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        改善汽車動力學性能的半主動差速器設計

        2015-12-29 03:07:57楊攀
        汽車文摘 2015年12期
        關鍵詞:半主動差速器半軸

        改善汽車動力學性能的半主動差速器設計

        差速器的主要功能是防止車輛轉(zhuǎn)彎時驅(qū)動輪的滑轉(zhuǎn),其分配給兩邊車輪的扭矩相同但行星齒輪可以有不同的轉(zhuǎn)速。然而,差速器并不是防止驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)的最佳方法,基于相同的扭矩分配,當一側(cè)車輪靜止、另一側(cè)車輪空轉(zhuǎn)的情況下,差速器可能引起某一側(cè)車輪的功率分配不合理。提高功率有效分配的最常見方法是抑制或限制差速器的差速作用。如果這種差速作用能夠通過電控系統(tǒng)實現(xiàn)精確控制,就可以把橫擺力矩作為控制對象,用轉(zhuǎn)矩矢量控制方法控制車身姿態(tài)。

        電控限滑差速器(LSD)也稱半主動差速器(SAD)所產(chǎn)生的橫擺力矩由驅(qū)動工況決定。因此,通過SAD來控制車身姿態(tài)具有更高的控制精度。

        當LSD執(zhí)行轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向操作并與地面附著時,內(nèi)側(cè)車輪轉(zhuǎn)速明顯比外側(cè)車輪的低,LSD抑制外側(cè)車輪與內(nèi)側(cè)車輪的轉(zhuǎn)矩差異,即作用給汽車一個反向的橫擺力矩。當側(cè)向加速度增加時,作用于內(nèi)側(cè)車輪的垂向載荷減小,削弱了兩個車輪上可以傳遞力的大小,最終使LSD產(chǎn)生的反向橫擺力矩減小。然而,由于作用于內(nèi)側(cè)車輪的阻力矩減小,因此內(nèi)側(cè)車輪又開始加速,而如果內(nèi)側(cè)車輪轉(zhuǎn)速比外側(cè)車輪的低,則LSD會一直將扭矩從外側(cè)車輪傳向內(nèi)側(cè)車輪。隨著兩個車輪的轉(zhuǎn)速達到一個平衡點,LSD傳遞的轉(zhuǎn)矩開始減少,如果側(cè)向加速度增加到一定值,則差速器開始將驅(qū)動力從內(nèi)側(cè)車輪傳向外側(cè)車輪。LSD轉(zhuǎn)向時轉(zhuǎn)矩分配見圖1。

        為研究SAD的差速鎖可能產(chǎn)生的影響,設計一個SAD目標樣件(圖2)。左側(cè)套筒源自于標準的開放式差速器,主要由左側(cè)太陽輪和左側(cè)半軸組成,外部殼體與懸架相連,中間殼體承受來自傳動系統(tǒng)的扭矩,安裝行星齒輪及其離合器裝置,將扭矩傳給半軸。右側(cè)套筒由右太陽輪、右半軸和右支架構成,上面安裝了SAD執(zhí)行系統(tǒng)即液壓活塞,活塞筒被集成在右支架上。

        仿真證明,上述系統(tǒng)能有效地控制汽車的姿態(tài)。

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