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分析奥迪自锁式中央差速器结构比较与原理
来源:汽车维修  作者:佚名  2016-07-09 17:15:52

    (三)C 型:行星齿轮式中央差速器
    奥迪第一代 Q7 车型不论在坚实的路面上还是越野行驶时,车辆的动态性能都相当出色,新开发的行星齿轮式非对称动态力矩分配中央差速器正是传动系统中的核心部件。
    如图 5 所示,行星齿轮式中央差速器动力由空心轴输入,空心轴由花键和差速器壳体连接,行星齿轮架和差速器壳体用螺栓连接在一起。当前后轴无相对的转速差时,差速器壳体带动行星架旋转,在行星架上的 6 个行星齿轮公转(没有自转)。行星轮带动太阳轮旋转,并将动力传递给和太阳轮花键连接的链轮。行星轮同时驱动齿圈旋转,齿圈和驱动毂花键连接,驱动毂带动驱动轴以及法兰盘,使动力向后桥传递。此时差速器内的摩擦片之间没有轴向的压力作用,所以摩擦片不起作用,减少了机械磨损和扭矩的损失。根据设计的太阳轮和齿圈的直径大小,大致可以计算出前后轴的扭矩分配为 42:58。

    当车辆过弯或前后轴转速有差异时,行星齿轮在公转的同时产生自转,于是前后轴产生差速,并且扭矩由转速高的轴向转速低的轴分配。由于行星齿轮差速器内的各个齿轮都是特定的斜齿,差速产生的驱动力矩向轴向压迫各个摩擦片,从而产生一个摩擦系数。

    在车辆处于牵引模式中,摩擦力矩使齿圈和差速器壳体之间摩擦力增大,太阳轮和行星架之间的摩擦力增大,起到了锁止作用,此时前桥产生最大的扭矩分配 60%,后桥则为 40%。

    在车辆处于滑行模式中,摩擦力矩使齿圈压向行星轮,太阳轮压向驱动毂和差速器壳体,当产生最大锁止力矩时,后桥产生最大力矩分配为80%,此时前桥的力矩为 20%。

    锁止力矩加上基本的扭矩分配决定了前后桥上的最大扭矩分配,中央差速器对前后桥的扭矩变化作出反应,也决定了 C 型差速器是动态力矩的分配特性。

    C 型差速器根据与其搭配的变速器不同,有 3 种不同轴颈长度和输入轴的输入形式,但差速器内部的行星齿轮系结构几乎没有变化,原理也基本相同。前后轴基本分配扭矩大致为 40:60。

  (四)D 型:冠状齿轮中央差速器
    在 2010 年为了庆祝 quattro 发明 30 周年,德国奥迪公司推出了新一代全时四驱系统———配备冠状齿轮中央差速器。这种差速器和前代产品一样都属于自锁式中央差速器,可实现非对称的扭矩分配功能。但是冠状齿轮差速器的结构更加紧凑、体积更小巧且重量更轻。

    如图 6 所示,变速器输出的扭矩通过实心轴输入差速器,与差速器壳体内的花键毂相连,花键毂和差速器外壳依靠行星轮轴刚性连接在一起。4 个行星轮轴将扭矩传至行星齿轮,行星齿轮再将扭矩传至前后桥的 2个冠状齿轮上。前桥冠状齿轮通过空心轴将动力传至前桥,后桥冠状齿轮通过与之花键连接的实心输出轴将动力传至后桥。当前后轴没有产生转速差时,行星轮不会绕行星轮轴自转,只随着差速器壳体公转,此时为冠状齿轮差速器的基本力矩分配。由于前桥冠状齿轮与后桥冠状齿轮的分度圆直径比值大约为 2:3,所以此时前后桥的基本力矩分配为 40:60,形成非对称力矩分配。

    在车辆转弯或者经过道路条件不好的路面时,前后桥产生一定的转速差时,此时冠状齿轮差速器内的行星轮开始自转,前后桥便产生差速效果,并且产生动态的力矩分配,这种动力的分配可以无延迟的完成。当前桥或者后桥失去牵引力或者打滑的情况下,由于差速器内的各个齿轮形式都为斜齿,于是在行星齿轮和冠状齿轮之间就会产生一个轴向力,使得 2 个冠状齿轮分别向外压紧多片离合器,产生一个接合力矩将冠状齿轮和差速器壳体连接在一起,由此就形成了相应的锁紧作用。这个力矩的大小取决于轴向力和齿轮几何外形。

    在后桥打滑且没有超过最大的锁紧力矩时,最大可将 70%的变速器输出扭矩分配给前桥。在前桥打滑且没有超过最大锁紧力矩时,最大可将85%的扭矩分配给后桥。这样的动力分配使得冠状齿轮差速器的工作范围更加宽泛。

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