【文章內(nèi)容簡介】 TDI、Golf TDI、 Golf Plus TDI、 Passat TDI，以及搭載史上最強(qiáng)柴油引擎 V10 TDI 的 Touareg V10 TDI 外，未來， Volkswagen 也仍將繼續(xù)扮演替環(huán)境保育把關(guān)的領(lǐng)航者角色，并繼續(xù)結(jié)合不同領(lǐng)域的科技，開創(chuàng)出令人驚艷、更具有駕駛樂趣、污染更低、油耗也更低的 TDI 柴油引擎！ 第 2 章 傳動(dòng)系 電控離合器 原理 電控自動(dòng)離合器由電動(dòng)機(jī)、離合器操縱機(jī)構(gòu)、 電控單元 、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器、傳感器、線束、顯示單元等 部件組成。電控單元依據(jù)采集的節(jié)氣門位置、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車速、制動(dòng)燈開關(guān)、點(diǎn)火開關(guān)、換檔力、變速器檔位、操縱機(jī)構(gòu)行程等傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，指令離合器操縱機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)離合器分離、結(jié)合，替代、駕駛員對離合器進(jìn)行操作。電控自動(dòng)離合器操作簡便，駕車時(shí)收起加速踏板即可換檔。電控自動(dòng)離合器會(huì)保證汽車起步平穩(wěn)、換檔順暢、制動(dòng)離合、誤操作峰鳴報(bào)警提示。 組成及特性 蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 電控自動(dòng)離合器系統(tǒng)主要由傳感器信號(hào)采集、 ECU 邏輯判斷、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和離合器總成四部分組成。離合器控制器 ECU 通過傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控汽車的各工作參數(shù)，當(dāng)駕駛員根據(jù)主觀意愿操 縱加速踏板或換擋桿時(shí)， ECU 根據(jù)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的程序 (如離合器最佳結(jié)合規(guī)律等控制規(guī)律 )，調(diào)節(jié)離合器的分離和接合速度，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器和變速器的最佳匹配，從而實(shí)現(xiàn)汽車的平穩(wěn)起步和迅速換擋。 功能 檔位顯示：用數(shù)字顯示檔位或數(shù)字和字母組合顯示故障碼 換檔離合：換檔時(shí)離合器自動(dòng)分離、結(jié)合 起步爬行：起步時(shí)，不踩加速踏板也能夠自動(dòng)緩慢行駛 制動(dòng)離合：制動(dòng)過程中離合器依據(jù)工況適時(shí)自動(dòng)分離、結(jié)合 熄火保護(hù)：轉(zhuǎn)速過低時(shí)離合器自動(dòng)分離，依據(jù)工況適時(shí)結(jié)合 誤操作保護(hù)：換檔錯(cuò)誤時(shí)檔位閃爍，離合器斷續(xù)結(jié)合或分離 自動(dòng)調(diào)整：離合器 操縱裝置自動(dòng)補(bǔ)償摩擦片和機(jī)械部件磨損 智能控制：電控單元自動(dòng)優(yōu)化調(diào)整運(yùn)行參數(shù) 故障檢測：電控單元自動(dòng)判別故障，并儲(chǔ)存故障碼備查 性能 操縱機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)形式： 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) 電動(dòng)機(jī)額定功率： 150W 電動(dòng)機(jī)工作平均電流： ≤ 15A 電動(dòng)機(jī)峰值工作電流 ≤ 40A 系統(tǒng)平均功耗 ≤ 3W 綜合油耗： 優(yōu)于手動(dòng)檔車型 3～ 5% 換檔時(shí)離合器分離時(shí)間： ≤ S 剎車時(shí)離合器分離時(shí)間： ≤ S 熄火保護(hù)時(shí)離合器分離時(shí)間： ≤ S 起步時(shí)離合器完全結(jié)合時(shí)間： ≤ 5 S 換檔時(shí)離合器完全結(jié)合時(shí) 間： ≤ 3 S 電控防滑差速器（ LSD） 蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 簡介 防滑差速器，英文名為 Limited Slip Differential，簡稱 LSD。防滑差速器，顧名思義就是限制 車輪 滑動(dòng)的一種改進(jìn)型 差速器 ，指兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速差值被允許在一定范圍內(nèi)，以保 證正常的轉(zhuǎn)彎等行駛性能的類差速器。事實(shí)上 LSD 依構(gòu)造的不同可以分為好幾種型式，而每一種 LSD 亦都有其特別之處 。 防滑差速器能夠克服普通錐齒輪式差速器因 轉(zhuǎn)矩 平均分配給左、右輪而帶來的在壞路面（泥濘、冰雪路面等）上行駛時(shí)，因一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪接觸泥濘、冰雪路面而在原地打滑（滑轉(zhuǎn)），另一側(cè)在好路面上的驅(qū)動(dòng)輪卻處在不動(dòng)狀態(tài)使汽車通過能力降低的缺點(diǎn)。這是因?yàn)榕c泥濘、冰雪路面接觸的驅(qū)動(dòng)輪與路面 的附著力減少，路面對半軸作用有很小的反作用轉(zhuǎn)矩，結(jié)合對稱式 錐齒輪 差速器具有轉(zhuǎn)矩平均分配的特點(diǎn)，這使處在好路面上的驅(qū)動(dòng)輪所得到的轉(zhuǎn)矩只能與處于壞路面上的驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩相等，于是兩者的合力不足以克服行駛阻力，汽車便停止不動(dòng) 。 功能原理 在談?wù)?LSD 這個(gè)機(jī)件之前，讀者務(wù)必先知道差速器的功能與動(dòng)作原理。而差速器本身的動(dòng)作原理，亦屬于專業(yè)級的構(gòu)造，若要單純用文字來敘述，大部分的讀者可能很 難理解，所以用日常最容易接觸的現(xiàn)象和狀況，來解釋原廠差速器的設(shè)計(jì)功能和必需性。 現(xiàn)行車輛的轉(zhuǎn)向設(shè)計(jì)是依據(jù)艾克曼第五輪原理來設(shè)定，也就是彎道內(nèi)輪的轉(zhuǎn)向角度大于外輪。再由三角函數(shù)計(jì)算內(nèi)側(cè)車輪所轉(zhuǎn)動(dòng)的距離會(huì)比外側(cè)車輪距離短，一旦距離有差異時(shí)，等于內(nèi)外輪 (左、右輪 ) 的轉(zhuǎn)速不一致，如果從 變速箱 所輸出的傳動(dòng)軸沒有藉由差速器來分隔左、右輸出，那么車輛在轉(zhuǎn)彎時(shí)便無 法調(diào)整左、右輪的轉(zhuǎn)速。在慢速時(shí)藉由多余且不當(dāng)?shù)哪Σ羴韼н^，而高速轉(zhuǎn)彎則會(huì)發(fā)生彎道內(nèi)輪因多余的旋轉(zhuǎn)及摩擦，導(dǎo)致輪胎跳離地面連帶利用車軸及 懸掛 使車體上揚(yáng)，當(dāng)內(nèi)側(cè)車體上揚(yáng)加上離心力的驅(qū)動(dòng)，很自然就會(huì)朝轉(zhuǎn)彎方向的另一側(cè)翻覆。 所以說車輛的左、右車輪絕對不是同軸型式，尤其現(xiàn)代汽車又以前輪驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)居多，沒有差速器的構(gòu)造，駕駛者根本無法操控方向盤，因?yàn)橹灰{駛者轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤，輪胎藉由地面產(chǎn)生 的回饋力，強(qiáng)力的將方向盤推回中心原點(diǎn)，如此一來操控根本無法存在，所以在傳動(dòng)輪中央置入差速器是傳動(dòng)系統(tǒng)必備的要件。 由于差速器是藉由盆型齒輪及角齒輪驅(qū)動(dòng)，內(nèi)部包含邊齒輪及差速小齒輪。當(dāng)車輛直行時(shí)，并無差速作用，差速小齒輪及邊齒輪整個(gè)會(huì)隨著盆齒輪公轉(zhuǎn)無差速作用，一旦車輛轉(zhuǎn)彎內(nèi)、外輪阻力不一樣時(shí)，差速齒輪組因阻力的作用迫使產(chǎn)生自轉(zhuǎn)功能進(jìn)而調(diào)整左、右輪速。既然左、右輪速的變化及調(diào)整是藉由輪胎及地面阻抗來自由產(chǎn)生，那么后續(xù)的使用狀況就將造成車輛無法行駛的狀態(tài)。 蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 譬如說當(dāng)車輛一輪掉入坑洞中，此車輪就毫無任何摩擦力可言， 著地車輪相對卻有著極大的阻力，此時(shí)差速器的作用會(huì)讓所有動(dòng)力回饋到低摩擦的輪子。掉入坑洞的車輪會(huì)不停轉(zhuǎn)動(dòng)，而著地輪反而完全無動(dòng)作，如此車輪就無法行駛。 [2] 還有一種屬于循跡現(xiàn)象的狀況，也就是所謂性能輸出的現(xiàn)象，即車輪在過彎時(shí)大腳油門，動(dòng)力輸出特別明顯，輸出扭力加上離心力，迫使車輛內(nèi)輪揚(yáng)起離開地面或產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，一旦有一輪空轉(zhuǎn)，動(dòng)力便一直往空轉(zhuǎn)輪傳輸 (因?yàn)樽枇ι?) ，車輛依然無法加速前進(jìn)。 另有一種屬于激烈操駕模式而產(chǎn)生的打滑現(xiàn)象，此現(xiàn)象車輛既不轉(zhuǎn)彎，也非左、右輪置于不同摩擦系數(shù)路面的狀況，那就是在進(jìn)行零 四加速時(shí)，巨大的動(dòng)力輸出，隨著左、右傳動(dòng)軸的長短不一致及輪胎些許的差異，導(dǎo)致動(dòng)力瞬間輸往摩擦力弱的一輪，此輪便開始不停的空轉(zhuǎn)，另一輪無從發(fā)揮作用，車輛當(dāng)然無法往前邁進(jìn)。為了解決以上這些現(xiàn)象，讓更多的動(dòng)力平均傳遞到左、右兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪上，限制差速器左、右滑動(dòng)率的比例來完成此目標(biāo)，所以限滑差速器便是解決問題的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)件。 差速器很好的解決了汽車在不平路面及轉(zhuǎn)向時(shí)左右驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)速不同的要求；但隨之而來的是差速器的存在使得汽車在一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪打滑時(shí)動(dòng)力無法有效傳輸，也就是打滑的車輪不能產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力，而不打滑的車輪又沒有得到足夠 的扭矩。我們的汽車設(shè)計(jì)師一直在努力，于是 差速鎖 出現(xiàn)了。差速鎖很好的解決了汽車在一側(cè)車輪打滑時(shí)出現(xiàn)的動(dòng)力傳輸?shù)膯栴}，也就是鎖止差速器，讓差速器不再起作用，左右兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)輪均可得到相同的扭矩?？墒谴笞匀豢偸窃俳o人類處理不完的難題。差速鎖再解決原有問題的同時(shí)又帶來了新的問題。 這種差速鎖僅僅適用于越野車的使用，在野外非鋪裝路面上，路面附著力不大，即便差速器鎖止時(shí)車輪發(fā)生一些打滑也無 所謂，至少?zèng)]有安全性問題?？墒窃阡佈b良好的公路上出現(xiàn)左右摩擦不平衡的時(shí)候，由于輪胎與干地面的摩擦是相當(dāng)大的，在高速轉(zhuǎn)彎時(shí)差速器鎖止是非常危險(xiǎn)的，彎道內(nèi)輪因多余的旋轉(zhuǎn)及摩擦，導(dǎo)致輪胎跳離地面連帶利用車軸及懸掛使車體上揚(yáng)，當(dāng)內(nèi)側(cè)車體上揚(yáng)加上離心力的驅(qū)動(dòng)，很自然就會(huì)朝轉(zhuǎn)彎方向的另一側(cè)翻覆。 解決方法 通過 ABS 等電子設(shè)備來解決 在一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪發(fā)生打滑時(shí)，電子傳感器收集兩側(cè)車輪速度差，當(dāng)電腦發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速差超過設(shè)定值時(shí)， ABS 驅(qū)動(dòng)打滑輪的剎車工作，強(qiáng)制降低打滑輪轉(zhuǎn)速，但這種工作方式是以保證安全性為首要目的，以犧牲速度為代價(jià)的，在頻繁的工作狀態(tài)下容易失效，可靠性不高。作為越來越重視車輛性能的今天，這種系統(tǒng)在高性能車上是決不能容忍的，于是就有了后者，防滑差速器（ LSD）。 蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 種類介紹 因應(yīng)不同需求分類 過彎性能的發(fā)揮，直線沖刺的快感，山道攻防的技巧，莫不需要依賴 LSD 的加持，很多原廠性能版的車輛也配置有 LSD 的裝備，而 LSD 的型式又依機(jī)件結(jié)構(gòu)的特性不同，可細(xì)分為扭力感應(yīng)型、黏耦合型、螺旋齒輪式、標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械式 LSD 等。這么多的型式，其最終目的是一致的，但過程的變化是不同的，因應(yīng)駕駛者的需求及駕駛特性，才會(huì)有這么多式樣產(chǎn)生。 扭力感應(yīng)式 LSD 是采用螺旋齒輪組，一樣利用左、右雙組的摩擦力來限定滑差效應(yīng)，由于螺旋齒輪采縱向和基座齒輪的橫向交錯(cuò)，無離合器片的損耗，運(yùn)用在后驅(qū)車輛，其故障率較低，維修保養(yǎng)亦趨于簡單 ，雖然在動(dòng)力輸出方面未能有強(qiáng)大的表現(xiàn)，但實(shí)用原則為其最大之優(yōu)點(diǎn)。 它是將普通差速器的齒輪從齒輪改成渦輪蝸桿，而安裝位置和形式并不變，借由蝸輪蝸桿傳動(dòng)的自鎖功能（蝸桿可以向蝸輪傳遞扭矩，而蝸輪向渦桿施以扭矩時(shí)齒間摩擦力大于所傳遞的扭矩，而無法旋轉(zhuǎn)）來實(shí)現(xiàn)防滑功能。大名鼎鼎的奧迪 quattro 就是采用這種結(jié)構(gòu)，還有許多原廠高性能車種都是采用此種型式，像 RX7 FD3S 的原廠 LSD就相當(dāng)有名。在扭力感應(yīng)式 LSD 的特性方面，雖然其較少使用在運(yùn)動(dòng)用途上，但摩擦部分與機(jī)械式比較起來效果更好，而且維修上非常簡單，這是它 的最大優(yōu)點(diǎn)。 螺旋齒輪 LSD 其內(nèi)部構(gòu)造依然采用螺旋齒輪，有別于扭力感應(yīng)式的 LSD 是此螺旋齒輪 LSD 所配置的齒輪全為「橫向」，也就是和輸出軸的運(yùn)轉(zhuǎn)同一方向，利用行星齒輪大小減速比的功能達(dá)到限速功能，其最大的弱點(diǎn)在于限定鎖定扭力滑差的比例較小，但也因?yàn)榫S修及使用保養(yǎng)無需特別的注意，更不需要使用 LSD 專用油，因此原廠如 Honda 升 TypeR、Silvia S15? 等較新款的前輪帶動(dòng)車，也幾乎都是使用此型式之 LSD，此等 LSD 還有一個(gè)現(xiàn)象，就是車輛頂高后，轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)的左右兩輪，并不會(huì)一起前進(jìn)或后退，因 此在當(dāng)年TIS 1： 9 房車賽規(guī)格的驗(yàn)車過程中，它算是可以瞞混過關(guān)的偷改武器！ 螺旋齒輪 LSD內(nèi)部的齒輪構(gòu)造與扭力感應(yīng)式 LSD 有些相似，同樣是將普通差速器的齒輪從直齒改成螺旋齒，不過不是利用二者摩擦力的不同，而是改變了齒輪的安裝位置和形式，通過只有螺旋齒輪才能實(shí)現(xiàn)的安裝位置和形式，利用齒輪的減速比來限制左右驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速差的。這種 LSD 所能達(dá)到的最大轉(zhuǎn)速差比較小。而且，扭力感應(yīng)型的齒輪配置為縱向，而此種螺旋齒輪 LSD 的則為橫向裝置。和機(jī)械式 LSD 相比，它的最大弱點(diǎn)在于限制鎖定的扭力蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 范圍較小，但維修、使用上沒有什么 特別麻煩之處。 滾珠鎖定 LSD 這種設(shè)計(jì)的特殊之處，是當(dāng)小圓球在彎曲的溝槽中移動(dòng)時(shí)，被溝槽切斷的滾筒開始作動(dòng)而發(fā)揮限滑的效果，尤其是其作動(dòng)原理與一般品有很大的差異，目前并不算是主流的制品。在滾珠鎖定 LSD 的特性方面，因?yàn)樗臉?gòu)造相當(dāng)特別，因此可以發(fā)揮十分圓滑的效果，反過來說此 LSD 并不適合喜歡在街上狂飆的人士，而最后可以死鎖差速器、并發(fā)揮最高扭力，也是值得記上一筆之處，所以最適用于分秒必爭的比賽場合中。 黏性耦合式 LSD