汽車(chē)開(kāi)放式差速器一側(cè)車(chē)輪打滑為什么能把發(fā)動(dòng)機(jī)的大部分功率“吸走”?
想要弄明白這個(gè)問(wèn)題你先要弄清楚差速器的原理,而差速器的原理很難用文字解釋清楚,對(duì)機(jī)械比較有研究的朋友一看其結(jié)構(gòu)就能明白。不過(guò)今天我試著用圖片加文字的形式給大家講講這個(gè)問(wèn)題。
上圖有兩根齒條平行放在桌面上,齒條中間夾著一個(gè)齒輪,兩個(gè)齒條被固定好了,只能左右移動(dòng)。這時(shí)候用力向右邊拉齒輪,那么齒條a和b就會(huì)被齒輪帶著一起往右移動(dòng)。由于齒條與桌面的摩擦力相等,所以齒輪兩端受到的阻力是一樣的,齒輪不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
接下來(lái)我把齒條a固定死,然后再向右拉齒輪。這時(shí)候會(huì)發(fā)生什么情況呢?很明顯,齒條a被固定無(wú)法移動(dòng),對(duì)齒輪產(chǎn)生很大的阻力,但是齒條b還可以左右移動(dòng)。所以這時(shí)候齒輪在齒條a的阻力作用下開(kāi)始逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),并沿著齒條a向右走,同時(shí)驅(qū)動(dòng)齒條b繼續(xù)向右移動(dòng)。
然后我們把這個(gè)齒輪齒條機(jī)構(gòu)稍微改變一下,就得到了上面這個(gè)圖,這就是汽車(chē)的差速器。圖中黃色的是傳動(dòng)軸,通過(guò)傘狀齒輪驅(qū)動(dòng)差速器的齒圈2。而差速器的齒圈通過(guò)其外殼3驅(qū)動(dòng)兩個(gè)行星齒輪4轉(zhuǎn)動(dòng),這兩個(gè)行星齒輪就是上圖中夾在齒條中間的那個(gè)齒輪,只是這里放了兩個(gè)。而這兩個(gè)行星齒輪又分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)傘狀齒輪給車(chē)輪傳遞動(dòng)力,這兩個(gè)散裝齒輪就是上圖中的齒圈。
汽車(chē)直線行駛時(shí)左右驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速相同,所以差速器的行星齒輪不發(fā)生自轉(zhuǎn),同步驅(qū)動(dòng)兩個(gè)車(chē)輪向前行駛。
當(dāng)汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)外側(cè)車(chē)輪轉(zhuǎn)速高于內(nèi)側(cè)車(chē)輪,這時(shí)候差速器的行星齒輪在跟隨差速器外殼轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)還會(huì)自轉(zhuǎn),把兩側(cè)車(chē)輪的轉(zhuǎn)速差就給平衡掉了,這樣既保證車(chē)輛可以靈活轉(zhuǎn)彎,又保證了發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力依然能夠平穩(wěn)地傳遞給兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪。
如果汽車(chē)一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪懸空或者附著力下降,那么情況就發(fā)生變化了。我們還把前面的圖拿出來(lái),假如齒條ab分別代表兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的傳動(dòng)半軸前端的傘狀齒輪,現(xiàn)在齒條b對(duì)應(yīng)的那個(gè)輪子懸空了,沒(méi)有阻力,齒條a對(duì)應(yīng)的輪子落在地上,有阻力。這就相當(dāng)于齒條a被固定,而齒條b是自由狀態(tài)。這時(shí)候拉動(dòng)齒輪,齒條a無(wú)法動(dòng)彈,而齒條b很輕松就向右移動(dòng)了。
這就是開(kāi)放式差速器的基本原理:可以以任何比例分配兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的動(dòng)力,但是動(dòng)力總向更容易驅(qū)動(dòng)的那一方流動(dòng)。因此開(kāi)放式差速器的車(chē)輛一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪附著力不足時(shí)就會(huì)打滑,而另一個(gè)有附著力的輪子由于得不到動(dòng)力而無(wú)法用上力,車(chē)輛就難以脫困了。
而與開(kāi)放式差速器相對(duì)應(yīng)的就是帶差速鎖的差速器,其原理就相當(dāng)于把差速器上的行星齒輪給鎖住,不讓其自轉(zhuǎn),這樣就能以1:1的比例穩(wěn)定地給兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪傳遞動(dòng)力了。
只是差速鎖結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,而且成本更高,所以很多車(chē)都配備了電子差速鎖,原理也很簡(jiǎn)單,當(dāng)一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪失去附著力開(kāi)始打滑造成動(dòng)力流失時(shí)電子差速鎖利用esp系統(tǒng)給打滑的車(chē)輪施加制動(dòng)力,強(qiáng)行讓兩個(gè)輪子的阻力一致,這樣差速器就可以把動(dòng)力分配給有附著力的車(chē)輪了。
只是電子差速鎖的原理決定了其起作用時(shí)會(huì)額外給發(fā)動(dòng)機(jī)增加一個(gè)懸空車(chē)輪的剎車(chē)力,這也是為什么很多suv雖然裝備了電子差速鎖,但是在一些極端測(cè)試環(huán)節(jié)中依然無(wú)法通過(guò)測(cè)試,因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力有限,電子差速鎖起作用時(shí)打滑的車(chē)輪被施加了巨大的剎車(chē)力,導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)很難驅(qū)動(dòng)車(chē)輛起步。
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