差速鎖功能原理介紹

汽車在彎道行駛，內(nèi)外兩側(cè)車輪的轉(zhuǎn)速有一定的差別，外側(cè)車輪的行駛路程長，轉(zhuǎn)速也要比內(nèi)部車輪的轉(zhuǎn)速高，而常規(guī)汽車的兩側(cè)車輪轉(zhuǎn)速是相同，這也就構(gòu)成了一側(cè)車輪必然打滑。后果就是我們常說的轉(zhuǎn)向不足和轉(zhuǎn)向過度。

解決這樣的問題，就需要差速器來調(diào)節(jié)。從而實(shí)現(xiàn)外側(cè)車輪轉(zhuǎn)速要比內(nèi)部車輪的轉(zhuǎn)速高。消除打滑，讓汽車更安全地駛過彎道。顧名思義，“差速器”就是用來讓車輪轉(zhuǎn)速產(chǎn)生差異的，在轉(zhuǎn)彎的情況下可以使左右車輪進(jìn)行合理的扭矩分配，來達(dá)到合理的轉(zhuǎn)彎效果。當(dāng)發(fā)動機(jī)的動力經(jīng)離合器、變速器、傳動軸，經(jīng)過了驅(qū)動橋上減速器的減速增矩之后，就要面臨左右車輪的扭矩的分配，實(shí)現(xiàn)左右車輪的不同速度，使兩邊車輪盡可能以純滾動的形式不等距行駛，減少輪胎與地面的摩擦，這就是所謂的“差速”過程。

汽車轉(zhuǎn)彎示意圖

差速器的結(jié)構(gòu)和工作原理

那么這個過程是如何實(shí)現(xiàn)的呢？首先我們來看看普通差速器的構(gòu)成。差速器主要由行星齒輪、齒輪架以及左右半軸齒輪構(gòu)成。在傳動軸和驅(qū)動橋的結(jié)合點(diǎn)上，我們能看到一個半徑比較大的從動齒輪，由于輸入軸主動齒輪半徑比較小，因此動力從此齒輪傳遞到半徑比較大的從動齒輪的過程中就能實(shí)現(xiàn)一個減速增矩的過程。

差速鎖結(jié)構(gòu)

接下來減速器從動齒輪帶動著行星齒輪架一起運(yùn)轉(zhuǎn)，由于左右輸出軸和行星齒輪架是相連的，因此左右輸出軸會跟著一起轉(zhuǎn)動，而左右半軸齒輪就會跟著一起運(yùn)轉(zhuǎn)，而實(shí)現(xiàn)“差速”的關(guān)鍵就是兩個和左右半軸齒輪相垂直的行星齒輪。這兩個行星齒輪和左右車輪都咬合著，齒輪咬合方式能夠讓左右兩個齒輪達(dá)到一個互相抵制的效果。

當(dāng)汽車直線行駛的時候，左右半軸齒輪的扭矩和轉(zhuǎn)速都是相同的，因此和行星齒輪結(jié)合的時候左側(cè)和右側(cè)能夠互相抵消，這個時候行星齒輪是不運(yùn)動的。遇到轉(zhuǎn)彎情況，內(nèi)側(cè)車輪要比外側(cè)車輪受到的阻力大，這個時候左右半軸齒輪的扭矩不同，就會導(dǎo)致行星齒輪的轉(zhuǎn)動，行星齒輪能給內(nèi)側(cè)齒輪一個阻力扭矩實(shí)現(xiàn)減速，同時也能給外側(cè)齒輪增速，這樣外側(cè)齒輪比內(nèi)側(cè)齒輪的轉(zhuǎn)速快，實(shí)現(xiàn)了順利的轉(zhuǎn)彎。

限滑差速器

上面所說的差速鎖僅僅適用于越野車的使用，在野外非鋪裝路面上，路面附著力不大，即便差速器鎖止時車輪發(fā)生一些打滑也無所謂，至少沒有安全性問題?？墒窃阡佈b良好的公路上出現(xiàn)左右摩擦不平衡的時候，由于輪胎與干地面的摩擦是相當(dāng)大的，在高速轉(zhuǎn)彎時差速器鎖止是非常危險的，彎道內(nèi)輪因多余的旋轉(zhuǎn)及摩擦，導(dǎo)致輪胎跳離地面連帶利用車軸及懸掛使車體上揚(yáng)，當(dāng)內(nèi)側(cè)車體上揚(yáng)加上離心力的驅(qū)動，很自然就會朝轉(zhuǎn)彎方向的另一側(cè)翻覆。

怎么解決這個問題呢？答案有2種：1是通過ABS等電子設(shè)備來解決，在一側(cè)驅(qū)動輪發(fā)生打滑時，電子傳感器收集兩側(cè)車輪速度差，當(dāng)電腦發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速差超過設(shè)定值時，ABS驅(qū)動打滑輪的剎車工作，強(qiáng)制降低打滑輪轉(zhuǎn)速，但這種工作方式是以保證安全性為首要目的，以犧牲速度為代價的，在頻繁的工作狀態(tài)下容易失效，可靠性不高。作為越來越重視車輛性能的今天，這種系統(tǒng)在高性能車上是決不能容忍的，于是就有了后者。第2個答案就是限滑差速器（LSD）。限滑差速器，顧名思義就是限制車輪滑動的一種改進(jìn)的差速器，指兩側(cè)驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速差值被允許在一定范圍內(nèi)，以保證正常的轉(zhuǎn)彎等行駛性能的類差速器。

限滑差速器的意義

限滑差速器的英文簡寫為LSD，是LimitedSlipDifferential的縮寫，而LSD的主要功能就是在工作時使左右車輪一同運(yùn)轉(zhuǎn)，而且將左右車輪的轉(zhuǎn)速差控制在一定范圍之內(nèi)，以車輛保證正常的行進(jìn)。根據(jù)實(shí)現(xiàn)方式以及機(jī)件結(jié)構(gòu)的不同，LSD可細(xì)分為扭力感應(yīng)型、黏耦合型、螺旋齒輪式、標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械式LSD等多種形式。雖然實(shí)現(xiàn)限滑差速的過程不同，最終目的是一致的。

拿一個實(shí)際路況作為例子，當(dāng)駕駛一輛裝有LSD的車，其中一只驅(qū)動輪發(fā)生空轉(zhuǎn)時，LSD會控制兩只車輪動力輸出，阻止空轉(zhuǎn)的車輪不會繼續(xù)空轉(zhuǎn)，使另一只車輪也有足夠大的動力從而幫助車輛前進(jìn)；在加速過彎時，輸出扭力和離心力迫使車輛內(nèi)輪揚(yáng)起離開地面或產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，而LSD裝置也會將動力盡量轉(zhuǎn)移到外側(cè)車輪，因此可以幫助駕駛者提高過彎的速度，以此加強(qiáng)了操控性能。

裝有LSD的車輛，在過彎過程中的那種操控特性與普通車輛完全不同，駕駛員可以將油門踩深些，這時候除了提升了過彎的速度外，也不用擔(dān)心車輛因?yàn)檫M(jìn)彎速度太快而造成的危險，因此裝載了LSD的車輛確實(shí)在彎道上比普通的差速器具備高速和可操控性的優(yōu)勢。

LSD依作動型式不同可分為1Way、1.5Way、2Way等三種，1Way是指在油門開啟時且左右輪產(chǎn)生滑差，才發(fā)揮作用的單向型。2Way則是無論油門開啟或關(guān)閉，只要滑差出現(xiàn)便會作動的雙向型。另外1.5Way則是收油時只會發(fā)揮較小限滑效果的形式。針對甩尾最好是以2Way較佳，這是由于在車身滑移時，操作有時是要以連續(xù)收放油門來控制，若使用1Way或1.5Way的LSD，在收油時的輪胎鎖定率消失則大有失控的風(fēng)險。另外較早期時有些作法是不加裝LSD反而將差速器焊死，雖然能得到側(cè)滑的效果，但正常行駛時就會持續(xù)推頭，操控其實(shí)也更加困難。