汽车开放式差速器一侧车轮打滑,会把发动机的大部分功率“吸走”,请问怎么解释这个形象的说法?
想要弄明白这个问题你先要弄清楚差速器的原理,而差速器的原理很难用文字解释清楚,对机械比较有研究的朋友一看其结构就能明白。不过今天我试着用图片加文字的形式给大家讲讲这个问题。
上图有两根齿条平行放在桌面上,齿条中间夹着一个齿轮,两个齿条被固定好了,只能左右移动。这时候用力向右边拉齿轮,那么齿条A和B就会被齿轮带着一起往右移动。由于齿条与桌面的摩擦力相等,所以齿轮两端受到的阻力是一样的,齿轮不会转动。
接下来我把齿条A固定死,然后再向右拉齿轮。这时候会发生什么情况呢?很明显,齿条A被固定无法移动,对齿轮产生很大的阻力,但是齿条B还可以左右移动。所以这时候齿轮在齿条A的阻力作用下开始逆时针转动,并沿着齿条A向右走,同时驱动齿条B继续向右移动。
然后我们把这个齿轮齿条机构稍微改变一下,就得到了上面这个图,这就是汽车的差速器。图中黄色的是传动轴,通过伞状齿轮驱动差速器的齿圈2。而差速器的齿圈通过其外壳3驱动两个行星齿轮4转动,这两个行星齿轮就是上图中夹在齿条中间的那个齿轮,只是这里放了两个。而这两个行星齿轮又分别驱动两个伞状齿轮给车轮传递动力,这两个散装齿轮就是上图中的齿圈。
汽车直线行驶时左右驱动轮转速相同,所以差速器的行星齿轮不发生自转,同步驱动两个车轮向前行驶。
当汽车转弯时外侧车轮转速高于内侧车轮,这时候差速器的行星齿轮在跟随差速器外壳转动的同时还会自转,把两侧车轮的转速差就给平衡掉了,这样既保证车辆可以灵活转弯,又保证了发动机的驱动力依然能够平稳地传递给两个驱动轮。
如果汽车一个驱动轮悬空或者附着力下降,那么情况就发生变化了。我们还把前面的图拿出来,假如齿条AB分别代表两个驱动轮的传动半轴前端的伞状齿轮,现在齿条B对应的那个轮子悬空了,没有阻力,齿条A对应的轮子落在地上,有阻力。这就相当于齿条A被固定,而齿条B是自由状态。这时候拉动齿轮,齿条A无法动弹,而齿条B很轻松就向右移动了。
这就是开放式差速器的基本原理:可以以任何比例分配两个驱动轮的动力,但是动力总向更容易驱动的那一方流动。因此开放式差速器的车辆一个驱动轮附着力不足时就会打滑,而另一个有附着力的轮子由于得不到动力而无法用上力,车辆就难以脱困了。
而与开放式差速器相对应的就是带差速锁的差速器,其原理就相当于把差速器上的行星齿轮给锁住,不让其自转,这样就能以1:1的比例稳定地给两个驱动轮传递动力了。
只是差速锁结构相对复杂,而且成本更高,所以很多车都配备了电子差速锁,原理也很简单,当一个驱动轮失去附着力开始打滑造成动力流失时电子差速锁利用ESP系统给打滑的车轮施加制动力,强行让两个轮子的阻力一致,这样差速器就可以把动力分配给有附着力的车轮了。
只是电子差速锁的原理决定了其起作用时会额外给发动机增加一个悬空车轮的刹车力,这也是为什么很多SUV虽然装备了电子差速锁,但是在一些极端测试环节中依然无法通过测试,因为发动机动力有限,电子差速锁起作用时打滑的车轮被施加了巨大的刹车力,导致发动机很难驱动车辆起步。
汽车开放式差速器一侧车轮打滑,会把发动机的大部分功率“吸走”,请问怎么解释这个形象的说法?
汽车差速器是四轮汽车必备的一个装置,其主要的作用就是允许实现轮间的转速差,这对于汽车转弯是非常必要的,如果没有差速器,汽车在转弯时就会导致转向干涉。
如下图所示:汽车转弯时,右侧车轮的转向线速度是小于左侧车轮的,那么左右车轮之间如果仍然用一根轴连接,就无法实现转弯。
1937年,法国雷诺汽车公司的创始人路易斯.雷诺发明了“汽车差速器”,所谓的差速器通俗的说,就是就是把汽车驱动轴一分为二,驱动轴驱动盆齿,利用盆齿的旋转带动行星齿轮,然后再带动太阳轮,最终驱动两个半轴,从下图可以看出,差速器利用多个齿轮传动,分别驱动两个太阳轮,当汽车直线行驶时,两个太阳轮的旋转速度是一样的,当转弯时,左右两侧的太阳轮虽然有转速差,但是仍然有驱动力,这就是差速器的原理。
为什么差速器的一侧打滑,另一侧会疯转,动力消耗殆尽?要解释这个问题,就要先说一下一种常见的物理现象“最小能耗原理”,即动力总是向损耗最小的方向流逝,当汽车车轮打滑时,车轮失去了阻力,转速加快,阻力变小,动力就会优先从阻力小的一方流逝,此时汽车有抓地力的车轮就无法获得驱动力,行星齿轮发生旋转。
为了避免这种现象,于是人们又发明了差速锁,所谓的差速锁就是把差速器的左右两端进行锁定,使车轮同步旋转,这样就可以增加汽车的脱困能力。避免动力流逝!
汽车开放式差速器一侧车轮打滑,会把发动机的大部分功率“吸走”,请问怎么解释这个形象的说法?
开放式差速器就是这样的,一侧车轮打滑时,另一侧车轮会原地不动。这时候发动机动力会从打滑的车轮处流失。车子不动、发动机在运转,变速箱、差速器在工作,而一侧车轮也在原地旋转,而车子不动这就是典型的动力流失。发动机做功后没有驱动车辆前行,这就是发动机动力流失。搞清楚动力流失之前,我们先看一下什么是差速器:差速器是一个差速传动机构,差速,就是同车桥的两个驱动轮以不同的速度转动,避免出轮同步转动而与地面打滑、也避免了不能转弯的尴尬。汽车转弯时外侧车轮行驶距离要比内测车轮长,不平坦的路面甚至直行时两个车轮的转速也是不一样的,如果两个车轮转速始终同步,相当于把差速器锁死,那么车辆转弯变得困难,只能依靠轮胎与地面打滑来实现,前后桥之间互相较劲,硬件容易损坏、车身姿态也难以控制。
我们看看差速器结构图:差速器由行星齿轮、半轴齿轮、行星齿轮架(差速器外壳)构成,来自发动机的动力通过传动轴直接驱动从动锥齿轮,从动锥齿轮与差速器外壳固定在一起,差速器外壳转动时内部的行驶齿轮驱动半轴齿轮转动,半轴驱动车轮转动。具体示意图如下:当左右两只车轮阻力相同时,差速器内行星齿轮随着差速器公转,这时候两边半轴转速是一样的。当有一侧车轮阻力大的时候,差速器内的行星齿轮就会自转,这时候阻力小的车轮转速就要高于阻力大的车轮。回到主题,一侧车轮打滑导致动力流失的问题。一侧车轮打滑说明另一侧车轮阻力大,难以转动。这时候差速器内部的行星齿轮开始自转,车轮阻力大的一侧半轴齿固定不转,这时候行星齿轮高速旋转、动力全部传递到阻力小的车轮半轴上。这就是为什么陷车时只有一个车轮在疯转 ,另外一个纹丝不动难以脱困的原因。
汽车开放式差速器一侧车轮打滑,会把发动机的大部分功率“吸走”,请问怎么解释这个形象的说法?
开放式差速器的特点是无论什么状态下左右半轴的扭矩永远是近似平均分配。
如果有一侧车轮打滑或离地的话,那一侧车轮因为没有抓地力阻力太小,导致发动机输出的扭矩也很小;
而另一侧有抓地力的车轮获得的扭矩与离地一侧车轮同样小。
这个现象不是你说的把发动机大部分功率吸走,而是发动机的大部分动力无法传送到车轮上。
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