[汽車之家 技術(shù)] 關(guān)注我們的網(wǎng)友應(yīng)該都知道,今年汽車之家推出了“玩轉(zhuǎn)四驅(qū)”系列選題,我們的目標(biāo)是到年底把市面上的主流四驅(qū)系統(tǒng)都介紹一遍!在這其中各位肯定會(huì)看到例如“托森差速器、多片離合器”之類的詞匯,這些裝置在四驅(qū)車上大多以中央差速器的角色出現(xiàn),而使用什么樣的中央差速器又直接影響到車輛四驅(qū)系統(tǒng)的性能。所以本篇文章就為大家介紹其中的一種:粘性耦合器。
粘性耦合器,英文名稱叫做Viscous coupler,或者叫做粘性聯(lián)軸節(jié)。當(dāng)今市面上最著名的使用粘性聯(lián)軸節(jié)四驅(qū)系統(tǒng)的車型恐怕就是本田的CR-V了,一款典型的適時(shí)四驅(qū)城市SUV,可惜這套四驅(qū)系統(tǒng)的有效性經(jīng)常受到網(wǎng)友的懷疑,以至于人們漸漸開始對(duì)粘性耦合器的認(rèn)識(shí)產(chǎn)生偏差,所以我覺得有必要重新來審視一下這個(gè)裝置。在此我們只討論粘性耦合器本身,并不涉及到車的性能。
『本田CR-V和哈弗M1都裝備粘性聯(lián)軸節(jié)』
首先說說粘性耦合器的結(jié)構(gòu)。它是一種利用液體的粘性阻力來傳遞轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)裝置。粘性聯(lián)軸節(jié)的工作原理,有點(diǎn)類似于多片離合器。在輸入軸上裝有許多內(nèi)板,插在輸出軸殼體內(nèi)的許多外板當(dāng)中,并充入高粘度的硅油。在這個(gè)結(jié)構(gòu)中,多片離合器并不接觸,因此傳遞扭矩的工作完全依靠硅油來完成,所以我們有必要說說硅油。
『粘液藕合器結(jié)構(gòu)』
硅油是一種高分子聚合物的統(tǒng)稱,不同的分子結(jié)構(gòu)會(huì)表現(xiàn)出不同的特性,并且在日常生活中運(yùn)用非常廣泛,比如洗面奶、洗發(fā)水中可能都有硅油,在整形外科方面也有應(yīng)用,一些豐胸手術(shù)也用硅油作為填充物,但這種物質(zhì)的安全性有爭議,這里就不多討論了。
總而言之,不同種類的硅油的粘度是有千差萬別的,所以粘性耦合器的限滑作用也可以是不同的,關(guān)鍵就是看充入的硅油的粘性。顯然不能是越粘就越好,粘度過大會(huì)影響到正常的差速作用,汽車拐彎可能變得費(fèi)勁,另一方面粘度太低又會(huì)降低限滑作用,所以要取得一個(gè)平衡是需要綜合使用情況而定的。
但是,粘性耦合器中也不能完全充滿硅油,實(shí)際上通常硅油占據(jù)了其中80%-90%的空間,其余空間是空氣,這樣的設(shè)計(jì)主要是跟硅油受熱膨脹的特性有關(guān)。硅油的粘性并不是始終不變的,內(nèi)板和外板間的轉(zhuǎn)速差會(huì)使硅油的溫度升高,其粘度將降低,所能傳遞的轉(zhuǎn)矩會(huì)下降,但是溫度升高會(huì)使硅油受熱膨脹,壓縮內(nèi)部的空氣,導(dǎo)致殼內(nèi)壓力升高,當(dāng)壓力達(dá)到某一臨界值時(shí),粘性耦合器效能又會(huì)極具增強(qiáng)。因此扭矩的傳遞也會(huì)呈現(xiàn)一種所謂的“駝峰現(xiàn)象”,即開始的時(shí)候有一定限滑作用,然后會(huì)進(jìn)入一個(gè)效率低下的階段,最后又是一個(gè)扭矩傳遞峰值。
一般情況下轉(zhuǎn)速差越大硅油受熱膨脹的速度就越快,所能傳遞的扭矩也就越大,但終究需要時(shí)間。正是因?yàn)檫@個(gè)特點(diǎn),粘性聯(lián)軸節(jié)會(huì)給人留下反應(yīng)慢的印象。
如今我們見到的粘性聯(lián)軸節(jié)無非都是這樣一個(gè)結(jié)構(gòu):動(dòng)力主要分配到前橋,一根傳動(dòng)軸通向后橋,前后橋之間由粘性聯(lián)軸節(jié)鏈接。前輪出現(xiàn)打滑空轉(zhuǎn),前后車輪出現(xiàn)較大的轉(zhuǎn)速差,粘性聯(lián)軸節(jié)把動(dòng)力傳送給后輪,汽車就轉(zhuǎn)變成全輪驅(qū)動(dòng)汽車。這是一個(gè)典型的適時(shí)四驅(qū)結(jié)構(gòu),正常行駛時(shí)后輪不獲得動(dòng)力,即使是四驅(qū)狀態(tài),后輪獲得的扭矩也很有限。
『斯巴魯2.0手動(dòng)擋車型依然使用粘性耦合式中央差速器』
但如果你把粘性聯(lián)軸節(jié)和適時(shí)四驅(qū)劃上了等號(hào),那可就大錯(cuò)特錯(cuò)了,實(shí)際上粘性聯(lián)軸節(jié)之前曾作為全時(shí)四驅(qū)車的中央差速器使用,甚至裝備一些以運(yùn)動(dòng)性能著稱的車型,比如原先的斯巴魯翼豹WRX就是使用粘性耦合式中央差速器,即使是現(xiàn)在,斯巴魯各款2.0手動(dòng)擋車型依然使用這種結(jié)構(gòu)。
下圖是一個(gè)帶開放式差速器結(jié)構(gòu)的粘性耦合式限滑差速器。
從圖中我們可以看到,粘性耦合式限滑差速器的結(jié)構(gòu)和普通開放差速器類似,關(guān)于普通差速器結(jié)構(gòu)我們就不再重復(fù)了(詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)看:《拒絕專業(yè)術(shù)語 詳解汽車差速器夠構(gòu)造原理》//www.bjhplwc.com/drive/200903/57727.html),忘記了的讀者可以看我們之前的文章。圖中這個(gè)裝置和普通開放差速器最大的不同是它的半軸齒輪的外側(cè)套上了一個(gè)粘性聯(lián)軸節(jié),一側(cè)半軸和內(nèi)板相連,另一側(cè)半軸連接外板,這樣一來兩側(cè)半軸齒輪的運(yùn)動(dòng)就會(huì)受到粘性聯(lián)軸節(jié)的干預(yù),從而實(shí)現(xiàn)限滑作用。
粘性耦合器具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高等優(yōu)點(diǎn),曾一度是四驅(qū)車的主流配置,但它的缺點(diǎn)也不能忽視:扭矩的傳遞隨轉(zhuǎn)速差的增大而增大,不能手動(dòng)控制,并且反應(yīng)略微滯后。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,電腦控制的多片離合器結(jié)構(gòu)正逐漸取代粘性耦合器,但是作為純機(jī)械時(shí)代的代表之一,粘性耦合器終究是四驅(qū)史中的經(jīng)典。(文/汽車之家 羅浩)
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