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差速锁

差速锁是汽车上用于锁止差速器的装置,用来锁止轮间差速器(左右半轴间)或者轴间差速器(前后驱动桥间),来应对单个或多个车轮失去附着力无法脱困的情况。也就是说当一个驱动轮打滑时,差速锁将差速器壳和半轴锁成一个整体,使其失去差速功能,可以将全部扭矩传递给另一个驱动轮,让有附着力的车轮发挥驱动力。

差速锁一般在在坏路面上行驶;在泥泞或冰雪路面上行驶;上、下陡坡时方可使用。其工作原理是摩擦片式通过摩擦片之间相对滑转时产生的摩擦力矩来使差速器锁止。

不同的差速器,所采用的锁止方式是不同的,现在常见的差速器锁,大致有以下几种锁止方式:强制锁止式、高摩擦自锁式、牙嵌式、托森式和粘性耦合式。现在主流的差速锁有两种,手动机械差速锁和伊顿差速锁

工作原理

差速锁的工作原理是摩擦片式通过摩擦片之间相对滑转时产生的摩擦力矩来使差速器锁止。

使用条件

当汽车通过困难路段,若由于路面泥泞或冰雪等原因使车轮打滑,导致汽车牵引力不足、无法前进时,可使用差速锁将差速器 闭锁,以充分利用整车车轮的附着力,提高车辆的通过性,因此差速锁的使用要注意使用的环境和时机。在附着良好的硬路面上禁止使用差速锁,一般在下述条件方可使用:在坏路面上行驶;在泥泞或冰雪路面上行驶;上、下陡坡时 。

分类

不同的差速器,所采用的锁止方式是不同的,现在常见的差速器锁,大致有以下几种锁止方式:强制锁止式、高摩擦自锁式、牙嵌式、托森式和粘性耦合式。

强制锁止式

强制锁止式差速锁就是在普通对称式锥齿轮差速器上设置差速锁,这种差速锁结构简单,易于制造,转矩分配比率较高。但是操纵相当不便,一般需要停车;另外,如果过早接上或者过晚摘下差速锁,那么就会产生无差速器时的一系列问题,转矩分配不可变。

高摩擦自锁式

高摩擦自锁式有摩擦片式和滑块凸轮式等结构。摩擦片式通过摩擦片之间相对滑转时产生的摩擦力矩来使差速器锁止,这种差速锁结构简单,工作平稳,在轿车和轻型汽车上最常见;滑块凸轮式利用滑块和凸轮之间较大的摩擦力矩来使差速器锁止,它可以在很大程度上提高汽车的通过性能,但是结构复杂,加工要求高,摩擦件磨损较大,成本较高。以上两种高摩擦自锁式差速器锁都可以在一定范围内分配左右两侧车轮的输出转矩,并且接入脱离都是自动进行,因此应用日益广泛。

托森式

托森式差速器是一种新型的轴间差速器,它在全轮驱动的轿车(如奥迪TT)上有广泛运用。“托森”这个名称是格里森公司的注册商标,表示“转矩灵敏差速器”。它采用蜗轮蜗杆传动具有自锁特性的基本原理。托森式差速器结构紧凑,传递转矩可变范围较大且可调,故而广泛用于全轮驱动轿车的中央差速器以及后驱动桥轮间差速器。但是由于其在高转速转矩差时的自动锁止作用,一般不能用于前驱动桥轮间差速器。

粘性耦合式

部分四轮驱动轿车上采用粘性耦合联轴器作为差速器使用。这种新型的差速器使用的是硅油作为传递转矩的介质。硅油具有很高的热膨胀系数,当两车轴的转速差过大时,硅油温度急剧上升,体积不断膨胀,硅油推动摩擦叶片紧密结合,这时粘性耦合器两端驱动轴直接联成一体,即粘性耦合器锁死。这种现象被称为“驼峰现象”。这种现象的发生极其迅速,差速器骤然锁死,因此车辆很容易脱离抛锚地。一旦搅油停止之后,硅油的温度逐渐下降,直至充分冷却后,驼峰现象才会消失。鉴于粘性耦合器传递转矩柔和平稳,差速响应快,它被推广运用到了驱动桥的轴间差速系统,当作轴间差速器,使全轮驱动轿车的性能大幅度的提高。

主流产品

现在主流的差速锁有两种,手动机械差速锁和伊顿差速锁

手动机械式差速锁(牙嵌式)

手动机械式差速锁是应用较多的一种差速锁,很多皮卡使用的也是这种差速锁。这种差速锁技术并不难,而且生产成本低,但是可靠性非常高,是一种非常有效提高车辆越野性能的驱动系统装备。它能够将两个半轴机械结合,非常牢固可靠。但是这种结合方式在正常行驶时不建议使用,否则会对汽车的差速器、差速锁、轮胎等部件造成损害。这种差速锁有效可靠,能够应对恶劣路况,但是必须在停车状态下进行切换。

伊顿式差速锁

伊顿差速锁是机械差速锁的一种,如果汽车两侧车轮的附着力出现了差异,导致两侧车轮出现了转速差,并且转速差达到了设定的数值时,伊顿差速锁将会自动将差速器锁止,从而让两侧的车轮拥有相同的动力,让汽车恢复行驶能力,从而脱困。这种差速锁的优点是完全自动控制锁止,不需要驾驶者手动控制。缺点是必须等到转速差出现时才会锁止,需要一定的反应时间,而且自动结合瞬间接地轮会突然获得巨大扭矩,形成较大的冲击,这种情况在越野时是比较危险的。伊顿式差速锁可控性要次于牙嵌式差速锁。

伊顿的前驱电子差速锁已于 2007 年实现量产,是全球首款安装于变速器内的电子差速锁。伊顿的前驱电子差速锁全新设计, 更小体积;通过把触发机构 (电磁线圈等)和锁止机构(锁止环等)分别布置在差速锁的两侧 (荫组机构由贯穿差速锁的锁止销联动), 差速锁的内部空间得到了充分利用 , 从而既能实现锁止,又保证了零件的抗扭强度。 ECU控制, 安全可靠。伊顿可以针对前驱电子差速锁单独提供控制模块 ECU , 它可以 独立地获得车辆的各种信号 (如车速和轮速等)并对差速锁适时地发出各种指令。 同时 , 整车厂也可以根据需要 , 将控制前驱 电子差速锁的程序集成到现有的 ECU 上 (如 ABS 的控制模块)。

参考资料

..2023-12-02

伊顿机械差速锁工作原理.机械设备网.2023-12-02

差速锁是什么.手机凤凰网.2023-12-02

怎么判断汽车是否带差速锁差速器对越野性能的影响.太平洋汽车网.2023-12-02

拒绝误导 重新了解差速器和差速锁.汽车之家.2023-12-02

中央差速器锁.新浪网.2020-04-24

越野脱困神器 差速锁你值得拥有.皮卡网.2023-12-02