带轴间差速器的分动器特性分析.docVIP

带轴间差速器的分动器特性分析 - 在多轴驱动的汽车上设有分动器，它位于变速器与驱动桥之间的传动链中，用来增大变速器输出的转矩，以扩大变速范围，并将转矩分配给各驱动桥。2、分动器类型及其特点：从结构和功能来看，分动器可分为两大类。2.1、一般齿轮式分动器? 一般齿轮式分动器驱动前、后桥的两根输出轴4和3，在接合前驱动啮合套5时为刚性连接(图l a、b)。这类分动器结构简单，过去在各类全轮驱动的汽车上广泛使用，其缺点是不能保证前、后轮的地面速度相等，在行驶过程中不可避免地要产生功率循环现象，这将使驱动轮载荷大幅度增加，轮胎及机件磨损加剧，燃油经济性下降。为此，需在分动器中另设分离前桥驱动的装置(图1中的啮合套5)，在汽车通过滑溜路段时可以接合前桥。? 另外，一般齿轮式分动器分配给前、后桥的转矩比例不定(随此两桥所受附着力的比例而变)。这样虽然会增加附着条件较好驱动桥的驱动力，但可能使该桥因超载而损坏。因此，目前采用这类分动器的汽车越来越少。2.2、带轴间差速器的分动器? 带轴间差速器的分动器在前、后输出轴4和3之间有一个行星齿轮式轴间差速器6(图lc、d)。它正好克服了上述缺点，两根输出轴可以不同的转速旋转，并按一定的比例将转矩分配给前、后驱动桥，既可使前桥经常处于驱动状态，又可保证各车轮运动协调，所以不需另设接离前桥驱动的装置。? 在选用带轴间差速器的分动器时，尽量使前、后桥转矩分配接近于轴荷分配，并使任一桥的最大输入转矩不超过该桥的允许输入转矩。为了避免在某一桥的车轮打滑时完全丧失驱动力，这类分动器需设轴间差速锁7(图1 c、d)，以便在某一桥车轮出现打滑的情况下将分动器的前、后输出轴锁为一体，提高通过性。3、带轴间差速器的分动器特性分析? 带轴间差速器的分动器中一般设置单排行星机构差速器，可进行运动分解(差速)和合成;并使分动器结构紧凑，承载能力大、工作平稳、噪声小、寿命长。? 分动器中的轴间差速器实质上是一个二自由度的差动轮系，其中行星架为主动件，而中心轮及齿圈为从动件，分别与前、后驱动桥的输出轴相连(见图1 c、d)。两从动件受一定的外界条件(如阻力转矩)的约束，从而使行星排可靠地传动。3.1、转矩分配特性图2为带轴间差速器的分动器传动示意图，其中 分别为太阳轮(至前输出轴)、齿圈(至后输出轴)及行星架的转动角速度； 分别为太阳轮、齿圈及行星架的转动半径。在分动器前、后输出轴等速运转时，有 行星轮4只有公转而无自转 ，行星轮上A、B、C三点的线速度分别为：即 所以 此时，整个行星排类同于一个整体参与传动，差速器不起作用。由于行星轮不自转，其上A,B两点受力必然相等，即 式中： 分别表示行星轮上A,B,C三点的受力(见图3c)。设行星架3上所受驱动转矩为 则即 所以，分配给前、后输出轴上的转矩分别为: 式中: 为行星排特性参数; 分别为太阳轮及齿圈齿数。因而有 即 例如奔驰1926型汽车 ，则计算得 =35. 6% ； 该分动器把约64%的转矩分配给后桥，36%的转矩分配给前桥。这一比例与该车前、后桥轴荷的分配比例相近，因而有效地利用了车轮与地面间的附着条件。又如斯太尔重型汽车的VG1200型分动器， 、 。即分动器把30%的转矩分配给前桥，70%的转矩分配给后输出轴，再由此平均分配给中、后桥。3.2、差速特性? 分动器前、后输出轴等速转动的情况在汽车实际运行中很少发生。由于车轮半径差异、路面状况及汽车转弯行驶等原因，轴间差速器将起作用。为使分析简化起见，仅以双轴驱动汽车的轴间差速器为例子以说明(见图3)。假设汽车前桥车轮的滚动半径大于后桥车轮。为使前、后桥车轮轮轴的实际平移速度与汽车行驶速度相一致，必将产生前轮滑转后轮滑移的运动趋势，因而引起地面对前后车轮产生不同方向的附加切向反力 ，如图3中的(a), (b)所示，图中 为驱动桥总减速比。这些附加切向反力反映到分动器行星轮上为 ，将使行星轮所受转矩不再平衡，而发生自转，其自转角速度为 (见图3c) 。? 由于行星轮的自转，其上A 、B两点的线速度也将发生相应的速度增量 、(见图2)即? ? 相应的角速度分别为:? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1）? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （2）可见，差速时 的增量分别为: 即 或? ? ? ? ? ? （3）? 上式表明，分动器前输出轴转速的增大量(或减少量) ，为后输出轴转速的减少量(或增大量) 的 倍。故在任何时候分动器中的轴间差速器都能按此规律运转，这样就可避免全轮驱动时的功率循环现象。由于差速器两输出轴的转速保持了上述关系，从而使前、后车轮轮轴的平移速度趋于相等，各车轮也能保持纯滚动而无滑动状态。? 这种差速