● 差速鎖、防(限)滑差速器...“電子差速鎖”是真的“鎖”嗎?
但是,比較了解車(chē)的網(wǎng)友可能要問(wèn)了,轉(zhuǎn)矩是轉(zhuǎn)速慢的一側(cè)大, 那為什么一側(cè)車(chē)輪打滑的時(shí)候另一側(cè)車(chē)輪會(huì)沒(méi)有動(dòng)力不能脫困?這個(gè)問(wèn)題提得非常好!我們接下來(lái)就討論這個(gè)話題。
關(guān)鍵點(diǎn)在于上一頁(yè)式子里的MT,對(duì)稱錐齒輪差速器的內(nèi)摩擦力矩MT通常很小,因此左右半軸轉(zhuǎn)速不同時(shí),轉(zhuǎn)矩分配的程度有限,鎖緊系數(shù)K值通常在0.05~0.15之間, 左右半軸轉(zhuǎn)矩比(M2/M1)通常在1.1~1.4之間,所以這種差速器基本上可以認(rèn)為轉(zhuǎn)矩在任何情況下都是平均分配的。而這種轉(zhuǎn)矩平均分配的特點(diǎn),決定了這類(lèi)差速器在左右車(chē)輪附著系數(shù)有明顯差別時(shí)的情況。
『正是因?yàn)閷?duì)稱式錐齒輪差速器平均分配的特性,所以會(huì)出現(xiàn)一側(cè)車(chē)輪空轉(zhuǎn)
而另一側(cè)附著力良好車(chē)輪卻無(wú)法前進(jìn)的情況』
因?yàn)槠骄峙涞奶匦裕?dāng)左右車(chē)輪處在不同附著系數(shù)的路面上時(shí)(如一側(cè)冰雪、一側(cè)鋪裝路面),低附著力路面上的車(chē)輪能夠產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力矩非常。ㄝ喍四Σ亮^(guò)小,所以沒(méi)有辦法獲得需要的反作用力),而此時(shí)對(duì)側(cè)附著力良好的車(chē)輪也只能得到幾乎同樣的驅(qū)動(dòng)力矩,而這樣的驅(qū)動(dòng)力矩沒(méi)有辦法使良好附著力路面上的車(chē)輪滾動(dòng)前進(jìn)(這和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力無(wú)關(guān),只和此時(shí)兩側(cè)車(chē)輪附著系數(shù)的落差有關(guān)),因此,即便你猛踩油門(mén),也只能使低附著力的一側(cè)車(chē)輪失去附著力空轉(zhuǎn),而對(duì)側(cè)的車(chē)輪則因?yàn)轵?qū)動(dòng)力矩不足而無(wú)法前進(jìn)。在這樣的時(shí)候,你一定會(huì)說(shuō),要是沒(méi)有差速器就好了!
這個(gè)主意非常好!基于差速器這樣的特性,我們便有了“差速鎖”,差速鎖顧名思義,是差速器的鎖止機(jī)構(gòu),用來(lái)鎖止輪間差速器(左右半軸間)或者軸間差速器(前后驅(qū)動(dòng)橋間),來(lái)應(yīng)對(duì)單個(gè)或多個(gè)車(chē)輪失去附著力無(wú)法脫困的情況。有了差速鎖,我們就能在任何一個(gè)你冒出“要是沒(méi)有差速器就好了”的時(shí)刻果斷的將差速器鎖止,“關(guān)閉”它的差動(dòng)功能。隨著技術(shù)的發(fā)展,從機(jī)械控制到現(xiàn)在的電控差速鎖(例如氣動(dòng)、電磁等控制方式),使用越來(lái)越便利。這類(lèi)帶有鎖止機(jī)構(gòu)的差速器被稱之為“強(qiáng)制鎖止差速器”。
但是強(qiáng)制鎖止差速器只是“防滑差速器”家族當(dāng)中的一個(gè)門(mén)派,它并不完美,因?yàn)椴徽撍目刂茩C(jī)構(gòu)怎么進(jìn)化,終歸還是需要人為的鎖止和打開(kāi)。相比較而言,隸屬于“自鎖式”差速器陣營(yíng)中的各類(lèi)機(jī)械和電子式的限(防)滑差速器在靈活性上較“差速鎖”更加優(yōu)異,它們依靠摩擦片結(jié)構(gòu)、凸輪滑塊結(jié)構(gòu)或蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)來(lái)達(dá)到較高的鎖緊系數(shù),甚至還有自鎖的功能,可以不需要人為控制,利用自身結(jié)構(gòu)合理分配轉(zhuǎn)矩。
這類(lèi)差速器通常擁有超過(guò)0.5的鎖緊系數(shù),一方面能夠在正常行駛和轉(zhuǎn)向時(shí)起到差速作用,另一方面高鎖緊系數(shù)意味著,當(dāng)轉(zhuǎn)向、一側(cè)車(chē)輪打滑、或者四驅(qū)車(chē)上一邊驅(qū)動(dòng)橋打滑時(shí),較高的鎖緊系數(shù)會(huì)使得轉(zhuǎn)速低的一側(cè)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩增大。比如在全時(shí)四驅(qū)車(chē)上,裝備自鎖式中央差速器的車(chē)型,在轉(zhuǎn)向時(shí)后驅(qū)動(dòng)橋就能夠得到更多的轉(zhuǎn)矩(因?yàn)楹髽蜣D(zhuǎn)向半徑小于前橋),呈現(xiàn)傾向于后驅(qū)車(chē)的駕駛特性。
而我們常常說(shuō)到的托森差速器(商標(biāo)權(quán)屬于日本JTEKT--豐田旗下企業(yè),目前奧迪、豐田等品牌都在使用托森差速器,同時(shí)托森不僅作為中央差速器,也有用來(lái)做輪間差速器的),依靠蝸輪蝸桿傳動(dòng)的不可逆原理,能夠在內(nèi)部差動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小時(shí)起差速作用,而在內(nèi)部差動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大時(shí),實(shí)現(xiàn)自鎖,使動(dòng)力直接傳遞,不再起差速作用,更好的提升通過(guò)性,這正是所謂的“扭力感應(yīng)式限滑差速器”叫法的由來(lái)。
另外,現(xiàn)在越來(lái)越主流的電控多片離合器結(jié)構(gòu)的中央差速器通過(guò)電-液或電磁控制摩擦片的接合程度,配合傳感器判斷車(chē)輛行駛狀態(tài),能夠?qū)崿F(xiàn)主動(dòng)分配轉(zhuǎn)矩,提升可控性和通過(guò)性能,較傳統(tǒng)的摩擦片式自鎖差速器或粘性耦合器結(jié)構(gòu)更加先進(jìn),市面上大多數(shù)前橫置發(fā)動(dòng)機(jī)布局的SUV使用的都是這類(lèi)四驅(qū)系統(tǒng)(供應(yīng)商主要有GKN、博格華納、瀚德等)。
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好了,說(shuō)完了差速器,差速鎖,限滑差速器,再來(lái)說(shuō)說(shuō)所謂的“電子差速鎖”,它的中文名稱看起來(lái)只和“電控差速鎖”相差一字,但二者概念卻有天壤之別。
電控差速鎖前面已經(jīng)講過(guò),通常只出現(xiàn)在全時(shí)四驅(qū)車(chē)(用來(lái)鎖止中央差速器或驅(qū)動(dòng)橋輪間差速器)或者分時(shí)四驅(qū)車(chē)上(用來(lái)鎖止輪間差速器),而毫無(wú)理由出現(xiàn)在一輛前橫置發(fā)動(dòng)機(jī)的前驅(qū)轎車(chē)或前驅(qū)城市SUV上,如果有人指著這樣的汽車(chē),跟你開(kāi)始說(shuō)“這車(chē)裝備了可以鎖止差速器的電控差速鎖”之類(lèi)的話時(shí),你可以99.98%的不相信,然后抱著那0.02%的疑問(wèn)向他咨詢一下:“您這車(chē),火星來(lái)的?”
而那些把“電子差速鎖”和“電子限滑差速器”混為一談的人,就更加值得我們欽佩了。因?yàn)?strong>所謂的“電子差速鎖”,不論它有多少種英文縮寫(xiě)(EDL、EDS、XDS等等),它的實(shí)質(zhì)都不會(huì)變,它和之前我們提到的各種差速器、差速鎖最大的差別就是,“電子差速鎖”并沒(méi)有一個(gè)客觀存在的實(shí)體,用通俗的話說(shuō),“電子差速鎖真不是東西!”它只是一項(xiàng)ABS/ESP系統(tǒng)的擴(kuò)展功能而已。
換言之,即使你把汽車(chē)完全拆散,也絕對(duì)找不到一套叫做“電子差速鎖(EDL、EDS或XDS)”的裝置。那么,這個(gè)東西到底有什么用呢?
我們以前驅(qū)車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)的情況為例:在轉(zhuǎn)彎時(shí),由于慣性作用,車(chē)輛重心外移,地面與內(nèi)側(cè)前輪的摩擦力小于外側(cè),所以內(nèi)側(cè)車(chē)輪更容易打滑,一旦車(chē)輪發(fā)生打滑,此時(shí)由于差速器的平均分配轉(zhuǎn)矩特性,能夠施加的有效轉(zhuǎn)矩便只能達(dá)到打滑車(chē)輪滑動(dòng)摩擦力的力矩水平,因此有附著力的外前輪得不到足夠的驅(qū)動(dòng)力矩,所以車(chē)輛將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的轉(zhuǎn)向不足(俗稱推頭),車(chē)頭外甩無(wú)法轉(zhuǎn)向,失去方向控制。
而電子差速鎖,會(huì)利用輪速傳感器的信息及車(chē)輛其他傳感器信息對(duì)車(chē)輪的工作狀態(tài)和車(chē)輛行駛狀態(tài) 作出判斷,當(dāng)監(jiān)測(cè)到內(nèi)側(cè)車(chē)輪將發(fā)生打滑或已經(jīng)打滑時(shí),制動(dòng)系統(tǒng)能夠?qū)?nèi)側(cè)前輪的車(chē)輪實(shí)施制動(dòng),這相當(dāng)于提高了打滑車(chē)輪這一側(cè)的附著系數(shù),使傳遞到輪端的有效扭矩提升,只要這個(gè)通過(guò)制動(dòng)帶來(lái)的“附著系數(shù)”比外側(cè)有附著力車(chē)輪的附著系數(shù)高,差速器就能夠傳遞足夠的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)外側(cè)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng),使車(chē)輛保持方向的可控性。好了,這就是“電子差速鎖”,和前面我們提到的各種“鎖”以及“限滑”差速器都沒(méi)有任何關(guān)系。
『同樣的原理被很多城市SUV用來(lái)控制輪間的扭矩分配』
雖然相比真正的限滑差速器和差速鎖在性能上仍有差距,但是這僅屬于ESP的附加功能,無(wú)論在成本上還是結(jié)構(gòu)上都更加簡(jiǎn)單(完全沒(méi)有結(jié)構(gòu)嘛...),因此,“電子差速鎖”的原理得到了更加廣泛的應(yīng)用----很多城市SUV開(kāi)始利用“制動(dòng)”來(lái)進(jìn)行輪間的扭矩分配,幫助車(chē)輛提高公路行駛性能和通過(guò)能力。
小結(jié):
希望通過(guò)這篇文章,廣大車(chē)友能夠?qū)Α安钏倨鳌庇幸粋(gè)更加直接和深入的了解,再面對(duì)號(hào)稱自己有限滑差速器或者什么能鎖止的“差速鎖”之類(lèi)的銷(xiāo)售者或者自以為非常懂的偽專(zhuān)家時(shí),您能把那一堆廢話和假話聽(tīng)得更加真切。而對(duì)于執(zhí)著于改裝和駕駛的狂熱愛(ài)好者而言,了解各類(lèi)差速器的性能,對(duì)于改裝和駕馭車(chē)輛都是不可或缺的一環(huán)。(文/圖 汽車(chē)之家 范鑫)
● 汽車(chē)技術(shù)很難懂?汽車(chē)設(shè)計(jì)太遙遠(yuǎn)?誰(shuí)說(shuō)的?這些內(nèi)容也可以很有趣!
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