帶軸間差速器地分動器特性分析報告材料

1、帶軸間差速器的分動器特性分析招聘（廣告）在多軸驅(qū)動的汽車上設(shè)有 分動器，它位于變速器與驅(qū)動橋之間的傳動鏈中，用來增大變速 器輸出的轉(zhuǎn)矩，以擴大變速范圍，并將轉(zhuǎn)矩分配給各驅(qū)動橋。2、分動器類型及其特點：從結(jié)構(gòu)和功能來看，分動器可分為兩大類。2.1、一般齒輪式 分動器一般齒輪式分動器驅(qū)動前、后橋的兩根輸出軸 4和3,在接合前驅(qū)動嚙合套 5時為剛性連 接（圖I a、b）。這類分動器結(jié)構(gòu)簡單，過去在各類全輪驅(qū)動的汽車上廣泛使用，其缺點是不 能保證前、后輪的地面速度相等，在行駛過程中不可避免地要產(chǎn)生功率循環(huán)現(xiàn)象，這將使 驅(qū)動輪載荷大幅度增加，輪胎及機件磨損加劇，燃油經(jīng)濟性下降。為此，需在分動器中另設(shè)分離

2、前橋驅(qū)動的裝置（圖1中的嚙合套5），在汽車通過滑溜路段時可以接合前橋。另外，一般齒輪式 分動器分配給前、后橋的轉(zhuǎn)矩比例不定（隨此兩橋所受附著力的比例而變）。這樣雖然會增加附著條件較好驅(qū)動橋的驅(qū)動力，但可能使該橋因超載而損壞。因此，目前采用這類 分動器的汽車越來越少。22、帶軸間差速器的 分動器帶軸間差速器的 分動器在前、后輸出軸4和3之間有一個行星齒輪式軸間差速器6（圖lc、d）。它正好克服了上述缺點，兩根輸出軸可以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，并按一定的比例將轉(zhuǎn)矩分配給前、后驅(qū)動橋，既可使前橋經(jīng)常處于驅(qū)動狀態(tài)，又可保證各車輪運動協(xié)調(diào)，所以不需另設(shè)接離前橋驅(qū)動的裝置。在選用帶軸間差速器的 分動器時，盡量使前

3、、后橋轉(zhuǎn)矩分配接近于軸荷分配，并使任一橋的最大輸入轉(zhuǎn)矩不超過該橋的允許輸入轉(zhuǎn)矩。為了避免在某一橋的車輪打滑時完全喪失驅(qū) 動力，這類 分動器需設(shè)軸間差速鎖7（圖1 c、d），以便在某一橋車輪出現(xiàn)打滑的情況下將 分動器的前、后輸出軸鎖為一體，提高通過性。3、帶軸間差速器的 分動器特性分析帶軸間差速器的 分動器中一般設(shè)置單排行星機構(gòu)差速器，可進行運動分解（差速）和合成；并使分動器結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力大、工作平穩(wěn)、噪聲小、壽命長。分動器中的軸間差速器實質(zhì)上是一個二自由度的差動輪系，其中行星架為主動件， 而中心輪及齒圈為從動件，分別與前、后驅(qū)動橋的輸出軸相連（見圖1 c、d）。兩從動件受一定的外界條件（如

4、阻力轉(zhuǎn)矩）的約束，從而使行星排可靠地傳動。3.1、轉(zhuǎn)矩分配特性圖2為帶軸間差速器的 分動器傳動示意圖，其中 分別為太陽輪（至前輸出軸）、齒圈（至后輸出軸）及行星架的轉(zhuǎn)動角速度；分別為太陽輪、齒圈及行星架的轉(zhuǎn)動半徑。在分動器前、后輸出軸等速運轉(zhuǎn)時，有 行星輪4只有公轉(zhuǎn)而無自轉(zhuǎn) ，行星輪上A、B、C三點的線速度分別為：即所以此時，整個行星排類同于一個整體參與傳動，差速器不起作用。由于行星輪不自轉(zhuǎn)， 其上A,B兩點受力必然相等，即式中：分別表示行星輪上 A,B,C三點的受力（見圖3c）。設(shè)行星架3上所受驅(qū)動轉(zhuǎn)矩為則即所以，分配給前、后輸出軸上的轉(zhuǎn)矩分別為：式中：為行星排特性參數(shù)； 分別為太陽輪及齒圈

5、齒數(shù)。因而有即例如奔馳1926型汽車，則計算得 =35. 6% ；該分動器把約64%的轉(zhuǎn)矩分配給后橋，3 6%的轉(zhuǎn)矩分配給前橋。這一比例與該車前、后橋軸荷的分配比例相近，因而有效地利用了 車輪與地面間的附著條件。又如斯太爾重型汽車的 VG1200型分動器，、。即分動器把30%的轉(zhuǎn)矩分配給前橋，70% 的轉(zhuǎn)矩分配給后輸出軸，再由此平均分配給中、后橋。3.2、差速特性分動器前、后輸出軸等速轉(zhuǎn)動的情況在汽車實際運行中很少發(fā)生。由于車輪半徑差異、路面狀況及汽車轉(zhuǎn)彎行駛等原因，軸間差速器將起作用。為使分析簡化起見，僅以雙軸驅(qū)動 汽車的軸間差速器為例子以說明（見圖3）。假設(shè)汽車前橋車輪的滾動半徑大于后橋車

6、輪。為使前、后橋車輪輪軸的實際平移速度與汽車行駛速度相一致，必將產(chǎn)生前輪滑轉(zhuǎn)后輪滑移的運動趨勢，因而引起地面對前后車輪產(chǎn) 生不同方向的附加切向反力 ，如圖3中的（a）, （b）所示，圖中 為驅(qū)動橋總減速比。這些附 加切向反力反映到 分動器行星輪上為，將使行星輪所受轉(zhuǎn)矩不再平衡，而發(fā)生自轉(zhuǎn)，其自 轉(zhuǎn)角速度為（見圖3c）。由于行星輪的自轉(zhuǎn)，其上A、B兩點的線速度也將發(fā)生相應(yīng)的速度增量、（見圖2）即相應(yīng)的角速度分別為：（1）（2）可見，差速時的增量分別為：即或（3）上式表明，分動器前輸出軸轉(zhuǎn)速的增大量（或減少量），為后輸出軸轉(zhuǎn)速的減少量（或增大 量）的 倍。故在任何時候 分動器中的軸間差速器都能按此

7、規(guī)律運轉(zhuǎn)，這樣就可避免全輪驅(qū) 動時的功率循環(huán)現(xiàn)象。由于差速器兩輸出軸的轉(zhuǎn)速保持了上述關(guān)系，從而使前、后車輪輪 軸的平移速度趨于相等，各車輪也能保持純滾動而無滑動狀態(tài)。這種差速器的行星排摩擦阻力轉(zhuǎn)矩很小，所以附加的轉(zhuǎn)矩也很小，可認為差速器兩輸出軸的轉(zhuǎn)矩分配仍符合上述關(guān)系。將（1）,式相加，有（4）將（1）,式相減，有（5）再將（5式代入（4）式得：（6）以轉(zhuǎn)速n代替角速度 則（4）, （5）,式分別為：由（7）式可知，分動器的軸間差速器前、后輸出軸轉(zhuǎn)速之和并不等于傳統(tǒng)差速器中差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍，它還與行星輪自轉(zhuǎn)速度有關(guān)。又由（9）式可知，行星架轉(zhuǎn)速為前、后輸出軸轉(zhuǎn)速的加權(quán)平均值，加權(quán)系數(shù)分別為和由（8）式可知，對于任意大小的前、后輸出軸的轉(zhuǎn)速差，均有相對應(yīng)的行星輪自轉(zhuǎn)速度即通過 的不斷變化，可滿足汽車前、后輸出軸的差速要求。3.3、分動器特性對汽車通過性影響帶軸間差速器的分動器兩輸出軸上的輸出轉(zhuǎn)矩始終保持一定的比例關(guān)系，這對汽車通過困難路段是很不利的。例如，當汽車某一車橋的車輪（如前橋車輪）處于附著力較小的路面，其它車橋的車輪處于良好路面時，則汽車在行駛阻力較大的情況下，由于分動器的軸間差速器作用，處于良好路面上的車輪停止不動，而分動器前