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这一节我们介绍普通限滑差速器

普通的差速器

我们知道它有一个重要特性

就是内摩擦力矩比较小

是一个“差速不差矩”

有这种效果

这种效果在好路上走

性能是可以的

但是一旦遇到差路

它的通过性就很差

在这一方面限滑差速器

就具有一定的优势

限滑差速器有很多种技术方案

有的是在普通的差速器上

采取一些改进得到的

我们把这一类

就叫普通的限滑差速器

还有一些差速器

采用的是跟传统的差速器

不一样的一种结构方案

这个我们在后面会有一些章节

做专门的介绍

这一节我们主要介绍的是

用普通差速器进行结构改进

最后形成的限滑差速器

一个差速器变成限滑差速器

它的一个指导思想是什么

就是增大差速器的内摩擦转矩

提高它的锁紧系数K

当然提高内摩擦力矩之后

它通过性肯定会得到提升

但是增大内摩擦转矩以后

（会）带来一个问题

你比如说 假如这个差速器

是用在一个转向车轮上

它在转向的时候

由于内摩擦转矩比较大

这个转向可能会（有点费劲）

（限滑）差速器要想起作用的话

路面必须得给它很大的

附加的作用力

它才能够起到差速作用

所以实际上在

选择限滑差速器的时候

就要综合考虑提高通过性

同时也要兼顾提高

操纵的稳定性

另外内摩擦（转矩）大了之后

也会对传动系统

相应的一些零部件

零部件的寿命会有影响

所以这里头需要

一个兼顾 综合的考虑

可能还有人有这个疑问

你增大差速器的内摩擦转矩

会不会降低差速器的

传动的效率

因为它是一个传动系统的部件

很自然的我们会有这种疑虑

这里头实际上是把两个概念

给搞混淆了

一个叫差速器的传动效率

还有一个叫差速器效率

这两个定义虽然说差了两个字

但是这个定义有很大的不同

首先差速器的效率

它指的是把差速器壳固定

然后从一侧半轴作为输入

另一侧半轴作为输出

它把输出的功率

占输入功率的百分比

称之为差速器效率

但显然从这个定义看

跟差速器传动效率定义不一样

差速器传动效率

我们知道

差速器是一个分流部件

我们（说的）传动效率指的是从输入

也就是说主减速器

传给这个差速器

本身总的功率

通过它在内部进行分流之后

分到两个半轴上

输出的这两个功率之和

是作为输出

除以总的输入功率的比例

百分比

这个叫差速器的传动效率

所以从定义上看这两者就有区分

很自然我们就有一个疑问

我增大内摩擦转矩之后

很显然差速器效率肯定是低的

对差速器的传动效率

会有什么影响呢

通过理论分析

我们很容易得出差速器的效率

它实际上是等于

转矩比的倒数

很容易就得出来

从以前的定义

差速器的传动效率

那因为它的输出

效率吗都是输出功率

比上输入功率

输出是两个半轴的

输出功率（之和）除以

差速器壳的输入功率

从这个公式里头

可以进一步的往下推导

可以得出这么一个关系是

这个关系式里头

你看它里头有差速器效率

但是又多了两个系数

一个是B 一个是R

这个B代表的实际上是

就是轮距

这个定义代表是轮距

R是转弯半径

就是说差速器的传动效率

它不光跟差速器效率有关系

实际上还跟轮距

和转弯半径（有关）

受到它（们）的影响

这个地方有人曾经做过一个研究

他用的这个差速器

是一个限滑差速器

他的差速器效率是比较低的

他做了一些

在一些典型的转向（试验工况下）

比如说在一个固定的转弯工况下

他分析了它的差速器的传动效率

和差速器效率之间的一个关系

这样就得到了

我们这个图中的曲线

从这个曲线里头我们可以看出来

差速器的效率

可以在很大的范围内变化

低的时候甚至到0.1 百分之10

高的时候能到80%多

但是在这么宽的

差速器效率变化范围内

差速器的传动效率

基本上都在90%以上

所以说即使差速器效率很低

它的传动效率也会得到

一个比较高的数值

这就是为什么有的

一些内摩擦比较大的

这种限滑差速器

仍然得到广泛应用的一个原因

现在的这些限滑差速器

它的锁紧系数一般是在

0.33到0.67这个范围

转矩比能够在2到5之间

普通限滑差速器

按照结构或者按照

它的工作原理来分

可以分为转矩式的

或者叫转矩敏感式的

这种限滑差速器

转速敏感式的限滑差速器

和主动控制式的限滑差速器三种

下面我们来分别的

逐一的进行介绍

首先看看转矩式的限滑差速器

这种差速器它的内摩擦转矩

与转速器壳的输入转矩

呈一个递增函数关系

也就是说差速器

和输入的转矩增加

它的内摩擦转矩也增大

这里头有很多种不同的结构形式

有锥盘式的 轮齿式的

摩擦片式的等等这些

其中摩擦片式的比较经典

摩擦片式的里头也有两种（典型）方案

一种就是使差速器的行星齿轮轴

产生横向偏移的促动方式

这种也是普通锥齿轮差速器

它在半轴齿轮

和差速器壳之间会放上

交替放置一些摩擦片（和钢片）

一组跟差速器壳相连

一组跟半轴齿轮相连

然后它这个行星齿轮轴

普通的差速器

它行星齿轮轴（颈）都是圆的

一根圆柱形的

直接就插到差速器壳（的孔）里头

是一个圆孔

但是在这种差速器里

它把差速器这个轴

跟差速器壳相连的部位

做成一个斜角

做成一个V型的

一个楔形块形状

同样差速器壳上的固定孔里头

也是做成跟它对应

跟它配合的这种形状

这样这个差速器

得到驱动转矩的时候

它差速器壳推这个行星齿轮轴

因为行星齿轮轴

它是通过V型的孔里头

通过一个斜面来接触的

因此它就会（在）差速器壳

带行星齿轮轴转动的过程中

行星齿轮轴就会发生

横向的偏移

在这种差速器里

它一般是有4个行星齿轮

两个行星齿轮轴

把它（这些）做成分体式的

这样在发生偏移的时候

就是一个行星齿轮（轴）往左移

（另）一个能往右移

这两个行星齿轮轴移动的时候

它会带动行星齿轮

也会发生一个小的移动

这个移动会通过一些推力环挤紧

刚才我们讲的

这几个离合器摩擦片（和钢片）

挤紧之后实际上就是

为增大这个（差速器）内摩擦转矩

就提供了一种可能

如果这时候半轴齿轮

和差速器壳之间有相对的运动

在这些挤紧力的作用下

它们（离合器片）之间就会

（相互摩擦） 摩擦力矩就非常大

这样就提高了它的

内摩擦转矩

也就把转的快的一侧（车轮）的转矩

就转移到转得慢的

那一侧（车轮）转矩上去了

这是一种

还有（另）一种方式

上一种方式在工作过程中

由于行星齿轮会发生

横向的偏移

这样在一定程度上可能会影响

行星齿轮跟半轴齿轮的啮合

还有一种是叫推压环式的

这种限滑差速器

也就是说驱动转矩

不再由差速器壳直接传到行星齿轮轴上

而是由差速器壳

先传到推压环上

再由推压环传给行星齿轮轴

推压环的圆周上有很多凸起

它镶嵌在差速器壳内部的轴向通槽中

这样推压环既可以接受差速器壳传来的转矩

又可以沿着差速器壳内部轴向移动

在推压环和差速器壳两内端面之间

两侧各有一组摩擦片（和钢片）

这些摩擦片组中间钢片与差速器壳内部相连

摩擦片与半轴齿轮相连

但是这个推压环本身是分体的

它两边中间是中分的 分开的

通过（在）分体位置

做了一些V型的斜面

通过这些斜面

再去推行星齿轮轴

然后行星齿轮轴上

套着行星齿轮

再带动两边的

半轴齿轮去运转

所以它借助这个推压环

因为推压环推行星齿轮轴的时候

刚才讲了推压环是通过两个斜面

去推行星齿轮轴的

这样它就会往两边

推压环往两边去横向的去移动

就会挤紧这一组摩擦片

这样也会提高差速器的

内摩擦转矩

而且在这个过程中

行星齿轮轴它是不动的

这样就不会发生横向的偏移

可以保证行星齿轮

跟半轴齿轮很好的啮合关系

这是转矩敏感式的限滑差速器

转速式的敏感式的

这种限滑差速器呢

他们设计的时候

一定是让它的内摩擦转矩

跟差速器左右半轴的转速差

呈一个递增函数关系

这两侧半轴的转速差越大

它的内摩擦转矩也增大

这里典型的就是结合了

一种叫粘性联轴器的

一种限滑差速器

这个粘性联轴器

它这种结构在很多四驱车上

也可以作为单独部件使用

往往也可以跟传统的

锥齿轮差速器来结合使用

这种粘性联轴器

它主要是有一组内片和外片

也就是说结构是一个圆筒状的

圆筒状的壳体

内部是跟一组外片

周围有外片 外圈有齿

跟外面的圆筒相连

还有一种内片

内片的中间也有一圈的小齿

类似花键齿这样的

跟这个轴相连

也就说这个零件

虽然看着是通过一个筒样的零件

是一个轴插在里头

但这两者之间没有机械的联系

它是一组跟内片连

一组跟外片相连

在这个筒状的空间里头

会加上一个黏性很强的一种硅胶

而且这种硅胶在加的时候也不充满

一般也就充个百分之七八十

这样里头实际上是有充满着硅胶

当然也没有全部的充满

这种结构两个轴之间

实际上通过内外片

再通过黏性的硅胶才能发生联系

在行驶过程中

如果这两个轴的转速一样

它们之间实际上

是没有相对的运动

这时候是不可能有

动力的传递关系

这时候只要任何一个轴快转

在两个内板和外板之间

就会产生转速差

于是这些内板外板相对运动

就会剪切这些硅油或者硅胶

这个硅油硅胶

有很强的粘滞阻力

这时候就会在两个轴之间

就可以传递一定的动力

而且摩擦会带来发热

发热这个硅胶就会膨胀

而且这里头（本来）又没有充满

而且这种膨胀

可能也不一定是均匀的

因此这个内板

一般（来说）外板可能是固定的

内板沿着轴向可以移动

这个内板两侧的压力

可能会因为热胀冷缩不均匀

造成原因就可能把内板

压靠在外板上

这时候就相当于把这两个轴

就锁死在一起

当然这种情况是转速差非常大

内部发热之后产生压力很大

它就把内外板锁在一起

锁在一起的这种现象

也被称之为驼峰现象

一旦锁在一起之后

没有相对运动（内外板）就不剪切硅胶了

这时候温度就会降低

一降低 内板外板又分开

两者之间又在独立的运动

这种实际上跟

液力的耦合器的原理有点类似

也就是说把转速高的

这一侧的转矩

传给转速低的那一侧转矩

这种是部件

我们刚才讲它可以单独的

作为一个部件

连在传动系统里头

比如说连在整个传动轴链路上

它也可以做成一种

我们后面要讲的叫适时四驱

有一些车也会用这种

作为联系前后轮之间

动力分配的一种装置

还有的是把它跟

普通的锥齿轮差速器结构

把它联系在一起

这样由内外板去感知

这两个半轴齿轮的转速差

从而也就能够起到相当于增大了

差速器的内摩擦的转矩（的作用）

它的优点在于合理的选择

内外板的形状和间隔

包括选择硅胶的特性

它可以使得它这个转矩

分配特性非常的柔和和连续

但是有一定的延迟性

就是说敏捷性方面存在一些问题

但是这种重量比较轻 造价便宜

所以有些车型上也在使用

把粘性联轴器跟常规的

差速器结合在一起

形成这种限滑差速器

在结构上主要有两种形式

一种我们称之为壳式布置

就是说把这个粘性联轴器的内片

跟一侧的半轴齿轮相连

外片跟差速器壳相连

然后这里头充满着硅胶（实际未充满）

这样一旦差速器

发生差速动作的时候

这个差速器壳会跟

一侧的半轴齿轮之间

会产生转速差

但是这时候（内外片之间）的转速差

只有（差速器）两侧半轴转速差的一半

因此它感知的转速差

只有两侧车轮转速差的一半

这时候可以想象

它的限滑的能力稍微要弱一些

还有一种是叫轴式布置

轴式布置在差速器结构方面

就做的改进要大一些

它把一边半轴相当于

是通过一个构件连到另一边去

在这里头这个行星齿轮轴

是做成中空的

这样跟一侧驱动轴的

花键相连的时候

花键会多（伸）过来一点

跟这边有一个构件

这个构件也是有花键的

跟这一侧的半轴相连

这样这个粘性联轴器的

内板和外板感应的就是

两侧半轴的转速差

就是我这个图里的这个红颜色

它所代表的都是右侧半轴的

跟右侧半轴相连的这一部分

这样它感知的就是

严格的两侧车轮的转速差

这时候它的限滑能力

肯定就要比壳式布置的要强很多

第三种是主动式的限滑差速器

也就说这种仍然是

普通的锥齿轮差速器

它这里头也在半轴齿轮

和壳体之间 和差速器壳（之间）

或者两侧的半轴齿轮

和差速器壳体之间都加上摩擦片（和钢片）

有的是在一侧加的

但是摩擦片的压紧力

也就是说这个压紧力

通过控制它的压紧力

就可以控制

差速器的内摩擦力矩

但是这个压紧力

在主动控制式里面呢

是可以控制通过电磁装置

或者是电液的装置

控制装置来进行控制

这样也就可以根据

它是一种主动式的

通过相当于是车上的

底盘上的控制单元

根据车辆的行驶工况

需要它产生多大的

内摩擦转矩的时候

就控制电磁的这个装置

或者是电液这种控制装置

产生合适的内摩擦力矩

这种限滑差速器

它适应的工况范围

和不同的工况就更加灵活了

这个普通限滑差速器

我们就介绍到这里