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    发布:机械仿真     日期:2011-05-26 14:53:33

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    什么是差数器?差速器是将发动机扭矩按两个方向分开的设备,可允许每次输出的扭矩以不同的速度旋转。

    差数器的作用功能有:
    1.使发动机动力指向车轮 。
    2.作为汽车上的最终传动减速器。
    3.在变速器撞击车轮前最后一次使旋转减速。

    汽车为什么需要差速器?

    车轮旋转的速度是不同的,尤其是转弯时。在以下动画中可以看到转弯时每个车轮行驶不同的间隔,并且内侧车轮比外侧车轮行驶的间隔短。因为速度即是行驶的路程除以通过这段路程所花费的时间,因此行进路程较短的车轮行驶的速度就较低。同时请留意,前轮与后轮的行驶间隔也不同。对于汽车上的非驱动轮(后轮驱动汽车的前轮或前轮驱动汽车的后轮),这并不是题目。由于在前轮和后轮之间没有连接,所以它们独立旋转。但是驱动轮被连接到一起,以便单个发念头和变速器可以同时使两个车轮滚动。假如汽车没有差速器,车轮必需锁止在一起,以便以相同的速度旋转。这样汽车将不便于转弯——为了使汽车能够转弯,一个轮胎必需滑动。对于现代轮胎和混凝土路面,轮胎需要很大的动力才会滑动。此动力必需由轴从一个车轮传输到另一个车轮,这会在轴组件上形成很大的压力。
     

    那么一辆车需要几个差数器呢?
    一些全轮驱动车辆上也配备差速器。这些全轮驱动车辆的每组驱动轮之间都需要一个差速器,并且在前轮和后轮之间也需要一个,因为在转弯时前轮行驶的距离与后轮不同。

    分时四轮驱动系统在前轮和后轮之间被锁止在一起没有差速器,以便前轮和后轮以相同的平均速度转弯。因此车辆在混凝土路面上很难转弯的原因。

    开式差速器


    在上图中,可以看到汽车开始转弯时保护架上的小齿轮开始旋转,车轮以不同的速度移动。 内侧齿轮比保护架旋转得慢,而外侧车轮比保护架旋转得快。开式差速器——直线行驶时 开式差速器——转弯行驶时(1.1MB)
    差速器中的齿轮比:如后轴比或主减速器传动比。主减速器传动比是4.10,则齿圈的齿数是输入小齿轮齿数的4.10倍。 汽车转弯时,车轮必须以不同的速度旋转。当车辆笔直向前行驶时,两个驱动轮以相同的速度旋转。输入小齿轮转动齿圈和保护架,同时保护架内的小齿轮均不旋转,这样两侧齿轮均被有效锁定到保护架。

    离合器?
    离合器通过控制发动机和变速器之间的滑程,使我们可以轻松地将旋转着的发动机连接到没有旋转的变速器上。
    离合器对于带有两个旋转轴的设备很有用。离合器连接了两个轴,这样它们可以锁定在一起,以同样的速度旋转,或者分离,以不同的速度旋转。

    离合器作用力的大小取决于离合器片和飞轮之间的摩擦力以及弹簧对压盘的压力的大小。离合器中摩擦力的工作方式与制动器的原理摩擦部门描述的缸体的工作方式一样,只不外它是将弹簧压在离合器片上,而不是依赖重力将物体压向地面。
     离合器如何接合和分离
     踩下离合器踏板时,电缆或液压活塞将推动分离叉,从而向膜片弹簧的中间部位按压分离轴承。 因为膜片弹簧的中间部位被推入,弹簧外侧四周的一组销将导致弹簧将压盘从离合器盘上拉开(参见下图)。
     这可使离合器从旋转着的发念头上分离。汽车需要变速器,这是由汽车发念头的物理特性决定的。 首先,任何发念头都有速度极限,转速超过这个最大值,发念头就会爆炸。 其次,假如读过马力及其应用,您就会知道,在马力和扭矩都达到最大值时,发念头的转速变化范围很小。 例如,发念头可能在5,500转/分时产生最大马力。 在汽车加速或者减速时,变速器的存在使发念头与驱动轮之间的齿比能够发生变化。 通过改变齿比,就能使发念头转速保持在速度极限以下,并且使发念头接近最佳机能转速区。

    无级变速器(CVT)的概念:
    发动机总是以单一的最佳性能转速运行,因为在理想情况下,变速器齿比变化范围非常大.

    变速器输入轴的转速与发动机相同,因为它通过离合器与发动机连接。

    典型的齿比: 挡位速比发动机转速为3000转/分时变速器输出轴的转速一挡2.315:11,295二挡1.568:11,913三挡1.195:12,510四挡1.000:13,000五挡0.915:13,278

    上图显示了处于空挡状态的简单两速变速器。

    绿色轴将发动机与离合器连接起来。 绿色轴和绿色齿轮连在一起,形成一个整体。
    红色轴及红色齿轮称为副轴,连为一个整体,副轴上的所有齿轮和副轴本身作为整体旋转。
     绿色轴与红色轴直接通过各自的啮合齿轮连接起来,当绿色轴转动时,红色轴也会转动。
    可以这么说,一旦离合器接合,副轴就直接从发动机获得动力。
    黄色轴是花键轴,可以通过连接到汽车驱动轮的差速器直接与驱动轴相连。车轮转动,黄色轴也将随之转动。
    蓝色齿轮连在轴承上,随黄色轴转动。 发动机关闭,但汽车还在滑行,在蓝色齿轮和副轴停止运动时,黄色轴仍可能在蓝色齿轮内部转动。
    轴环将两个蓝色齿轮中的一个连接到黄色驱动轴上。 它通过齿槽直接与黄色轴相连,并与黄色轴一起转动。 但轴环也可以沿着黄色轴左右滑动,从而选择性地接合两个蓝色齿轮中的一个。 轴环中的齿称为犬齿,可与蓝色齿轮侧面的孔相接合。

    图中,发动机的绿色轴转动副轴,副轴则转动右边的蓝色齿轮。 齿轮通过轴环驱动黄色驱动轴。 同时,左边的齿轮也在转动,但只是在其轴上空转,对黄色轴并不产生影响。当轴环位于两个齿轮之间时(如第一图所示),变速器为空挡状态。 黄色轴上以不同速率运转的两个蓝色齿轮都通过其与副轴的速比来控制。

    下图是一个带倒挡的四速变速器的内部工作状况.


    一挡和二挡中的情形如上图所示。

    三个拨叉,由换挡杆接合的三个杆控制。 俯看换挡叉轴,它们在空挡、倒挡。
    可以看到,左右移动变速杆也是在接合不同的拨叉(从而接合不同的轴环)。
    换挡杆中部有一个旋转点。 在将旋钮前推接合一挡齿轮时,实际上是在推动杆和拨叉,以便将一挡齿轮拉回来。 将旋钮前后移动也就移动了轴环,使它们接合一个齿轮


    一个小惰轮(紫色)来操控倒挡齿轮。 上图中的蓝色倒挡齿轮总是与其他所有蓝色齿轮的转动方向是相反的。也就是说当汽车运行向前时,不能将变速器切换到倒挡(因为犬齿不能啮合)。 它们会产生大量的噪音,同步器新式客车的手动变速器采用同步器,这样就不需要使用双踩离合。

     那同步器有什么用呢?
    在与犬齿接触前,使轴环与齿轮发生有摩擦的接触。 这样,在犬齿接合前,就可以使轴环和齿轮速度达到同步,如上图所示。

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