分动箱在汽车中的作用是什么?
2023-04-24
更新时间:2023-04-24 11:51:40 作者:知道百科
>1.汽车的分动箱[所谓分动箱,就是将发动机的动力进行分配的装置,可以将动力输出到后轴,或者同时输出到前/后轴。]是什么意思
双速分动箱的车子提供了三种控制状态:供一般驾驶的2WD模式;供在光滑路面上高速行驶的4WD-Hi;以及在雪地和崎岖的坡路上行驶的4WD-Lo模式。
这辆探索者的路面控制四轮驱动[四轮驱动,又称全轮驱动,是指汽车前后轮都有动力。]系统可以在受限制的情况下提供更多的牵引力[在机械工程中,牵引力是指包括汽车、铁路机车、自行车等轮式车辆载具的传动系统对车轮产生以旋转力矩,通过动轮与地面或钢轨之间的相互作用而产生。]。通过控制面板上的一个圆形旋钮调节到“AUTO”档,车内传感器监视并比较前后轮的速度和油门的位置,然后通过车载电脑分析计算,最后自动分配适当的扭矩给每一个车轮[车轮是人类在搬运东西的劳动实践中逐渐地发现的。]。
每一秒钟将进行50次这样的运算,并产生信号给一个电磁控制器,以此不断地调整输出扭矩。如果后轮打滑,那么扭矩将被分配到前轮——最高可以达到678牛米。
在4-Hi模式下系统将前后轴都锁住以提供牵引力给四个轮子。在4-Lo模式下系统同样锁住前后轴,但同时加上了一个2.48:1 的低速挡位,使传动比更低,以期获得更慢的车速,更高的扭矩,和更多的牵引力控制。
传统分时四驱的分动箱 最早的四驱技术,是基于提高车辆的通过性开发的,我们把它称作越野四驱。
这类车型的鼻祖威利斯吉普,就是二战美军为了加强前线步兵和指挥官作战的机动性开发出来的。它采用的分动箱是最基本的分时四驱分动箱,是一种纯机械的装置。
这种结构的分动箱,在挂上4驱模式的时候,前后轴是刚性连接的,可以实现前后动力50∶50的分配,对于提高车辆的通过性非常有利。另外由于它的纯机械结构,可靠性很高,这对于经常在缺少救援的荒野行驶的车型是至关重要的。
即使到现在,仍然有大量的硬派越野车采用这种分动箱,就是基于它这个特点。下面我们就来看看这种分动箱的基本结构和原理。
在此类车型的分动箱挡把上,我们会看到2H、4H、N、和4L的切换挡位。当挂2H时,此类车型就是一台后驱车,发动机[发动机(Engine)是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器,包括如内燃机(汽油发动机等)、外燃机(斯特林发动机、蒸汽机等)、电动机等。]的动力经过变速箱[变速箱主要指的是汽车的变速箱,它分为手动、自动两种,手动变速箱主要由齿轮和轴组成,通过不同的齿轮组合产生变速变矩;而自动变速箱AT是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成,通过液力传递和齿轮组合的方-biansuxiang]以后,通过一根传动轴直接连接到后轴上。
而分动箱的作用,就是在变速箱上,再引出一根输出端,并通过静音链条,将动力传递到前轴的输出轴。当然,这并不是直接连接的,否则就无法切换4驱和2驱了。
事实上,它是通过两组齿轮实现分离和连接的,它的结构和原理类似于变速箱的一轴和二轴。切换时,扳动分动箱的挡把,通过拨叉将动力与前传动轴接通和断开。
与现在主流的带同步器的变速箱不同,这个部位的切换是没有同步器的,它需要转速与轮速的完全匹配。这就是这种分动箱的基本原理。
但实际情况并不会这么简单,为了提高通过性能,这类分动箱还会有一个加力挡,也就是挡把上的4L模式。在变速箱上,有一个齿比更大的齿轮,当挂上这个齿轮时,能提供比日常驾驶高很多的主传动比。
我们发现,当我们需要挂4L时,必须经过一个N挡,此时变速箱会将动力与每个传动轴分开,而挂上4L时,将接通这个齿比更大的齿轮。这个切换的过程,也是没有同步器的。
知道了这个原理,我们再来看看此类分动箱各个模式的操作特性。熟悉传统越野车的车友都知道,这种分动箱,在2H和4H之间切换时,不需要停车,一般可以在80公里/小时的时速下自由切换。
而切换到2L时,则必须停车切换,否则根本挂不进去,这是为什么呢?无论是2H模式还是4H模式,动力一直是与后轴接通的,后轮的轮速与发动机转速完全匹配。而此时只要车轮没有打滑,前轮与后轮的轮速是一样的,因此在2H与4H之间切换时,发动机转速与前输出轴的转速是匹配的,即使没有同步器,也完全可以进行切换。
因此在2H模式和4H模式间切换,完全可以在行车中进行,不需要停车切换。但到了4L模式的转换时,情况就完全不同了。
从4H切换到4L模式,需要先将分动箱切换为N挡,此时发动机动力与每个车轮都断开,发动机转为怠速工况。此时如果挂4L,车轮的轮速与发动机的转速会很难匹配,相当于一台不带同步器的车行驶过程中想挂一挡,这显然是很难的。
这种分动箱前后轴之间是没有差速器[汽车差速器能够使左、右(或前、后)驱动轮实现以不同转速转动的机构。]的,因此在附着力高的公路上驾驶只能挂2H,4驱模式仅仅是在沙石路面以及OFF-ROAD路段为提高通过性而设计。因此采用这种分动箱的四驱车一般都是硬派越野车,它在OFF-ROAD路段很厉害,但在公路上则表现平平。
早期的分时四驱,是完全靠手动切换的,发展到后来,出现了电动切换的分时四驱,它的基本原理与手动切换的分时四驱是一样的,只不过所有的切换是通过电机来完成罢了。全时四驱分动箱 随着四驱技术的发展,人们已经不能仅仅满足于只能越野的四驱车。
在公路上,采用四驱技术的车辆能提供更好的驱动力和操控性能,因此全时四驱诞生了。硬轴连接的四驱车不能实现公路四驱驾驶的最主要的原因,是它无法在公路上高速转弯。
因为在转弯的时候,每个车轮所压过的弧线长度不一样,这就意味着每个车轮的转速都不能一样。事实上,前轮的转速是会高于后轮的,如果刚性地把发动机的动力通过传动轴分配给前后车轮的话,那么前后车轮的转速就必须保持一致,这个矛盾将导致前后车轮在转向的时候发生转向干涉。
这在附着力低的沙石路面可以通过轮胎与地面的滑动摩擦解决,而在干燥路面则会产生一个制动力,让车不能前进,这就是我们常说的转向制动。为了解决这个矛盾,工程师在分动器中加入了一个差速器,这就是我们现在常说的**差速器。
这个差速器是开放式差速器,结构与前后轴的差速器一样,变速箱的输出轴通过行星齿轮组将动力分配给前后轴。根据开放式差速器的原理,它可以调整转速差。
这样的结构是不是就算是全时四驱了呢?早期全时四驱的雏形确实是这样的,但我们会发现,这样的四驱系统对于提高通过性来说毫无意义。我们知道,开放式差速器的功能是把发动机动力分配给受阻力小的车轮,如果一台车上使用了三个开放式差速器(前后轴各还有一个差速器)来调节转速差的话,那么如果有一个车轮受阻力最小,动力就会100%地传递给这个车轮。
显然这种四驱是毫无意义的。为了解决这个问题,不同的工程师采用了两种不同的方案。
一种是差动限制器。我们已经知道,开放式差速器会将动力传递给受阻力较小的车轮,那如果我们给这辆车人为施加一个阻力,动力自然就能传递给没有打滑(仍。
原发布者:王晓志1
【什么是差速器?以及差速器工作原理】差速器具有三种功能:把发动机发出的动力传输到车轮上;充当汽车主减速齿轮,在动力传到车轮之前将传动系的转速减下来将动力传到车轮上,同时,允许两轮以不e79fa5e98193e59b9ee7ad9431333433623764同的轮速转动为什么需要差速器?当汽车转向时,车轮以不同的速度旋转。在这个图中你可以看到,在转弯时,每个车轮驶过的距离不相等,即内侧车轮比外侧车轮驶过的距离要短。因为车速等于汽车行驶的距离除以通过这段距离所花费的时间,所以行驶距离短的车轮转动的速度就慢。同时需要注意的是:前轮较之后轮,所走过的路程是不同的。对于后轮驱动型汽车的从动轮,或前轮驱动型汽车的从动轮来说,不存在这样的问题。由于它们之间没有相互联结,它们彼此独立转动。但是两主动轮间相互是有联系的。因此一个引擎或一个变速箱可以同时带动两个车轮。如果你的车上没有差速器,两个车轮将不得不固定联结在一起,以同一转速驱动旋转。这会导致汽车转向困难。此时,为了使汽车能够转弯,一个轮胎将不得不打滑。对于现代轮胎和混凝土道路来说,要使轮胎打滑则需要很大的外力,这个力通过车桥从一个轮胎传到另一个轮胎,这样就给车桥零部件产生很大的应力。差速器是将发动机扭矩按两个方向分开的设备,可允许每次输出的扭矩以不同的速度旋转。差速器的在汽车上的应用现在在所有汽车或卡车上都配备差速器,一些全轮驱动车辆上(全时四轮驱动)也配备差速器。这些全轮驱动车辆的每组驱动轮[前轮驱动系统是如今应用最为广泛的。]之间
差速器的工作原理 凯伦奈斯 著 如果你已经阅读了汽车发动机工作原理,你就能懂得汽车动力是如何产生的;如果你已经阅读了手动变速器的工作原理,你就会懂得下一步动力会传到哪里。
对大多数汽车来说,差速器在其传动系中,位于驱动轮之前的最后一级。本文将阐述差速器的工作原理。
差速器有三大功用: 把发动机发出的动力传输到车轮上; 充当汽车主减速齿轮,在动力传到车轮之前将传动系的转速减下来 将动力传到车轮上,同时,允许两轮以不同的轮速转动 在本文中,你将会了解到汽车为什么需要一个差速器,它工作的方式及其优缺点。我们也将会了解到防滑差速器。
为什么需要差速器 当汽车转向时,车轮以不同的速度旋转。在下面的动画中你可以看到,在转弯时,每个车轮驶过的距离不相等,即内侧车轮比外侧车轮驶过的距离要短。
因为车速等于汽车行驶的距离除以通过这段距离所花费的时间,所以行驶距离短的车轮转动的速度就慢。同时需要注意的是:前轮较之后轮,所走过的路程是不同的。
对于后轮驱动型汽车的从动轮,或前轮驱动型汽车的从动轮来说,不存在这样的问题。由于它们之间没有相互联结,它们彼此独立转动。
但是两主动轮间相互是有联系的。因此一个引擎或一个变速箱可以同时带动两个车轮。
如果你的车上没有差速器,两个车轮将不得不固定联结在一起,以同一转速驱动旋转。这会导致汽车转向困难。
此时,为了使汽车能够转弯,一个轮胎将不得不打滑。对于现代轮胎和混凝土道路来说,要使轮胎打滑则需要很大的外力,这个力通过车桥从一个轮胎传到另一个轮胎,这样就给车桥零部件产生很大的应力。
什么是差速器 差速器就是一种将发动机输出扭矩一分为二的装置,允许转向时输出两种不同的转速。 在现代轿车或货车,包括许多四轮驱动汽车上,都能找到差速器。
这些四轮驱动车的每组车轮之间都需要差速器。同样,其两前轮和两后轮之间也需要一个差速器。
这是因为汽车转弯时,前轮较之后轮,走过的距离是不相同的。 部分四轮驱动车前后轮之间没有差速器。
相反的,他们被固定联结在一起,以至于前后轮转向时能够以同样的平均转速转动。这就是为什么当四轮驱动系统忙碌时,这种车辆转向困难的原因。
不同车速下转弯 我们将从最简单的一类差速器——开式差速器,讲起。首先,我们需要了解一些技术:下图就是一个开式差速器部件。
当一辆轿车沿着一条路直线行驶时,两侧车轮以同一转速转动。输入小齿轮带动螺旋锥齿轮和壳体。
壳体内的小齿轮都不转动,两边的齿都有效的将壳体锁住。 注意到输入小齿轮的齿比螺旋锥齿轮的齿小。
如果主减速比为4.10,螺旋锥齿轮的齿数就要比输入小齿轮的齿多4.10倍。更多关于传动率的信息请参阅齿轮是如何工作的。
当一辆汽车转弯时,车轮必须以不同的转速旋转。 从上图中,你可以看到壳体内的小齿轮在车辆转向时开始转动。
以此实现两侧车轮以不同的转速旋转。内侧车轮要比壳体转得慢。
但外侧车轮就要转得相对快点。 在薄冰上行驶 开式差速器一般都是将相同大小的扭矩分配到两侧车轮上。
有两个因素决定分配到车轮扭矩的多少:设备及牵引力。在干燥的环境、有充足的牵引力的情况下,分配到车轮的扭矩受到发动机及齿轮的限制;在牵引力较小的情况下,诸如在冰面上行驶。
在这种情况下,扭矩的大小受限于车轮不至于打滑。所以,即使一辆车可以产生更大的扭矩,同样需要足够的牵引力用以将这些扭转力矩传输到地面上。
如果当车轮开始打滑时,你用力睬油门,只会使车轮转得更快。 如果你曾经在冰面上开过车,你可能知道使加速变得容易的方法。
那就是你不以一档起步而是二档起步,甚至是三档。因为变速器里的档位越高,传到车轮上的扭矩会变的更少。
这样就会让车轮在不转的情况下加速更快。 当一个汽车主动轮在附着系数较高的路面上,而另一个主动轮却在冰面上时,会发生什么情况呢?这就是开式差速器的问题所在。
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