而且从本质上来说它并不算差速锁,因为它并没有实现锁的动作,它只是利用ESP系统,对空转的车轮进行单独的刹车操作以增加车轮阻力,以此让差速器把一部分动力分配给有附着力的轮胎,帮助车车辆脱困。

  电子限滑差速锁在城市SUV上最常见了,因为其成本低,不需要对差速器进行改动。但是电子限滑差速锁实际性能与机械差速锁相差太远了,因为它限制打滑的思路是强行给空转的轮子施加刹车力,这就给发动机增加了额外的负担,对于动力强的车来说这不算太麻烦,但是对于动力不是那么大的车来说也就能应付个日常雨雪脱困,稍微有点难度的路况下就可能出现电子限滑启动后由于制动力太大发动机无法驱动的问题了。

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