差速锁的作用是什么?

车业杂谈


我是大魔王,我来分享

在理解什么是差速锁之前,先要理解什么是差速器,差速锁就是差速器的爸爸。

① 差速器

它存在的意义很简单,就是让车辆能够正常的转弯。大家脑补一个画面,汽车在转弯时内侧轮胎和外侧轮胎的转速是一样的吗?内侧轮胎和外侧轮胎行驶的距离是一样的吗?显然不是,内侧轮胎转速慢,外侧轮胎转速快,如果两侧轮胎只是一根硬轴链接的,势必会出现内侧轮胎转弯时过度滑动摩擦造成损伤。所以差速器这个东东就闪亮出厂了,它的存在就是允许两侧轮胎有转速差,在转弯时可以愉快的合作。

现在的汽车都是两个半轴的设计,将两个半轴链接起来的就是差速器,有了差速器也就允许两侧车轮有转速差。

那么这个部件对于车辆越野有什么影响呢?由于差速器工作的特性,允许车轮以不同转速转动,所以在泥泞湿滑等抓地力不足路面,当一个车轮打滑时,动力全部消耗在飞快转动的打滑车轮上了,其他车轮会失去动力。通俗的话说,差速器是让车辆转弯时候内外轮有轮速差用的,否则车辆转弯就会困难,但是差速器在越野道路上就是帮倒忙的,因为它会把动力牺牲在打滑的轮胎上。大家记住这个特性啊~

② 差速锁

通俗讲,差速锁就是差速器的“爸爸”,一旦差速器开始帮倒忙调皮,就由差速锁这个爸爸出面制止它!就像我们上面说的那种情况,当一侧轮胎在湿滑泥泞路面打滑的时候,动力会因为差速器的存在都会被消耗在打滑轮胎上,另一侧有抓地力的轮胎反而有劲没处使,一侧不动,一侧狂转……车辆也就无法前进,就在这个差速器“调皮”的时候,它爸爸就出现了,差速锁过来就是一巴掌!谁让你乱转的?!差速锁这时候会直接把他儿子差速器锁死,将两个半轴进行钢性连接,使其成为一个整体,这样两侧的车轮都可以得到相同的动力,使车辆可以摆脱困境,这就是差速锁的作用。

差速锁目前有两种介入方式:手动机械式差速锁(牙嵌式)、伊顿式自动差速锁。一个手动,一个自动


大家理解这两者之间的关系了吧?所以差速锁就是为了限制差速器工作了的,常见用于专业的越野车上,比如奔驰的G系列,在前轴,中轴,后轴上带有三把差速锁,可以分别锁止前中后的差速器实现动力的分配。有了这三把神器,前后轴打滑也好,左右轴打滑也好,都可以通过差速锁来主动锁止差速器,防止动力的流失。

启动差速锁1(中央差速锁):使前后轴转速相同,适用于有碎石或轻微坑洼路面、坡度较小路面等容易产生前轮或后轮单一车轮打滑的情况,但不适合交叉轴路况;

启动差速锁2(后桥差速锁):使两个后轮与前轴的转速都相同,适用于遇到较大石头或坑洼较严重的路面等只有一个后轮还拥有抓地力的情况;

启动差速锁3(前桥差速锁):使所有车轮拥有相同动力,适用于极端恶劣的路况或同一侧车轮全都失去抓地力或只有任一车轮有抓地力的情况,适用于沙漠驾驶或雪地脱困。

但是,三把差速锁同时锁止的情况下,四个车轮会处于同一转速转动,此时不能进行高速转弯,否则会对轮胎或车轴造成严重伤害,甚至会有翻车的危险!


出现吧大魔王


首先你要理解差速器是什么,然后再理解差速锁。

为什么需要差速器

汽车为什么需要差速器呢?道理很简单啦,拿汽车的前轴举例,车辆在拐弯的时候,内侧的车轮走过的路程要比外侧的车轮要少。如果左右车轮是一根轴连接的话,会使转弯的时候两侧车轮相互较劲,不仅使转向的时候不稳定,还会使得轮胎在滚动的时候产生滑动,加速轮胎的磨损。

所以,聪明的工程师发明了差速器这个零件。顾名思义,就是使得动力输出轴上的两侧车轮断开耦合,实现不等速。不等速只是现象,真正的意义在于实现了动力(扭矩)的不等分配。汽车的驱动轴必须有差速器,从动轴就不需要啦(大家想想为什么?)对于四驱车而言,则更复杂,需要前后驱动轴的轮间差速器和轴间的差速器共3套差速器(知道为啥四驱车贵了吧!)发动机的动力通过变速箱到减速器再到轴间差速器,轴间差速器将扭矩分配给前轴和后轴;前轴和后轴在通过轮间差速器分配给左右车轮。

结构及工作原理

先看看最简单的差速器的工作原理。请看下面的图示和动画:

图1

这是一个老外做的差速器模型。先看图1,差速器的结构主要是一对减速器锥齿轮(小的橘黄色和大的蓝色),然后是两对差速器伞齿轮(一对粉色、一对蓝色)。差速器的奥妙就在于这4个伞齿轮。

图2

等速状态

当两边等速状态时,请看图2。这时候,你会发现,那两对伞齿轮其实是不工作的,相互之间没有啮合转动,左右车轮的转速也是一样的。这种时候,车辆是直线行驶的,动力平均分配给左右两个车轮。

图3

差速状态

当认为的将右边车轮固定死的时候,奇迹就发生了!请看图3,你会发现,这个时候4个伞齿轮相互之间是有啮合转动的。这样就实现了差速。在图3中这种状态下,减速器输入的动力全部提供给了左轮。

差速器的弊端

世上没有免费的午餐,就拿图3为例,其实是模拟了一种常见的工况:车辆驶入左右附着不对称的路面上,比如左轮陷入了泥浆(冰雪路面)中,右轮在良好的路面上。这个时候,差速器反而帮了倒忙,它会导致动力全部分配给了左轮,而左轮的路面附着又小,导致左轮一直在快速空转,而右轮虽然附着良好,但没有动力输入,最终使得车辆无法脱困。

具有这种特性的差速器,称之为“开放式差速器”,理解为“最Low的差速器”即可。为了解决这个问题,工程师发明了很多其他各种差速器,比如:限滑差速器、强制锁止式差速器、带多片离合的差速器等等。其实,非开放式的差速器的分类和命名很乱,大家不要刻意去记,都只是用不同的方式来解决这个问题而已。

差速器的性能指标

对于一个差速器,如何来评价它的好坏呢?主要就是以下几个关键点:

  • 能否锁止或限滑(锁止指的是直接通过人为或者电控的方式将左右两根轴耦合,使差速功能消失,帮助车辆脱困;限滑一般指当左右两个车轮转速差达到一定程度后,差速器自动锁死)。现代汽车的差速器基本都有限滑或锁死功能,对于一些硬派越野车,用的一般都是强制锁死式的差速器。
  • 扭矩分配比,即差速器能够实现左右(或前后)多少的扭矩分配,扭矩分配范围是否足够。
  • 响应速度、噪音、可靠性、布置空间等

差速器的分类

尽管差速器的分类比较混乱,小P还是列举一些大家默认的分类:

开放式差速器(不解释)

强制锁止式差速器

一般指开放式差速器+锁止机构(差速锁)组成的差速器。锁止既可以是人为的锁止,也可以通过电控系统根据路况实现自动锁止。常见的有牙嵌式锁止机构。

图4

限滑式差速器

限滑顾名思义就是限制两边转速不同。根据限滑的方式,可以分多片离合器、各种齿轮的巧妙设计、黏性耦合式等。

  • 多片离合器,指的是通过电控控制多片离合器接合来实现差速器的锁止

图5

  • 齿轮,依靠各种巧妙的齿轮的设计,如涡轮蜗杆、行星轮机构等实现限滑。这种差速器的特点是:完全的纯机械,相对于电控实现的限滑而言,其可靠性、响应的速度是最大的卖点。各种性能车上的中央差速器一般都采用这种形式的差速器结构。下篇我们介绍的托森差速器就属于这一种。

图6

  • 黏性耦合式差速器,这种差速器是由多片离合器加上硅油组合而成。利用硅油摩擦受热膨胀后,迫使离合器片结合来锁定轮间速差,结构最简单且体积小、造价低。缺点是响应慢,容易过热。

总结

比较有趣的是,差速器的核心技术不在于“差速”,反而在于“限滑”。差速器对于四驱车来说,尤其是中央差速器,是消费者最应该注意的一点。

另外,小P一直觉得差速器的分类实在太过混乱。各厂家在宣传自己产品的时候,会加上很多花里胡哨的科技名词,大家务必要理解其实现“限滑”的原理,是依靠机械还是依靠电子?是通过多片离合器还是通过齿轮啮合的特性来实现?如果是带锁止的,是机械锁还是电子锁止?


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差速锁是什么呢?经常会听说某某车型有2把锁,3把锁的,听上去就很霸气,那么差速锁的作用是什么呢?其实差速锁的作用是把差速器的行星齿轮机构进行锁止,让差速器失去作用,这样差速器两端的驱动轴就会变成硬性连接没有转速差。
那么车辆的驱动轮为什么需要有差速器呢?这是因为
车辆在转弯的时候,内外侧车轮的转速就会出现一定转速差,如果没有差速器的存在车辆将很难转弯,有了差速器以后就算是一侧车轮不转,另一车的车轮也会正常旋转。
这个差速器虽然在路面附着力良好的时候,会提高车辆在转弯时的行驶稳定性,
但一旦车辆在比较湿滑的路况条件下反而会影响车辆的驱动力,这是因为如果有车轮打滑,车辆的驱动力都会从这个打滑的车轮消耗掉,这样车辆就会无法行驶,我们平时所说的陷车就是这个原因造成的。
回来再来说说差速锁的问题,有差速锁的都是硬派越野车,有了差速锁以后会提高车辆的脱落能力,当差速锁把差速器锁死以后,驱动轴两端就会形成硬性连接,这样发动机的动力就会平均分配到驱动轴两端,这样只要有一个车轮有附着力就可以脱困。


现在使用比较多的差速锁有牙嵌式,伊顿差速锁,托森差速器,多片离合器是差速锁。伊顿差速锁是采用纯机械自动结构,一般用于入门级硬派的SUV车型,当两侧驱动轴转速差达到100转以上,差速锁就会工作,这样就可以帮助车辆脱困。不过伊顿差速锁反应速度有点慢,这是一个缺点。
使用最多的就是牙嵌式差速锁,这种结构很多硬派越野车都在使用,比如牧马人,普拉多,陆巡,帕杰罗,奔驰G,路虎卫士等等吧都是硬汉,有的车一把锁,有的有两把锁,最多的就是三把锁了。有了三把锁把前中后的差速器锁定,越野能力就算是达到极致了。
托森差速器大多都是用在中央差速器上,因为托森差速器有自动分配动力的作用,可以把更多的动力输出给没有打滑的车轮,所以很多车型用它来替代牙嵌式差速锁,这样车辆就可以实现全时四驱的功能。
随着科技的进步,很多没有差速锁的车型也可以通过电子设备实现这个功能,这就是电子限滑功能。很多SUV车型都有这个功能,它是通过ABS系统对打滑车轮施加制动力,实现差速锁的作用,这个功能在低强度的越野路面效果很好,虽然没有差速锁那么强大,但是结构简单成本低,是很多城市型SUV的首选。像四驱性能比较好的奥迪和斯巴鲁使用的就是电子限滑,效果是相当不错的。


售后服务技术总监


差速锁的作用就是当你一边轮子掉沟里空转打滑,一边在硬路上不动,车子动不了的时候,按下电控差速锁 锁上可使两个轮子一起同步转动即可脱离苦海。


小方187161097


锁住差速器使的两侧的车轮获得相同的动力 这样一来车辆在被困时有更好的脱困能力 在过交叉轴之类的障碍时更加的游刃有余 不过差速锁这个东西只在军用车辆 工程车辆和越野车上常见 一般的家用乘用车用不着这个东西 而且差速器被锁止以后呢对转弯也有一点影响


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