汽车限滑差速器根据工作原理可以分为哪几种?

根据其工作原理,目前使用的限滑差速器可分为三类:扭矩敏感型、速度敏感型和主动控制型。

所谓扭矩敏感型限滑差速器,是指差速器的限滑扭矩与差速器壳体的输入扭矩密切相关,简称扭矩限滑差速器。所谓速敏限滑差速器,是指差速器的限滑扭矩与差速器左右半轴的转速差密切相关,简称限速差速器。所谓主动控制差速器,是指通过电子装置或电液控制装置实现限滑,能使两侧驱动轮实时获得更好的驱动附着效果的限滑差速器,简称主动限滑差速器。

扭矩限滑差速器以其优越的性能和适中的价格受到市场的青睐。而转速限滑差速器一般是借助液体的粘滞摩擦特性或特殊的齿形来实现对差速的感知。随着科技的发展和电子技术的突破,主动控制限滑差速器将会有更好的发展空间。

1.扭矩限制滑动差速器

(1) Torsten限滑差速器。托森是扭矩吗?sensing的缩写,其含义是扭矩敏感。这种类型的差速器是最典型的齿轮齿限滑差速器。其最早的型号T-1已经广泛应用于四驱汽车。它利用蜗轮传动的不可逆原理和齿面的高摩擦条件,使差速器根据其内部的差速扭矩(差速器的内摩擦扭矩)自动锁止或解锁,即在差速扭矩较小时起差速作用,过大时自动锁止一定程度的差速器,有效提高了汽车的通过性。

(2)摩擦片限滑差速器。摩擦片式限滑差速器是在对称锥齿轮差速器的基础上发展起来的。它是限滑差速器最早的结构形式,应用广泛,也是目前市场占有率较高的扭矩限滑差速器。这种限滑差速器的主要思想是增加差速器的内摩擦力矩,实现差速器动作的“限制”。为了增加差速器中的摩擦力矩,通常在半轴齿轮和差速器壳之间安装主动摩擦片和从动摩擦片,十字轴由两根相互垂直的行星齿轮轴组成,行星齿轮轴的端部做成凸V形楔槽,与差速器壳孔上的凹V形楔槽相配合,两根行星齿轮轴的V形面反向安装。除了Torsten型和摩擦片型,扭矩限滑差速器还有锥盘式和滑块凸轮式。

2.限速滑动差速器

最典型的转速限滑差速器是粘性差速器,它利用液体的粘性摩擦特性来限滑,其限滑功能取决于前后桥(桥间差速器)或左右轮(轮间差速器)的转速差。粘性差速器有两种工作状态:剪切状态和驼峰状态。

3.主动限滑差速器

扭矩式限滑差速器和转速式限滑差速器根据工作时对扭矩差和转速差的感知实现限滑差速器功能,具有自动适应和自我调节功能,驾驶员无法主动控制。因此,在一些轿车和越野车中,采用主动控制限滑差速器。目前主动控制限滑差速器有三种结构形式——电磁式、电液式和马达式。下面介绍前两种。

(1)电磁。电磁主动限滑差速器多以摩擦片差速器为基础,通过电磁力实现限滑性能的主动控制。一般情况下,相关传感器会采集车辆运行状况、道路工况等信息,并传输至电子控制单元。电子控制单元对这些信息进行分析、判断和处理,然后根据内置的控制程序对电磁装置的电磁力进行调节和控制,通过凸轮等执行机构放大电磁力,在摩擦元件上形成压紧力,从而产生内摩擦力矩,形成限滑功能。由于电磁装置的电磁力可以根据工况主动调节,因此可以改变内摩擦力矩,即动态改变锁止系数,实现实时主动控制,从而更好地满足汽车使用的需要。

(2)电液式。电液主动限滑差速器也是基于摩擦片式差速器,一般与液压泵式差速器类似,只是液压泵式差速器中的油压是被动产生的,而电液主动限滑差速器中的油压是主动调节的。电控单元对车辆工况、道路工况等信息进行分析、判断、处理后,根据控制程序控制电控液压阀,实现油压的主动调节,改变其内摩擦力矩,从而动态改变其锁止系数,实现实时主动控制。