分動箱的功能和工作原理
分動箱的功能
分動箱的作用是將分動箱輸出的動力分配給驅(qū)動橋,增加扭矩。分動箱也是齒輪傳動系統(tǒng),獨立固定在車架上,其輸入軸與分動箱輸出軸相連。分動箱有幾個輸出軸,分別通過一個萬向傳動裝置與各個驅(qū)動橋連接。
由于越野車發(fā)動機輸出的扭矩大,即使在高速行駛時也能輸出大扭矩,變速箱的傳動比變化很大,能很好地滿足車輛的要求。因此,根據(jù)越野車的主要技術指標、發(fā)動機功率、車速和車輛行駛條件,確定分動箱結構的選擇、主要零部件的設計參數(shù)和設計計算。
一般情況下,分動箱安裝在多軸驅(qū)動車輛的變速器后面,用于向各驅(qū)動橋傳遞和分配動力,同時也作為輔助變速器。有兩個永久檔,低檔也叫助力檔。為了不使后驅(qū)動橋過載,設置了永久互鎖機構,使助力檔位只有在前驅(qū)動橋掛檔后才能掛檔,用于克服汽車在不良路面和無道路地區(qū)行駛阻力大,獲得最低穩(wěn)定車速(通常在發(fā)動機最大扭矩下2.5 ~ 5km/h);高檔直接檔或低速檔。
在多軸驅(qū)動汽車中,為了將從變速器輸出的動力分配到每個驅(qū)動軸,通常安裝分動箱。
分動箱的基本結構
分動箱的基本結構也是齒輪傳動系統(tǒng)。其輸入軸直接或通過萬向傳動裝置與變速器的第二軸連接,而其輸出軸通過萬向傳動裝置與每個驅(qū)動橋連接。
分動箱類型
(1)分時驅(qū)動(非全時四驅(qū))
這是四驅(qū)系統(tǒng),駕駛者可以手動選擇兩驅(qū)和四驅(qū)。駕駛員根據(jù)路況,通過打開或關閉分動箱來改變兩驅(qū)或四驅(qū)模式,這也是一般越野車或四驅(qū)SUV最常見的駕駛模式。最明顯的好處就是可以根據(jù)實際情況選擇駕駛模式,更經(jīng)濟。
(2)全時駕駛(全時四驅(qū))
這種傳動系統(tǒng)不需要駕駛員選擇操作,前后輪始終保持四驅(qū)模式。行駛時,發(fā)動機輸出扭矩設置為前后輪50: 50,使前后輪保持相同的扭矩。全時驅(qū)動系統(tǒng)具有良好的駕駛機動性和跟蹤性。有了全時四驅(qū)系統(tǒng),你可以在鋪好的路面上平穩(wěn)行駛。但它的劣勢也很明顯,就是和地溝油相比,它的經(jīng)濟性不夠好。此外,車輛沒有任何控制輪胎速度差的裝置。輪胎一旦離開地面,往往會使車輛停留在那里,無法前進。
(3)實時駕駛(4WD)
裝有適時駕駛系統(tǒng)的車輛可以通過電腦控制選擇適合當前情況的駕駛模式。在正常道路上,車輛通常采用后輪驅(qū)動模式。但一旦路面不良或驅(qū)動輪打滑,電腦會自動檢測并立即將發(fā)動機的輸出扭矩分配給前排的兩個車輪,自然切換到四驅(qū)狀態(tài),避免了駕駛員的判斷和手動操作,應用更簡單。但相比人腦,計算機的反應要慢一些,結果就是缺乏征服感和駕駛樂趣。
分動箱已經(jīng)發(fā)展到第五代;
第一代分動箱基本是分體結構,直齒輪傳動,雙換擋軸操作,鑄鐵外殼;
第二代分動箱雖然也是分體結構,但改為全錐齒輪傳動,單換擋軸操作,全鋁。
第五代分動箱采用壓鑄鋁合金,齒輪鏈驅(qū)動輸出。其低檔采用行星斜齒輪機構,輕便可靠,傳動效率高,操作簡單,結構緊湊,噪音更低。分動箱的結構特點是前輸出軸傳動系統(tǒng)采用低噪聲多排鏈傳動。與齒輪傳動相比,鏈傳動具有傳動平穩(wěn)、噪音低、中心距誤差小、承載負荷小、抗共振等優(yōu)點。分動箱的作用特點是扭矩容量大、重量輕、傳動效率高、噪音低、換擋輕便準確,大大改善了多驅(qū)動車輛的扭矩分配,從而提高整車性能。
分動箱的工作原理
分動箱的每個軸由兩個圓錐滾子軸承支撐,軸承的松緊由相應的調(diào)整墊調(diào)整。
越野車在良好的路面上行駛時,為了減少動力消耗和傳動系統(tǒng)零件及輪胎的磨損,一般需要切斷前軸的動力。越野行駛時,如果需要低速動力,為了防止后輪軸和中央軸過載,低速動力應該由所有驅(qū)動橋共享。所以對分動箱的操縱機構有如下要求:先接前橋再掛加速檔,先出低速檔再脫前橋。
分動箱和前驅(qū)動橋離合器(博格華納)的控制原理
1.當分動箱在4WD和2WD之間切換時,有以下幾個基本邏輯:駕駛員向ECU傳達自己的意圖;通過按鈕;指令ECU啟動電磁同步裝置,指令換擋電機掛分動器4h;四小時后,四秒鐘后,當速度差為零時,ECU指示前橋離合器工作以接合前橋。前橋接合5秒后,電磁同步裝置停止工作。
2.博格華納電控分動箱ECU讀取車速信號、離合器動作信號、分動箱位置信號和前橋離合器位置信號。通過ECU的邏輯運算,可以合理控制分動箱與前驅(qū)動軸離合器之間的致動邏輯關系,從而在高速狀態(tài)下實現(xiàn)2WD與4WD之間的切換,也可以合理控制前驅(qū)動軸離合器的工作狀態(tài)。此外,為了實現(xiàn)高速時2WD和4WD之間的切換,博格華納電控分動箱的2WD和4WD之間的切換機構配備了類似同步器的機構,這是一種電磁鐵機構,可以快速同步檔位之間的速度差。
手動博格華納分動箱也可以配備電磁同步機構,但是成本會增加,所以手動博格華納分動箱和電控分動箱沒有太大區(qū)別。
3.電控分動箱的ECU隨分動箱總成一起帶來。如果你想控制手動分動箱上的前驅(qū)動離合器,你必須給分動箱增加一個控制ECU和一個分動箱檔位傳感器。應該重新校準ECU的控制邏輯。為了在高速時2WD和4WD之間平穩(wěn)切換,最好加一個帶同步器功能的電磁裝置。
4.分動箱和前驅(qū)動橋離合器的控制邏輯與發(fā)動機和變速器的控制ECU無關。
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