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汽车为什么能平稳转弯?

时间:2020-05-09 11:58:22   作者:转载  

由于车体存在宽度,汽车左右轮的过弯转速不同,前后轮的转向半径也不同,需要一种差动机构来均衡牵引力和转向,保障转弯的顺畅和精确,它就是差速器,一个发挥巨大作用的装置。

汽车为什么能平稳转弯?

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。主要由左右半轴齿轮、两个行星齿轮及齿轮架组成。功用是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时,使左右车轮以不同转速滚动,即保证两侧驱动车轮作纯滚动运动。差速器是为了调整左右轮的转速差而装置的。

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在四轮驱动时,为了驱动四个车轮,必须将所有的车轮连接起来,如果将四个车轮机械连接在一起,汽车在曲线行驶的时候就不能以相同的速度旋转,为了能让汽车曲线行驶旋转速度基本一致性,这时需要加入中间差速器用以调整前后轮的转速差。

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普通差速器由行星齿轮、行星轮架(差速器壳)、半轴齿轮等零件组成。发动机的动力经传动轴进入差速器,直接驱动行星轮架,再由行星轮带动左、右两条半轴,分别驱动左、右车轮。

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当汽车直线行驶的时候,左右半轴齿轮的扭矩和转速都是相同的,因此和行星齿轮结合的时候左侧和右侧能够互相抵消,这个时候行星齿轮是不运动的。

遇到转弯情况,内侧车轮要比外侧车轮受到的阻力大,这个时候左右半轴齿轮的扭矩不同,就会导致行星齿轮的转动,行星齿轮能给内侧齿轮一个阻力扭矩实现减速,同时也能给外侧齿轮增速,这样外侧齿轮比内侧齿轮的转速快,实现了顺利的转弯。

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差速器工作原理

当转弯时,由于外侧轮有滑拖的现象,内侧轮有滑转的现象,两个驱动轮此时就会产生两个方向相反的附加力,导致两边车轮的转速不同,从而破坏了三者的平衡关系,并通过半轴反映到半轴齿轮上,迫使行星齿轮产生自转,使内侧半轴转速减慢,外侧半轴转速加快,从而实现两边车轮转速的差异。

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驱动桥两侧的驱动轮若用一根整轴刚性连接,则两轮只能以相同的角度旋转。这样,当汽车转向行驶时,由于外侧车轮要比内侧车轮移过的距离大,将使外侧车轮在滚动的同时产生滑拖,而内侧车轮在滚动的同时产生滑转。

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即使是汽车直线行驶,也会因路面不平或虽然路面平直但轮胎滚动半径不等(轮胎制造误差、磨损不同、受载不均或气压不等)而引起车轮的滑动。

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车轮滑动时不仅加剧轮胎磨损、增加功率和燃料消耗,还会使汽车转向困难、制动性能变差。为使车轮尽可能不发生滑动,在结构上必须保证各车轮能以不同的角度转动。

差速器的分类

差速器有轮间差速器和轴间差速器之分。布置在两个驱动轮之间的差速器称为轮间差速器,布置在两个驱动轴之间的差速器,称为轴间差速器。对四轮驱动车而言,其轴间差速器又称中央差速器。

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四驱车的中央差速器

四轮驱动车在角度较大的转弯时,虽然左右轮的转速可由前后两个差速器平衡协调,但前后传动轴的转速仍然不够平衡协调,此时就得靠中央差速器或类似功能的耦合装置来平衡前后传动轴的转速了。

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差速器对越野性能的影响

由于差速器允许车轮以不同转速转动,所以在泥泞等路面,当一个车轮打滑时,动力全部消耗在飞快转动的打滑车轮上了,其他车轮会失去动力。通俗的话说,差速器是让车辆转弯时候内外轮有轮速差用的,否则车辆转弯就会困难,但是差速器在越野道路上就是帮倒忙的。

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因此,在四驱车上,还需配有限制和防止打滑的装置,如差速锁、限滑差速器、牵引力控制系统等。


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