幾種防滑差速器的結(jié)構(gòu)(編輯修改稿)
2025-07-23 20:13 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 代在多方面要受制于國外，這無疑對我國汽車工業(yè)的發(fā)展極為不利?，F(xiàn)在，我國已成為WTO成員國，國內(nèi)汽車市場競爭日趨激烈，同時國內(nèi)汽車業(yè)也面臨著與國外汽車業(yè)同臺競爭的壓力。只有在價格和性能方面占優(yōu)勢的產(chǎn)品才能在這場競爭中取勝。而加裝防滑差速器對現(xiàn)有汽車的差速器結(jié)構(gòu)改動不必太大，自身成本低，但卻能大大改善汽車的牽引性、加速性及操縱穩(wěn)定性，這無疑是極具市場競爭力的產(chǎn)品。1．5研究目的及意義防滑差速器使汽車左右驅(qū)動輪之間驅(qū)動力得到了更好的匹配，消除了一般汽車存在的寄生功率及由此引起的功率損失。它在大幅度提高汽車動力性與通過性的同時，極大地改善了汽車行駛時的操縱穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向安全性及制動性等性能，是汽車傳動系中極為理想的傳動裝置。防滑差速器在汽車上的應用越來越廣泛，是一個有著廣泛應用前景的產(chǎn)品。為了適應我國汽車工業(yè)的發(fā)展，迫切需要開發(fā)適用的防滑差速器，開發(fā)適用的防滑差速器無疑將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，對促進我國汽車工業(yè)的發(fā)展、增強國產(chǎn)汽車的產(chǎn)品競爭力是非常重要的。國外已有各種形式的防滑差速器產(chǎn)品，但國內(nèi)非常缺少成熟的防滑差速器配套產(chǎn)品，引進產(chǎn)品中雖也有裝置了防滑差速器，但相關(guān)技術(shù)卻未能引進或很難得到引進。隨著我國汽車工業(yè)發(fā)展和技術(shù)進步的要求，對于防滑差速器的開發(fā)與應用研究項目開始提出，很多企業(yè)也有防滑差速器的開發(fā)計劃。目前關(guān)于防滑差速器方面的技術(shù)資料很少，在汽車、拖拉機、工程機械等相關(guān)專業(yè)構(gòu)造教材和引進產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與維修一類圖書或使用手冊中只介紹了一些防滑差速器的結(jié)構(gòu)和原理，即使是2001年以后出版的汽車工程手冊、汽車設(shè)計教材和汽車試驗標準等也未涉及防滑差速器的設(shè)計計算方法和試驗方法。經(jīng)文獻檢索，有關(guān)防滑差速器設(shè)計方面的論文僅有少數(shù)幾篇，關(guān)于其試驗方法研究基本沒有。鑒此，開展防滑差速器的設(shè)計計算方法、防滑性能、試驗方法及其在汽車產(chǎn)品中的應用研究，具有重要的理論意義和實用價值。本課題研究所開發(fā)的防滑差速器試驗方法與防滑性能試驗方案以及適用于江淮汽車集團SUV504產(chǎn)品的防滑差速器，可供江淮汽車集團進一步開展防滑差速器的試制、試驗和應用，也可供企業(yè)開展防滑差速器系列產(chǎn)品的設(shè)計研究，以作為儲備技術(shù)和擴大產(chǎn)品的配套能力。1．6本課題研究的主要內(nèi)容本課題來源于合肥市“十五”重點科技攻關(guān)資助項目。主要研究內(nèi)容：①SUV504防滑差速器的選型研究；②各種防滑差速器防滑性能的數(shù)學計算模型的研究：②SUV504防滑差速器殼體的有限元分析；③SUV504防滑差速器的試驗研究。第二章差速器的原理與分類2．1差速器的原理汽車差速器的結(jié)構(gòu)形式很多，用得最廣泛的是對稱式圓錐行星齒輪差速器，其工作原理如圖2．I所示。為主減速器從動齒輪或差速器殼的角速度；分別為左、右驅(qū)動車輪或差速器半軸齒輪的角速度。 為行星齒輪繞其軸的自轉(zhuǎn)角速度。當汽車在平坦路面上直線行駛時，差速器各零件之間無相對運動，則有這時，差速器殼經(jīng)十字軸以力尸帶動行星齒輪繞半軸齒輪中心作“公轉(zhuǎn)”而無自轉(zhuǎn)()。行星齒輪的輪齒以P／2．力推動左、右半軸齒輪的輪齒使它們一起繞半軸齒輪的中心旋轉(zhuǎn)，而左、右半軸齒輪則給行星齒輪以P／2的反作用力。對于對稱式差速器來說，兩半軸齒輪的節(jié)圓半徑r相同，故傳給左、右半軸的轉(zhuǎn)矩均等于Pr／2，故汽車在平坦路面上直線行駛時驅(qū)動左、右車輪的轉(zhuǎn)矩相等。當汽車轉(zhuǎn)彎時，假如左右輪之間無差速器，則按運動學要求，行程長的外側(cè)車輪將產(chǎn)生滑移，而行程短的內(nèi)側(cè)車輪將產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)。由此導致在左、右輪胎切線方向上各產(chǎn)生一附加阻力，且它們的方向相反，如圖2．1所示。當裝有差速器時，附加阻力所形成的力矩使差速器起差速作用，以免內(nèi)外側(cè)驅(qū)動車輪在地面上的滑轉(zhuǎn)和滑移，保證它們以不同的轉(zhuǎn)速和．正常轉(zhuǎn)動。當然，若差速器工作時阻抗其中各零件相對運動的摩擦大，則扭動它的力矩就大。在普通的齒輪差速器中這種摩擦力很小，故只要左、右車輪所走路程稍有差異，差速器即開始工作。當差速器工作時，行星齒輪不僅有繞半軸齒輪中心的“公轉(zhuǎn)”，而且還有繞行星齒輪軸以角速度為的自轉(zhuǎn)。這時外側(cè)車輪及其半軸齒輪的轉(zhuǎn)速將增高，且增高量為 (為行星齒輪齒數(shù)，為該側(cè)半軸齒輪齒數(shù))，這樣，外側(cè)半軸齒輪的角速度為：在同一時間內(nèi)，內(nèi)側(cè)車輪及其半軸齒輪(齒數(shù)為)的轉(zhuǎn)速將減低，且減低量為，由于對稱式圓錐齒輪差速器的兩半軸齒輪齒數(shù)相等，于是內(nèi)側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為：由以上兩式得差速器工作時的轉(zhuǎn)速關(guān)系為：即兩半軸齒輪的轉(zhuǎn)速和為差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍。最后一種情況，有時發(fā)生在使用中央制動器緊急制動時，這時很容易導致汽車失去控制，使汽車急轉(zhuǎn)和甩尾。由于汽車轉(zhuǎn)彎時行星齒輪繞其軸轉(zhuǎn)動，必然有一使其轉(zhuǎn)動的力矩，設(shè)為 (為行星齒輪的節(jié)圓半徑)。由圖2。l可見，轉(zhuǎn)彎時在轉(zhuǎn)得較慢的一邊即內(nèi)側(cè)的半軸齒輪上，與的方向相同；而在轉(zhuǎn)得較快的一邊即外側(cè)的半軸齒輪上，與的方向相反。故旋轉(zhuǎn)較慢的半軸齒輪所傳的轉(zhuǎn)矩較大，而旋轉(zhuǎn)較快的半軸齒輪所傳的轉(zhuǎn)矩較小。即令則有由此可見：差速器的內(nèi)摩擦使驅(qū)動橋左右半軸的轉(zhuǎn)矩分配改變，這有利于改善汽車的通過性。例如當汽車的一個驅(qū)動輪由于附著力變壞而開始滑轉(zhuǎn)時，給它的轉(zhuǎn)矩就減小，而傳到不滑轉(zhuǎn)的車輪的轉(zhuǎn)矩卻相應地增大了。結(jié)果在汽車左右驅(qū)動車輪上的總牽引力可能達到的最大數(shù)值為由此可見，由于差速器的內(nèi)摩擦使汽車總牽引力增大了 。但普通圓錐行星齒輪差速器的內(nèi)摩擦不大，為了提高汽車的通過性，可采用具有較大內(nèi)摩擦的高摩擦式差速器，這時在驅(qū)動車輪上的總牽引力可增加10％～1 5％。2．3差速器的分類差速器的結(jié)構(gòu)型式選擇，應從所設(shè)計汽車的類型及其使用條件出發(fā)，以滿足該型汽車在給定的使用條件下的使用性能要求。差速器的結(jié)構(gòu)型式有多種，其主要的結(jié)構(gòu)型式如圖2．3所示：大多數(shù)汽車都屬于公路運輸車輛，對于在公路上和市區(qū)行駛的汽車來說，由于路面較好，各驅(qū)動車輛與路面的附著系數(shù)變化很小，因此幾乎都采用了結(jié)構(gòu)簡單、工作平穩(wěn)、制造方便、用于公路汽車也很可靠的普通對稱式圓錐行星齒輪差速器，作為安裝在左、右驅(qū)動輪間的所謂輪間差速器使用；對于經(jīng)常行駛在泥濘、松軟土路或無路地區(qū)的越野汽車來說，為了防止因某一側(cè)驅(qū)動車輪滑轉(zhuǎn)而陷車，剛可采用防滑差速器。后者又分為強制鎖止式和自鎖式兩類。自鎖式差速器又有多種結(jié)構(gòu)型式的高摩擦式和自由輪式的以及變傳動比式的。這些差速器的詳細結(jié)構(gòu)情況見以下各節(jié)。2．3．1幾種常見的防滑差速器的工作原理及優(yōu)缺點常見的防滑差速器有強制鎖止式差速器
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