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差速器为什么把动力给打滑的车轮

时间:2022-10-01 百科知识 版权反馈
【摘要】:人工强制锁止式防滑差速器通过驾驶员操纵差速锁,人为地将差速器暂时锁止,使差速器不起差速作用。自锁式防滑差速器是在汽车行驶过程中,根据路面状况自动改变驱动轮间的转矩分配。另一类是电子防滑差速器,它可以根据实际滑转情况自动地增大锁止系数,直至将差速器完全锁止。电子防滑差速器是防滑差速器的一种,是ABS的一种功能扩展,用于汽车的加速打滑控制。当车辆的行驶状况恢复正常后,电子防滑差速器即停止工作。

差速器在实现差速的同时,左右两侧驱动轮获得的驱动力矩基本相等。普通差速器转矩等量分配的特性对于汽车在良好路面上行驶是有利的,但汽车在较差路面上行驶时却会严重影响其通过能力。当汽车的一个驱动轮处于泥泞路面因附着力小而原地打转时,由于差速器等量分配转矩的特性,附着力好的驱动轮也只能分配到与打滑车轮同样小的转矩,以至于总的牵引力不足以克服行驶阻力,使汽车不能前进。

为了提高汽车通过较差路面的能力,可采用防滑差速器。当汽车某一侧驱动轮发生滑转时,差速器的差速作用即被部分或全部锁止,并将大部分或全部转矩分配给未滑转的驱动车轮,充分利用未滑转车轮与地面之间的附着力,以产生足够的牵引力使汽车继续行驶。

防滑差速器大致有两大类:一类是机械式防滑差速器,根据实现方式不同,机械式防滑差速器又分为人工强制锁止式和自锁式两种。人工强制锁止式防滑差速器通过驾驶员操纵差速锁,人为地将差速器暂时锁止,使差速器不起差速作用。自锁式防滑差速器是在汽车行驶过程中,根据路面状况自动改变驱动轮间的转矩分配。自锁式防滑差速器又有摩擦片式、滑块凸轮式和托森式等多种结构形式。另一类是电子防滑差速器,它可以根据实际滑转情况自动地增大锁止系数,直至将差速器完全锁止。

1.托森防滑差速器的构造和工作原理

如图3-6所示为奥迪80和奥迪90四轮驱动的轿车前、后驱动桥之间采用的托森防滑差速器。“托森”表示“转矩—灵敏”,它是一种轴间自锁差速器,装在变速器后端。转矩由变速器输出轴传给托森防滑差速器,再由托森防滑差速器直接分配给前驱动桥和后驱动桥。

图3-6  托森防滑差速器

托森防滑差速器由差速器壳,六个蜗轮,六根蜗轮轴,十二个直齿圆柱齿轮及前、后轴蜗杆组成。当前、后驱动桥无转速差时,蜗轮绕自身轴自转。各蜗轮、蜗杆与差速器壳一起等速转动,差速器不起差速作用。当前后驱动桥需要有转速差,例如,汽车转弯时,因前轮转弯半径大,差速器起差速作用。此时,蜗轮除公转传递动力外,还要自转。由于直齿圆柱齿轮的相互啮合,使前后蜗轮自转方向相反,从而使前轴蜗杆转速增加,后轴蜗杆转速减小,实现了差速。托森防滑差速器起差速作用时,由于蜗轮蜗杆啮合副之间的摩擦作用,转速较低的后驱动桥比转速较高的前驱动桥所分配到的转矩大。若后桥分配到的转矩大到一定程度而出现滑转时,则后桥转速升高一点,转矩又立刻重新分配给前桥一些,所以驱动力的分配可根据转弯的要求自动调节,使汽车转弯时具有良好的驾驶性。

2.电子防滑差速器

(1)电子防滑差速器的作用

电子防滑差速器(Electronic Differential System,EDS)是防滑差速器的一种,是ABS的一种功能扩展,用于汽车的加速打滑控制。在车辆起步或加速时,若一侧驱动轮有打滑趋势时,EDS介入工作,通过液压控制单元对该车轮进行适当强度的制动,使打滑驱动轮速度降低,并将大部分驱动力矩分配给另一侧转速低的驱动轮,从而提高车辆的驱动性能和通过性能。当车辆的行驶状况恢复正常后,电子防滑差速器即停止工作。

(2)电子防滑差速器的基本组成与工作原理

在常规的ABS系统基础上,EDS要增加两个电磁隔离阀和两个液压阀,其工作过程可分为常规制动过程、加压过程、保压过程和减压过程。

常规制动过程:如图3-7(a)所示,在制动过程中,由制动总泵产生压力,液压阀在压力的作用下关闭,电磁隔离阀常开,制动压力通过电磁隔离阀及常开阀进入制动分泵,实施常规制动。

加压过程:如图3-7(b)所示,在汽车的加速过程中,如果电子控制单元根据车轮转速信号判断出某一个车轮打滑,那么它就会自动启动EDS功能。首先,给电磁隔离阀通电,轮缸与总泵间的液流通道被切断。液压泵开始运转,从总泵来的制动液经液压阀,再由液压泵加压后送往正在空转车轮的制动器,对此车轮实施制动。与此同时,非驱动轮的常开阀被关闭,以避免被施加制动。

保压过程:如图3-7(c)所示,在加压过程中,如果电子控制单元发现打滑车轮的速度已经下降,为了防止制动压力的进一步升高,液压泵被切断,同时该车轮的常开阀和常闭阀均被关闭,空转的车轮继续被制动。

减压过程:如图3-7(d)所示,如果电子控制单元从轮速信号中发现,车轮已不再处于空转打滑状态,则常开阀被打开,电磁隔离阀打开,制动液从车轮制动器回到总泵,制动压力被解除,EDS功能中止。

图3-7  EDS的工作原理

(a)常规制动过程;(b)加压过程;(c)保压过程;(d)减压过程

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