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777永利 - 汽车与钟表的关系,奇思妙想差速器,竟然出自一名钟表匠之手

   日期:2019-12-30 10:14:04     来源:上杭网    浏览:1138    评论:0    

777永利 - 汽车与钟表的关系,奇思妙想差速器,竟然出自一名钟表匠之手

777永利,如果有人问你是先有的鸡还是先有的蛋,也许你不是很好回答。但如果有人问你是先有的差速器还是先有的四驱汽车,那么你可以肯定地告诉他,先有差速器,后有四驱汽车。差速器的历史比四驱汽车还悠久。四驱汽车的进步,完全依赖差速器及相关技术的进步。那么你知道差速器的来历么?一起爱看看吧!

早期四驱汽车致命弱点

四驱汽车就是指将四个车轮都与发动机动力系统相连并能获得动力的车型。但是,如果将四个车轮与动力系统直接连接,那么也意味着四个车轮被连接在了一起,它们的转速都应该是一样的。但这样的话,直线行驶没有什么问题,但是转弯时就麻烦了,因为汽车转弯时四个车轮行驶的轨迹不一样,外侧前轮的转弯半径最大,其次是外侧后轮,再其次是内侧前轮,而内侧后轮的转弯半径最小。如果将四个车轮硬连接在一起,那么在汽车转弯时一些车轮就会摩擦地面,也就是相当于制动。如果是在铺装路面,那么这种汽车就很难转弯了,尤其是在急弯时更困难。

急转弯四轮干涉现象

正是由于四个车轮在弯道上的行驶轨迹不一样,也使得前轮和后轮之间“较劲”。从下图可以看出,两个前轮的平均转弯半径要大于两个后轮的平均转弯半径,也就是说,前轴的转速相对于后轴的转速必须要快一些才能顺利转弯,但由于四个车轮“硬性”连接在一起,以同样的转速转动,这样就会出现前轴拉动后轴转动而后轴阻碍前轴转动的现象,也就是前后轴出现干涉现象。

差速器的原理及分类

我们可以知道有实用价值的四驱汽车至少应该是这样的:发动机动力能够自如地传递到四个车轮,但四个车轮之间在行驶中又不相互干涉。想要做到这一步就需要差速器来实现。差速器在四驱汽车发明之前就出现了,大约在1825年就由法国人发明了差速器。它那巧妙的构造使它可以吸收两个轴上的转速差,可以使两个轴以不同的转速运作,但同时又能拥有相等的转矩。

如果按差速器构造形式划分,现在汽车上最常用的是锥齿轮差速器(也叫行星锥齿轮差速器或伞齿轮差速器)和行星齿轮差速器。

如果按所处位置或者所起作用划分,则有轮间差速器和轴间差速器(也称中央差速器)。

法国人发明的差速器

差速器的原型是机械表差速调节摆,在1815年年轻的钟表匠佩克库尔发明了机械表差速调节摆,它与车辆差速器有异曲同工之妙,在获得法国钟表业的最高评价后,佩克库尔在法国国立高等艺术学院任教,在这期间认识了许多的知识大家,尤其是车辆概念设计师。后来从设计师哪里知道了尚未解决的自驱动车辆转弯问题,一向热爱机械齿轮的佩克库尔便被迷住了。

经过接近一年的反复实验,佩克库尔制作出了第一个齿轮模型,巧妙地利用机械钟表中调节钟摆,设计出世界上首个差速器理论模型。1828年4月25日,佩克库尔的差速器成功获得专利,在他专利申请中有这么一句话:该专利能实现同一个轴上的两个驱动轮,可以用不同的速度旋转,既能驱动车辆又能安全转弯。

差速器的先天弱点

差速器的优点非常明显,但它的缺点也很麻烦。差速器就像是一把双刃剑,在为四驱汽车提供差速功能、帮助车辆顺利转弯的同时,也埋下了隐患。为了让四驱汽车顺利转弯,在汽车的前轴、后轴和轴间都安装了差速器,它们分别用来吸收两个前轮间转速差、两个后轮间转速差以及前轴和后轴间的转速差,而且开放式的差速器可以无限吸收转速差,即使一个车轮飞转、另一个车轮静止不动,差速器也能吸收它们之间的转速差。

这就是它的先天弱点,差速器的特点就是让两个转速不同的车轮具有完全相等的驱动力。但是,大家考虑过没有,如果一个车轮出现打滑,比如右后轮打滑,此时右后轮上产生的驱动力约为零。根据差速器的特点,左后轮上产生的驱动力也接近零,也就是说左后轮停止不转,那么两个后轮上的驱动力都为零,进而会导致后轴上的驱动力为零。

这样一来会怎么样?因为控制后轴和前轴的轴间还有差速器,那么当后轴上的驱动力为零时,前轴上的驱动力也跟着会变为零,从而导致两个前轮也会停止转动。

此时,右后轮打滑空转,另三个车轮停止转动,这样汽车只能通过抛锚来抗议了。就是说,在装有前、中、后三个开放式差速器的四轮驱动汽车上,如果有一个车轮打滑,汽车就无法前进了。

写在最后:

差速器的作用和缘由就说道这里了,但是这样的差速器很明显还是有着很大的缺陷,而且这样的车辆就算做出来了,也没有太大的实用价值。那么怎么样才能实现既能享受它的作用又能让它听话呢?请看下回分解。

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